Chấn gấp Inox tấm: chọn dao–cối và tính góc chấn chính xác

Trong gia công Inox tấm, chất lượng góc chấn, độ chính xác kích thước và bề mặt phụ thuộc trực tiếp vào việc chọn dao–cối đúng và tính toán chuẩn ngay từ đầu. Bài viết này là hướng dẫn đầy đủ: so sánh phương pháp chấn, quy tắc chọn V-die và chày, công thức tính lực chấn, bán kính trong, BA/BD, K‑factor, kiểm soát hồi xuân, cùng các ví dụ thực tế để áp dụng ngay tại xưởng.

Tổng quan nhanh: phương pháp chấn và khi nào dùng

– Air bending (chấn nổi): Phổ biến nhất. Linh hoạt góc, lực chấn thấp. Bị ảnh hưởng hồi xuân, cần bù góc. Phù hợp đa số chi tiết Inox.
– Bottoming (ép đáy): Phôi tỳ đáy cối. Góc lặp lại ổn định hơn, hồi xuân ít hơn air bending. Lực cao hơn, dễ để lại vết; cần dụng cụ chuẩn.
– Coining (dập chảy): Ép thấm sâu triệt hồi xuân. Lực rất cao (3–5 lần air bending). Không khuyến nghị cho Inox dày vì biến cứng mạnh, rủi ro nứt và hao mòn dụng cụ, chỉ dùng cho tôn mỏng và bán kính rất nhỏ.

Gợi ý cho Inox: Ưu tiên air bending; chỉ dùng bottoming khi cần độ lặp lại góc cao/ít bù góc; hạn chế coining.

Chọn cối (V-die) theo chiều dày và yêu cầu bán kính

Quy tắc chọn khẩu độ V

– Quy tắc thực tế cho Inox (do có giới hạn bền cao và hồi xuân lớn hơn thép thường):
– t ≤ 3 mm: V ≈ 6–8 × t
– 3 mm < t ≤ 8 mm: V ≈ 8–10 × t - t > 8 mm: V ≈ 10–12 × t
– Chọn V lớn giúp giảm lực chấn và vết hằn, nhưng tăng bán kính trong; V nhỏ cho bán kính nhỏ và giảm hồi xuân, nhưng lực tăng và dễ xước.

Liên hệ giữa V-die và bán kính trong

– Với air bending, nếu chóp chày sắc (R_punch nhỏ), bán kính trong ước tính: Ri ≈ 0.16–0.20 × V (Inox thường lấy 0.18–0.20 × V).
– Nếu R_punch > (0.18 × V), Ri ≈ R_punch (bán kính theo chày).
– Nghĩa là:
– Cần Ri nhỏ: giảm V hoặc dùng chày có R lớn hơn “bán kính do V gây ra”.
– Cần Ri lớn, hạn chế vết: tăng V và/hoặc tăng R_punch.

Vật liệu và hoàn thiện bề mặt cối

– Ưu tiên cối thép công cụ đã tôi hoặc nitride, phủ TiN/TiCN hoặc chrome cứng để giảm dính bám (galling) khi chấn Inox.
– Dùng phim bảo vệ (urethane/foli) hoặc cối vai tròn để tránh hằn bề mặt Inox hairline/HL, No.4.

Chọn chày (dao): góc, bán kính và tải trọng

– Góc chày: 85–90° cho air bending (phổ biến 88°). Chày góc nhọn giúp bám phôi khi bù góc.
– Bán kính chóp chày (R_punch):
– Nếu muốn kiểm soát Ri, chọn R_punch ≥ 0.18 × V.
– Nếu ưu tiên lực thấp/hạn chế vết ở T nhỏ, dùng R_punch nhỏ hơn và điều khiển Ri theo V.
– Độ bền chày: chọn loại chịu mài mòn cao, phủ cứng khi chấn Inox số lượng lớn.
– Kiểm tra tải trọng cho từng loại chày/dài đoạn chấn theo catalog nhà sản xuất.

Tính lực chấn (tonnage): công thức và ví dụ

Công thức ước tính lực air bending

– F (kN/m) ≈ 1.42 × σUTS × t² / V
– σUTS: giới hạn bền kéo vật liệu (N/mm²)
– t: chiều dày (mm)
– V: khẩu độ cối (mm)
– Lực tổng F_total = F × L (với L là chiều dài đoạn chấn, m).
– Dự phòng an toàn máy: 20–30% so với lực tính.

Tham số σUTS tham khảo:
– SUS304: 520–620 MPa (dùng 600 MPa khi tính an toàn)
– SUS316: 550–620 MPa
– SUS201: 650–800 MPa (khó chấn hơn 304)
– SUS430: 450–550 MPa (độ giãn dài thấp hơn, dễ nứt ở bán kính nhỏ)

Ví dụ 1 (tính nhanh):
– Inox 304, t = 2.0 mm, chọn V = 16 mm (≈ 8×t), L = 1.0 m
– F (kN/m) = 1.42 × 600 × (2²) / 16 = 1.42 × 600 × 4 / 16 = 213 kN/m
– Đổi tấn/m: 213 / 9.81 ≈ 21.7 t/m → Đoạn 1 m cần ≈ 21.7 t.
– Máy 80 t chấn 2 m? Lực ≈ 43.4 t < 80 t (ok), nhưng cần tính thêm hệ số an toàn và crowning.

Tính bán kính, BA, BD và chiều dài triển (flat length)

K-factor và công thức

– K-factor (tỷ lệ vị trí trục trung hòa): Inox air bending thường 0.42–0.50 (khuyến nghị khởi tạo 0.45 cho 304/316); bottoming ~0.35–0.40; coining ~0.30–0.33.
– Bán kính trong Ri:
– Nếu R_punch ≤ 0.18 × V: Ri ≈ 0.18 × V (Inox)
– Nếu R_punch > 0.18 × V: Ri ≈ R_punch

Công thức:
– BA (bend allowance) = θ(rad) × (Ri + K × t)
– θ(rad) = θ(độ) × π/180
– Setback SB = (Ri + t) × tan(θ/2)
– BD (bend deduction) = 2 × SB − BA
– Flat length FL = L1 + L2 − BD (với L1, L2 là cánh đo đến đỉnh giao hình học)

Ví dụ tính BA/BD và FL

Yêu cầu: Inox 304, t = 1.5 mm, góc 90°, cần Ri ≈ 1.5 mm, cánh L1 = 40 mm, L2 = 30 mm.
– Chọn V để đạt Ri:
– Muốn Ri = 1.5 mm. Điều kiện R_punch ≥ 0.18 × V.
– Chọn V = 9 mm (≈ 6×t). 0.18 × V = 1.62 mm. Dùng chày R_punch = 2.0 mm → Ri ≈ 2.0 mm
– Nếu bắt buộc Ri = 1.5 mm: giảm V còn 8 mm (0.18 × 8 = 1.44 mm) và dùng chày R_punch = 1.5 mm → Ri ≈ 1.5 mm.
– Giả sử đã chọn V = 8 mm, R_punch = 1.5 mm → Ri = 1.5 mm; K = 0.45.
– BA = (π/2) × (Ri + K × t) = 1.5708 × (1.5 + 0.45 × 1.5)
= 1.5708 × (1.5 + 0.675) = 1.5708 × 2.175 ≈ 3.417 mm.
– SB = (Ri + t) × tan(45°) = (1.5 + 1.5) × 1 = 3.0 mm.
– BD = 2 × SB − BA = 6.0 − 3.417 = 2.583 mm.
– FL = 40 + 30 − 2.583 ≈ 67.42 mm.

Lưu ý:
– Với air bending, đo kiểm 1–2 mẫu để hiệu chỉnh K-factor/BA thực tế theo vật liệu lô hàng.
– Dán film bảo vệ tăng hiệu dụng t (tương đương ~0.05–0.1 mm), có thể ảnh hưởng góc/BA.

Kiểm soát hồi xuân (springback) và đạt góc chính xác

– Mức hồi xuân điển hình:
– Inox 304/316 t ≤ 3 mm: 2–4° (có thể đến 5–6° với Ri lớn/V lớn)
– Inox 201: 3–6°
– Ferritic 430: 1–3° (nhưng dễ nứt khi Ri nhỏ)
– Biện pháp giảm/kiểm soát:
– Tối ưu V/R: V nhỏ hơn → Ri nhỏ hơn → ít hồi xuân hơn (đổi lại lực cao).
– Chọn bottoming khi cần lặp lại góc cao, hạn chế bề mặt hằn bằng phim/cối vai tròn.
– Dùng chày lớn R_punch để điều khiển Ri ổn định.
– Cài đặt overbend: đặt góc chấn nhỏ hơn (ví dụ 87–88°) để sau hồi xuân đạt 90°; hiệu chỉnh dần theo mẫu đo.
– Dùng máy có cảm biến đo góc/hệ bù hồi xuân, crowning tự động cho chi tiết dài.
– Quản lý biến cứng: tránh coining không cần thiết; với nhiều bước chấn liên tiếp trên vùng gần nhau, hồi xuân cộng dồn.

Trình tự chấn, chiều hạt cán và giới hạn mép nhỏ nhất

– Chiều hạt cán (grain): Ưu tiên chấn vuông góc với chiều cán để giảm nứt chân gấp, nhất là với Inox ferritic/201 và khi Ri nhỏ.
– Mép nhỏ nhất (minimum flange):
– Quy tắc an toàn cho air bending Inox: L_min ≥ 0.5 × V + (1.0–2.0) × t.
– Mép quá ngắn dễ lọt cối, cánh bị “đội” cong; nếu bắt buộc, dùng chặn chuyên dụng hoặc cối dạng hỗ trợ mép.
– Trình tự chấn: Chấn các gân/tăng cứng trước, rồi đến các cạnh bao; ưu tiên chấn từ trong ra ngoài để tránh va chạm; kiểm tra va chạm 3D khi dùng dao cao.

Bảo vệ bề mặt và dung sai

– Dán film PE/laser film trước khi chấn; dùng cối phủ urethane hoặc lót film rời để tránh xước.
– Dung sai thực tế khả thi:
– Góc: ±0.5° (chi tiết ngắn, có bottoming/đo góc), ±1.0–1.5° (chi tiết dài air bending).
– Kích thước cánh: ±0.2–0.5 mm tùy dài đoạn và số bước chấn.

Lỗi thường gặp và cách khắc phục

– Nứt chân gấp: Ri quá nhỏ, chấn theo chiều cán, vật liệu giãn dài thấp. Khắc phục: tăng Ri/V, chấn vuông hạt, ủ mềm/ủ cạnh, thay cấp Inox dễ chấn hơn (304 thay 201/430).
– Góc thiếu (hồi xuân lớn): V quá lớn, R lớn, vật liệu cứng. Khắc phục: overbend thêm, giảm V, dùng bottoming.
– Vết hằn/xước: Vai cối sắc, lực lớn, không có film. Khắc phục: cối vai tròn, phủ/film, tăng V, giảm áp suất giữ.
– Cánh ngắn/sai kích: Không tính đúng BA/BD, K-factor sai. Khắc phục: hiệu chuẩn K theo mẫu, cập nhật bảng BA theo từng vật liệu/lô.
– Lệch góc theo chiều dài: Võng dao/bàn máy. Khắc phục: crowning, phân đoạn chấn ngắn, kiểm soát lực/điểm tỳ.

Checklist nhanh trước khi chấn Inox

– Xác định vật liệu/độ bền (σUTS), chiều dày, yêu cầu Ri, góc, dung sai.
– Chọn V theo t và Ri; kiểm tra lực chấn < công suất máy (có dự phòng). - Chọn chày theo góc và R_punch để đạt Ri mục tiêu. - Tính BA/BD với K-factor khởi tạo (Inox 0.45), cắt mẫu, đo và hiệu chỉnh. - Thiết lập overbend phù hợp, kiểm tra hồi xuân trên mẫu. - Bảo vệ bề mặt bằng film và/hoặc cối phù hợp; kiểm tra va chạm dụng cụ. - Kích hoạt crowning cho chi tiết dài; kiểm tra dung sai sau 3–5 chi tiết đầu.

Ví dụ tổng hợp: từ chọn dụng cụ đến tính lực và góc

Bài toán: Inox 316 t = 3.0 mm; góc 90°; yêu cầu Ri ≈ 2.0–2.5 mm; chiều dài chấn L = 800 mm.
– Chọn V: Inox 3 mm → V ≈ 8–10 × t → thử V = 24 mm (8×t).
– Ri ước tính theo V: 0.18 × 24 = 4.32 mm (quá lớn so với yêu cầu).
– Giải pháp: Giảm V xuống 18 mm (≈ 6×t). 0.18 × 18 = 3.24 mm; chọn chày R_punch = 2.5 mm (R_punch > 3.24? Không). Để Ri ≈ 2.5 mm, cần 0.18 × V ≤ 2.5 → V ≤ 13.9 mm. Chọn V = 12 mm, R_punch = 2.5 mm → Ri ≈ 2.5 mm.
– Lực chấn: σUTS 316 ≈ 600 MPa
– F (kN/m) = 1.42 × 600 × (3²)/12 = 1.42 × 600 × 9 / 12 = 639 kN/m
– Đổi tấn/m: 639/9.81 ≈ 65.1 t/m → cho L = 0.8 m: ~52.1 t
– Kiểm tra máy ≥ 70 t (dự phòng ~35%) là an toàn hơn.
– Hồi xuân dự kiến: 3–5°. Cài đặt overbend 86.5–87°; đo và tinh chỉnh.
– BA/BD: K = 0.45 để tính FL; cắt mẫu và cập nhật K thực tế nếu cần.

Nguồn tham khảo

– WILA Tooling – Bending force calculation and die opening/radius relations; guidance on Ri ≈ 0.16–0.2 × V và F (kN/m) ≈ 1.42 × σUTS × t² / V.
– TRUMPF Bending Guidelines – Selection of V-die by thickness, springback control, crowning.
– The FABRICATOR (Steve Benson) – Air bending vs. bottoming vs. coining; K‑factor, BA/BD ứng dụng thực tế.
– Wilson Tool – Tooling selection, protective films and minimum flange recommendations.
– ASTM A240 / Datasheets từ nhà sản xuất thép không gỉ – Thuộc tính cơ tính điển hình của 304/316/201/430.

Kết luận

Muốn chấn gấp Inox đạt góc chính xác và bề mặt đẹp, phải bắt đầu từ hai quyết định đúng: chọn V-die/chày theo t và Ri mục tiêu, và tính toán lực, BA/BD chính xác cho vật liệu cụ thể. Quy tắc thực dụng là: V ≈ 6–10 × t cho Inox; Ri theo 0.18 × V hoặc theo R_punch nếu lớn hơn; K-factor khởi tạo 0.45; bù hồi xuân 2–5° và hiệu chỉnh theo mẫu. Luôn kiểm tra lực so với công suất máy (kèm dự phòng), dùng crowning cho chi tiết dài và bảo vệ bề mặt bằng film/cối phù hợp. Thực hiện đúng các bước trên, bạn sẽ kiểm soát được góc, kích thước và chất lượng bề mặt ngay từ loạt đầu tiên, giảm phế phẩm và thời gian chỉnh máy.

Cần tư vấn chọn dao–cối chuẩn và báo giá Inox/dao cối chất lượng tại Hà Nội? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được kỹ sư hỗ trợ và tối ưu chi phí: Hotline 0343.417.281 – Email inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com