Deep Drawing Fundamental

การลากขึ้นรูปมักจะเกิดควบคู่กับงานขึ้นรูปอื่นๆเสมอในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ การอธิบายขบวนการลากขึ้นรูปสามารถอธิบายจากการศึกษาพฤติกรรมการลากขึ้นรูปถ้วยกลมกันราบ จากรูปที่ 3.1 (ข)แผ่นกดกดอยู่บนแผ่นเปล่าเพื่อควบคุมการไหลตัวของโลหะแผ่นระหว่างการลากขึ้นรูป แรงกระทำส่งผ่านพั๊นซ์เคลื่อนที่ลงมากดแผ่นเปล่าและพาแผ่นเปล่าไหลตัวผ่านดายจนเป็นถ้วยทรงกระบอกก้นราบ ดังแสดงในรูปที่1(ก) ความสามารถในการลากขึ้นรูปถ้วยกลมสามารถดูได้จากสัดส่วนลากขึ้นรูปซึ่งเป็นสัดส่วนระหว่างขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นเปล่ากับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของถ้วยกลมและจะสัญลักษณ์  แทนสัดส่วนลากขึ้นรูปได้แสดงในสมการดังนี้

รูปที่ 1 (ก) ชิ้นงานที่ได้จากการลากขึ้นรูป (ข) ชุดแม่พิมพ์ลากขึ้นรูปถ้วยกลม

การศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปของการลากขึ้นรูปถ้วยกลมก้นราบ ชิ้นงานถูกแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือพื้นที่ ก. พื้นที่ ข. และพื้นที่ ค. ดังรูปที่ 3.2 พื้นที่ส่วน ก. เป็นพื้นที่ที่แผ่นเปล่าถูกกดอยู่ระหว่างผิวหน้าของแผ่นกดและผิวหน้าของดาย พื้นที่ ข. เป็นพื้นที่แผ่นเปล่าที่ไม่ได้สัมผัสกับชุดแม่พิมพ์ และพื้นที่ ค. เป็นพื้นที่แผ่นเปล่าสัมผัสกับหน้าพั๊นซ์แต่ด้านตรงข้ามไม่ได้สัมผัสกับส่วนใดๆของแม่พิมพ์


รูปที่ 2 แสดงสภาวะเริ่มต้นการลากขึ้นรูป (ก) สภาวะเมื่อพั๊นซ์สัมผัสแผ่นเปล่า (ข) สภาวะเมื่อพั๊นซ์เคลื่อนที่พาแผ่นเปล่าผ่านดาย (ค) สภาวะการเปลี่ยนรูปของแผ่นเปล่าขณะเกิดการลากขึ้นรูป โดยพื้นที่สีดำหมายถึง บริเวณที่เกิดการเปลี่ยนรูปแบบถาวร(ข้อมูลจาก W. Johnson.และ P.B. Mellor [9:293])

เมื่อแรงกระทำที่ส่งผ่านพั๊นซ์ทำการลากขึ้นรูปแผ่นเปล่า พื้นที่ ก.ถูกกดอยู่ระหว่างผิวหน้าของแผ่นกดและผิวหน้าของดาย เมื่อพั๊นซ์เริ่มพาแผ่นเปล่าเข้าสู่ปากดายขนาดของแผ่นเปล่าจะลดลงอันเนื่องมาจากเนื้อโลหะไหลตัวตามแนวรัศมีถายใต้ภาระกรรมความเค้นดึงและทำให้เกิดภาระกรรมความเค้นอัดตามแนวเส้นรอบวงซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ความหนาของแผ่นเปล่าเพิ่มขึ้นและในบางโอกาส ถ้าแรงกดแผ่นเปล่าต่ำเกินไปอิทธิพลของความเค้นอัดในแนวเส้นรอบวงทำให้เกิดการพับเป็นร่อยย่นบนพื้นที่ ก.เมื่อพื้นที่ ก.ถูกลากผ่านรัศมีดายทำให้ความหนาของผนังถ้วยกลมลดลง เนื่องจากการเปลี่ยนรูปถาวรภายใต้การดัดที่รัศมีดายทำให้ผนังถ้วยกลมเกิดความเค้นดึงตามแนวรัศมี เมื่อสิ้นสุดกระบวนการลากขึ้นรูป ด้านในของพื้นที่ ก. มีความหนาลดลงและด้านนอกของพื้นที่ ก. มีความหนาเพิ่มขึ้นตามลักษณะในรูปที่ 3 พื้นที่ ข. บนแผ่นเปล่าเป็นพื้นที่ไม่ได้
สัมผัสกับชิ้นส่วนของแม่พิมพ์ เมื่อกระบวนการลากขึ้นรูปเกิดขึ้น พื้นที่นี้บนแผ่นเปล่าเกิดภาระกรรม 3 ลักษณะพร้อมกันคือประการที่หนึ่ง ถูกดัดให้งอพร้อมกับการลื่นไถลบนรัศมีดายประการสองถูกดึงให้ยืดออกอยู่ระหว่างรัศมีพั๊นซ์และรัศมีดายและประการสุดท้ายแผ่นเปล่าถูกดัดให้งอพร้อมกับการลื่นไถลบนรัศมีพั๊นซ์ พื้นที่ ค.บนแผ่นเปล่าถูกดึงให้ยืดออกและมีการลื่นไถลบนรัศมีพั๊นซ์ กับแผ่นเปล่าโดยลักษณะการกระจายความเครียดของแผ่นเปล่าขึ้นอยู่กับลักษณะของหัวพั๊นซ์และองค์ประกอบของความเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสของหน้าพั๊นซ์และแผ่นเปล่าจากการเปลี่ยนรูปบนแผ่นเปล่า

รูปที่ 3 แสดงการเปลี่ยนความหนาของถ้วยกลมก้นราบหลังลากขึ้นรูปบนพื้นที่ ก. ข. และ ค.

สามารถสรุปภาระกรรมที่กระทำบนแผ่นเปล่าได้ดังนี้
1. แผ่นเปล่าถูกลากขึ้นรูปตามแนวรัศมี ซึ่งถูกกดอยู่ระหว่างผิวหน้าแผ่นกดและผิวหน้าดาย
2. แผ่นเปล่าถูกดัดให้งอและลื่นไถลอยู่บนรัศมีดาย
3. แผ่นเปล่าถูกดึงให้ยืดออกอยู่ระหว่างรัศมีพั๊นซ์และรัศมีดาย
4. แผ่นเปล่าถูกดัดให้งอและลื่นไถลอยู่บนรัศมีพั๊นซ์
5. แผ่นเปล่าถูกดึงและลื่นไถลบนหน้าพั๊นซ์