فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات34
مقدمه ای برای طراحی قالبهای فلزی
طراحی نوعی تصمیم گیری است که با توجه به مطالب خواسته شده توسط طراح صورت گرفته و تصمیم نهایی به طرق مختلف به سفارش دهنده انتقال می یابد.راههای مختلفی جهت توضیح طرح به سفارش دهنده وجود دارد که چند نمونهاز آنها عبارتند از :نمونه سازی،ترسیم نقشه و توضیح از روی آن برای سفارش دهنده ،توضیح بیانی ،ماکت سازی و ...
امروزه کوتاهترین ،با صرفه ترین و بی نقص ترین روش انتقال تصمیم گرفته شده در کارهای صنعتی،ترسیم نقشه می باشد که در مجامع صنعتی به عنوان یک زبان بین المللی کاربرد دارد.بر روی نقشه می توان به راحتی بحثهاو محاسبات مربوطه قبل از ساخت را روی طرح مربوطه انجام داد .با این عمل میزان هزینه و زمان ساخت دستگاه به حداقل مقدار ممکن تقلیل می یابد.
بدین ترتیب روشن است که یک طراح صنعتی موفق کسی است که به جزئیات نقشه کشی صنعتی آگاه و بر آن تسلط کافی داشته باشد.
در اینجا به کلیه کسانی که در زمینه طراحی قالب فعالیت دارند و یا علاقمند به طراحی بوده و هنوز در شروع کار می باشند توصیه می شود که قبل از مطالعه هر مطلبی در این رابطه ،به مطالعه مطالب نقشه کشی صنعتی پرداخته و کلیه مطالب آن را بخوبی فرا گیرند تا به هنگام طراحی بتوانند آنچه را که در ذهن خود می پرورانند به راحتی بر روی کاغذ بیاورند.
مطلب دیگری را که بایستی طراح به آن تسلط کافی داشته باشد ،تصمیم گیری و بکاربردن مکانیزمها و قطعات مناسب در موقعیت های مختلف یک طرح است،و این امکان پذیر نیست مگر با مطالعه و تحقیق در مورد مطلب خواسته شده که حاصل کار و تحقیق متخصصین مربوطه می باشد ،در دست است.
در مورد طراحی قالب برش ،بایستی طراح آن به کلیه اجزا ،قطعات،مکانیزمها،روشهای ساخت قطعات ،جنس و محاسبات مربوط به آنها آگاهی کامل داشته باشد.
اولین قدم در طراحی قالب های برش طراحی نوار ورق است
مراحل طراحی قالبهای برش
در روشهای جدید طراحی قالب ،جهت بهتر شدن کیفیت و کمتر شدن هزینه،مراحل طراحی را به صورت رده بندی مشخص کرده و طبق آن عمل می کنند و چون مراحل آن تحقیقا طبق محاسبات و تجارب خاص قالبسازی به دست آمده است مسلم است که با رعایت و اجرای این مراحل ،قالب شکلی ایده ال و مهندسی به خود می گیرد . این مراحل به شرح زیر می باشد :
طراحی نوار
اولین قدم در طراحی قالب برش ، طراحی نوار می باشد به نحویکه نوار ترسیم شده نشانگر تمامی عملیاتی است که از اولین تا آخرین ایستگاه روی آن انجام می گیرد. از روی این نوار به راحتی می توان نحوه برش در ایستگاههای مختلف را مشاهده کرد .با توجه به این توضییح درمی یابیم که اساسی ترین مرحله طراحی قالب طراحی نوار آن می باشد،از آن پس می توان به راحتی زمان و هزینه لازم جهت ساخت قالب را پیش بینی کرد.با توجه به اینکه پنجاه تا هفتاد درصد قیمت تمام شده قطعاتی که توسط قالب برش تولید می شوند (مواد اولیه) و بقیه را هزینه های تولید (کارگر،دورریز،....) تشکیل می دهند ،می بایستی در طراحی نوار توجه داشت که دورریز را حداقل مقدار ممکن در نظر گرفت.
مقدار جابجایی مجاز ضایعات (دورریز): این مقدار رابطه مستقیمی با شکل نهایی و محیط خارجی قطعه تولیدی دارد و به طور کلی قطعات تولیدیرا از نظر شکل خارجی می توان به چهار دسته کلی تقسیم کرد تا با مبنا قرار دادن آنها مقدار مجاز ضایعات در نوارهای مختلف را بر حسب آنها بیابیم:
دسته اول: این دسته شامل قطعاتی است که محیط خارجی قوس داری دارند و قوس آنها طوری است که از دید دو ایستگاه پشت سر هم ،قوسها نسبت به هم حالت واگرایی دارند. دراین حالت مقدار دورریز A را برابر 70% ضخامت ورق در نظر می گیرند.(شکل شماره 7)
A=7% ×T
اشکالی که نسبت به هم قوس واگرا دارند (شکل 7)
دسته دوم: این دسته شامل قطعاتی است که دارای لبه های برشی موازی و مستقیم نسبت به همدیگر و نسبت به لبه های نوار می باشند در این حالت مقدار دورریز (B ) بستگی به طول مستقیم (L ) لبه قطعه تولیدی دارد و با توجه به جدول شماره 5 می توان مقدار آن را یافت.(شکل-8)،(جدول -5)
اشکالی که نسبت به هم لبه های موازی دارند (شکل 8)
(جدول-5) مقدار دورریز بر حسب ضخامت ورق
دورریز طول مستقیم قطعه
L(mm)
T 0-60
11/4 T 60-200
11/2 T بزرگتر از 200
دسته سوم: این دسته شامل قطعاتی است که ازدید دو ایستگاه پشت سر هم دارای منحنی های موازی نسبت به یکدیگر می باشند،در این حالت مقدار دورریز دارای منحنیهای موازی نسبت به یکدیگر می باشند،در این حالت مقدار دورریز (C ) بستگی مستقیم به طول قوس (L ) دارد.(شکل-9) و (جدول6)
(جدول-6): تعیین مقدار دور ریز بر حسب ضخامت ورق
طول قوس( L ) دورریز بر حسب ضخامت ورق
0-60 T
60-200 11/4 T
بزرگتر از 200 11/3 T
دسته چهارم: این دیته شامل قطعاتی است که از دید دو ایستگاه پشت سر هم نسبت به هم دارای گوشه های تیزند ،که در این حالت مقدار دورریز را مساوی یا بزرگتر ازT ¼ 1 در نظر می گیرند.(شکل-10)
C= 1¼× T
تعیین مقدار دورریز برای نوارهای چندراهه :مقادیر توصیه شده در چهار حالت بالا فقط برای حالتی است که نوار یک راهه باشد ولی وقتی نوار چند راهه باشد مقدار مجاز دورریز را در همه حالات و شکلهای مختلف برابر با T ⅓1 در نظر می گیرند.
تعیین مقدار دورریز برای مواد غیر فلزی: وقتی جنس مواد از مواد غیر فلزی باشد ،مقدار دورریز به جنس مواد بستگی داشته و با توجه به آن از جدول زیر این مقادیر را می یابیم.(جدول-7)
(جدول -7):تعیین دور ریز برای مواد غیر فلزی
فاصله بین رو برش متوالی از لبه نوار
(mm ) ضخامت نوار
T(mm) نام ماده (جنس نوار)
2.3-3.9 برای تمام اندازه ها پارچه- کاغذ
1.6 برای تمام اندازه ها نمد-چرم-لاستیک نرم
0.4 T برای تمام اندازه ها لاستیک سخت-سلونوئید
0.6 T برای تمام اندازه ها میکا –میکانیت
T برای تمام اندازه ها پرمالوی
1.6 T 0-0.8 تخته-نئوپان-تخته از جنس پنبه نسوز
2T بالاتر از 0.8
0.8 T در تمام اندازه ها فیبرگو گرد دارو سخت
ایستگاههای بیکار :وقتی که تعداد ایستگاههای برشی در روی یک نوار زیاد می شود به همان مقدار تعداد سنبه ها و سایر قطعات قالب زیاد می شود و بعضی اوقات به دلیل نزدیکی زیاد ایستگاهای برشی به همدیگر عملا امکان جاسازی و نصب سنبه ها و سایر قطعات قالب عملی نمی باشد و برای جلوگیری از این حالت و همچنین برای بالا بردن استحکام نوار و حرکت سریع و راحت آن معمولا در مکانهای مناسب یک ایستگاه بیکار در نظر می گیرند که در آن هیچ عملیاتی روی ورق انجام نمی شود و فضای بازی جهت نصب سنبه و یا دیگر قطعات قالب ایجاد می شود.(شکل-11)
چگونگی قرار گیری قطعه در نوار: در بیشتر اوقات برای ساخت قطعات برشی از نوارهای فلزی با عرض استاندارد استفاده می شود و در این مرحله طراح باید با مهارت قطعه را در داخل نوار جای دهد به طوری که شکل قرار دادن قطعه طوری باشد که کمترین دورریز را داشته باشد. همانطور که در شکلهای زیر می بینید ممکن است قطعات در دل یکدیگر جا گرفته و یاغ به صورت یک یا چند ردیف روی نوار طراحی شوند . در شکل 12 چند نمونه از حالات فوق الذکر را می بینید.(شکل 12)
مراحل طراحی قالبهای برش
سنبه
یکی از لبه های قیچی در قالب برش را سنبه می گویند و اغلب لبه هایی است که فشار لازم جهت برش نوار را به سطح ورق اعمال می کند و بر حسب نوع مقطع برش می تواند شکل هندسی خاصی داشته باشد. معمولا در بیشتر اوقات سنبه ها جز قطعات بالایی قالب برش هستند که به کفشک بالا متصل می شوند . جهت سهولت ساخت و پر دوام بودن سنبه ها می بایستی نکات زیر را در طراحی آنها رعایت کرد :
شکل عمومی سنبه های برش: در شکل زیر یک نمونه از سنبه های برشی را مشاهده می کنید که ذیلا به توضیح اجزا آن می پردازیم :(شکل-13)
H: این پله جهت کنترل حرکت طولی سنبه طراحی می شود و ضخامت این قسمت همیشه با تلرانس مثبت در نظر گرفته می دشود ،به طوری که وقتی سنبه در سنبه گیر می نشیند این قسمت نسبت به کفه سنبه گیر بیرون تر و یا هم سطح می باشد .
D : این قطر برای جا زدن سنبه در سنبه گیر طراحی می شود و می بایستی به صورت پرسی در این محل جا زده شود (H7/n6 )
R : این قطر که به شعاع راکورد معروف است برای کم کردن تنش در گوشه های تیز نیاز می باشد.
d : قطری است که اندازه سوراخ روی نوار را تعیین می کند و دقتش به لقی و دقت اندازه های قطعه تولیدی بستگی دارد .
جنس و سختی سنبه ها : جنس سنبه ها می بایستی از فولاد سخت و مقاوم در مقابل سایش و ضربه انتخاب کرد تا در کارکرد زیاد استهلاک کمتری داشته باشند و فولادی توصیه می شود که پس از آبکاری از سطح تا مغز آن به یک میزان میزان سخت شود و همچنین این فولاد باید شکل و اندازه اصلی خود را حفظ کند و فولاد از نوع SPK نمونه ای با مشخصات فوق است . سنبه ها را پس از ساخت تا 55 راکول سخت می کنند.
طول سنبه ها : تا حد امکان سعی شود که طول سنبه ها کوتاه گرفته شود تا مقاومت سنبه در مقابل شکسته شدن بیشتر شود.
قطر سنبه ها : در حالتیکه قطر مقطع برش سنبه ها 4 میلیمتر یا کمتر باشد معمولا سنبه را به صورت دو پله در نظر می گیرند.(قطر بزرگ یک و نیم برابر قطر کوچک می باشد)
سنبه های استاندارد:این سنبه ها توسط شرکت های ابزارسازی ساخته و به بازار عرضه می گرند. جنس این سنبه ها از نوع مرغوبی انتخاب می شود و طراح می تواند جهت کم کردن هر چه بیشتر هزینه و زمان ساخت قالب از این ابزارها استفاده کنند.
تکه چینی (خشکه چینی):
سنبه هایی که مقطع برش پیچیده ای دارند جهت ساخت به تکنیک و مهارت زیادی احتیاج دارند .ولی می توان آنها را از چند تکه ساخت تا وقتی کنار هم قرار گرفتند شکل نهایی سنبه را تشکیل دهند. در شکل زیر چند نمونه از این سنبه ها نشان داده شده اند.(شکل 14)
قرار و تعویض سنبه ها
جهت قرار خوب معمولا از صفحه ای به نام سنبه گیر استفاده می کنند که سنبه ها را بنا به موقعیت خود در این صفحه جا گذاری می کنند .با این عمل می توان به راحتی هر یک از سنبه ها را تعویض کرد .برای جلوگیری از چرخش سنبه ها اغلب آنها را توسط خار پایین در سنبه گیر ثابت می کنند. برای این منظور از پیچ یا ساچمه فنر نیز می توان استفاده کرد .(شکل-15)
زاویه دار کردن سر سنبه: اکثرا در قالبهای برش ،سنبه طوری طراحی می شود که به هنگام عمل برش،محیط سنبه به طور یکنواخت با ورق تماس پیدا کرده ،آن را به سطح ماتریس فشرده،و پولکی را از آن جدا می کند.
مقدار نیرویی که جهت برش در این حالت لازم با پرس تامین می شود و در صورت جواب ندادن پرس موجود ،می توان با زاویه دار کردن سر سنبه ،مقدار نیروی لازمه را تقلیل داد،چرا که در این حالت تماس سنبه و ماتریس از حالت سطحی کامل به خطی تغییر می یابد.(شکل-16)
مقدار قیچی(h ) در سنبه یا ماتریس را با توجه به مقدار نیروی برش لازم و تناژ پرس تعیین می کنند و معمولا سعی می شود که این مقدار از ضخامت ورق بیشتر نباشد.
مسلم است که با افزایش مقدار قیچی (h ) نیروی برشی لازم جهت برش قطعه کاهش می یابد.
قالب صنعتی فلزی
