خلاصه پایان نامه قالب برش طراحی و مدلسازی قالب برش Link توسط نرم‌افزار پیشرفته Catia
فرورفتگی و برآمدگی در اطراف سوراخ : اگر سوراخی در قسمت لبه قطعه‌کار وجود داشته باشد مانند شکل (3-1) و بخواهیم فرورفتگی در کنار آن ایجاد کنیم، حتی المقدور باید سعی شود که این فرورفتگی از سوراخ فاصله داشته باشد تا احتمال دگرگونی و تغییر فرم در سوراخ از بین برود. حداکثر مقدار فرورفتگی که با خاصیت کششی ورق (که با R نشان می‌دهیم) در ارتباط است، از رابطه‌های زیر بدست می‌آید.
برای فرورفتگی‌های طولی ، برای فرورفتگی‌های دایره‌ای شکل که در این رابطه‌ها، R شعاع فرورفتگی، T ضخامت ورق، S استحکام کششی ورق و p فشار فرم گیری می‌باشند. (منظور از P فشاری است که برای ایجاد فرورفتگی لازم می‌باشد و این در صورتیست که شعاع فرورفتگی معلوم باشد و در غیر اینصورت فشار موجود یا فشار واقعی پرس یا هر ماشین دیگر فشار دهنده است.)
شکل 3-1 فرورفتگی‌های مجاور سوراخ
شکل 4-1 انواع لبه‌ها خم شده
لبه‌های خم شده : لبه‌های خم شده از نظر فرم‌گیری به سه دسته تقسیم می‌شوند :
1 لبه‌هایی که در اثر خمش ساده به وجود می‌آیند. 2 لبه‌هایی که در اثر خمش و فشار و 3 لبه‌هایی که در اثر خمش و کشش بوجود می‌آیند. در شکل 4-1 نوع A خمش ساده، نوع B خمش و فشار نوع C خمش و کشش و بالاخره نوع D ترکیبی از انواع B,A و C می‌باشند.
در حین خم کردن قطعاتی مانند نبشی و شبیه به آن، قسمت داخلی فلز که در محل خم وجود دارد در اثر فشار چروک و برآمده می‌شود. برای جلوگیری از آن شکافی در قطعه بوجود می‌آورند. در شکل 5-1 نمونه‌هایی چند از این «فاق»ها نمایش داده شده است.
شکل 5-1 نمایش فاق
تلرانس‌ها در قالب ها : اندازه‌ها و فاصله‌های مجاز بین دو قطعه که با هم درگیری مستقیم دارند را تلرانس می‌گویند. در قالب سازی معمولاً فاصله مجاز بین سنبه و ماتریس آنرا تلرانس می‌نامند. در تابلوی 2-1 تلرانس‌های مربوط به سوراخکاری در مورد مواردی چون آهن، برنج، سس و آلومینیوم تعیین شده‌اند. توجه به این نکته لازم است که هر چه ماده نرم‌تر باشد فاصله مجاز بین سنبه و ماتریس (در برشکاری) کمتر خواهد بود. (مواد نرم مانند فیبر، لاستیک و غیره).
در طراحی قطعات باید در نظر داشت که تنها ضخامت ورق تمیز بریده می‌شود و بقیه آن در اثر فشار وارد آمده کند یا پاره می‌شود.
حال که ایجاد سوراخ به وسیله سنبه و ماتریس مورد بحث است لازم است که راجع به فرمهایی که در سوراخها مورد استفاده قرار می‌گیرد توضیح دهیم.
سوراخهای راست : منظور از سوراخهای راست، سوراخهایی هستند که در نمای بالایی آنها تنها یک دایره نمایش داده شود و نه بیشتر. در شکل A 7-1 این نوع سوراخها نشان داده شده‌اند.
تابلو 2-1 تلرانس های سوراخکاری در قالب‌ها
شکل 6-1 طرز عمل ایجاد حفره بوسیله سنبه
سوراخهای بیرون زده منظور سوراخهایی هستند که لبه‌های آنها بیرون زده باشند و یا به عبارت دیگر در نمای بالایی آنها دو دایره نمایش داده شده باشد. مانند شکل B 7-1 و C7-1. در این شکل سنبه‌‌هایی که این سه نوع سوراخ را ایجاد می‌کند مشخص شده است.
در تابلوهای 3-2 و 4-1 حداکثر تلرانس‌ها برای ورقهای فولادی و آلومینیوم و فاصله‌های سوراخها تا لبه قطعه‌ها تعیین شده‌اند.
در شکل 8-1 سوراخهایی که دارای لبه‌های «بیرون زده» می‌باشد نشان داده شده‌اند. این سوراخها معمولاً در یک مرحله قابل تولید هستند. به این ترتیب که ابتدا سوراخ توسط سنبه ایجاد شده و سپس توسط همان سنبه لبه بیرون زده می‌شود.
شکل 7 انواع سوراخهای ایجاد شده بوسیله سنبه (A) سوراخ راست (C,B) سوراخهای بیرون زده
تابلو 3-1 حداکثر تلرانس برای ورقهای فولادی و آلومینیوم
رابطه سوراخها با خم‌ها : این خم‌ها معمولاً 90 درجه می‌باشند (مانند شکل 9-1) فاصله سوراخها تا محل خم بستگی به ضخامت ورق دارد. این فاصله از رابطه زیر بدست می‌آید:
شکل 8-1 انواع سوراخهای لبه دار برای رزوه کاری
تابلو 4-2 فواصل پیشنهادی مرکز پیچ و مهره تا نزدیکترین لبه قطعه
که در آن X فاصله سوراخ تا خم، T ضخامت ورق و R شعاع خم می‌باشند. اگر سوراخ حتماً می‌بایست بر روی خم ایجاد شود، این سوراخها را پس از خم کردن قطعه بوجود می‌آوریم. در غیر این صورت تغییر شکل در سوراخ پدیده خواهد آمد. این مورد در ورقهای با ضخامت بیش از 05/0 اینچ بیشتر جلب توجه می‌کند.
شکاف‌ها (فاق‌ها) : در شکل (10-1) دو نوع کلی از شکاف ها یا فاق‌ها نشان داده شده است. نوع اول شکاف‌هایی هستند که خود قسمتی از قطعه را تشکیل داده و برای جاگذاری یا نصب قطعه‌ای دیگر بر روی آن بکار می‌رود.
شکل 9-1 رابطه سوراخها با خم‌های 90 درجه
شکل 10-1 انواع شکاف‌ها (A) شکاف‌ها دو نوع می‌باشند (B) شکاف‌ها درارتباط با کشش قطعه
نوع دوم شکاف‌هایی هستند که بر لبه‌های خم شده ایجاد می‌گردد تا فرم‌گیری آنان در مراحل بعدی بآسانی انجام گیرد. شکاف‌هایی که به صورت U می‌باشند برای قطعات تحت فشار زیاد بکار می‌روند، در صورتیکه از شکاف‌های V شکل برای قطعاتی که تحت فشار کمتری واقع می‌گردند استفاده می‌شود. در شکاف های U شکل، حداقل شعاعی که باید در نظر گرفت، دو برابر ضخامت ورق می‌باشد. این نوع شکاف معمولاً بر روی قطعات مسطح استفاده می‌شود.
برای قطعاتی که خم شده باشند نیز چند نوع شکاف وجود دارد که در شکل 11-1 نشان داده شده است. در این نوع شکاف‌ها باید عمق دو برابر ضخامت ورق باشد.
شکل 11-1 شکاف‌های برگشته برای خم‌های 90 درجه
خم‌ها : شعاع های خمش در قطعات نباید از اینچ کمتر باشد که این مقادیر بستگی به ضخامت ورق دارند.
در اثر خمش، فشار محیطی بر قطعه وارد می‌شود که بستگی به زاویه خمش و کم شدن طول خمش (L) دارد. اگر زاویه خمش و طول آن بزرگ باشند، شعاع خمش را می‌توان به وسیله ضخامت ورق تعیین کرد. در تابلوهای 5-1 ، 6-1، 7-1، 8-1، 9-1 شعاعهای خمش برای مواد گوناگون تعیین شده‌اند.
تابلو 5-1 حداقل شعاعهای خمش برای فولادهای کم‌کربن و کم آلیاژ
تابلو 6-1 حداقل شعاعهای خمش برای فولاد زنگ نزن
تابلو 7-1 شعاعهای تقریبی خمش با زاویه 90 درجه برای ورق آلومینیوم
شعاع خمش قطعات، بدون استفاده از جداول مذکور از ضرب کردن ضخامت ورق‌ها یکی از ارقام زیر بدست می‌آید:
3/0 تا 7/0 برای مواد نرم با ضخامت 02/0 اینچ
6/0 تا 2/1 برای مواد سخت با ضخامت 06/0 اینچ
2 تا 3 برای مواد خیلی سخت
اگر پارگی یا ترک خوردگی در قطعه به وجود آمد باید نکات زیر را رعایت کرد :
1 شعاع خمش را بیشتر کنید.
2 قبل از خم‌کاری با سوهان یا با ماشین کمی از محل خم براده برداری شود.
برای ایجاد قطعات با خم‌های تمیز (مانند شکل 12-1) ابتدا قطعه را در محل خم بوسیله چکش کاری یا براده برداری نازک کرده و سپس خم می‌کنیم . این مقدار فرورفتگی در حدود ضخامت ورق است.
در مورد لوله‌ها، تنها به مشاهده شکل 13-1 بسنده می‌کنیم. در بخش‌های بعدی که راجع به قالبهای ساخت لوله‌ها می‌باشند توضیحات لازم داده می‌شود.
تابلو 8-1 حداقل شعاعهای خمش برای آلیاژهای مس
تابلو 9-1 شعاعهای خمش ورق منیزیم در درجه حرارت‌های مختلف
تابلو 10-1 حداقل شعاعهای خمش لوله منیزیم برای مقادیر مختلف نسبت
تابلو 11-1 اندازه‌های تعیین شده برای خم کردن لوله‌های منیزیم
شکل 12-1 روش سنبه‌زنی برای ایجاد خم‌های تیز
شکل 13-1 روشهای اتصال قسمت‌های بالا و پایین ظروف فلزی
فصل دوم
1-2 قالبهای برشی
قالب برشی قالبی است که با عمل سنبه، یک یا چند قطعه تولید و از نوار ورق جدا می‌گردد. دقت در ابعاد سنبه و ماتریس و صافی لبه‌های قطعه از مشخصات این قالب‌ها است . شکل 1-2 قالب و قطعه جدا شده را نشان می‌دهد.
شکل 1-2 قالب برش
2-2 قالبهای تمام برش (قیچی)
این قالب‌ها برای جدا کردن قطعه‌ای که اضلاع آن صاف و مستقیم است به کار می‌رود (شکل 2-2).
نوار ورق توسط بلوک B متوقف شده و سنبه C پس از فرود آمدن پرس، قطعه را جدا می‌کند.
شکل 2-2 قالب تمام برش (قیچی)
اساس کار این قالب شبیه انواع قیچی‌هایی است که برای برش ورقهای بزرگ به کار می‌روند.
3-2 قالب های مرکب
قالب‌هایی هستند که عمل سوراخکاری و برش را همزمان صورت می‌دهند و دیگر نیازی به دو مرحله‌ای کردن قالب و سوراخ در یک ایستگاه و برش در ایستگاه بعدی نیست. در قبال قطعه‌ای که با هر بار حرکت پرس ایجاد می‌شود دقت و تلرانس‌های بهتری نیز لازم خواهد بود. در شکل 3-2 سنبه معکوس A و ماتریس B عمل برش را انجام می‌دهند. ضمن این که دو سنبه کوچک سوراخها را روی قطعه ایجاد می‌کنند. بیرون انداز از سنبه پایین فنری بوده و ورق را از دو سنبه جدا می‌کند. بیرون انداز 2 سنبه کوچک به یک محور بلند و باریک متصل است که در هنگام بالا رفتن کفشک بالا در اثر برخورد با یک مانع ورق را بیرون خواهد انداخت.
4-2 قالبهای قیچی کاری و صافکاری
قطعاتی که پس از عملیات فرم یا برش ایجاد می‌شوند، گاهی اوقات دارای لبه‌های ناصاف و ناهموار هستند. لذا برای صاف کردن این لبه‌ها از قالبهای قیچی استفاده می‌کنیم. شکل 4-2 تصویر A قطعه‌ای را که عملیات کشش و فرم روی آن انجام شده نشان می‌دهد. این قطعه بر روی توپی B قرار می‌گیرد و لبه زائد آن توسط سنبه بالایی قطع شده و سطح فلانچ آن صاف می‌گردد. قطعه پس از عملیات قیچی‌کاری با پرس بالا می‌رود که توسط یک بیرون انداز پایین می‌افتد. حلقه دور ریز قطعه توسط کارگر از روی دستگاه برداشته خواهد شد.
5-2 قالبهای سوراخکاری
مطابق شکل، قطعه فرم گفته را روی ماتریس B قرار می‌دهیم. با پایین آمدن پرس ابتدا صفحه ورق‌گیر C قطعه را روی ماتریس محکم نگاه داشته و میل راهنماهایی که فرم‌دار ساخته شده‌اند، باعث حرکت سنبه‌گیر E به طرف جلو شده و سنبه کوچک، سوراخی در بدنه قطعه به وجود می‌آورد. صفحه ورق‌گیر فنری کوچک، F برای جلوگیری از چسبندگی سنبه کوچک به قطعه است.
6-2 قالبهای خان کشی
در دو مورد از این نوع قالب استفاده می‌شود :
1 هنگامی که ورق ضخیم باشد و امکان براده برداری یکباره توسط یک لبه برنده فراهم نباشد.
2 هنگامی که عمق دندانه‌ها زیاد بوده و یک لبه برنده قدرت کافی برای براده برداری یکباره نداشته باشد.
شکل 3-2. قالب و مرکب
شکل 4-2. قالب قیچی و صاف کاری (آرایش)
شکل 5-2 قالب سوراخکاری از بغل
در شکل 6-2 قطعه A می‌بایست در سطح خارجی خود دندانه داشته باشد. قالبی که برای این منظور ساخته شده است دو بازوی دندانه‌دار B را داراست توسط صفحات سخت شده C حمایت می شوند. دقت کنید که هر دندانه قطعه کار توسط یک سری لبه برنده متوالی ساخته می‌شود که به تدریج و پشت سر هم از قطعه کار براده برداری می‌کنند.
قطعه در محل قرارD جای می‌گیرد و لبه‌هایش توسط زائده‌های دو طرف قرار ثابت می‌شوند. صفحه ورق‌گیر E که توسط فنرهای محکمی پشتیبانی می‌شود بر روی قطعه نشست و آن را محکم نگاه می‌دارد و سپس با پایین آمدن پرس عمل قالب شروع می‌شود. دندانه‌های ابتدایی بازوها معمولاً عقب‌تر از حد معمول ساخته شده و تماسی با قطعه نخواهند داشت. دندانه‌های میانی به آرامی با قطعه درگیر شده و دندانه‌های انتهایی شکل قطعه را کامل می‌کنند.
7-2 قالبهای خم
قالبهای خم که سهم بزرگی در قالبسازی دارند برای ایجاد خمیدگی در یک قطعه به کار می‌روند که زاویه خم ممکن است از ْ1 تا ْ180 باشد.
شکل کلی یک قالب خم در شکل 7-2 آمده است. سنبه C که بیرون انداز فنری F مجهز است قطعه‌ای را که روی صفحه قرار A جای گرفته و به وسیله صفحه فشار D (که از مکانیزم‌های فشار دهنده پرس استفاده می‌کند) حمایت شده است را با پایین رفتن خود خم خواهد کرد.
فهرست پایان نامه قالب برش طراحی و مدلسازی قالب برش Link توسط نرم‌افزار پیشرفته Catia
فهرست:
پیشگفتار ................................................................................................. 1
مقدمه ...................................................................................................... 2
فصل اول (طراحی قطعات)................................................................... 5
فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها ...................................................................... 5
فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها در اطراف سوراخ ........................................ 8
لبه های خم شده...................................................................................... 9
تلرانس ها در قالب‌ها............................................................................... 10
سوراخهای راست .................................................................................. 10
سوراخهای بیرون زده............................................................................ 11
رابطه سوراخها با خم‌ها.......................................................................... 13
شکاف‌ها (فاق‌ها) ..................................................................................... 14
خم ها....................................................................................................... 16
فصل دوم (انواع قالب)......................................................................... 23
قالبهای برش ........................................................................................ 23
قالبهای تمام برش (قیچی)..................................................................... 23
عنوان صفحه
قالبهای مرکب ....................................................................................... 25
قالبهای قیچی کاری و صافکاری ......................................................... 25
قالبهای سوراخ کاری ........................................................................... 26
قالبهای خان کشی ................................................................................ 26
قالبهای خم ........................................................................................... 29
قالبهای فرم .......................................................................................... 32
قالبهای کشش ...................................................................................... 33
قالبهای گرد کاری ................................................................................ 35
قالبهای اکستروژن ............................................................................... 35
قالبهای سردکاری ................................................................................ 36
قالبهای مرحله‌ای .................................................................................. 38
قالبهای جازدن قطعات ......................................................................... 38
قالبهای دیگر ......................................................................................... 39
فصل سوم (پرس)................................................................................... 43
انواع پرس‌ها .......................................................................................... 43
ساختمان پرس‌ها .................................................................................... 43
عنوان صفحه
منابع مورد استفاده در پرس‌ها ............................................................. 44
سرعت پرس‌ها ...................................................................................... 44
پرس‌های C شکل ضربه ای ................................................................. 45
پرس‌های C شکل بزرگ ....................................................................... 47
طرز کار با یک پرس C شکل ضربه ای................................................ 49
پرس با میزگردان ................................................................................... 50
پرس با تغذیه نقاله‌ای ............................................................................. 51
پرس‌های ورق کاری ............................................................................. 53
پرس‌های چرخ در پشت ......................................................................... 53
پرس‌های هیدرولیک................................................................................. 55
ساختمان یک پرس هیدرولیک.................................................................. 56
پرس های هیدرولیک با میز گردان.......................................................... 57
پرس‌های پنوماتیک ................................................................................. 59
پرس‌های الکتریکی .................................................................................. 59
پرس‌های دروازه‌ای .............................................................................. 60
پرس‌های دروازه‌ای با میزگردان............................................................ 62
پرس‌های دروازه‌ای هیدرولیک .............................................................. 63
عنوان صفحه
پرس‌های دروازه‌ای بزرگ ..................................................................... 64
پرس‌های چهار ستونه ............................................................................ 66
پرس‌های چهار ستونه تمام فولادی .................................................... 67
پرس‌های چهار ستونه بزرگ ................................................................. 68
پرس‌های انتقالی ..................................................................................... 69
پرس‌های هیدروفرم ............................................................................... 70
پرس‌های که از پایین به بالا عمل می‌کنند .............................................. 71
پرس‌های چهار ستونه با حرکت از پایین به بالا .................................... 72
پرس‌های با سرعت زیاد ........................................................................ 73
پرس‌های فوق‌العاده سریع .................................................................... 73
پرس‌های کاملاً اتوماتیک ........................................................................ 74
وسایل انتقال دهنده................................................................................. 75
تخلیه کننده های اتوماتیک........................................................................ 76
تخلیه کننده های انبرکی........................................................................... 76
فصل چهارم (برش فلزات)..................................................................... 78
تعریف ................................................................................................... 78
عنوان صفحه
مراحل برش .......................................................................................... 79
قالبهای برش .......................................................................................... 80
بازی برش .............................................................................................. 81
قابل تبدیل بودن قالبهای برش بر اساس بازی برش ............................. 86
بازی برش برای فولادهای الکتریکی ...................................................... 90
بازی برش برای مواد غیر فلزی ........................................................... 90
بازی برش برای قالبهای اصلاح .......................................................... 91
کلیرانس زاویه ای.................................................................................... 92
قیچی ....................................................................................................... 95
رابطه نیرو مقدار قیچی .......................................................................... 96
فشار برش............................................................................................... 98
فاصله مجاز بین برش‌ها ........................................................................ 106
تئوری پارگی ورق .................................................................................. 110
لقی نامناسب ........................................................................................... 114
نیروی برش ............................................................................................ 116
کاهش نیروی برش ................................................................................ 117
عنوان صفحه
فصل پنجم (14 مرحله طراحی قالب).................................................. 120
نوار ورق ................................................................................................ 120
ماتریس ................................................................................................... 120
سنبه پولک زنی ....................................................................................... 121
سنبه سوراخکاری .................................................................................. 122
صفحه سنگبر ......................................................................................... 123
راهنمای داخلی ....................................................................................... 124
گچ راهنمای ورق یا کانال راهنما ........................................................... 125
استپ انگشتی یا پین انگشتی ................................................................... 126
پین اتوماتیک یا استپ اتوماتیک .............................................................. 127
صفحه جدا کننده (صفحه رو بنده).......................................................... 128
اتصالات و بست‌ها ................................................................................ 129
کفشک ها ............................................................................................... 129
نقشه کامل .............................................................................................. 130
فصل ششم- مشخصات قطعه کار و محاسبات طراحی............................. 133
مشخصات قطعه کار.............................................................................. 133
عنوان صفحه
ابعاد......................................................................................................... 133
خیلی و تنش برشی.................................................................................. 133
محاسبات مربوط به نوار خام................................................................ 134
مازاد عرضی و طولی.............................................................................. 134
بازدهی ورق............................................................................................ 135
محاسبات مربوط به ماتریس.................................................................. 136
قسمت بدون شیب.................................................................................... 136
شیب یا زاویه آزاد................................................................................... 136
ضخامت................................................................................................... 136
حداقل فاصله سوراخ ماتریس تا لبه........................................................ 136
مشخصات ورق گیر................................................................................ 137
لقی بین سنبه وماتریس (C)..................................................................... 137
لقی در بلانک زنی.................................................................................... 138
لقی در سوراخکاری................................................................................ 138
اتصالات.................................................................................................. 139
محاسبه نیروها........................................................................................ 139
نیروی برش............................................................................................. 139
عنوان صفحه
نیروی تناژ............................................................................................... 140
ضربه گیر............................................................................................... 140
علت استفاده از ضربه گیر...................................................................... 140
روش های تعیین لزوم ضربه گیر........................................................... 140
-مکان دنباله قالب.................................................................................... 141
روش های پیدا کردن مکان دنباله قالب................................................... 141
محاسبه محل مناسب............................................................................... 141
منابع........................................................................................................ 144
منبع:
کتاب اصول قالب سازی طراحی گام به گام قالب های خم و برش
اثر جی.آر. پاکوئین
ترجمه مهندس فرزان نظریان و مهندس حمید امامی خوانساری
2- کتاب طراحی و محاسبه انواع قالب های فلزی
ترجمه: غلامحسین اردلان
3- کتاب اصول طراحی قالب های فلزی
ترجمه: مهندس مصطفی جباری و علی معصوم پور
4- کتاب اصول طراحی قالب و قیود
ترجمه: دکتر ولی نژاد
5- کتاب جداول و استانداردهای طراحی و ماشینکاری
اثر: دکتر عبداله ولی نژاد
6- جزوات آموزشی اساتید، CDهای آموزشی طراحی قالب های سنبه و ماتریس و نکاتی برگرفته از سایت های قالبسازی