نیروی کشش ( Draw Force ) :
1 – نیروی لازم برای فرم دادن قطعه :
a ) اگر شکل قطعه ساده باشد :
P = 1.5 x l x t x σt
Kg) ) نیروی لازم برای فرم دادن قطعه P =
mm) ) طول punch profile = محیط دور تا دور پانچ L =
mm) ) ضخامت ورق = t
σt = 35 kg/mm*2 ) ) ( kg/mm*2 ) مقاومت کششی = σt
b ) اگر شکل قطعه پیچیده باشد :
P = 0.04 x s x ( t -0.2 ) x σt
– برای قطعات outer که از stretch for استفاده می شود از این فرمول استفاده کنید :
( mm*2 ) سطح punch = s
– برای قطعات outer مقدار p بدست آ مده را در 1.5 ضرب کنید .
ضخامت قطعه = t
( kg/mm*2 ) مقاومت کششی = σt
( kg ) نیروی کششی = P
در قطعه تقویت لولا محاسبات مربوطه به شکل زیر است:
L =2104 mm
2 mm= t
35 kg/mm*2= σt
P =1.5x2x2104x35=220920 Kg =22 ton
بدست آوردن نیروی Blank holder :
2 – نیروی لازم برای Blank holder :
الف ) قالبهای single action :
P b/H=P N = B L P n
نیروی ( Kg ) = blank holder نیروی گرفتن P b/H=P N = panel
( mm )پهنای میانگین B = blank holder
( mm ) محیط میانگین blank holder = L
( جدول ) ( kg/mm*2 ) نیروی لازم در واحد سطح = P n
کاربرد و مثال
مقدار P n ( kg/mm*2 )
عملیات قالب
Rear fender, wheel house outer,
Front pillar
0.13
Drawing
Tail gate inner, door inner, tail
Gate outer, wheel house inner
0.22
Stretch drawing
Front panel, door outer,
Hood outer, roof
0.29
Stretch forming
نیروی لازم برای BLANK HOLDER در قطعه تقویت لولا بصورت زیر محاسبه میشود.
B=340 mm
L=5000 mm
kg/mm*2 .,22 = P n
P b/H=P N = 340x5000x0.22=374000kg=374 ton
ب ) قالبهای double action :
در این حالت نیروی blank holder مطابق با مشخصات outer ram پرس می باشد .
نیروی blank holder بر حسب نوع قالب ، طراحی قالب ، شرایط تولید و try out قطعه تعیین می گردد .
انواع ساختمانهای قالبهای کشش single action :
Type A ) single action draw die :
– این نوع حالت عمومی قالبهای single action میباشد .
– ابعاد قالب single action مطابق با شکل زیر تعریف می گردد .
( A )
SINGLE ACTION DRAW
کشش یک عمله
THICKNESS OF RIBS
ضخامت دیواره ها
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
A1
TOOLS SIZE
G1
45
50
40
60
50
50
15
60
70
20
50
G2
45
50
40
60
50
50
15
60
70
20
50
ابعاد قالب
G3
40
40
30
50
40
40
10
50
60
20
50
G4
40
40
30
50
40
35
10
50
60
20
45
NO.
PART NAME
نام قطعه
MATERIAL
جنس
REMARKS
توضیحات
1
PUNCH
سنبه
2
BLANK HOLDER
ورق گیر
3
DIE
ماتریس
4
WEAR PLATE
صفحه سایشی
SANKYO OILLESS
به صفحات 54-55 رجوع شود.
5
SPOOL RETAINER
پیچ بازیگر
S45C (CK45)
SANKYO
به صفحه 56 رجوع شود.
6
BOTTOM BLOCK
بلوک انتهایی
7
EXTENTION PIN
پین واسطه
MIN . 55 HRC
حداقل سختی 55 راکول
Type B ) single action draw die with upper pad
انواع ساختمانهای قالبهای کشش double action :
Type A ) Double action draw die with riser :
– این نوع ساختمان معمولی Double action draw die را نشان میدهد .
– معمولاً در جائی که عمق کشش زیاد است از Double action استفاده میشود .
– ابعاد قالب یdouble action مطابق با شکل زیر تعریف می گردد :
( B )
DOUBLE ACTION DRAW
کشش دو عمله
THICKNESS OF RIBS
ضخامت دیواره ها
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
A1
TOOLS SIZE
G1
50
50
40
60
50
50
60
60
70
20
55
G2
50
50
40
60
50
50
60
60
70
20
55
ابعاد قالب
G3
40
40
30
50
40
40
50
50
60
20
50
NO.
PART NAME
نام قطعه
MATERIAL
جنس
REMARKS
توضیحات
1
PUNCH
سنبه
2
BLANK HOLDER
ورقگیر
3
DIE
ماتریس
4
WEAR PLATE
صفحه سایشی
SANKYO OILLESS
به صفحات 55 ، 54رجوع شود.
5
B/H RISER
صفحه واسطه ورقگیر
GGG60
6
PUNCH RISER
صفحه واسطه سنبه
GG25
7
PUNCH ADAPT PLATE
صفحه اتصال سنبه به میزپرس
ST 37
SEE PRESS SPEC.
مشخصات پرس را ملاحظه کنید .
8
B/H ADAPT PLATE
صفحه اتصال ورقگیر به میز پرس
ST 37
Type B ) Double action draw die without riser :
– در این حالت دیگر از riser و adaptor plate استفاده نمی گردد .
– در این شکل برای برای سطح Die face پائینی نیز از یک mono block استفاده می شود . ( معمولاً استفاده نمی شود )
– این حالت موقعی استفاده می شود که مقاومت سایشی در دور تا دور قطعه مهم است و یا جریان ورق زیاد است از این روش استفاده کنید . ( Insert lower die face )
Type C ) Double action draw die ( separate die )-
تعیین ارتفاع قالب / single action die :
– با در نظر گرفتن مینیمم ارتفاع ، مقدار واقعی ارتفاع قالب بر اساس پارامترهای زیر تعیین می گردد :
الف ) ارتفاع کل قالب باید بزرگتر از ارتفاع بسته پرس به اضافه مینیمم 50 mm باشد .
ب ) میزان دهانه بین upper و lower در حالت باز قالب برای راحتی loading و unloading باید مینیمم 700 mm باشد .
البته باید این میزان با شکل قطعه و کورس lifter ها نیز هماهنگی داشته باشد و این مقدار با توجه به آنها تعیین می گردد .
ج ) میزان ارتفاع loading و unloading در روی قالب باید مینیمم 600 mm از کف پرس باشد .
د ) فاصله بین قطعه در حالت بالای lifter و upper باید طوری در نظر گرفته شود که loading و unloading قطعه بر روی لیفتر راحت باشد .
ه ) بالاترین نقطه لیفتر در حالت بسته باید 150 mm پائین تر از پائین ترین نقطه سطح die face باشد .
و ) مینیمم ارتفاع core ها نیز باید طبق استاندارد رعایت گردد .
لقی بین Punch / Blank holder :
حالت اول : در صورتیکه خط برش ( Trim ) روی سطح Blank holder ( die face ) قرار داشته باشد ، که خود به دو دسته تقسیم می شود :
الف ) روی دیوار عمودی ( shoulder ) فرمی وجود نداشته باشد .
– در این حالت لقی را بین 3 mm – 5 mm در نظر می گیریم .
ب ) روی دیواره عمودی ( shoulder ) فرم ( shape ) وجود داشته باشد .
– در این حالت لقی را بین 2 mm – 3 mm در نظر می گیریم .
توجه : در صورتیکه قالب double action بود ، فاصله بین Punch و Blank holder نیز همین مقادیر می باشد .
حالت دوم : در صورتیکه خط برش ( Trim ) روی سطح punch قرار داشته باشد :
– در این حالت لقی را بین 3 mm – 5 mm در نظر می گیریم .
– در این حالت شروعrelief را مطابق شکل در نظر بگیرید .
Die guide / upper and lower die :
در این حالت سه روش وجود دارد :
1- Guide بین Punch & Die
2- Guide بین die & blank holder
– در شرایط زیر از این روش استفاده کنید :
1- موقعی که کورس Cushion زیاد است .
2- موقعی که محدودیت در وزن قالب داریم .
3- موقعی که ساختمان قالب پیچیده است .
4- موقعی که نیروی thrust کم است .
5- وقتی میزان تولید قطعه کم می باشد .
توجه :
– بدون توجه به شرائط استفاده از روش دوم ، روش دوم ارجح می باشد .
3-استفاده از Guide post :
از این روش موقعی استفاده کنید که نیروی جانبی وجود ندارد .
توجه :
در این حالت دو روش وجود دارد :
1- Guide با سطح داخلی Blank holder
مزایا :
الف ) ابعاد قالب کوچکتر خواهد شد .
ب ) دقت تماسی با پانچ در این روش بهتر است .
معایب :
ماشینکاری سطوح سایشی در این حالت مشکل است .
2- Guide با سطح بیرونی Blank holder
مزایا :
الف ) ماشینکاری سطوح در این حالت راحتتر است .
ب ) این روش برای قطعات بزرگ و باریک نظیر Sill outer مناسب است .
معایب :
ابعاد قالب بزرگ می گردد .
نشستن B/H در قالبهای S/A / Bottoming of Blank holder on single action draw :
1 ) موقعی که خط Trim روی B/H می باشد .
– در این حالت B/H باید کاملاً با کفشک در ارتباط باشد و از bottoming block استفاده می گردد .
2 ) موقعی که خط Trim روی Punch می باشد .
– در این حالت لازم نیست B/H در انتهای کار با کفشک پائینی در ارتباط باشد و می تواند لقی بین 5 mm تا 2 mm بین B/H و کفشک وجود داشته باشد ، در این حالت لازم نیست از bottoming block استفاده گردد .
نکات کلی در مورد قالبهای Double Action :
1- نشستن Punch روی inner ram :
– از هر طرف مقدار A باید رعایت شود .
A ≤ 100 ≤ 50
2- نشستن Blank holder روی outer ram :
1-2 ) موقعی که از riser استفاده نمی شود :
الف : جلو و عقب قالب
برای بدست آوردن مقدار B دو شرط وجود دارد که باید هر دو شرط تواماً برقرار باشد .
شرط اول :
مقدار B را مینیمم 150 mm در نظر بگیرید . ( B min = 150 mm )
شرط دوم :
1- از punch profile خطی با زاویه 30 º نسبت به خط عمود رسم کنید .
2- این خط ، خطی افقی که در ارتفاع min 150 mm از سطح die face رسم شده و نشان دهنده سطح نشستن Blank holder روی outer ram می باشد ، قطع می کند نقطه تقاطع را P می نامیم .
3- محل شروع تماس Blank holder و outer ram باید بیرونتر ( به طرف مرکز قالب ) باشد .
ب :دو طرف قالب
در این حالت نیز برای بدست آوردن B دو شرط وجود دارد که باید هر دو شرط تواماً برقرار باشد .
شرط اول :
مقدار B را مینیمم 30 mm در نظر بگیرید . ( B min = 30 mm )
شرط دوم :
– شرط دوم شبیه به شرط دوم فوق می باشد .
توجه :
در مورد مقدار B در دو طرف قالب اگر دو شرط فوق نتوانستند برقرار باشند به استحکام و مقاومت Blank holder توجه داشته باشید .
2-2 ) موقعی که از riser استفاده نمی شود :
الف : جلو و عقب قالب
در این حالت مطابق با شرایط حالت استفاده نکردن riser می باشد .
ب : دو طرف قالب
در این حالت به اندازه ممکن ( آنچه قالب اجازه می دهد ) در نظر بگیرید .
3- نشستن Blank holder روی Adaptor P late یا riser :
در این حالت برای جلو و عقب و دو طرف قالب به اندازه ممکن سطح نشستن در نظر بگیرید .
4- نشستن Punch روی riser :
در این حالت مطابق شکل باید min 20 mm پاشنه تماس Punch روی riser در نظر گرفته شود .
5- نشستن riser روی inner ram :
– در این حالت باید min 50 mm پاشنه برای riser در نظر گرفته شود .
– مقدار فاصله riser تا محدوده بیرونی inner ram نیز بین 50 mm min تا max 100 mm می باشد .
6- فاصله بین پاشنه Blank holder و پاشنه Punch در صورتیکه casty leg نداشته باشیم max 40 mm میباشد تا برای بستن u slot ، punch به inner ram مشکلی پیش نیا ید . ( از بالاترین نقطه ( مخصوصاً در Hook ) این فاصله رعایت گردد ) .
7- سطح Die face باید به اندازه C از انتهای Blank بزرگتر باشد که این اندازه طبق جدول زیر بدست می آید .
– معمولاً C را برابر 20 mm در نظر بگیرید .
A mm
Bead type
30
Drawing bead
10
Lock bead
8- فاصله بین adaptor plate ، b / H تا سطح inner ram در حال بسته شدن قالب باید 100 min باشد .
– این مقدار باید با مشخصات پرسهای تولیدی چک شود .
9- در حالیکه فاصله بین محل وارد شدن نیروی تماس روی Die face و محل نشستن b / H روی outer ram زیاد است ، و نتوانیم از Blank holder plate استفاده کنید از فنرهای گازی برای کارائی بهتر استفاده کنید .
10- برای اتصال Punch به riser بهتر است که punch دارای پاشنه باشد ( min 20 mm سطح تماس ) اما اگر به علت محدودیت وزن وجا ، نتوان از این روش استفاده کنید باید مطابق شکل پیچ رویrib اصلی در نظر بگیرید .
11- riser باید تکه ساخته شود و نباید به صورت مجزا باشد .
12- در روی upper die و در جائی که احتمال ماندن و گرد کردن ورق روی قالب وجود داردknockout pin در نظر بگیرید . این pin ها را برای قطعات outer در نظر بگیرید . pin را در جائی قرار دهید که قطعه به راحتی از قالب جدا شود .
Bottoming marker :
برای حصول از عمق کشش دلخواه و همچنین مقایسه چشمی بین دو قطعه ، تولید قبلی وتولید جدید از نظر عمق کشش Bottoming marker استفاده می شود .
قطعات Insert در قالب کشش :
الف ) در blank holder :
– در جائی از blank holder که سایش در آنجا زیاد است از قطعات insert در blank holder جاگذاری کنید .
– پهنای insert طوری باشد که تمام سطح blank را بپوشاند .
– محل اتصال و تماس باید در حدود 10 درجه ( min ) با خط عمود مطابق شکل زاویه داشته باشد .
– برای باز وبسته کردن پیچهای insert ، مشکلی وجود نداشته باشد .
ب ) در Punch و یا Die :
– برای قطعات outer از قطعات insert داخل draw punch استفاده نکنید .
– برای قطعات inner اگر لازم شد از قطعات insert استفاده کنید و باید به خط انداختن لبه های این قطعه insert توجه کنید . سعی کنید خط جدایش روی قسمت مقعر باشد .
– در جای دستگیره در ( Door ) از یک فولاد insert مطلبق شکل استفاده کنید .
– به بستن قطعات به قالب توجه کنید . ( راحتی نصب و خط انداختن پیچ روی قطعه ).
پانچ دو تکه :
– در مواقع زیر از پانچ دو تکه استفاده کنید :
1- برای کشش های عمیق که ابعاد قطعه از 650 x 1000 mm بیشتر باشد .
2- برای تمام قطعات outer در صورت نیاز استفاده کنید .
– در قالبهای باریک از این روش استفاده نکنید .
نحوه Relief دادن در قالبهای کشش :
– برای کمتر کردن قیمت تمام شده قالب و جلوگیری از جمع شدن گرد و خاک باید هر جا که ممکن است از relief استفاده شود .
– هیچوقت relief از روی Trim line شروع نمی شود .
– در صورتیکه فرم قطعه به صورت reverse panel form بود فقط از یک طرف relief ( مطابق شکل ) ایجاد می گردد .
– relief در قسمت فرورفتگی قالب در نظر بگیرید .
– در relief باید مقدار a رعایت شود .
a : برای قطعات بیرونی = 50 mm
a : برای قطعات 20 mm = inner
Draw Slit :
– برای جریان یافتن بهتر مواد در جاهائی که شکل دادن در آنها مشکل است از یک slit ( برش و یا cut ) استفاده می شود .
– slit باید در قالب Blank ایجاد شود و نباید در قالب کشش آن را بوجود آورد .
– برای قطعات outer از slit استفاده نکنید .
– موقعی که از scrap یک قطعه دوباره استفاده می شود بهتر است به جای چاک از pierce استفاده کنید .
استفاده از Air Vent :
در مورد Air Vent نکات زیر وجود دارد :
1- موقعیت و محل دقیق سوراخها در Try out مشخص می شود .
2- در قطعات outer محل Air Vent باید حتی الامکان در فرورفتگی ( عمیق ترین جای قطعه و جائی که آخرین تماس در آنجا می باشد)
در نظر گرفته شود و هم روی punch و هم روی die در نظر بگیرید .
3- روی دیواره بیرونی نیز core برای خروج هوا در نظر بگیرید .
انواع پرس مورد نظر در طراحی قالب Draw :
برای طراحی ، طراح باید مشخصات سه پرس را مد نظر داشته باشد :
1- پرس خط تولید
2- پرس خط جایگزین
3- پرس Try out
– برای در نظر گرفتن این سه پرس باید جای cushion pin و نحوه فعال شدن آنها مد نظر گرفته شود .
– ارتفاع باز و بسته این پرسها و نیز نوع پرس از نظر double و یا single چک شود .
– جای u – slut و key – slut نیز باید مد نظر باشد .
Piercing in single action draw :
– در حالت خاص از این روش استفاده کنید زیرا قطر سوراخ دیگر دقیق نخواهد بود .
– در صورتیکه لازم بود از guide post استفاده کنید .
نحوه بستن Blank holder و Blank holder plate :
1- بستن Blank holder به Blank holder plate و یا outer ram :
– در این حالت از پیچهای M 24 min استفاده کنید . فاصله این پیچها تابعی از مشخصات پرس می باشد .
– فاصله اولین پیچ از گوشه 150 mm می باشد .
– از چهار خار ( معمولاً ) برای موقعیت دهی استفاده می شود .
– اولین پیچ از مرکز قالب نیز تابعی از مشخصات پرس می باشد .
2- بستن Blank holder plate به outer ram :
– در این حالت از پیچهای M 30 min استفاده کنید .در این حالت فاصله بین دو پیچ تابعی از مشخصات پرس می باشد .
– فاصله اولین پیچ از گوشه 300 mm می باشد .
– از چهار خار ( معمولاً ) برای موقعیت دهی استفاده می شود .
بستن Punch و Riser :
1- بستن Punch به Riser :
– در این حالت از پیچهای M 24 min استفاده کنید .
– فاصله اولین پیچ از گوشه 150 mm می باشد .
– فاصله دو پیچ بستگی به مشخصات پرس دارد .
3- بستن Riser به Inner ram :
– در این حالت از پیچهای M 30 min استفاده کنید .
– فاصله اولین پیچ از گوشه 300 mm می باشد .
– فاصله دو پیچ بستگی به مشخصات پرس دارد .
نحوه محاسبه تعداد پیچ برای بستن Punch به Riser و Inner ram و b / H به outer ram :
– از فرمول زیر نیروی هر پیچ محاسبه می گردد :
P = Π d*2/4 S x σt n ≥ w / p
( برای پیچ M 24 از جنس S 45 = هر پیچ3945 kg/ ) ( kg ) بار مجاز هر پیچ = P
( در انجا ضریب اطمینان 6 می باشد ) ضریب اطمینان = S
( mm ) قطر کوچک رزوه = d
( برای پیچ از جنس S 45C = 70 kg / mm*2 ) مقاومت کششی = σt
تعداد پیچ = n
وزن b / H یا وزن Punch = w
– رزوه پیچ از کلاس 3 می باشد .
– سختی پیچ در حدود HRC 25 – 30 می باشد .
– دمای تمپر کردن بیش از 600 c می باشد .
– معمولاً پیچ بر اساس استاندارد JIS B – 1180 می باشد .
فهرست مطالب
نیروی کشش ( Draw Force ) : 1
بدست آوردن نیروی Blank holder : 2
انواع ساختمانهای قالبهای کشش single action : 3
انواع ساختمانهای قالبهای کشش double action : 4
تعیین ارتفاع قالب / single action die : 6
لقی بین Punch / Blank holder : 7
Die guide / upper and lower die : 9
نشستن B/H در قالبهای S/A / Bottoming of Blank holder on single action draw : 10
نکات کلی در مورد قالبهای Double Action : 11
Bottoming marker : 14
قطعات Insert در قالب کشش : 15
نحوه Relief دادن در قالبهای کشش : 17
Draw Slit : 17
استفاده از Air Vent : 18
انواع پرس مورد نظر در طراحی قالب Draw : 18
Piercing in single action draw : 18
نحوه بستن Blank holder و Blank holder plate : 18
بستن Punch و Riser : 19
نحوه محاسبه تعداد پیچ برای بستن Punch به Riser و Inner ram و b / H به outer ram : 19