موسسه آموزش عالی معراج سلماس
گزارش کارآموزی
نام و نام خانوادگی کاراموز: ****************
شماره دانشجویی: **************
استاد کارآموزی : *****************
سرپرست کارآموزی: ****************
محل کارآموزی: شرکت باران یدک سخت ارومیه
آدرس:ارومیه مجتمع فلزکاران ارومیه
تلفن:******************
تاریخ شروع: 25/12/1392 تاریخ پایان: 18/02/1393
فهرست مطالب
موضوع صفحه
چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
تاریخچه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….2
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..3
فصل اول
ساختمان عمومی قالب های تزریق
ماشین افزارهای مورد نیاز قالبسازی……………………………………………………………………………………………….5
محفظه …………………………………………………………………………………………………………………………………………..6
بوش تزریق ……………………………………………………………………………………………………………………………………..7
سیستم راهگاه و ورودی…………………………………………………………………………………………………………………..7
حلقه تنظیم…………………………………………………………………………………………………………………………………….8
نیمه ثابت و نیمه متحرک …………………………………………………………………………………………………………….. 9
فصل دوم
طراحی قالب
روش اساسی طراحی قالب …………………………………………………………………………………………………………..11
نیروی گیرنده ……………………………………………………………………………………………………………………………….16
حداکثر سطح گیرنده ……………………………………………………………………………………………………………………16
کورس باز شدن لازم …………………………………………………………………………………………………………………….17
طول جریان/ نسبت ضخامت دیواره …………………………………………………………………………………………… 18
محاسبه تعداد حفره قالب ………………………………………………………………………………………………………….. 19
الگوریتم تعیین تعداد حفره قالب بهینه از نظر فنی و اقتصادی …………………………………………………22
آرایش حفره ها …………………………………………………………………………………………………………………………… 34
تعادل نیروها در قالب در حین تزریق ………………………………………………………………………………………….35
تعداد خطوط جدایش …………………………………………………………………………………………………………………. 36
حفره ها و ماهیچه های قالب …………………………………………………………………………………………………….. 37
صفحات اینتگری حفره و ماهیچه ……………………………………………………………………………………………… 38
روش ساخت حفره ماهیچه اینتگری ………………………………………………………………………………………… 38
استفاده از اینسرت موضعی ………………………………………………………………………………………………………… 39
پران با صفحه بیرون انداز …………………………………………………………………………………………………………… 43
فصل سوم
قالب گیری فشاری
قالب گیری فشاری (مواد ترموست) …………………………………………………………………………………………… 51
شرح فرآیند قالبگری فشاری ……………………………………………………………………………………………………… 52
شرح فرایند قالبگیری انتقالی …………………………………………………………………………………………………….. 52
قالبهای فلاش دار ………………………………………………………………………………………………………………………. 53
قالب های سنبه ای کفی یا پله ای ……………………………………………………………………………………………. 54
قالبهای مثبت …………………………………………………………………………………………………………………………….. 54
قالبهای نیمه مثبت …………………………………………………………………………………………………………………….. 55
انواع روشهای قالبگیری انتقالی از نظر ساختمان ………………………………………………………………………..55
قالبهای لوله راهگاهی …………………………………………………………………………………………………………………. 56
قالبهای پیستونی ………………………………………………………………………………………………………………………… 56
اجزاء ساختمانی پلاستیکها (شامل ترموستهاوترمو پلاستیکها) ………………………………………………… 56
کاربرد قالبهای انتقالی ………………………………………………………………………………………………………………… 56
تجهیزات مورد نیاز در فرایند قالبگیری فشاری وانتقالی …………………………………………………………… 57
مزایای فرآیند قالبگیری فشاری …………………………………………………………………………………………………. 57
معایب فرایند قالبگیری فشاری ………………………………………………………………………………………………… 58
مزایای فرایند قالبگیری انتقالی ……………………………………………………………………………………………………58
معایب فرایند قالبگیری انتقالی …………………………………………………………………………………………………. 59
فصل چهارم
دستگاههای Cnc
نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 76
منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 77
چکیده:
این گزارش مربوط به کارآموزی در مورد اشنایی با ماشین افزار و نحوه ی ساخت و تولید ،نقشه کشی و طراحی قالب های تزریق پلاستیک می باشد.
قبل از هر عنوانی ماشین افزرارهای مورد استفاده اعم از ماشین فرز دستی و ماشین دریل رادیان ساخت ماشین سازی تبریز، دستگاه ماشین تراش Cnc ،Tcn10 با کنترلر زیمنس و ماشین فرز Cnc هایدن هاین که در شرکت باران یدک سخت ارومیه برای امجام عملیات ماشین کار روی قطعات و قالب های ساخته شده در شرکت بکار می رود در این دوره کاراموزی بیشتر به نحوه ی کاربرد و عملکرد دستگاههای دستی آشنایی و بکارگیری توسط کارآموز صورت گردید و در مورد دستگاههای Cnc نحوه کد گیری از قطعه یا قالب و همچنین کد نویسی در صفحه ی کنترلرهای موجود در کارگاه ساخت و آشنایی کامل کارآموز با نحوه استفاده از نرم افزار Solid ، Cam برای جی کد گیری از قطعه طراحی شده در دفتر طراحی و نقشه کشی شرکت انجام شد. در این دوره سعی گردید با کلیه اجزای قالب تزریق پلاستیک مانند سیستم های راهگاهی، انواع پران ، محوظه تنظیم و… آشنا شده و نحوه ی طراحی آن ها با نرم افزار Solid work آموزش داده شده است
تاریخچه :
شرکت باران یدک سخت ارومیه در سال 1381 تاسیس و فعالیت خود را در زمینه ی تولید انواع قطعه و قالب های صفحه برش، خم، فرم،دایکاست، آکستروژن و تزریقات پلاستیک شروع نمود که این شرکت در ابتدای کار خود با وجود کارشناسان ساخت و تولید و همچنین طراحان مجرب شروع به تولید انواع قالب های صنعتی و قطعات کارخانجات مستقر گردید. و با توجه به نیاز استان به تولید انواع جعبه ها و قطعات پلاستیکی برای بسته بندی این شرکت عمده تولیدات خود را در راستای تولید قالب پلاستیک و قطعات مربوط به ان اختصاص دارد و در حال حاضر با وجود دستگاه های Cnc و دفتر طراحی و نقشه کشی یکی از موفقترین شرکت های تولید قالب تزریق پلاستیک در سطح شهر ارومیه به شمار می آید.
مقدمه :
الف- با توجه به کشاورزی بودن استان آذربایجان غربی نیاز افزون کشاورزان به جعبه برای بسته بندی محصولاتشان رفته رفته مشکلاتی مانند کمبود منابع چوب و عمر کم این جعبه ها باعث شد تا جعبه های پلاستیکی جایگزین خوبی برای جعبه های چوبی شوند.
از این رو واحدهای صنعتی تولید جعبه پلاستیک افزایش یافت.که برای پشتیبانی کردن این واحدها کارگاههای ساخت و تولید قالبهای پلاستیک رونق یافت.امروزه جهت تسریع در تولید قالبها استفاده از دستگاههای CNC امری الزامی است. برای پیشرفت این صنعت نیاز به حمایت سرمایه گذاران و دانشجویان جهت کارآموزی در این کارگاهها امری ضروری می باشد .
ب- شرکت باران یدک ارومیه در سال 1381 توسط چند مهندس ساخت و تولید با تولید قطعات صنعتی و گرفتن سفارشات از کارخانجات شروع به کار کرد .با توسعه و رشد روز افزون صنعت تولید جعبه های پلاستیکی در استان در سال 1385 اقدام به طراحی و ساخت قالبهای تزریق و دیگر قالبهای صنعتی کرد . در حال حاضر این شرکت با دارا بودن دستگاههای : تراشکاری و فرز دستی و CNC هایدن هاین و دفتر نقشه کشی و طراحی صنعتی یکی از بهترین شرکتهای تولید کننده ی قالبهای صنعتی در سطح شهرستان ارومیه می باشد .
ساختمان عمومی
قالب های تزریق
ماشین افزار های مورد نیاز در قالبسازی :
وظیفه ی هر ماشین افزار براده برداری از فلز است و هر ماشین ابزلری به روشی از فلز براده برداری می کند .برای مثال در یک نوع(ماشین تراش)یک رنده از فلز در حال دوران براده برداری می کند .در حالیکه در نوع دیگر (فرز) ابزار می چرخد و براده از روی کار برداشته می شود.
هر ماشین ابزاری کارایی خاصی دارد که بستگی به ماشینکاری مورد نیاز مورد استفاده قرار می گیرد. چند نمونه از ماشینهایی که امروزه استفاده می شوند عباتند از :
1-ماشین تراش برای عملیات روتراشی – داخل تراشی – پیچ تراشی و …
2-ماشین سنگ گرد ساب جهت تراش قطعات استوانه ای دقیق
3-ماشین صفحه تراش برای رنده کردن بلوکها و صفحات فولادی جهت کاهش ضخامت و گونیا کاری صفحات.
4-ماشین فرز برای براده برداری سریع و ایجاد شیارها و تورفتگی ها و ماشینکاری جاخارها و …
5-ماشین های تراش و فرز cnc برای ماشینکاریهای دقیق و سریع.
6-ماشین ابزار دریل رادیان برای ایجاد انواع مختلف سوراخهای دقیق
محفظه
قالب تزریق شامل مجموعه ای از قطعاتی است که " محفظه" را تشکیل می دهند، مواد در محفظه قطعه تزریقی شکل می گیرد. بنابراین محفظه به بخشی از فضای قالب گفته می شود که به شکل قطعه تزریقی است و قطعه در آن شکل می گیرد. محفظه با دو عضو قالب شکل می گیرد:
الف- حفره: قسمت مادگی قالب است و شکل بیرونی قطعه را به وجود آورد.
ب- ماهیچه: قسمت نر قالب است و شکل داخلی قطعه را به وجود می آورد.
صفحات حفره ای و ماهیچه پلاستیک به داخل این محفظه تزریق شده و سرد می شوند. ای
این صفحات در شکل(2-1) برای یک ظرف شش گوش ساده نشان داده شده است.در این مورد قالب شامل دو صفحه است .در داخل یک صفحه حفره ایجاد شده که شکل آن مانند شکل بیرونی قطعه است .بنابراین ،این صفحه را صفحه حفره می نامند .به صورت مشابه ماهیچه دارای شکل بر آمده از صفحه ماهیچه است و شکل آن مانند شکل داخلی قطعه تزریقی است .زمانی که قالب بسته شود ،بین حفره و ماهیچه فضایی به شکل قطعه تزریقی به وجود می آید که آن را محفظه می نامند
شکل(2-1)قالب پایه شامل صفحه حفره و صفحه ماهیچه.
بوش تزریق
در هنگام تزریق مواد پلاستیک به صورت خمیر از نازل ماشین خارج شده و از طریق یک مسیر به محفظه قالب وارد می شود.ساده ترین نوع این مسیر یک سوراخ مخروطی شکل در داخل یک بوش است که در شکل(2-2) نشان داده شده است .مواد موجوددر این مسیر را اسپرو و بوش را بوش تزریق گویند.
شکل (2-2) :سیستم تغذیه برای قالب تک محفظه ای
سیستم راهگاه و ورودی
مواد پلاستیک مستقیما از طریق بوش تزریق (شکل2-2) وارد محفظه شده و در قالب هایی که دارای چند محفظه هستند (قالب هی چند محفظه ای)قبل از ورود مواد به محفظه،می باید این مواد از راهگاه و ورودی نیز عبور کنند(شکل2-3).
شکل(2-3):سیستم تغذیه برای قالب چند محفظه ای
حلقه تنظیم
برای اینکه مواد پلاستیک بدون هیچ مانعی وارد قالب شوند،نازل ماشین و بوش تزریق می باید هم راستا باشند.برای اطمینان از این موضوع باید قالب در مرکز صفحه ماشین نصب شود.این هم مرکزی با استفاده از حلقه تنظیم امکان پذیر است.
میله ها و بوش های راهنما
در قالب گیری قطعه ای که ضخامت دیواره ها در آن مهم است و برای اطمینان از منطبق بودن حفره و ماهیچه که امری الزامی است با بکاربردن میله ها و بوشهای راهنما در دو لنگه قالب ،هنگام بستن قالب عمل انطباق به صورت رضایتبخشی انجام می شود.
شکل(2-4) یک نمونه را که در آن میله های راهنما در سمت ماهیچه و بوش های راهنما در سمت حفره نصب شده ،نشان می دهد.ابعاد میله راهنما باید به اندازه ای باشد که انطباق دو نیمه با توجه به نیروهای اعما ل شده به قالب امکان پذیر باشند
در شکل زیر همه قطعات پایه تشکیل دهنده یک قالب در یک برش مقطع از نقشه مونتاژ نشان داده شده است. .
شکل(2-4):قالب پایه شامل قطعات بوش تزریق ،حلقه تنظیم،میله های راهنما و بوشها
نیمه ثابت و نیمه متحرک
در شکل (2-4) مشاهده می شود که قطعات مختلف قالب در یکی از دو نیمه قالب جا می گیرند.نیمه ای که به صفحه ثابت ماشین بسته می شود (به صورت خط و نقطه نشان داده شده است)نیمه ثابت قالب نامیده می شود.نیمه دیگر قالب که به صفحه متحرک ماشین بسته می شود به صورت مختصر نیمه متحرک قالب نامیده می شود.اکنون بایستی تصمیم گرفت که حفره و ماهیچه را در کدام نیمه قالب نصب کرد.عموما به دلیلی که در زیر بیان می شود ماهیچه روی نیمه متحرک قالب نصب می شود:
در زمان سرد شدن قالب قطعه تزریقی منقبض شده و در هنگام باز شدن قالب روی ماهیچه می چسبد.خواه ماهیچه روی نیمه ثابت و خواه روی نیمه متحرک قالب نصب شده باشد،این انقباض اتفاق می افتد.به دلیل انقباض در قطعه تزریقی عموما بایستی از یک سیستم پران استفاده کرد.اگر ماهیچه در سمت متحرک قالب نصب شود امکان تحریک سیستم پران ساده تر است.در قالب تک محفظه ای شکل(2-4)حفره در نیمه ثابت و ماهیچه در نیمه متحرک قالب نصب شده است.
طراحی قالب
روش اساسی طراحی قالب
توصیه می شود که طراحی هر قالب به صورت سیستماتیک پیش برود چرا که قالب و عملکرد آن باید در شرایط گوناگونی پاسخگو باشند.شکل 51 ارتباط متقابل شرایط و شرایط مرزی و ثانویه که با عمل اصلی باید رعایت شوند نمایش می دهد.این مطلب با یک مثال آشکارتر می شود .مسیر تصمیمهایی که طراح اتخاذ می کند با فلوچارت طراحی یک قالب استاندارد برای تولید همزمان چندین سرپوش به نمایش در آمده است (شکلh -a 52).توصیه می شود که برای درک منطق روش،این مسیر گام به گام تعقیب شود.
اندازه قالب در اصل به اندازه ماشین بستگی دارد.اغلب اندازه ماشین مشخص یا موجود محدودیت مهمی برای مهندس طراح ایجاد می کند.
این محدودیتها عبارتند از:
* مقدار تزریق در هر کورس:مقدار مذابی که در یک کورس حلزون یا پیستون به داخل قالب منتقل می شود.
* سرعت نرم سازی ،مقدار مواد نرم شده که ماشین در واحد زمان آماده می سازد.
* نیروی گیرنده هکه باید نیروی عکس العملی حاصل از حداکثر فشار داخلی حفره قالب را جبران کند.
* حداکثر سطح میز ماشین که با فاصله بین میلهای راهنمای ماشین معلوم می شود
* حداکثر فشار تزریق
* حداکثر تعداد حفره قالب
ابتدا حداکثر تعداد حفره قالب تئوری محاسبه می شود
حداکثر حجم مواد در یک کورس Sv به Cm3
=N1
حجم قطعه در راهگاه Mv به Cm3
این محاسبه با فرض استفاده کامل از حداکثر مقدار تزریق در یک کورس ماشین که از قطر حلزونی و جابجایی آن به دست می اید انجام می شود.البته به دلایل کیفی(مذاب یکنواخت،توانایی کافی برای حفظ فشار)انتخاب حداکثر کمی عاقلانه نیست.
تعداد حفره قالبها برای قطعات با دیواره نازک بیشتر با سرعت نرم سازی ماشین تعین می شود.
سرعت نرم سازی R به Cm3/min
=N2
تعداد ضربها Z/min(قطعه+حجم راهگاه به Cm3)
در ماشینهای قالب گیری تزریقی مدرن با حلزون رفت و برگشتی سرعت نرم سازی به قدری بالاست که باید تعداد حفره قالبها N2 فقط برای قطعات جدار ناک با سرعت ضرب زیاد چک شود. طبق یک قانون تجربی:
0.4 N1<=N2 <=0.8N1
نیروی گیرنده
حداکثر نیروی گیرنده از نیروی عکس العملی حفره قالب که نتیجه سطح تصویر شده همه حفره قالب ها و راهگاهها و حداکثر فار حفره قالب است به دست می آید:
F=A×P
در اینجا F نیروی عکس العمل ،A سطح تصویر شده حفره قالبها و سیستم راهگاه و P فشار حفره قالب است. در فرآیند صحیح ،با توجه به جنس و قطعه ،فشار حفره قالب MPa =100-20 است. در عملیات اشتباه ممکن است این فشار تا فشار تزریق کامل بالا برود.بنابراین ذتوصیه می شود که محاسبه با فشار تزریق حداکثرماشین و سطح تصویر شده کلی که ممکن است با مذاب پوشیده شود انجام شود.
F max =A max ×P inj < F clam
حداکثر سطح گیرنده
این سطح با فاصله بین میلهای راهنمای ماشین تعیین می شود(شکل 62) عموما از مشکل کشیده شدن میلهای راهنمای ماشین جلوگیری می شود .بنابراین بیشترین ابعاد قالب تقریبا باید mm 10 کوچکتر از فاصله بین میلهای راهنمای مربوط باشد.قسمتهای گیرنده برای تحمل حداکثر فشار حفره قالب که انتظار می رود به وجود آید ساخته می شوند.ماشینهایی که برای فرآوری فوم(foam ) با فشار کم به کار می روند قسمتهای گیرنده سبک یا میزهای گیرنده بزرگترو فاصله بیشتری بین میلهای رانما دارند.باید مراقب بود که صفحات تحت بارها بیش از از چند میکرون خم نشوند در غیر این صورت، فاصله درز مجاز خط جدایش حتی با وجود صلبیت کافی خود قالبها حفظ نمی شوند . تز این لحاظ ماشینهای امروزی اغلب کوچکتر از اندازه هستند.
کورس باز شدن لازم
کورس بازشدن برای بیرون انداختن بدون مشکل قطعه از قالبها با ماهیچه های بسیار بلند بایدبه اندازه کافی بلند باشد(مثال :قالب سطل) .حداقل کورس لازم بیش از دو برابر طول ماهیچه است.
از سوی دیگر کورس بلندتر از حد نیاز ،مدت زمان سیکل را افزایش می دهد و به دلیل هزینه ای باید کورس هر چه کوتاهتر باشد.
کورس بازشدن را می توان دقیقا تعیین کرد ولی کورس بیش از حد نرمال مخارجی زیادی دارد .بنابراین طرحی رائه شده که در آن قالب در حین کورس باز شدنبا یک وسیله کمکی کج می شود و سپس قطعه از قالب خرج می شود(شکل 53) :
طول جریان/ نسبت ضخامت دیواره
معیار دیگری که به ماشین مربوط می شود نسبت طول جریان و ضخامت دیواره است.طبق قانون هاگن- پویسیل نسبت بین طول جریان L و مربع ضخامت دیواره قالب H2 با فشار تزریق P inj ،کمیت مربوط به ماشین و ویسکوزیته مذاب در صورتی که سرعت مذاب داده شده باشد تعیین می شود.
برای ترموپلاستیکها مقادیر سرعت بهینه مشخصی{13} برای مولکولها وجود دارد که با آرایش مولکولی تعیین می شود .این سرعتها حدود Vinj ~30 cm/s هستند.
البته اغلب از اطلاعات تجربی که به وسیله تولید کنندگان مواد خام برای محصولاتشان ارائه می شود وبه صورت نمودار ضخامت دیواره / طول جریان(شکل 54) است استفاده می شود. اطلاعات این نمودار برای همه مواد با آزمایش به دست آمده است.
شکل 53 رابطه ضخامت دیواره و طول جریان برای تعدادی از رزینهای قالب گیری PMMA ( شرکت Degussa ) این مواد طبق DIN7745 هستند.
دو سری از انواع آنها وجود دارد :انواع استاندارد 6،7،8 و انواع E که وزن مولکولی بیشتری دارند.
در حال حاضر داده های معمولی برای تولید قطعات قالبگیری با حداکثر طول جریان مذاب در حفره قالب و ضخامت مقطع مربوطه (نازکترین) مشخص می شوند و این داده ها کاملا تجربی هستند.
نسبت ضخامت دیواره /طول جریان که از قانون هاگن-پویسیل به دست می آید با اصل تشابه مطابقت دارد.
شکل 53 رابطه ضخامت دیواره و طول جریان برای تعدادی از رزینهای قالب گیری
محاسبه تعداد حفره قالب
اولین مرحله طراحی تعیین تعداد حفره قالبها است .معیارهای فنی (به شکل تجهیزات موجود در ماشین و کیفیت مورد نیاز و هزینه ها) همچنین معیارهای اقتصادی(تاریخ تحول) در نظر گرفته می شوند. برای راحت کردن این تصمیم گیری چند سطحی یک فلو چارت(شکل 55) ارائه می شود که روش مناسب را توضییح می دهد.
با فرض اینکه قیمت تک محصول به روش تولید آن بستگی دارد می توان به صورت عکس نتیجه گرفت که محاسبات هزینه باید از مرحله طراحی ،مخصوصا طراحی قالب ، شروع شود تا راه حل بهینه به دست آید.تقسیم کل روش به اعمال جزئی شناخته شده یا اعمال ابتدایی(17) که می توان با توجه به علت و معلول آنها را جایگزین عملیات کلی نمود کاری عملی است. سپس این اعمال جزئی به کمک آنالیز مقادیر ارزیابی می شود .نکته مهم منبع هزینه هاست. شکل 56 هزینه ها را که باید در نظر گرفته شوند نمایش می دهد و در گروههای هزینه آنها را جا داده است.
با جمع کل هزینه های منفرد یا گروههای هزینه به صورتیکه در شکل 56 نمایش داده می شود هزینه ها به دست می آید.منحنی این هزینه ها به صورت شماتیک در شکل 57 (9،18،21) نمایش داده شده است.
از آنجا که از پیش معلوم نیست که کدام ترکیب از تعداد حفره قالبها ،سیستم قالب و ماشین قالبگیری تزریقی به کمترین هزینه منجر می شود ،این سه کمیت باید در محدوده مشخصی ،که تعیین می شوند تغییر کنند.
ابتداد تعداد حفره قالبها باید محدود شود.این کار با 5 گام اول الگوریتم شکل 55 انجام می شود که جزئیات آن به علت اهمیت آنها بعدا مورد بحث قرار می گیرد.اگر اطلاعاتی راجع به خواسته های کیفی (گام دو یا زمان تحویل (گام 3)در دست نباشد ،می توان در گام 1 با تعداد حفره قالب درستی از نظر عملی کار را شروع کرد (20) ،که این تعداد فقط به مقدار سفارش بستگی دارد (شکل 58) .
شکل 55اگوریتم تعیین تعداد بهینه حفره قالب
شکل 57 هزینه مربوط به تعداد حفره قالب
مشاهده می شود که منحنی از کمتر از n=1000 قطعه شروع نمی شود.تعدادکمتر سفارش با سود نیست چرا که هزینه های قالب مخارج استهلاکی زیادی به وجود می آورد.این هزینه با کاهش تعداد تولید افزایش می ابد و منجر به غیر اقتصادی شدن کار می شود.
طبق این تجربه (20) اقتصادی ترین راه برای تولید قطعات تا تیراژ 10000 قطعه به شرط اینکه زمان تحویل مورد نیاز محدودیتی ایجاد نکند استفاده از قالب با یک حفره قالب است.اگر بهترین کیفیت و دستیابی راحت در نظر باشد ،آنگاه عموما فقط از این قانون استفاده می شود.با مشکلتر شدن فرآوری مواد ،این نمودار (20) ارزش بیشتری پیدا می کند.اگر شرایط دیگری وجود داشته باشد ،آزمایش دیگری انجام می شود
شکل 58 ارتباط بین تعداد حفره قالب و مقدار سفارش
الگوریتم تعیین تعداد حفره قالب بهینه از نظر فنی و اقتصادی
از آنجا که تعیین واقع گرایانه تعداد حفره قالب بهینه فقط به توجه به مشخصات ماشین قالبگیری و قالب مناسب برای قطعه مورد نظر امکانپذیر است ،بنابراین اگر تعداد حفره قالب بهینه از نظر فنی و اقتصادی تعیین شود مناسب ترین ترکیب قالب و ماشین به صورت همزمان به دست می آید.
برای شروع یک درخواست تولید قطعات قالبگیری تزریقی را در نظر بگیرید که در اصل شامل:
* شکل قطعه
* جنس قالبگیری
* شرایط قطعه
* تعداد تولید و
* تاریخ تحویل است.
در برآورد قالبساز و قالبگیر ، حداقل پارامترهای زیر را باید مقرر شوند:
* تعداد حفره قالب n ،
* نوع قالب W
* ابعاد اصلی قالب،
* تعداد m و انواعM ماشینهای قالبگیری،
* هزینه قالب و
* هزینه های قطعات(n,W.M,m ) S .
پارامترهایی که در بالا ذکر شد فقط با هم می توان آنها را تعیین کرد چرا که به صورت متقابل به یکدیگر وابسته هستند .مثلا ارتباطی بین تعداد حفره قالب n و تعداد m همچنین نوع ماشین قالبگیری M وجود دارد.این وابستگی نتیجه تعداد تولید و زمان تحویل و از سوی دیگر ملزومات فنی فرآیند (سرعت نرم سازی،تعداد کورس،…)و از سوی دیگر اطلاعات راجع به ماشین است.
نوع تزریق و موقعیت آن و همچنین تعداد حفره قالب ،مثلا از قالب یک حفره ای به قالب دو حفره ای ،بستگی دارد.ابعاد اصلی قالب به تعداد حفره قالب ،طرح قالب و نوع ماشین بستگی دارد .برعکس ممکن است که طرح قالب به ابعاد اصلی قالب وابسته باشد .اگر مثلا به علت زیاد بودن نیروهای عرضی بازشدن، استفاده از یک میل راهنمای ضخیم برای قالب کشویی لازم شود نمی توان آنرا پس از تعیین شدن اندازه ها ایجاد کرد.بنابراین استفاده از قالب با حفره قالب دو تکه حساسیت بیشتری دارد .هزینه های قالب وقطعه به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به پارامترهای باقیمانده که در برآورد مقرر شده اند بستگی دارد.
برای به دست آوردن مناسبترین تعداد حفره قالب (ترکیب قالب -ماشین) با کار قابل قبول،روش زیر ارائه شده است.شکل 59خلاصه فلوچارت یک الگوریتم برای تعیین بهترین ترکیب قالب و ماشین از نظر فنی و اقتصادی برای قطعه تولیدی نمایش می دهد. در گام 1 قطعه آنالیز شده و تمام مقاصد عملی قالب به دست می آید.علاوه بر اینها انتخاب اولیه ماشینها ،یعنی ماشینهای قالبگیری که انتخاب نهایی از میان آنها خواهد بود ،انجام می شود .سپس در گام 2 اولین محدودیت دامنه تعداد حفره قالب که بر مبنای معیارهایی که به اطلاعات راجع به قطعه بستگی دارد تعیین می شود.پس از این گام در گام 3 دامنه تعداد حفره قالب با بازبینی معیارهای فنی مهم محدودتر می شود .در گام 4 پس از محاسبه ابعاد اصلی قالب می توان هزینه قطعه را محاسبه کرد .در این مرحله تعداد حفره قالب برای یک ماشین و قالب مشخص تصحیح و تعیین شده است و پس از این گام ماشین و قالب انتخاب شده اند .با این انتخاب در گام 5 ماتریس نتایج برای هزینه های قطعه به دست می آید .این ماتریس باید اقتصادیترین ترکیب،البته لزوما بهترین ترکیب ماشین و نوع قالب و تعداد حفره قالب نیست،را مشخص سازد.
شکل 60 فلوچارت الگوریتم را به صورت کاملتری نمایش می دهد.در گام 1 تمامی الت طراحی ممکن برای قالب با توجه به آنالیز قطعه (بخشهای 4-4-1 تا 4-4-3 )تعیین می شود .مهمترین هدف در این گام خلق سیستم و موقعیت تزریق و همچنین راه خروج قطعه از قالب است .هدف این مرحله مشخص کرده همه اشکال گوناگون عملی قالب است.باید به محدودیتهای تعداد حفره قالب برای طراحی نوع مربوطه توجه شود. سپس در گام 2 ماشینها از مجموعه ماشینها، تک تک کنار گذاشته می شوند تا یکی برای انجام دادن کار انتخاب شود.محدود کردن طیف ماشینها به ماشینهای که باید در نظر گرفت،با برنامه یا بر مبنای تجربه انجام می شود .این عمل باعث کاهش کار کلی برای پیداکردن مناسبترین ماشین و قالب در مراحل بعدی می شود.
در گام 3 تعداد حفره قالب عملی با توجه به تجربیاتی که با قطعات مشابه وجود دارد مقرر می شوند.
برای افزایش مقاصد این روش ،بررسی با در نظر گرفتن وابستگی تعداد حفره قالب به مقدار تولید برای یک خانواده مشخص از قطعات قالبگیری که با اندازه های مشابه قطعه گروهبندی شده اند انجام می شود. این اطلاعات را می توان وارد نمودارها کرده و بنابراین به صورت ریاضی بیان نمود. به این وسیله برآورد اولیه تعداد حفره قالب ممکن می شود .گام 5 به تعداد حفره مناسب از نظر کیفی ربط دارد .اگر بیش از یک حفره قالب در قالب باشد شرایط فرآیند مناسب نخواهد بود .تعداد ذحفره قالب صحیح باعث قالبگیری قطعه با کیفیت کامل می شود. بنابراین ارتباطی بین کیفیت مورد نیاز قطعه و حد اکثر تعداد حفره قالب مکن وجود دارد ،حتی برای مقدار تولید بیشتر ،انتخاب تعداد کمتری حفره قالب نسبت به تعداد مجاز از نظر فنی ،باید انجام شود تا قطعات با کیفیت بالا به دست آید در یک ارزیابی کیفی (صحت شکل و ابعاد)در 4 گروه ارائه شده است .علاوه بر این ،تقسیم بندی خانواده های قطعات باید انجام شود.نمی توان یک عبارت کمی قابل قبول عمومی درباره وابستگی درجه کیفیت به تعداد حفره قالب بیان کرد البته این وابستگیها را به راحتی می توان با اندازه گیری وزن و ابعاد قطعات قالبگیری حاصل از قالبهای چند حفره ای که عملا در کارگاه استفاده می شود مشاهده کرد.
پس از تعیین تعداد حفره قالب با توجه به کیفیت در گام 5 در مورد تعداد حفره قالب لازم که با زمان تحویل مناسب باشد تصمیم گیری می شود- این تعداد نباید کم باشد تا اینکه سفارش در فاصله زمانی مجاز تولید شود.
زمان ساخت کل سفارش tu تشکیل شده از:
* t_ u =t _Des +t_ M +t_ Pro
* t_ Des: مدت زمان طراحی قالب
* t_ MM : مدت زمان ساخت قالب
* t_ M : مدت زمان تولید سفارش قطعه
مدت زمان طراحی قالب t Des مستقل از تعداد حفره قالب فرض می شود ،در حالیکه مدت زمان ساخت قالب t M با افزایش حفره قالبها افزایش می یابد. این ارتباط با رابطه تقریبی زیر مشخص می شود :
t_ MM = t_c1 × n_ 0.7
: مدت زمان ساخت قالب با یک حفره قالب
n : تعداد حفره(توان 0.7 از اطلاعات تجربی به دست آمده است.
علاوه بر این تعداد حفره ها، حفره بهینه دیگری با توجه به زمان بندی وجود دارد،n_topt که در آن حداقل زمان tu وارد شده است .همچنین این زمان با t MMوtM(n) به تعداد حفره قالبها بستگی دارد.با مساوی قرار دادن مشتق اول تابع tu= f(n) با صفر ،تعداد حفره قالب که مقدار بهینه آن است نسبت به زمان به دست می آید.اولین دامنه کاربردی تعداد حفره های قالب مورد انتظار با nD,nQ,np در گام 6 برپا می شود .حد پایین با nD و حد بالا با nQ مشخص می شود .اعداد nD و ntopt اطلاعات غیر ضروری اضافی می دهند.
در مرحله 3 اولین ماشین از ماشینهای از پیش انخاب شده (گام 2) و اولین طرح قالب از همه طرحهای عملی (گام 1 ) در گامهای 7و 8 بیشتر بررسی می شوند. در گام 9 آرایش حفره ها و تعداد حفره ها از نظر فنی nt1 (فضای روی صفحه )تعیین می شود .در آرایش باید متقارن باشد ؛در غیر این صورت نیروهای موثر بر قالب و میلهای راهنما یکنواخت عمل نمی کنند(خارج از مرکز) .شکل 61 آرایش سری و یک آرایش دایروی را نمایش می دهد.
در{23و16} جزئیات آرایش حفره ها جود دارد .مهمترین معیار آرایش صلبیت کافی بین حفره ها و فضای سیستم مبدل گرما است .سطح گیرنده ممکن با ابعاد WhوWv با فاصله بین میلهای راهنما تعین می شود.در موارد خاص امکانپذیر بودن جابه جایی میلهای راهنما باید پیش بینی شود.(شکل 62) .
آرایش حفره قالب برای تعداد حفره قالب nQ = nt1 بنا می شود.شکل 63 این عملیات را نشان می دهد ،که در آن با قرار دادن آرایش حفره قالب روی صفحه قالب با توجه به ابعاد قالبگیری nt1 به دست می آید .
اگر در صفحه قالب فضای کافی برای تعداد حفره قالب nQ وجود داشته باشد آنگاه nQ = nt1 .در غیر این صورت عد کوچکتر بعدی انتخاب شده و آرایش مجددا تعیین می شود.تعداد حفره قالب خواسته شده هنگامی که فضای کافی برای همه حفره ها وجود داشته باشد به دست می آید.
شکل 61 آرایش حفره قالب با یک خط جدایش
شکل 62 تعداد حفره قالب که از نظر فنی عملی است
شکل 63 تعداد حفره قالب که از نظر فنی عملی است(سطح گیرندده)
شکل 64 تعداد حفره قالب که از نظر فنی عملی است
در گام 10 تعداد حفره قالب nt2 با توجه به فشار تزریق تعیین می شود.تعداد حفره قالب از پیش تعیین شده
nt1 با این یکی مقایسه می شود تا nt1 = nt2 که در این صورت فشار تزریق برای پر کردن همه حفره قالبها کافی است،در غیر اینصورت nt2 کم می شود تا پاسخگوی نیاز باشد.
یک راه مکن برای بررسی شرایط مورد نیاز ایم است که فشار لازم در حفره قالب و گلویی تزریق برآورد شده و این مقدار از حداکثر فشار تزریق کم شود .فشار باقیمانده برای نازل و سیستم راهگاه است. این فشار،محاسبه حداکثر طول Lmax راهگاهها را مکن می سازد که باید آنرا به سطح خط جدایش وارد کرد(شکل 64).
علاوه بر این بررسی تقریبی ،روش بسیار عمومی تری برای تعیین فشار لازم در کل سیستم با برنامه های مجزا وجود دارد{24و22}.
در گام 11 تعداد حفره قالبها از نظر فنی ،nt3 تا nt6 تعیین می شود:
nt3 :بر مبنای نیروی گیرنده است.
nt4 : بر مبنای حداقل ظرفیت یک کورس تزریق می باشد.
nt5 : بر مبنا حداکثر ظرفیت یک کورس تزریق می باشد
nt6 : بر مبنای سرعت نرم سازی است.
اعداد nt3 ، nt5و nt6مشابه تعیین nt6 در گام 10 تعیین می شوند.یعنی همیشه با بزرگترین عدد موجود شروع می شوند در حالیکه ،تعداد حفره قالب nt4 گام به گام بیشتر می شود ،این عدد با nD (گام 6) شروع شده و تا هنگامی که ظرفیت کورس تزریق واقعی بزرگتر از حداقل آن بشود زیاد می شود.
با گامهای 12و 13 هماهنگی تعداد حفره های قالب که داخل دامنه تعین شده اند با طرح قالب M گام 8 بررسی می شود.در گامهای 14و15 و بر مبنای تکمیل گامهای 13-1 دامنه تعداد حفره قالبها ازnt min تا nt max مشخص میشود که در این دامنه ،خواسته های کیفی و از سویی شرایط زمان تحویل رعایت شده است و از سوی دیگر در این دامنه،طرح قالب W وماشین M از نظر فنی مورد توجه بوده است.به این ترتیب در مرحله 4 فلوچارت زمینه فعالیت آماده می شود و در این مرحله تعداد حفره ها تصحیح و تعیین شده و محاسبات اقتصادی که شامل هزینه های تولید قطعه است انجام می شود.
برای ماشین M یکسان و طرح قالب W مشابه (گامهای 16و17) ابعاد اصلی قالب قبل از محاسبات هزینه تعیین می شود(گامهای 22تا27) .باید دانست که نه فقط اطلاعات و ابعادی که بر طرح قالب موثر هستند بلکه همه اطلاعات هندسی مهم خارج از آن مثل ابعاد صفحات و ارتفاع قالب مورد نظر است.
در گام 11 با تعداد حفره قالبnt min ابعاد اصلی قالب تعیین می شود.با تعریف ابعاد ،طرح باید از نظر عملی ممکن باشد و به این منظور بررسی می شود (مثلا آیا ابعاد قعه قابل دستیابی هستند؟ نیروی خارج کردن قطعه از قالب توسط سیستم پران کافی است؟).
سپس در گام 21 هماهنگی قالب با ماشین بررسی می شود .ارتفاع قالب و کورس باز شدن و پران برای اولین بار و ابعاد میز قالب با اطلاعات ماشین برای دومین بار مقایسه می شوند.
شکل 65 سیستم محاسبه هزینه بر مبنای گامهای 27-22 را نمایش می دهند.
هزینه ساعتی ماشین (گام 22) شامل موارد زیر است:
* کاهش بها
* بهره
* هزینه نگهداری
* هزینه استقرار
* هزینه انرژی
* هزینه آب خنک کن و
* سهم دستمزدهای ساعتی.
هزینه های مربوط به قطعه (گام23) هزینه مواد وهزینه تکمیل قطعه است.
برای نوع قالب مشخص شده (گام 17) و با دانستن ابعاد اصلی قالب( گام 19) هزینه قالب را با روشهای مختلفی می توان برآورد کرد.{26،25،16} با رجوع به{16} هزینه های قالب تشکیل شده اند از:
* هزینه طراحی
* هزینه جنس
* هزینه ساخت و
* هزینه سازندگان بیرونی
هزینه های غیر مستقیم قالب تشکیل شده انداز:
* هزینه نمونه سازی
* هزینه مونتاژ
* هزینه نگهداری
هزینه هایی که تعریف شده اند مستقیما هزینه نامیده می شوند.
با تخصیص بالا سری حسابهای فرعی به حسابهای اصلی هزینه های کلی بالا سری برای هر سفارش مشخص می شود.سپس هزینه تولید هر قطعه با گام 27 و مطابق شکل 65 محاسبه می شود.
با توجه به ملاحظات هر شرکت مشخص روشهای دیگری برای محاسبه هزینه ممکن است و یا باید به کار برود.
پس از پایان کل محاسبات مربوط به عملیات در مرحله 4 (n متغیر) طرح قالب بعدی در ماشین مشابهی بررسی می شود.محاسبات برای ماشینهای دیگر از گام 2 به روش مشابهی انجام می شود.
تمامی هزینه های مربوط به یک قطعه قالبگیری به شکل یک نتیجه کلی در گام27 به دست می آید و آن را می توان به گام 28 وارد کرد. در اینجا اقتصادیترین تعداد حفره ،که ترکیب تعداد حفره قالب -قالب- ماشین با کمترین هزینه قطعه است به دست می آید.
کامپیوتر بهترین وسیله برای کار با این داده های بسیار زیاد و اجرای محاسبات پرشمار است.
شکل 65 محاسبه هزینه های تولید برای هر قطعه
آرایش حفره ها
پس از تکمیل تعداد حفره ها ،آنها را باید به بهترین صورت ممکن آرایش داد.
در ماشینهای قالبگیری تزریقی مدرن معمولا سیلندر در محور مرکزی میز ثابت قرار دارد.محل راه تغذیه با این مشخص می شود. آرایش حفره ها در اطراف راه تغذیه مرکزی باید طوری باشد که شرایط زیر در آن رعایت شود:
* تمام حفره ها باید به صورت هم زمان و با مذابی که دمای یکسان دارند پر شوند.
* طول جریان باید کوتاه باشد تا مقدار ضایعات مواد حداقل شود.
* فاصله بین یک حفره قالب با یک حفره قالب دیگر باید به اندازه کافی زیاد باشد تا فضای لازم برای خطوط خنک کاری و میلهای پران در اختیار باشد. همچنین سطح مقطع کافی برای تحمل نیروهای حاصل از فشار تزریق وجود داشته باشد.
* برآیند کلیه نیروهای عکس العملی باید در مرکز ثقل باشد.
شکلهای 63 و 68 طرحهای اولیه برای آرایش حفره ها در قالب را معرفی می کنند
تعادل نیروها در قالب در حین تزریق
اگر حفره ها نسبت به راه تغذیه مرکزی خارج از مرکز قرار بگیرند بار غیر یکنواخت بر قالب و قسمت گیرنده وارد می شود. ممکن است قالب در یک قسمت تحت نیرو باز شود.
درزدار شدن و شکست احتمالی میلهای راهنمای ماشین ممکن است در نتیجه این عمل اتفاق بیفتاد .قالبهایی که یک بار درزدار شوند ، سطح آب بندی آنها خراب است و همواره در آنها درز ایجاد می شود.بنابراین اولین قانون طراحی این شرط است که برآورد همه نیروهای عکس العملی (فشار تزریقی) و برآورد همه نیروهای گیرنده بر مرکز راه تغذیه اثر کنند.
شکل 69 سیستم راهگاه مرکزی و خارج از مرکز را نمایش می دهد
در قالبهای پیچیده مرکز ثقل تعیین شده و مطابق آن موقعیت حفره ها در قالب مشخص شود.
تعداد خطوط جدایش
قطعه قالبگیری و راهگاه موقع باز شدن قالب در صفحه ای که از خط جدایش عبور می کند باز می شوند.قطعات پلاستیکی منجمد شده بیرون انداخته شده و قالب برای سیکل بعدی آماده می شود.
قالب استاندارد یک خط جدایش دارد. قطعه قالبگیری و راهگاه با هم از قالب خارج می شوند.اگر لازم باشد که راهگاه به صورت اتوماتیک از قطعه جدا شود ،اغلب در مورد قالبهای چند حفره ای یا در تزریق از چند گلویی ،خط جدایش اضافی برای سیستم راهگاه (قالب سه صفحه ای) مورد نیاز است و یا قالب راهگاه گرم (راهگاه سرد برای مواد واکنشی) به کار می رود(بجز: راهگاه تونلی) .در قالبهای طبقه ای خطوط جدایش متعددی لازم است.
راه حل های طراحی یک خط جدایش:
* قالب استاندارد،
* قالب کشویی،
* قالب با حفره قالب دو تکه،
* قالب با پران پیچی و
* قالب راهگاه گرم.
راه حل های طراحی چند خط جدایش:
* قالب سه حفره ای،
* قالب طبقه ای و
* قالب با راهگاه عایق بندی شده.
مواردی که بر تعداد خطوط جدایش اثر دارند:
* شکل قطعه،
* تعداد حفره قالب،
* سیستم راهگاه و گلویی تزریق .
حفره ها و ماهیچه های قالب
تا کنون برای شکل دهی محفظه فقط درباره محل قرار گرفتن حفره و ماهیچه بحث شد .یک قطعه دارای سطوح خارجی و داخلی است و محفظه شامل تمام شکل قطعه تزریقی است.روشهای بکاربردن حفره و ماهیچه در قالب را با دو عنوان کلی روش اینتگری و روش اینسرتی تقسیم بندی کردیم.روش دیگری که در ساخت حفره ها استفاده می شود روش اسپلیتی است که تا کنون درباره آن بحث نشده است.این روش یک روش اینسرتی خاص است .اکنون درباره روشهای اینتگری و انسرتی به صورت جداگانه بحث می شود.
صفحات اینتگری حفره و ماهیچه
زمانی که حفره یا ماهیچه از ماشین کاری صفحه یا بلوک فولادی و یا ریخته گری یک قطعه ساخته شود و از صفحه نگهدارنده قالب نیز استفاده نگردد ،به صفحه حفره ،صفحه ماهیچه اینتگری و به صفحه ماهیچه ،صفحه ماهیچه اینتگری گفته می شود.از این طرح در قالبهای تک حفره ای به دلیل داشتن استحکام بالا ،اندازه کوچک و هزینه پایین استفاده می شود.اغلب این روش برای قالبهای چند محفظه ای استفاده نمی شودزیرا فاکتورهای دیگری نیز مانندانطباق دولنگه قالب باید در نظر گرفته شود.طرحهای نمونه ای که در آن از این روش استفاده می شود در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل1: مثالهایی از قالبهای نوع ایتنگری
روش ساخت حفره ماهیچه اینتگری
از بین روشهای مختلف ساخت حفره و ماهیچه،معمولا از دو روش استفاده می گردد که عبارتند از:
الف) استفاده از ماشین کاری مستقیم روی فولاد آهنگری شده یا یک بلوک فولاد با ماشینهای ابزار رایج.
ب) استفاده از تکنیک ریخته گری دقیق که می بایستی مدل حفره و ماهیچه ساخته شود.از این مدل برای نوع مناسبی از عملیات ریخته گری حفره یا ماهیچه استفاده می شود.
استفاده از اینسرت موضعی
این نوع اینسرتها زمانی استفاده می شود که برای ساخت قالب نیاز به ساده سازی باشد. در صورت بکاربردن آنها ،یک سوراخ یا فرورفتگی در حفره یا ماهیچه باید ایجاد کرد تا اینسرت در موقعیت خود تثبیت شود .مثالهای از کاربرد منطقی اینسرتهای موضعی دو نوع قالب اینتگری در زیر آورده شده است:
مثال 1: حفره یک قطعه جعبه ای شکل که دارای یک لبه روی پایه خود است را در نظر بگیرید.در این مثال برای ایجاد شیار کف حفره لازم است تا عملیات ماشین کاری انجام شود .ماشین کاری این شیار بسیار سخت است و بایستی یک روش منطقی برای حل این مساله در نظر گرفت .با بکاربردن یک اینسرت موضعی این مشکل بر طرف می شود .این طرح در شکل زیر نمایش داده شده است .این روش باعث می شود تا در هنگام ماشین کاری حفره،زمان ماشین کاری به دلیل عملیات ماشین کاری حفره راه بدر کاهش یابد.اینسرت موضعی جداگانه ساخته شده و با یک صفحه پشت بند در حفره نصب می شود.
شکل 2: اینسرت موضعی که برای ساده شدن ماشین کاری زیر یک حفره اینتگری استفاده شده است.
مثال 2:
اگر در یک قطعه تزریقی شکل یکنواختی داشته باشیم و به صورت موضعی یک شکل غیر یکنواخت وجود داشته باشد نیز از اینسرت موضعی استفاده می شود.یک ظرف گرد دسته دار برای مثال انتخاب شده که در شکل (a) نشان داده شده است.شکل لبه داخلی ظرف نیاز به یک برآمدگی در بالای حفره (b) اغلب توسط عملیات تراشکاری ساده این شکل ایجاد می شود. اگر تمام حفره به صورت اینتگری باشد وجود برآمدگی دسته مانع از ماشین کاری ساده نمی شود.شکل سراسری ظرف در شکل(c) و برش موضعی ظرف در شکل(d) نمایش داده شده است.اگر از اینسرت موضعی استفاده نشود برآمدگی محل دسته می بایستی فرزکاری گردد که باعث صرف هزینه و اتلاف وقت می گردد ،بنابراین در صورت استفاده از اینسرت موضعی (e) لبه توسط عملیات تراش تمام شده و محل فرورفتگی اینسرت موضعی فرز کاری مو شود.در سمت ماهیچه نیازی به استفاده از اینسرت نیست.در این حالت شکل شکل خارجی دسته با براده کاری از صفحه ماهیچه ایجاد می شود؛در صورتی که در حالت قبلی با اضافه کردن یک اینسرت در داخل ماهیچه شکل گرفت.
شکل 3:نمایش یک اینسرت موضعی مناسب در حفره اینتگری
(a ): قسمتی از قطعه (یک ظرف) (به برآمدگی توجه کنید).
(b ): برآمدگی لبه ظرف روی حفره
(c ): برش موضعی قالب در "X-X"
(d ): برش موضعی قالب در "Y-Y" بدون کاربرد اینسرت موضعی
(e ): برش قالب در "Y-Y" با اینسرت موضعی
مثال 3:
در یک قالب برآمدگی های باریک وجود داشته و امکان خراب شدن این برآمدگی ها وجود دارد بایستی از اینسرتهای موضعی استفاده نمود .هرگونه برآمدگی کوچکی که شکل یک فرورفتگی و یا سوراخ را در داخل قطعه ایجاد می کند احتمالا معیوب میباشد و در قالب بایستی از انسرت موضعی استفاده کرد.باجاسازی اینسرت موضعی قادر خواهیم بود که به راحتی قطعه معیوب شده را تعویض کنیم.در شکل زیر یک نمونه نشان داده شده است.شکل برش مقطعی از قالب برای تولید دسته مسواک است.یک سوراخ در دسته قطعه وجود دارد.ماهیچه در اینجا به شکل یک تیغه چهار گوش باریک است و حفره را می توان با ماشین کاری خیلی ساده ایجاد کرد و اینسرت موضعی را مانند شکل زیر در موقعیت خود توسط یک پشت بند رزوه دار تثبیت نمود.
شکل 4: اینسرت موضعی برای ایجاد سوراخ در دسته مسواک
مثال 4:
در قطعات تزریقی که به سوراخ گرد نیاز باشد از اینسرت موضعی استفاده می شود .دلایل استفاده از اینسرت موضعی در این حالت نیز مشابه قبل است،البته اگر اندازه سوراخ ناز به یک ماهیچه باریک داشته باشد.عموما دلیل اصلی استفاده از اینسرت موضعی به دلیل وجود یک برآمدگی گرد در قالب است.در یک قطعه عملیات مورد نیاز برای جا زدن یک پین بسیار ساده تر از ایجاد یک نافی گرد است.اگردر شکل قطعات تزریقی سوراخهای گرد وجود داشته باشد،طراح قالب باید همیشه از اینسرت موضعی استفاده کند.این پین های گرد در سوراخهای ماشین کاری شده (در حفره و ماهیچه) تثبیت می شوند.در شکل زیر روشهای مختلف نصب اینسرت موضعی روی صفحه قالب نشان داده شده است.
شکل 5: روشهای مختلف بستن اینسرتهای موضعی
ماهیچه با قطرهای بزرگ را می توان با روش لبه دار کردن (a) و یا با بستن پیچ از پشت نصب نمود(c).برای بستن قطرهای کوچک همیشه از روش پشت بند استفاده می شود(b).توجه کنید که طول اینسرتهای موضعی باید حتی الامکان کوتاه طراحی شود تا راحت تر ساخته شوند.
مثال 5:
محفظه ممکن است شامل یک سری شیار باشد.بهترین طرح در این حالت استفاده از یک صفحه به صورت اینسرت موضعی است تا هرگونه تغییری در شیارها را امکان پذیر نماید.دلایل دیگری نیز برای استفاده از اینسرت موضعی وجود دارد که به آنها اشاره می کنیم: اولا عملیات شیارزنی در عمق یک حفره بسیار سخت است؛ثانیا به دلیل اینکه ماشین های شیار زنی دارای ساختمان کوچکی هستند از آنها برای قطعات بزرگ قالب نمی توان استفاده کرد.یک صفحه شیار زده شده در شکل زیر نشان داده شده است.در این مثال یک صفحه در کف حفره تعبیه و با پیچ های آلن بسته شده است.
پران با صفحه بیرون انداز
تحریک مستقیم:
در ماشین های تزریق بزرگ و متوسط چند میله بیرون انداز تدارک دیده می شود.تعدادی میله بیرون انداز به صورت متقارن نسبت به خط مرکزی روی نیمه متحرک ماشین نصب شده است و از آنها برای تحریک صفحه بیرون انداز استفاده می شود.شکل زیر مقطع برش خورده ای از قالب را که روی صفحات ماشین نصب شده است را نشان می دهد.
شکل 63: تحریک صفحه بیرون انداز با میله های بیرون انداز ماشین
زمانی که قالب باز می شود(b) صفحه بیرون انداز به همراه نیمه متحرک قالب با صفحه متحرک ماشین به سمت عقب حرکت می کند.وقتی صفحه بیرون انداز به میله های بیرون انداز برخورد کند حرکت آن متوقف می شود.ادامه حرکت نیمه متحرک قالب باعث می شود تا ماهیچه از داخل بوش بیرون انداز بیرون کشیده شده و قطعه پران شود.میله های بیرون انداز با لقی مناسبی از داخل نیمه متحرک قالب عبور کرده و یا ابعاد صفحه بیرون انداز از کناره ها بزرگتر در نظر گرفته می شود تا لبه های آن از صفحات قالب بیرون زدگی پیدا کند،در نتیجه میله های بیرون امداز با صفحه برخورد کرده و همانگونه که در شکل نشان داده شده باعث پران قطعه می شوند.این طرح را می توان با طرح تحریک با میله مقایسه کرد.به دلیل نداشتن مجموعه پران این روش ساده تر است.بنابراین از نظر ساخت طرح کم هزینه ای است،همچنین این روش طرح تحریک با زنجیر و پیچهای بلند را ندارد.طرح تحریک مستقیم را زمانی که محدودیتی وجود نداشته باشد می توان به کار برد. در مرحله بازشدن قالب در این طرح و طرح تحریک با زنجیر این امکان وجود دارد که صفحه بیرون انداز در سمت ثابت قالب بماند و با عقب رفتن نیمه متحرک قالب میله های راهنما از صفحه بیرون انداز خارج شده و در نتیجه صفحه بیرون انداز سقوط کند.برای جلوگیری از به وجود آمدن این مساله از یک سری پیچ بلند در نیمه متحرک قالب استفاده می شود تا حداکثر مقدار حرکت صفحه بیرون انداز نسبن به میله راهنما محدود شود.اگر در این حالت موقع باز شدن قالب صفحه بیرون انداز در سمت ثابت باقی بماند،پس از کمی حرکت،نیمه متحرک با توجه به اندازه مجاز روی میله های راهنما ،پیچهای صفحه بیرون انداز را به سمت عقب می کشند.قالب بند در این نوع قالبها بایستی به مقدار کورس ماشین و طول پیچها دقت نمایدتا کورس ماشین بیشتر از مقدار طول پیچهای بلند یا طول زنجیر نشود.
7-نیروی آزادکننده مکمل: نیروی که باعث می شود تا صفحه بیرون انداز همراه با نیمه متحرک قالب از نیمه ثابت جدا شود ناشی از انقباض قطعه تزریقی روی ماهیچه در زمان خنک شدن است.این نیرو مشخصاٌ در قالبهای بزرگ و حتی در قالبهای کوچک که ضخامت دیواره قطعه تزریقی نسبتاٌ کم است کافی نیست و باید نیروی اضافی برای جداسازی صفحه بیرون انداز و قطعه از قسمت ثابت اعمال شود.این نیرو که باعث می شود تا صفحه بیرون انداز و قطعه تزریقی در ابتدای مرحله باز شدن قالب با نیمه متحرک حرکت کنند و پس از حرکت جزئی اولیه معمولاٌ صفحه بیرون انداز می تواند بر اثر اصطکاک بین میله راهنما و بوش راهنما به حرکت خود ادامه دهد.این حرکت ادامه پیدا می کند تا جایی که حرکت رو به عقب صفحه بیرون انداز با یکی از طرحهایی که قبلاٌ درباره آن بحث شده متوقف شود.طرحهای مختلفی برای این منظور وجود دارد.بعضی از این طرحها در زیر توضیح داده شده است:
الف) استفاده از سیستم پلانچر با بارگذاری فنری
این روش در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل 64: روش پلانچر با بارگذاری فنری برای اعمال نیرو به صفحه بیرون انداز
یک پلانچر با بارگذاری فنری (1) در داخل سوراخ تعبیه شده در نیمه ثابت قالب (2) قرار گرفته است.توجه کنید که معمولاٌ به دلیل محدودیت فضا از فنرهای بشقابی استفاده می شود.نیروی پیش بار در فنر باعث می شود تا به صورت جهشی صفحه بیرون انداز را در موقع نیاز حرکت دهد.
ب) استفاده از سیستم ساچمه – فنر
در شکل زیر این روش نشان داده شده است.
.
شکل 65: تحریک صفحه بیرون انداز با استفاده از سیستم ساچمه
مانند شکل تعدادی میله کوتاه (1) روی صفحه متحرک قالب (2) نصب شده است.این میله ها در داخل سوراخهای بدون بوش صفحه بیرون انداز (3) قرار می گیرند.فنر فشار دهنده روی ساچمه (4) (به صورت استاندارد موجود است) عمود بر میله کوتاه است.توجه کنید که روی میله یک شیار جهت نشیمنگاه ساچمه ایجاد شده است.نیروی اصطکاکی که توسط فنر- ساچمه به شیار میله اعمال می گردد،باعث می شود تا در زمان باز شدن قالب فحه بیرون انداز همراه با بقیه اجزای نیمه متحرک قالب حرکت کند.بعداٌ که صفحه بیرون انداز تحریک می شود ساچمه را از داخل شیار بیرون زده و در نتیجه میله آزاد خواهد شد.
ج)استفاده از سیستم اصطکاکی شرکت هاسکو
این مجموعه را می توان به صورت قطعات استاندارد از شرکت هاسکو تهیه نمود.مجموعه شامل 3 قسمت است:یک بوش پلاستیکی (2) که با یک پیچ مخروطی (3) به بدنه اصلی(1) سته شده است که در شکل زیر نشان داده شده استب.
شکل 66: تحریک صفحه بیرون انداز با استفاده از سیستم اصطکاکی شرکت هاسکو
پیچاندن پیچ مخروطی باعث منبسط شدن بوش پلاستیکی می شود.مجموعه بر روی نیمه متحرک قالب نصب می شوند.بوش پلاستیکی متناسب با اندازه قطر سوراخ که روی صفحه بیرون انداز ایجاد شده تنظیم می شود.مجموعه را بایستی به نحوی تنظیم کرد که با کمترین نیروی اصطکاکی عمل کند.
د) استفاده از سیستم قفل جیفی
این مکانیزم روی قالب نصب می شود و صفحه بیرون انداز را با روش بسیار قابل اطمینانی از نیمه ثابت جدا می سازد.یکی از این مکانیزمها را شرکت DME با نام مکانیزم قفل جیفی ارائه می نماید.درباره ساختمان و عملکرد آن در زیر بحث می شود.این مکانیزم به روش شکل زیر نصب می شود .
.
شکل 67:سیتم قفل جیفی برای تحریک صفحه بیرون انداز و یا قالبهای تزریق از زیر
در زمان باز شدن قالب این مکانیزم با اطمینان صفحه بیرون انداز را از نیمه ثابت جدا کرده و به سمت عقب می کشد.در این روش برای حرکت صفحه بیرون انداز محدودیت ایجاد نمی شود.معمولاٌ از این روش برای کنترل حرکت صفحات در قالب سه صفحه ای نیز استفاده می شود.یک شکل ساده از مکانیزم جیفی در شکل بالا نشان داده شده است مکانیزم اساساٌ از 5 قطعه به شرح زیر تشکیل شده است:
یک بدنه چهارگوش (1) که در داخل آن یک زبانه معلق (2) به صورت شعاعی آزادانه می تواند حرکت کند.از یک پلانچر با بارگذاری فنری (3) برای اعمال نیروی شعاعی به زبانه معلق و همچنین تثبیت موقعیت اولیه آن استفاده می شود.تسمه ثابت (4) و تسمه آزاد کننده (5) مجموعه را کامل می کنند.حداقل دو عدد از این مکانیزم مورد نیاز است تا روی در پهلوی قالب نصب شوند.مجموعه بدنه اصلی و زبانه معلق روی صفحه بیرون انداز (6) با پیچ و پین (در شکل نشان داده نشده است) نصب شده اند.تسمه ثابت روی صفحه متحرک قالب (7) عمود بر بدنه اصلی و زبانه معلق قرار گرفته است و به صورت مشابه تسمه آزاد کننده به نیمه ثابت قالب (8) بسته شده است.هنگامیکه تسمه ثابت و آزادکننده در یک سطح عمل می کنند بایستی آنها را در یک امتداد نصب نمود.برای این منظور از یک بلوک فضا دهنده (در شکل نشان داده نشده است) استفاده می شود.جزیئات عملکرد مکانیزم در شکل نشان داده شده است.در شکل (a ) مکانیزم قفل جیفی در موقعیت بسته قالب نشان داده شده،در هنگام باز شدن قالب زبانه معلق با تسمه ثابت درگیر است(در X )،صفحه بیرون انداز به سمت نیمه متحرک کشیده شده و در ادامه حرکت قسمت بادامکی تسمه آزادکننده باعث آزادشدن زبانه معلق می شود(شکلb ).حداکثر مقدار حرکت صفحه بیرون انداز در این مرحله با پیچ (9) محدود شده است و در نتیجه در ادامه کورس باز شدن قالب این مکانیزم حرکت نخواهد کرد.هنگام بسته شدن قالب ،مکانیزم عکس عمل می کند.مکانیزم قفل جیبی در دو کناره مقابل بیرونی قالب نصب می شود.تسمه ثابت بر روی نیمه متحرک قالب و تسمه آزادکننده بر روی نیمه ثابت قالب نصب میشود.در صورتیکه مکانیزم بدین صورت نصب شود از مکانیزم به شکل یک محدود کننده حرکت صفحه بیرون انداز استفاده شده و از آن برای تحریک صفحه بیرون انداز استفاده نشده است
قالب گیری فشاری
قالب گیری فشاری (مواد ترموست)
قالبهای فشاری عمدتا دارای یک عیب میباشند بطوریکه ،در اثر فشار زیاد موجود در داخل قالب پین های ضعیف ودیوارهای نازک دفرمه میشوند ، بنابراین طراحان این گونه قالبها به منظور کم رنگ کردن این عیب ،از فرایند قالب گیری انتقالی کمک گرفته اند .
سال 1909توسط آقای لئو بکلند ،جهت تولید پوسته رادیو پیدایش یافت.
فرایند قالب گیری انتقالی، در زمان جنگ جهانی دوم شناخته شد بطوریکه در ابتدا کاربرد عمده ای در صنایع نظامی داشت.
مراحل کلی فرآیند قالب گیری فشاری
* در صورت لزوم قالب را تمییز و مواد آزاد کننده را داخل قالب می ریزیم.
* قالب را شارژ می کنیم.
* قالب توسط پرس بسته میشود.
* قبل از ایتکه قالب بطور کامل بسته شود ،قالب را کمی بازکرده تا گازهای محبوس از قالب خارج شود(تنفس قالب).
* حرارت وفشار را اعمال کرده تا عمل قالبگیری تثبیت شود(در کاربرد فشار قبل از بسته شدن کامل قالب باید اندکی درنگ شود بطوریکه گازها بتوانند از محفظه قالب خا رج شوند).
* قالب را باز نموده و قطعه داغ را در فیکسچر خنک کننده قرار میدهیم.
معرفی روشهای قالب گیری
* قالبگیری فشاری قالبگری انتقالی
* قالبگیری تحت فشار پیستون
* قالبگیری بصورت ریخته گی
* قالبگیری پرسی
لازم به ذکر است که دو روش اول بصورت عمده برای تولید قطعات پلاستیکی اعم از مواد ترمو پلاستیکی وترمو ستی میباشد.
شرح فرآیند قالبگری فشاری
در ابتدا قالب توسط شا بلن بار ریز که روی دستگاه پرس قرار دارد ،شارژ شده و قالب شروع به بسته شدن میکند ،بطوریکه سنبه قسمت روئی قطعه را فرم داده و قسمت زیرین قطعه تا سطح جدایش قالب در داخل محفظه پائینی فرم میگیرد.
در این قالبها دمائی در حدود 130تا200 درجه سانتی گراد توسط دو المنت گرم کننده حاصل میشود ، ولی عمدتا دمای نیمه فوقانی قالب کمتر از نیمه تحتانی میباشد بطوری که معمولا قسمت فوقانی تا دمای 145درجه سانتی گراد گرم شده و قسمت تحتانی تا دمای 155درجه سانتی گراد گرم میشود.
فشار لازم در حدود 100تا500تن می باشد ،البته این فشار با توجه به سطح تماس قطعه با قالب تعیین می شود.
شرح فرایند قالبگیری انتقالی
همانطور که در قسمت چکیده به آن اشاره شد ، این فرایند قالبگیری به منظور بر طرف کردن عیب قالبگیری فشاری از این روش قالبگیری استفاده میشود.
در واقع عملکرد این روش قالبگیری به این صورت است که ابتدا مواد شارژ فالب بصورت سرد یا نیمه گرم داخل کانال بار ریز وارد و توسط یک سنبه فشار دهنده مواد از طریق روزنه هایی در سیستم ر اهگاهی ،به حفرهای اصلی قالب هدایت می شود.
قالبهایی که با این روش طراحی می شوند غالبا چند حفره ای میباشند،به خاطر اینکه از نظرهزینه مقرون بصرفه شوند.
انواع روشهای قالبگیری فشاری از نظر ساختمان قالب
* قالب فلاش دار (قی) flash die
* قالب سنبه ای کفی یا پله ای flat die
* قالب مثبت positive die
* قالب نیمه مثبت semi positive die
لازم به به توضیح است که این قالبها بر مبنای اجازه ی ورود مواد به کانال فلاش دسته بندی شده اند که در اسلایدهای بعدی توضیح اضافی داده میشود .
قالبهای فلاش دار
در این قالب در اثر فشار حاصل از طرف پرس ،به مواد اضافی اجازه داده میشود که به راحتی به کانال فلاش راه پیدا کند . در این روش قالبگیری ، فلاش معمولا به صورت افقی است .
در این روش قلبگیری لازم است، علاوه بر هزینه طراحی و ساخت،هزینه ای برای سنگ زدن پلیسه حاصل شده در اطراف قطعه در نظر بگیریم .
در واقع یکی از معایب اینگونه قالبها ،همین هزینه اضافی می باشد.
مزیت این گونه قالبها در ارزان بودن و ساده بودن آنها است .
کاربرد این قالبها برای تولید قطعاتی از مواد پلاستیکی با ضریب بالک پایین و قطعاتی که رعایت ضخامت یکنواخت دیوارهای آن مهم نباشد،البته یکنواختی ضخامت دیوارها تا حد زیادی به دقت میله های راهنمای قالب بستگی دارد .
تعریف ضریب بالک: حاصل تقسیم حجم مواد فرم نگرفته به مواد فرم گرفته را ضریب بالک گویند.
قالب های سنبه ای کفی یا پله ای
این قالبها شبیه قالبهای فلاش دار میباشند ، با این تفاوت که در اینجا یک محفظه بار دهی به مجموعه قالب اضافه شده است .
پله ی کفی عموما 16/3 اینچ عرض دارد به منظور خروج مواد اضافی که از بین سنبه و محفظه نشت میکند.
این قالبها ،قطعات را با چگالی یا دانسیته بیشتری نسبت به نوع فلاشدار می سازند.
قطعات با پین های کوچک و مقاطع ظریف از این راه قابل ساخت هستند.
در این گونه قالبها نیز همانند قالبهای فلاشدار سنگ زنی فلاش یا پلیسه با مقدار کمتری نسبت به قبل لازم است.
قالبهای مثبت
در این قالبها فضای خیلی کمتری نسبت به دو نوع قبل برای خروج مواد اضافی به داخل کانال فلاش تعبیه شده است .
سنبه در محفظه فالب دارای انطباق کاملا جذب بوده و تلرانس در هر طرف 3 هزارم اینچ میباشد .
این قالبها برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای و قطعات عمیق مانند محفظه رادیو بکار میرود و از هر قالبی برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای مناسب تر هستند .
مزیت این قالبها در این است که پلیسه یا فلاش بصورت عمودی میبا شد و به سادگی بر طرف میشود.
مهمترین عیب این قالبها خراشیدگی محفظه ی قالب توسط سنبه است که مستقیما اثر آن روی قطعه مشاهده میشود .
قالبهای نیمه مثبت
این قالبها متشکل از یک قالب سنبه ای پله دار و یک قالب مثبت هستند .
از این قالبها برای ساخت قطعات با عمق زیاد ، قطعاتی که در ته آنها مقاطع بزرگ و قطعا تی که در برخی از مقاطعشان اختلاف ضخامت وجود دارد بکار میروند.پلیسه یا فلاش ایجاد شده به راحتی توسط سنگ بر طرف می شوند.
معمولا برای فرم دادن ملامینها و ترکیبات اوره ای از این نوع قالبها کمک می گیرند .
لقی بین سنبه و ماترس 1هزارم اینچ در هر طرف است .
معمولا این گونه قالبه را بصورت چند محفظه ای با محفظه ی باردهی مشترک می سازند
بطوریکه به آنها قالبهای ویژه اطلاق میشود زیرا گاهی حتی بیشتر از یکصد محفظه درآنها تعبیه شده است.
نکته
مکانیزم تولید قطعه در قالبهایی که در اسلاید قبل توضیح داده شد برای تولید قطعاتی بود که در دیواره ی جانبی آنها هیچ گونه حفره یا سوراخ وجود نداشت ،حال اگر بخواهیم قطعاتی را که دیوا ه ی آنها دارای حفره یا سوراخ می باشد را تولید کنیم لازم است که این قالبها را بصورت تکه ای با سنبه ی ماهیچه جانبی و متحرک بسازد.
علاوه بر این مکانیزم با توجه به نیاز از مکانیزم صفحه ی بیرون انداز بجای پینهای بیرون انداز و مکانیزم فنری نیز استفاده میشود
انواع روشهای قالبگیری انتقالی از نظر ساختمان
* قالبهای لوله راهگاهی
* قالبهای پیستونی
لازم به ذکر است که این تقسیم بندی توسط انجمن مهندسین امریکا صورت گرفته است.
قالبهای لوله راهگاهی
در این قالب ها پلا ستیک ها بر اثر نیروی وزن خود، از طریق لوله راهگاه به داخل قالب هدایت میشوند.
قالبهای پیستونی
در این قالب ها مواد پلاستیکی وارد شده به کانال بارریز توسط پیستون فشرده شده ، تا حدی که به سطح جدایش قالب فشار وارد میشود.
اجزاء ساختمانی پلاستیکها (شامل ترموستهاوترمو پلاستیکها)
* رزین: عنصر چسباننده
* نرم کننده:این ماده آلی برای بهبود سختی ، مقاومت ،قابلیت ارتجاعی قطعه وسهولت در امر قالبگیری به پلاستیک اضافه میشود.
* عنصر فیلر:این عنصر نقش پر کننده گی دارد و جنس آن میتواند از گرد چوب، پارچه،سفال وغیره با شد.
* رنگ:برای بهبود شکل ظا هری محصولات پلاستیکی،به آنها اضافه میشود.
لازم به توضیح است که ترموستها کلا دارای رزین پلاستیک و عنصر پر کننده بوده وترموپلاستیک ها دارای رزین پلاستیک و رنگ می باشند،البته ماده ی نرم کننده در هر دو نوع پلاستیک استفاده میشود.
کاربرد قالبهای انتقالی
* تولید قطعات با مقاطع پیچیده ویا با ما هیچه های جانبی مشگل
* تولید قطعات با مغزیهای نازک و پیچیده
* تولید قطعات با سوراخهای کوچک و عمیق
* تولید قطعات با چگا لی یکسان تری نسبت به روش قالبگیری فشاری
* تولید قطعات دقیق
* تولید قطعات با پلیسه کمتر(خصوصا برای مواد ترموست با فیبرپارچه ای )
* تولید قطعات با وزن سنگینتر مثلا مواد ترموست از جنس ملا مین ،فرم آلدئید وقطعات با فیبر الیاف نساجی.
تجهیزات مورد نیاز در فرایند قالبگیری فشاری وانتقالی
برای تولید قطعات به روش فشاری نیاز به پرسهایی داریم که :
* تناژ بالا داشته باشند(معمولا250 تن).
* به شابلن بار ریز مجهز باشند یا قابلیت نسی این قسمت راد اشته باشند.
* به سیستم محرکه هیدرولیکی مجهز باشند(بمنظور تنظیم سرعت حرکت پرس).
در فرایند قالبگیری انتقالی علاوه بر موارد فوق به پرسهایی با تناژ کمتر و مخصوص نیاز داریم.
پرسهای مخصوص به پرسهایی اطلاق می شود که بتوانند هم عمل بستن صفحات قالب را انجام داده وعمل بارریزی،فشار وحرارت را تواما بوجود بیاورند.
مزایای فرآیند قالبگیری فشاری
* ضایعات کم است(در این قالبها لوله راهگاه و کانال هدایت مواد وجود ندارد).
* هزینه تجهیزاتی نسبتا اندک است.
* عملیات می تواند بصورت خودکار یا دستی انجام بگیرد.
* محصول تولید شده کامل می باشد.
* جریان مواد در زمان کوتاه انجام شده در نتیجه تنش در قطعه و سائیدگی در قالب کم است.
* قطعه دارای انسجام و یک پارچگی ساختار ی می باشد.
* قطعات طویل به راحتی با این روش تولید می شوند.
معایب فرایند قالبگیری فشاری
* قالبگیری قطعات پیچیده دشوار می باشد.
* در این قالبها به قسمتهای داخلی قالب مثل پین های بیرون اندز براحتی آسیب وارد میشود.
* ممکن است برای تولید برخی قطعات سیکل زمانی از حد استاندارد(2الی4دقیقه)به طور چشمگیری زیاد شود.
* محصولات معیوب در این روش مجددا قابل باز یابی نیستنند.
مزایای فرایند قالبگیری انتقالی
* در این فرایند نسبت به روش قبل به فشار کمتری نیاز است ،بنابراین میتوان از پرسهایی با تناژ کمتر استفاده کرد.
* بعلت فشار کمتر هیچ گونه صدمه ای به قالب و اجزاء داخلی آن وارد نمی شود.
* در این روش میتوان ابتدا مادهی اولیه را گرم کرد و سپس آن را به داخل قالب تزریق نمود که نتیجه آن بهبودتوزیع دما در ماده اولیه و تشکیل شبکهای عرضی ملکولی بطور سریع میباشد .
* زمان گردش عملیات کاهش یافته که نتیجتا از عیوب قطعات می کاهد.
* از طرفی بهبود در جریان مواد در این قالب ها ،توانایی تولید اشکال پیچیده را فراهم
* می آورد.
معایب فرایند قالبگیری انتقالی
* بعلت اینکه این قالبها معمولا چند حفره ای میباشند، هزینه تولید آنها زیاد است.
* اینگونه قالبها بخاطر داشتن کانال بارریز جدا گانه به امکانات ویژه نظیر پرسهای مخصوص نیاز دارند.
فصل چهارم
دستگاههای CNC
معرفی سیستم زیمنس 810/ 820 OMT
AINUMERIK 810/820 M/T مدل قدیمی تر سیستم کنترل شرکت Siemens است که بیشترین ماشینهای ابزار CNC موجود در ایران به این سیستم مجهز هستند. سازندگان ماشین های ابزار تا حدود سال 1997 میلادی از این سیستم استفاده می کردند.
مثال برنامه نویسی سیستم زیمنس 810/ 820 OMT
این نقشه متعلق به قطعه ای بنام Shaft (محور) از جنس فولاد CK45 است قطعه خام یک میله گرد (bar) به قطر mm 60 و طول mm 102 است. عملیات تراشکاری در دو مرحله خشن کاری (Roughing) و پرداخت (Finishing) روی این قطعه صورت می گیرد. بار باقیمانده برای مرحله پرداخت mm 1 (Finishing Allowance) است.
برنامه تراشکاری این قطعه با سیستم کنترل SINUMERIK 810/820/T برنامه نویسی شده است.
برنامه ی نوشتاری نقشه مثال 1
مثال شماره 2:
این نقشه متعلق به قطعه ای بنام Shaft2 از جنس فولاد CK45 است. قطعه خام یک میله گرد (bar) به قطر mm 40 و طول mm 82 است. عملیات ماشینکاری روی این قطعه بشرح زیر صورت می گیرد:
1. مته مرغک زنی تا عمق mm 8 برای ایجاد راهنما جهت سوراخکاری بعدی
2. سوراخکاری تا عمق mm 52.454 در دو مرحله (بدون استفاده از سایکل)
3. ایجاد پخ 1.2×30° با مته بزرگ تر برای سهولت ورودی ابزار قلاویز و پیچ
4. قلاویز زنی با قلاویز M10
برنامه تراشکاری این قطعه با سیستم کنترل SINUMERIK 810/820/T برنامه نویسی شده است.
برنامه نوشتاری نقشه مثال 2
سیستم هایدن هاین TNC426
سیستم کنترل TNC426 ساخت شرکت HEIDENHAIN- شرکت آلمانی HEIDENHAIN با ابداع زبان محاوره ای (Conversational Language ) برای سیستم های کنترل خود و استفاده از گرافیک بسیار قوی تحولی در برنامه نویسی CNC ایجاد کرده است. این کنترلرها از نظر خوش دست (User Friendly) بودن در صدر فهرست سیستم های پرطرفدار قرار می گیرند.. در ضمن اینکه از سایکلهای بسیار قوی و توان برنامه نویسی پارامتریک نیز سود می برند. این سیستم کنترل فقط روی ماشینهای فرز و سنتر CNC تعبیه می شود و برای مواردی که برنامه نویس و اپراتور ماشین یک نفر هستند اولین و بهترین گزینه بشمار می رود.
مثال شماره 1
این نقشه متعلق به قطعه ای می باشد که تعداد 9 عدد سوراخ باید ایجاد و قلاویزکاری شوند..
برنامه ماشین کاری این قطعه با سیستم کنترل TNC426 HEIDENHAIN نوشته شده است.
توضیحات:
بلوکهای 0 تا 35- به برنامه شماره 13 مراجعه کنید.
بلوکهای 36 و 37- انتقال نقطه صفر به سطح فوقانی قطعه کار
بلوک 39- فراخوانی زیر برنامه 1
بلوک 40- انتقال ابزار روی محور X بصورت نسبی
…
بلوک 60- فراخوانی زیربرنامه 2
…
بلوک 81- فراخوانی زیربرنامه 3
بلوکهای 100 و 109- زیربرنامه 1 برای مته مرغک زنی به عمق mm 8 با سایکل 1 تعریف شده و در بلوک 108 فراخوانی می شود.
بلوکهای 110 تا 119- زیربرنامه 2 برای سوراخکاری به عمق mm 42.5 با سایکل 1 در چند مرحله تعریف شده و در بلوک 118 فراخوانی می شود.
بلوکهای 120 تا 128 – زیربرنامه 3 برای قلاویز کردن به عمق mm 33 با سایکل 2 (با قلاویزگیر شناور) تعریف شده و در بلوک 127 فراخوانی می شود.
برنامه نوشتاری نقشه مثال 1 سیستم هایدن هاین
ادامه- برنامه نوشتاری نقشه مثال 1 سیستم هایدن هاین
نتیجه گیری:
با توجه به نیاز استان به تولیدات پلاستیک برای بسته بندی میوه جات و محصولات تزریق پلاستیک به افزایش واحدهای تولیدی جعبه و محصولات پلاستیکی نیاز به افزایش تولید قالب های تزریق پلاستیک می باشد. برای تامین نیاز واحدهای تولیدی و پشتیبانی از واحدهای تولید قطعه پلاستیکی نیاز الزامی می باشد.
در چنین واحدی برای تولید قالب ها با سطح کیفی و کمی بالایی نیاز به بخش های واحد تولید اعم از :
1- دفتر طراحی و نقشه کشی: برای طراحی قالب انواع محصولات تزریقی با توجه به نیاز مشتری برای تولید قطعه پلاستیکی
2- واحد کنترل کیفیت: برای بررسی قالب از نظر نوع ماشینکاری و صافی سطح مورد نیاز و جنس بکار رفته در قطعه و اعمال استانداردهای لازم برای قطعات استاندارد مانند میل راهنما
3- واحد ساخت و تولید: برای انجام انواع عملیات ماشین کاری و تولید انواع قطعات قالب
4- واحد منتاژ: برای منتاژ قطعات قالب آماده نصب روی دستگاه تزریق پلاستیک
5- واحد نمنارت: برای نمنارت به واحدهای طراحی ،کنترل کیفیت،ساخت و تولید ،منتاژ
منابع:
1- طراحی قالب پلاستیک ،جرج ویلیام؛ مترجم اصغر رئوف
2- آموزش برنامه نویسی ماشین های CNC ، سید جلال حقی
3- تئوری و عملی قالب های تزریق پلاستیک ،گئورک منگس، عبداله ولی نژاد
4- مهندسی پلاستیک،مهدی عباسی
5- فرایند قالبگیری در پلاستیک، جک آوری،احسان شکوری
6- فرایند قالبگیری تزریقی، عبداله ولی نژاد
7- قالب سازی پلاستیک، احسان شکوری
8- کاربرد دستگاههای CNC، رحمت الله مقدم
ذ
1