نیروی برش / Trim Force :
1- نیروی لازم برای برش خطوط بدون زاویه لبه برش ( without shear angle )
نیروی برش P= L. t. σ P : ( N ) :نیروی برش
طول برش L : ( mm )
ضخامت ورق t : ( mm )
مقاومت کششی ورق σ : ( N / mm ² )
که برای فولاد نرم ( حالت عمومی ) : σ = 345 N / mm ²
توجه : در صورتیکه ورق از جنس فولاد با مقاومت زیاد ( high strength steel ) باشد باید نیروی برش بدست آمده را در عدد 1.5 ضرب کرد .
2- نیروی لازم برای برش خطوط با زاویه لبه برش ( shear angle )
نیروی لازم برای برش با زاویه برش Ps= c.p Ps: ( N )
نیروی لازم برای برش بدون زاویه برش p : ( N )
( فولاد نرم = soft steel ) c : 0.6 ~ 0.7
نیروی سوراخکاری / Pierce Force
1 – محاسبه نیروی سوراخکاری ( pierce ) برای سطوح بدون زاویه :
نیروی سوراخکاری P : ( N ) P = π D .t . σ
قطر سوراخ D : ( mm )
ضخامت ورق t : ( mm )
مقاومت کششی ورق σ : ( N / mm ² )
برای فولاد نرم : σ = 345 N / mm ²
نیروی جانبی برش / Side Pressure On Trim Steel
نیروی جانبی 1/3 نیروی لازم برای برش است .
N = 1/3 .P : نیروی جانبی
P= L. t. σ : نیروی برش
نیروی ورق گیر / Pad Pressure
نیروی pad به شکل قطعه و ضخامت آن بستگی دارد ولی معمولاً این نیرو در حدود 4 – 20 درصد نیروی برش است در این حالت اگر دقت شکل مورد نظر ( trim & pie ) در حدود 10 درصد اندازه شکل برش باشد باید از حد بالائی محدوده فوق استفاده کرد .
نیروی pad بر حسب Ps : ( N )
نیروی برش بر حسب P : ( N )
طول برش بر حسب L : ( mm )
ضخامت ورق بر حسب t : ( mm )
نیروی pad را با توجه به ضخامت ، طبق روش زیر بدست آورید :
t ≥ 4.6
2 ≤ t ≤ 4.5
t < 2 mm
ضخامت ورق
Ps = 0.11. P
Ps = 0.07. P
Ps = 0.05. P
قطعه با اشکال ساده
Ps = 0.11. P
Ps = 0.08. P
Ps = 0.06. P
قطعه با اشکال پیچیده
برای مثال در قطعه تقویت لولا در OP20 نیروی برش به این شکل محاسبه میشود که ابتدا طول خط برش با توجه به آنچه که در DIE LAY OUTمشخص شده است اندازه گرفته میشود.
نیروی برش P= L. t. σ=2725x2x345=1879560 N P : ( N ) :نیروی برش
طول برش L :2725 ( mm )
ضخامت ورق t :2 ( mm )
مقاومت کششی ورق σ :345 ( N / mm ² )
نیروی برش بر حسب P : 1879560( N )
طول برش بر حسب L : 2725( mm )
ضخامت ورق بر حسب t :2 ( mm )
با توجه به جدول معرفی شده نیروی ورقگیر محاسبه میشود.
P : 1879560×0.8=150364( N )=15 ton
با توجه به مقدار نیروی ورقگیر باید تعداد و نوع فنر انتخاب و در مکان مناسب در قالب جایگذاری شود.
به همین ترتیب نیروی برش و نیروی ورقگیر و به تبع آن نیروی فنر مورد نیاز جهت انجام عملیات مورد نظر برای کلیه مراحل کاری قالب محاسبه میشود.
نکاتی در مورد فنر :
– در Plane view ، محدوده قرارگیری فنرها را نشان دهید . بهتر است بجای نشان دادن قطر فنر ( spring ) قطر spring pocket نشان داده شود .
– سعی کنید فنر در لحظه تماس pad با ورق به اندازه 10% طول آزاد خود فشرده باشد .
– قطر pocket spring باید به اندازه spring Dia + 1.5 mm در نظر گرفته شود .
– اگر pad به اندازه کافی ضخیم است ، برای نصب آسان فنرهای upper pad قسمتی از pocket spring را در Lower و قسمتی را در upper طراحی کنید .
– حداقل یک سوراخ 15 mm در casting ( بلوک ریختگی ) بالای pocket spring طراحی کنید .
– لبه تمامی pocket spring های عمیق تر از 10 mm را پخ ( chamfer ) بزنید.
– بطور کلی فنرها بایستی بطور صحیح و به اندازه کافی هدایت ( guide ) شوند تا از پیچیدگی و انحراف فنر جلوگیری شود.
– 3/2 از طول فنر در حالت بسته باید بوسیله pocket spring پوشیده شود .
– در صورت قرار گرفتن 3/2 از طول فنر در داخل pocket ها ، برای جلوگیری از کمانش فنر باید یک guide pin در داخل فنر قرار داد .
Urethane :- Urethane نباید بیش از 30 % طول اولیه آن فشرده شود .
– طول Urethane نباید بیش از دو برابر قطر آن باشد . L ≤ 2 x d ( پیش از فشردگی )
– اگر برای افزایش طول کورس از اورتانها به صورت دو یا سه طبقه استفاده می کنید ، باید مابین آنها یک واشر جدا کننده بکار ببرید .
– همچنین در محل تماس اورتان با قالب باید سکوی ( نشیمنگاه ) مناسب به صورت casting در نظر گرفته شود .
– قطر spacer washer و سکوی اورتان باید حداقل 10 mm از قطر اورتان در حالت منبسط شده ( تحت بار ) بیشتر باشد .
– رابطه بین سختی چند اورتان که پشت سر هم قرار می گیرند به صورت زیر می باشد :
1/K = 1/K1 + 1/K2 + …
S = S1 + S2 + …
فاصله بین پانچ و die / Gap beet win punch & Die :
1 – فاصله بین پانچ و die برای فولاد نرم ( soft steel = spc ) مطابق جدول زیر است :
Clearance
C ( mm )
Metal
Thickness t ( mm )
0.03
0.6
0.04
0.7
0.045
0.75
0.055
0.8
0.065
0.9
0.075
1.0
0.095
1.2
0.115
1.4
0.130
1.6
0.150
1.8
0.170
2.0
0.205
2.3
0.235
2.6
0.260
2.9
0.320
3.2
0.450
4.5
0.720
6.0
لقی بین پانچ و die / Clearance beet win punch & Die :
2- فاصله بین پانچ و die برای سایر موارد بر حسب ضخامت ورق مطابق جدول زیر می باشد :
HIGH STRENGTH STEEL
100,000 + PSI TENSILE
TOUGH STEEL & ALUM
60,000 – 100,000 PSI TENSILE
STOCK SIZE
13 ٪ T
10 ٪ T
0.61 MM – 0.91 MM
( 24 G ) ( 20 G )
.024 .036
14 ٪ T
10 ٪ T
0.91 MM – 1.22 MM
( 20 G ) ( 18 G )
.036 .048
15 ٪ T
10 ٪ T
1.20 MM – 1.83 MM
( 18 G ) ( 15 G )
.048 .072
15 ٪ T
12 ٪ T
1.83 MM – 3.05 MM
( 15 G ) ( 11 G )
.024 .036
17 ٪ T
15 ٪ T
3.05 MM – 4.50 MM
( 11 G ) ( 7 G )
.120 .177
17 ٪ T& UP
17 ٪ T
4.50 MM – 6.35MM
( 7 G ) ( 3 G )
.177 .250
توجه : مقادیر فوق هم برای trim و هم برای pierce معتبر می باشد .
فاصله بین ورق گیر و Sectional / Gap beet min pad & Sectional of trim :
این استاندارد فاصله بین ورق گیر ( pad ) و sectional را در مواقعی که sectional و کفشک پائینی روی هم بلغزد معین
می کند .
این استاندارد برای ورق هائی با ضخامت کمتر از 0.8 mm و تلرانس ± 0.2 می باشد . ( t ± 0.2 < 0.8 mm )
Enterance of trim steel and pierce punch :
1- میزان entrance برای sectional برش
2- میزان entrance برای pierce punch
توجه : در صورتیکه قطر سوراخ از 6 کمتر باشد و یا از flying cam برای سوراخکاری استفاده می کنیم
کورس ورق گیر / Pad stroke:
ورق گیر ( pad ) قطعه را پیش از تماس sectional بگیرد . ( a )
ضخامت ورق در فرمول کورس pad ( ورق گیر ) برای سطوح شیب دار باید در جهت پرس مشخص شود . ( t )
برای شیب دار میزان entrance باید بیشتر از ضخامت (( t º ورق باشد . ( e )
کورس pad ( ورق گیر ) از رابطه زیر محاسبه می گردد .
= a + t + e کورس pad
معمولاً a ، 30 mm در نظر گرفته می شود a ≥ 10 mm →
ضخامت ورق t º = mm
ضخامت ورق در جهت پرس t =
مقدار enterance e =
در جدول زیر مقدار کورس pad ( ورق گیر ) را با توجه به زاویه θ داده شده است .
کورس pad ( mm ) a = 30 ( mm ) e = 8 ( mm )
t = 0.8 ( mm )
t = 0.75 ( mm)
t = 0.7 ( mm )
t = 0.65 ( mm)
t = 0.6 ( mm )
θ°
47.17
46.60
46.03
45.45
44.88
5
42.60
42.31
42.03
41.74
41.45
10
41.09
40.89
40.70
40.51
40.31
15
40.33
40.19
40.04
39.90
39.75
20
39.89
39.77
39.65
39.53
39.41
25
39.60
39.50
39.40
39.3
39.2
30
39.39
39.30
39.22
39.13
39.04
35
39.24
39.16
39.08
39.01
38.93
40
39.13
39.06
38.98
38.91
38.84
45
39.04
38.97
38.91
38.84
38.78
50
38.97
38.91
38.85
38.79
38.73
55
38.92
38.86
38.80
38.75
38.69
60
38.88
38.82
38.77
38.71
38.66
65
38.85
38.79
38.74
38.69
38.63
70
38.82
38.77
38.72
38.67
38.62
75
38.81
38.76
38.71
38.66
38.60
80
38.80
38.75
38.70
38.65
38.60
85
38.80
38.75
38.70
38.65
38.60
90
برش سطوح شیب دار / Trim of an angular surface :
1- خط برش روی سطوح شیب دار صاف و مستقیم باشد .
– زاویه سطح برش پیشنهادی بین 0 – 15 ° می باشد .
– در مواقعی که شکل قطعه اجازه چنین سطح برشی را نمی دهد ، با توجه به جهت برش ، محدودیت زاویه برش داریم که در زیر آمده است :
الف : موقعی که خط برش موازی با سطح شیب دار باشد .
ماکزیمم زاویه سطح
جهت سطح شیب دار
θ1max = 30 ˚
رو به بالا
θ 2max = 30 ˚
رو به پائین
ب : موقعی که خط برش عمود بر سطح شیب دار باشد . ( wall cutting )
کمترین زاویه با خط عمود
محل مورد استفاده
موقعی که برش روی قطعه scrap باشد
( دور تا دور قطعه )
15 ˚
موقعی که برش روی ورق
( داخل قطعه ) باشد
برش سطوح شیب دار : دیواره بری / :wall cutting
– مقادیر زیر در مورد قراضه بر ( scrap cutter ) نیز قابل اجرا است .
– زاویه برش ( θ ) باید بیشتر از مقادیر در جدول زیر باشد :
θ˚ ( should be beyond )
Metal thickness ( t )
5.7
0.6
8.0
0.7
9.2
0.8
10.3
0.9
11.5
1.0
13.9
1.2
16.2
1.4
18.6
1.6
21.1
1.8
23.5
2.0
انتخاب Selection of sectional & block / Sectional & block :
طبق جدول و بر اساس نوع کاربرد sectional را انتخاب کنید .
شرایط کاربرد و انتخاب
جنس
نوع sectional
برای قالبهای blank استفاده می شود و همچنین برای قطعاتی که خط برش آنها در section دارای شکلهای پیچیده ( wavey ) نباشد .
SKD – 11
Type A
در جاهائی که دقت برش لازم است استفاده می گردد.
ICD5
Type B
نسبت به TYPE B و TYPE A کمتر استفاده می گردد .
لبه جوش + FC250
Type C
برای برش خطوط Trim که در پلان یک خط صاف باشد ، مخصوصاً قالب blank
Base: FC250
Steel: SKD-11
HMD
Type D1
برای برش خطوطی که در پلان مواج باشد ولی در section موجی شکل نباشد مخصوصاً قالب blank
Base: FC250
Steel: SKD-11
HMD
Type D 2
– از TYPE D 2 , TYPE D1 در شرایط خاص استفاده کنید .
– TYPE D 2 نسبت به TYPE D1 ارجح می باشد .
ابعاد Sectional & block dimension / Sectional & block :
TYPE A : این نوع بلوکها ( BLOCK ) از جنس فولاد می باشد که ماشینکاری می شود .
جدول ابعاد
A min = 60 mm
A ≥ 60 mm
B = 1.2 A عموماً
B ≥ 1.2 A
L max = 300
L ≤ 300 mm
m max = 20 Kg
m ≤ 20 Kg ( جرم )
– اگر m > 20 Kg باشد باید eye bolt در نظر گرفته شود .
TYPE B : این نوع sectional ها فولاد ریخته گری می باشند .
جدول ابعاد
amax = 200
a ≤ 200
b min = 40 , b max = 60
40 ≤ b ≤ 60
Amin = 60 mm
A ≥ 60 mm
B = 1.2 A عموماً
B ≥ 1.2 A
L max = 300
L ≤ 30 mm
m max = 20 Kg
m ≤ 20 Kg
T = 30mm
T ≤ 30 mm
اگر A > 60 mm باشد از rib های تقویتی استفاده کنید .
اگر m > 20 Kg باشد از cast in screw استفاده کنید .
– صرفنظر از طول و شکل sectional دست کم یک عدد rib تقویتی در نظر بگیرید که ترجیحاً در وسط گذاشته شود .
TYPE C : این نوع sectional ها از جنس چدن ریخته گری با لبه جوشی هستند .
جدول ابعاد
A min = 60 mm
A ≥ 60 mm
B = 1.2 A عموماً
B ≥ 1.2 A
L max = 300
L ≤ 300 mm
ضخامت 25 mm = Rib
T = 25 mm
m max = 20 Kg
m ≤ 20 Kg ( جرم )
اگر m > 20 Kg باشد cast in screw در نظر بگیرید .
TYPE D – 1 : این نوع sectional دارای Base چدنی و بلوکهای insert فولادی می باشد .
a ≤ 200 mm
a
40 mm ≤ b ≤ 60 mm
b
≤ 20 Kg جرم چدنی m 1 = base
m 1
≤ 20 Kg جرم قطعه فولادی m2 =
m2
اگر m 1> 20 Kg باشد cast in screw در نظر بگیرید .
– اگر m2> 20 Kg باشد باید eye bolt در نظر گرفته شود .
TYPE D – 2 : این نوع sectional دارای Base چدنی و بلوکهای insert فولادی می باشد .
a ≤ 200 mm
a
40 mm ≤ b ≤ 60 mm
b
≤ 20 Kg جرم چدنی m 1 = base
m 1
≤ 20 Kg جرم قطعه فولادی m2 =
m2
اگر m 1> 20 Kg باشد cast in screw در نظر بگیرید .
– اگر m2> 20 Kg باشد باید eye bolt در نظر گرفته شود .
Relief در Sectional / Trim steel joint relief – Bar stock
مطابق یکی از اشکال زیر در plan برای sectional ، relief در نظر بگیرید :
نحوه تعریف Sectional & block در قالب /
– بلوک هائی که در قسمتهای وسط قالب بدون داشتن Back up نصب گردند و دارای پاشنه نباشند و پیچ و پین ها روی سطح خود پانچ قرار بگیرند بایستی شکل اولیه بلوک در روی plan با خط imaginary کشیده شود . برای کشیدن شکل اولیه از بزرگترین طول بلوک و یا از هر طرف 10 mm جدا کنید و سپس طول و عرض و ارتفاع بلوک اولیه را مشخص کنید و صافی سطوح را مطابق شکل رسم کنید .
– موقعیت پیچ و پین ها را نسبت به خطوط imaginary داده شود .
– موقعیت دیواره ها فرضی (imaginary ) نسبت به مرکز قالب داده شود .
– در مورد بلوک هائی که پاشنه دار هستند ، حدود پاشنه ها تا مرکز قالب داده می شود و موقعیت پیچ و پین نسبت به خطوط پاشنه داده می شود ، ابعاد نیز مطابق شکل نمایش داده می شود .
– در مورد قطعات insert ، موقعیت پیچ و پین نسبت به سطحی که قطعه داخل آن قرار می گیرد (Back up ) داده می شود .
– در مورد sectional های ریخته گری فولادی و چدنی حدود sectionalتا مرکز قالب داده شود .
– پیچ و پین ها در sectional نسبت به دیواره sectional داده شود .
– در مورد بلوکی که یک دیواره عمود بر خط برش دارد باید زاویه θ مطابق شکل مشخص شود .
– یک layout steel نیز جداگانه ترسیم نمائید .
– ارتفاع base ( نشیمن گاه ) ، sectional و block را در plan , view مشخص نمائید .
بستن sectional و بلوک به قالب / Fastening of casting steel ( sectional ) & Block
– بر اساس طول فولادهای ریخته گری ( casting steel & sectional ) و بلوک ها تعداد پیچ های بستن را مطابق شکلهای زیر انتخاب کنید .
– برای بستن sectional ها از پیچ های M 16x 50 و برای بستن بلوک ها از پیچ های M 12x 50 استفاده کنید .
– برای موقعیت دهی sectional ها از پین های Φ 16 x 60 و بلوک ها از پین های Φ 13 x 50 استفاده کنید .
– در موارد خاص که بلوک ها کوچک می باشد از پیچ های ø 10, M 10 استفاده گردد و در حالتی که ضخامت ورق t ≥ 2 برای بستن بلوک از پیچ M 16 و پین Ø 16 استفاده گردد .
– در مورد بلوک هائبی که برای هر مدل قطعه تعویض می شوند ، بجای پین از خار استفاده کنند .
– در مواقعی که قادر به استفاده از اشکال نباشید ، به عنوان اصل در نظر بگیرید که به ازای هر 80 mm خط برش و یا فلنج یک پیچ در نظر بگیرید .
– سعی شود حداقل نیمی از پیچ ها در نزدیکترین محل ممکن تا خط برش و فلنج چیده شود – برای sectional ها ، back up در نظر بگیرید .
– برای ورق های با ضخامت بیشتر از 1.6 mm و یا ورق از جنس high strength steel و یا برش با زاویه بزرگتر از 20 º از خار استفاده کنید .
1