مراحل طراحی قالب برش – بیرون انداز و میله راهنما

  • بیرون انداز- میله راهنماا
  • بیرون انداز
    بیرون اندازها که در نوع ثابت و فنری موجود می باشد،جهت بیرون اندازی ورق پس از عمل برش از داخل سنبه و یا ماتریس طراحی می شوند.البته بیرون انداز فنری علاوه بر کار فوق ،قبل از عمل برش ،ورق را به ماتریس می فشارد تا از هر گونه حرکت احتمالی و و یا موج دار شدن ورقهای نازک جلوگیری کنند.

    ۱- بیرون انداز ثابت: بیرون انداز ثابت عموما صفحه ای است روی ماتریس که در بیشتر اوقات کانال هدایت نوار نیز مستقیما روی آن تعبیه می شود.وظیفه این صفحه ،بیرون اندازی ورق از سنبه پس از عمل برش است.روی صفحه بیرون انداز سوراخهایی متناسب با شکل مقطع سنبه ها (در امتداد آنها ) وجود دارد که سنبه به راحتی از آنها عبور کرده و پس از بریدن ورق به هنگام بازگشت که ورق به اطراف سنبه چسبیده است.پس از طی کردن ارتفاع کانال ورق به سطح زیرین بیرون انداز را از فولاد نرم و مقاوم در مقابل ضربات احتمالی در نظر گرفته(فولاد ST37 ) و انرا توسط پیچ و پین به ماتریس متصل می کنند.
    ۲- بیرون انداز فنری: در مواردی که شرایط زیر در طراحی حاکم باشد.بایستی از بیرون انداز فنری استفاده کرد:
    الف) وقتی که جنس ورق از پلاستیک و یا لاستیک و یا مواد مصنوعی دیگری باشد.
    ب) مواردی که مقطع برش خیلی کوچک و ظریف باشد.
    ج) در کلیه قطعاتی که حرکت در جهت بالای ورق باعث تغییر شکل و یا از دقت افتادن آن گردد.
    د) در مواقعی که ضخامت ورق کم باشد( ورقهایی که ضخامت کمتر ۰٫۶ میلیمتر دارند)
    ۱-شکل عمومی بیرون اندازهای فنری: در شکل زیر نمونه ای از شکل کلی این نوع بیرون اندازها دیده می شودکه ذیلا به توضییح قطعات آن می پردازیم:

شکل ۳۴: موقعیت و چگونگی کار بیرون انداز ثابت درقالبهای برش

موقعیت بیرون انداز در قالب برش

موقعیت بیرون انداز در قالب برش

ورق گیر: صفحه ای است که با کف هموار و سنگ خورده که روی سطح ورق می نشیند،جنس این قطعه از فولادST37 می باشد.
پیچ بازی گر: نقش پیچ بازی گر در بیرون انداز فنری مثل میل راهنما در قالبهای برش می باشد.این پیچ به کمک بوش مربوطه ،راستای صحیح حرکت صفحه ورق گیر را در هر بار رفت و برگشت تامین می کند،جنس این قطعه را همجنس میله راهنما انتخاب نموده و آنرا تا ۵۵ راکول سخت می کنند.(فولادMS60 ).
بوش: نقش بوش در سیستم بیرون انداز فنری شبیه بوش میله راهنما می باشد .جنس بوش را از فولادMS60 گرفته و آنرا ۱۰ راکول کمتر نسبت به میله راهنما سخت می کنند.(بوش را به صورت پرسی و قابل تعویض در کفشک جا می زنند.)
فنر: از فنر برای تامین نیروی بیرون اندازی استفاده می کنند،که در قالبهای برش رابطه مستقیمی با جنس و ضخامت ورق دارد.مقدار نیروی لازم برای بیرون اندازی با روش زیر تعیین می شود:
حالت اول: در این حالت ورق به اطراف (محیط) سنبه چسبیده است.نیروی لازم معادل ۳% نیروی برشی می باشد.

شکل ۳۵: بیرون اندازهای فنری

بیرون انداز فنری

بیرون انداز فنری

حالت دوم: در این حالت که پولک در داخل ماتریس می ماند نیروی لازم معادل ۷% نیروی برشی می باشد.

شکل۳۶: استفاده از لاستیک های فنری (رابرپد) برای بیرون اندازی

لاستیک های فنری در بیرون اندازی

لاستیک های فنری در بیرون اندازی

۲- چگونگی تامین نیروی بیرون انداز: برای این منظور می توان از فنر فشاری واگر به دلایل مختلف از قبیل بالا بودن مقدار نیروی لازم نتوانیم از فنر فشاری استفاده کنیم ،لاستیکهای ارتجاعی معروف به رابرید توصیه می شوند و اگر نیروی لازم بسیار زیاد باشد می توانیم از جک های هیدرولیک استفاده نماییم .(شکل ۳۶).
پس از محاسبه نیروی بیرون انداز به آن عدد ثابتی اضافه می کنیم تا ضریب اطمینان کاری کل مجموعه افزایش یابدو معمولا ضریب اطمینان را برای نیروی بیرون اندازی ۷% نیروی برشی گرفته و به مقدار به دست آمده برای نیروی بیرون اندازی اضافه می کنیم.

  • میله راهنما
    این قطعه جهت تامین راستای صحیح حرکت قالب طراحی می باشد و در کفشک پایین نصب می شود . بوش درطرف آزاد این قطعه با تلرانس سرشی بازی می کند.علاوه بر این قطعه فوق عامل موثری در خنثی کردن نیروهای جانبی حاصل از برش می باشد به طوری که باعث می شود،کلیه سنبه ها در راستای تعیین شده خود با لقی طراحی شده به راحتی بازی کنند .در طراحی میله راهنما می بایستی به نکات زیر توجه داشت:
    ۱- شکل عمومی و قسمت های مختلف میله راهنما: در شکل زیر نمای کلی یک میله راهنما مشاهده می شود که شامل قسمتهای مختلف زیر می باشد:

شکل ۳۷: میله راهنما

میله راهنما

میله راهنما

A: این قسمت که حالت پله ای دارد به میله راهنما در داخل کفشک قرار طولی در جهت بالا را داده و مانع حرکت طولی آن می شود.
B : ناحیه درگیری میله راهنما و کفشک با تلرانس پرسی است (H7/n6 ) که مانع حرکت چرخشی و سایر حرکات دیگر میله راهنما در کفشک می شود و علاوه بر این شکل می توان از طرق دیگری نیز جهت فیت کردن و نصب میله راهنما در کفشک استفاده کرد.

شکل ۳۸:چگونگی نصب میله راهنما در کفشک پایینی

نصب میله راهنما در کفشک پایینی

نصب میله راهنما در کفشک پایینی

: در این قسمت میله راهنما بایستی نسبت به بوش (از ابتدا تا سر آزاد میله راهنما )تلرانس سرشی داشته باشد.(H7/g6 )
D : شیارهای داخل این ناحیه وظیفه ذخیره روغن و چرب کرددن سطوح اصطکاکی را در طول مدت کار به عهده دارند.
E : این منطقه حالت راهنمایی شروع حرکت را به میله راهنما می دهد که با داشتن زاویه α که معمولا ۸ تا ۱۵ درجه می باشد هدایت مطمئنی را در شروع حرکت ایجاد می کند و بیشتر برای میله های راهنمایی توصیه می شود که در هر کورس حرکت قالب مجبور به خارج شدن از داخل بوش می باشند.
تلرانسهای فرم: در نقاطی از میله راهنما که احتیاج به دقت زیادی دارند تلرانسهایی از قبیل هم محوری ( ) و بیرون زدگی ( ) مشاهدی می شود که مقدار آنها ( ) بستگی به طول و قطر و دقت اندازه قطعه دارد.

۲- جنس و سختی میله راهنما: جنس میله راهنما بایستی از فولاد مقاوم در مقابل سایش و ضربه و نیروهای حاصل از برش باشد.(فولاد MS60 یا فولاد VCN 200 و یا دیگر فولادهای مشابه که پس از سنگ خوردن سطوح صیقلی را به دست می دهند با ۶۰راکول سختی برای این نظور مناسبند )این فولادها بایستی دارای سطحی سخت و مغزی نرم باشند .
۳- قطر میله راهنما: این قطر با نیروی حاصل از برش رابطه مستقیمی دارد که برای تعیین آن می بایستی به شرح زیر عمل کرد:

ابتدا با استفاده از( رابطه۱ ):

رابطه ۱:

رابطه 1

F : کل نیروی حاصل از برش
C : لقی
Fh : نیروی جانبی
B : نفوذ پذیری
T : ضخامت ورق

می توان مقدار نیروی جانبی حاصل از برش راتعیین کرد با گذاشتن مقدار با دست آمده در (رابطه۲) مقدار ممان اینرسی میله راهنما نسبت به قطر آن تعیین می شود :

رابطه ۲:

رابطه 2

Δ : تغییر شکل خمشی مجاز
I : ممان اینرسی
L : طول میله راهنما
E : مدول یا الاستیسیته
d : قطر میله راهنما

حال با داشتن ممان اینرسی می توانیم قطر میله راهنما را با توجه به فرمول ممان اینرسی اجسام دایره ای (رابطه ۳) محاسبه کنیم:

رابطه ۳:

رابطه 3

چون در قالبهای برش بیش از یک میله راهنما استفاده می شود ،بنابراین با مشخص کردن تعداد میله های راهنما (رابطه ۳) را به شکل زیر خلاصه می کنیم:

رابطه ۴:

رابطه 4

N : تعداد میله راهنماها

برای بالا بردن ضریب اطمینان مقدار به دست آمده از فرمول بالا در مقدار ثابتی که اغلب آنرا ۲/۳ می گیرند ضرب کرده تا قطر میله راهنما با ضریب اطمینان بالایی به دست آید.
۴- تعداد میله راهنما: هر چه دقت قطعه تولیدی و نیروهای جانبی بیشتر باشد تعداد میله های راهنما نیز بیشتر می شود و اغلب میله راهنما را دو تایی و در مواردی که نیروهای جانبی و دقت کار مطرح است آنرا چهارتایی در نظر گرفته و به صورت ضربدری نسبت به هم نصب می کنند.

۵- طول میله راهنما: طول این قطعه را می توان به روش زیر تعیین کرد:
طول میله راهنما=۵ میلیمتر + ضخامت کفشک بالا+ ضربه گیر+طول سنبه+ضخامت ماتریس+ضخامت کفشک پایین.

ابتدای صفحه


منبع:
اصول طراحی و ساخت قالبهای برش
تالیف:سیروس حسن زاده