طراحي قالب يك قطعه

مقدمه
جهت طراحي قالب يك قطعه حداقل نياز به يكي از مدارك زير مي باشد :
۱ـ نمونه توليد شده قطعه به صورت CKD
2ـ نقشه دوبعدي قطعه
۳ـ مدل سه بعدي قطعه

۴ـ در صورت نبود مدارك فوق طراحي قطعة محصول براساس شرايط و محل مورد استفاده در خودرو و نيروهاي وارده بر آن انجام مي شود .
در اينجا براي طراحي قالب هاي مورد نياز براي توليد قطعه مورد نظر ، نمونه قطعه به صورت CKD و همچنين نقشه دو بعدي محصول در اختيار مي باشد . پس از بررسي هاي اوليه ، براي توليد قطعه مورد نظر طراحي و ساخت پنج دست قالب مورد نياز به نظر مي رسد كه عبارت اند از :

۱ـ برش گسترده
۲ـ پانچ
۳ـ نك
۴ـ خم اوليه
۵ـ خم نهايي

كه به غير از قالب مرحله سوم يعني قالب نك كه شباهت زيادي به قالب پانچ دارد ساير قالب ها به وسيله نرم افزار mechanical desktop طراحي شده است و به صورت CD موجود است و همچنين قالب هاي برش گسترده و خم اوليه به صورت كامل به همراه مراحل طراحي آن در ادامه آورده شده است .
طراحي براساس نمونه CKD و نقشه دو بعدي قطعه
چون قطعه فوق به صورت مجموعه مونتاژ شده در اختيار مي باشد ، لذا ابتدا به دست آوردن ابعاد برش گسترده با مشكل همراه مي باشد و بايد مراحل زير طي شود .

۱) با توجه به محاسبات مقدار كشش و خم هاي موجود ابتدا نياز به ساخت قالب هاي خم و فرم مي باشد .
۲) با محاسبات اولية تار خنثي ابعاد برشي اوليه را تعيين مي كنيم و نمونه اي را توسط دستگاه وايركات و يا فرز CNC به دست مي آوريم .
۳) با قالب هاي خم و فرم ساخته شده نمونه را به شكل نهايي درمي آوريم .

۴) ابعاد را توسط ابزارهاي اندازه گيري از قبيل : CMM ، كوليس و ميكرومتر كنترل مي كنيم .
در صورت تصويب و تطابق با نمونه CKD اقدام به ساخت قالب برش براساس قطعه به دست آمده در مرحله ۲ مي كنيم . در غير اين صورت برنامه داده شده به دستگاه وايركات يا فرز CNC را اصلاح و مراحل را تكرار مي كنيم .
ابعاد پس از تأييد به صورت فايل نهايي جهت طراحي قالب برش به صورت دو بعدي طراحي مي شود .
« طراحي قالب برش گسترده »

در طراحي قالب ها برش بايد مسائلي از قبيل :
تعداد ضرب پرس ، مقدار دو ريز ورق ( كم كردن ضايعات ) ، سرعت عمل ، اين اپراتور و تأمين و نگهداري قالب در حين توليد رعايت شود .
لازم به ذكر است در بعضي از قالب هاي برش مراحل پانچ رانيز به صورت پروگروسيد مي توان در قالب طراحي كرد ، اما طراحي قالب مذكور به صورت تك مرحله مي باشد .
در ضمن روش طراحي در بعضي موارد به نسبت موجوديت پرس هاي توليد كننده قابل تغيير مي باشد كه در اين صورت درصد كمي از حالت استاندارد خارج مي شود .
« مراحل طراحي »

۱ـ سنبه و ماتريس Punch & Matrix
ابتدا سنبه و ماتريس طبق ابعاد نقشه طراحي مي شود به صورتي كه مواردي از قبيل : نيروي پرس ، محل هاي احتمالي شكست ، ضخامت سنبه ( تقريباً ۱۰ برابر ورق ) و ماتريس ، مقدار سختي فولاد ، موقعيت پيچ و پين ها ، استپ ورق و تلرانس ( گپ ) بين سنبه و ماتريس به نسبت ضخامت ورق ( برابر استاندارد ) رعايت شود .

در ماتريس ديواره صافي لبه پرش به حدي بايد باشد كه تعدادي بين ۶ـ۴ قطعه درون ماتريس بماند و مابقي ديواره ماتريس بايد mm 5/0 آزادتر باشد تا قطعه به راحتي از ماتريس جدا شود .

جنس سنبه و ماتريس كه اجزاي اصلي قالب را تشكيل مي دهند بايد قابليت سايشي بالا و داراي سختي ۵۸ الي ۶۲ راكول باشد . براي اين كار از فولاد spk و از جدول موجود در بازار ( R و ۲۰۸۰ ) استفاده مي كنيم .
با توجه به امكانات دستگاهي موجود معمولاً سنبه و ماتريس ها بعد از انجام عمليات سخت كاري با كمك دستگاههاي وايركات و CNC نهايي مي شوند .
براي بستن سنبه از ۵ پيچ M8 كه بر روي كفشك بسته مي شود استفاده مي كنيم و براي بستن ماتريس از ۴ پيچ M10 كه در ماتريس گير رزوه مي شود استفاده مي شود .

۲ـ سنبه گير Punch Retainer
سنبه گير جهت معمار كردن سنبه به كار مي رود .
شيار داخلي آن براساس ابعاد سنبه مي باشد و ابعاد بيروني آن بايد طوري طراحي شود كه فضاي كافي جهت پيچ و پين ها وجود داشته باشد.
محل پيچ و پين ها در سنبه گير از اهميت بالايي برخوردار است و بايد كارايي لازم را داشته باشد چون سنبه جهت پين و پيچ كردن فضاي كمي دارد و از سنبه گير براي اين منظور استفاده مي شود . در اينجا از ۴ پيچ M10 كه بر روي كفشك بالا بسته مي شود استفاده مي كنيم . و براي تثبيت آن نيز از دو پين ۰۱۲ به صورت اوريب استفاده مي كنيم .

چون فقط جهت مهار كردن سنبه به كار مي رود و فشار سايشي روي آن نيست و حالت كمربندي دور سنبه قرار مي گيرد جنس آن بايد سختي تا ۵۰ راگول را تحمل كند كه براي اين منظور از CK – ۴۵ استفاده مي كنيم .
۳ـ ضربه گير بالا Upper Bumper Plate
موارد استفاده ضربه گير هنگامي است كه بر اثر ضربات مداوم سنبه روي ورق فشار بر پشت سنبه و روي كفشك زياد مي باشد و باعث پس زدن و فرو رفتن سنبه روي كفشك مي شود .

ابعاد ضربه گير براساس سنبه گير مي باشد و ضخامت آن ۱۰-۲۰mm مجاز است .
براي ضربه گير براساس از نوعي فولاد مانند CK-45 كه بتوان آنرا تا ۵۰HRC سخت كاري كرد استفاده مي كنيم .
اين قطعه باعث خنثي كردن ضربه سنبه به كفشك مي شود .
۴ـ ماتريس گير Matrix Retainer
شرايط ماتريس گير در اين قالب تقريباً شبيه به سنبه گير است با اين تفاوت كه به دليل پله دار بودن نقش ضربه گير پايين را نيز دارد .
طراحي ماتريس گير به صورت پله دار و حذف ضربه گير به اين دليل است كه فشار كمي بر ماتريس وارد مي شود به طوري كه مي توان آنرا به وسيله خود ماتريس گير مهار كرد .
ابعاد شيار داخل ماتريس گير از ۴ پيچ M12 كه به روي كفشك پايين بسته مي شود استفاده مي كنيم و براي تثبيت آن نيز از دو پين ۰۱۲ به صورت اوريب استفاده مي كنيم .

۵ـ كفشك S hoe
ابعاد كفشك بعد از طراحي قطعات اصلي قالب طوري عددگذاري مي شود كه موقعيت فلنچ و راهنما در آن لحاظ شده باشد .
ضخامت آن براساس محاسبات نيروي فشاري و مقدار حفره ايجاد شد . در ماتريس تعيين مي شود ، جهت قطعه فوق ضخامت كفشك ۳۰-۴۰ mm بايد باشد .
ديواره حفره كفشك نسبت به ديواره ماتريس گير ۰/۵mm آزادتر بايد باشد . ( جهت جلوگيري احتمالي از گيركردن قطعه درون قالب )
براي كفشك از نوعي فولاد ارزان قيمت مانند ST-37 استفاده مي كنيم .
۶ـ فلنچ و ميله راهنما F lanch & Guide Pillar

براساس ارتفاع مجموعه قالب از فلنچ هاي استاندارد موجود در بازار استفاده مي كنيم .
در اينجا از كتاب SETAK و كد مجموعة D132 / 25 * 160 براي فلنچ و براي ميله راهنما از كد مجموعة Do13 / 25 * 160 استفاده مي كنيم .
۷ـ ورق گير P ad

ابتدا براساس ابعاد قطعه .رق موردنياز را تهيه و آنرا طوري طراحي مي كنيم كه ضايعات كمتري روي آن باقي بماند .
پس براي قرار گرفتن ورق در جاي خود و هماهنگي با سنبه و ماتريس قطعه اي به نام ورق گير طراحي كرده كه داراي كانالي به عرض ورق باشد .
محل ورق گيرها و طرز بستن آنها در قالبهاي مختلف ، متفاوت است و دراينجا آن را روي ماتريس گير مي بنديم .
۸ـ استوپرها S toper

براي ايجاد فاصله هاي لازم روي ورق براساس طراحي اي كه در مرحله قبل بر روي آن انجام داديم محل استوپرها را كه به صورت استوانه هاي كوچك روي ماتريس مي باشند مشخص مي كنيم .
در اينجا استوپرها طوري طراحي شده اند كه بتوان پس از يك بار پرس كردن كامل ورق يك بار ديگر و اين بار به صورت برعكس از ورق استفاده كرد و به اين ترتيب ضايعات به حداقل برسد .
طراحي قالب خم اوليه
پس از توليد قطعه با استفاده از قالبهاي برش گسترده ، پانچ و نك حال نوبت به طراحي و ساخت قالبهايي براي ايجاد فرم و شكل نهايي قطعه مي باشد كه در اينجا براي اين منظور