برش دقیق

مقدمه
در نهم مارس ۱۹۲۳، Friteze Schiess سوئیسی اختراعی را به ثبت رساند که طبق آن یک روش دقیق برای برش فلزات توسط پرس هیدرولیک معرفی شد. در این اختراع که به شماره ۳۷۱۰۰۰۴ ثبت شد، هنگا برش، با مهار ورق در دو طرف خط برش از فرار ماده جلوگیری می شد. این مهار توسط رینگی دندانه دار یا زبانه دار بنام ورق گیر انجام می گرفت. اولین نوع ماشین مخصوص که بعنوان پرس برش دقیق شناخته شد بوسیله آقای H.Schmid طراحی و توسعه شرکتش در سال

۱۹۵۲ ساخته شد. ۱۰ سال بعد نیز سازنده دیگری بنام شرکت Feintool بوسیله آقای F.Bsch موفق به ساخت پرس برش دقیق برای تمام قالبهای دقیق مورد نیاز شد. معرفی و پخش تئوری لیا، ژاپن و چین نیز جهت توسعه تکنولوژی برش دقیق کار می کنند.
قطعات تولید شده توسط برش معمولی سنبه- ماتریس، دارای سطوح برش به اندازه ضخامت صاف و ضخامت شکسته شده و خشن می باشند؛ که از این نوع قطعات بدون عملیات تکمیلی نظیر

سوراخکاری، سنگ زنی، خان کشی و فرز کاری و………….نمی توان برای کاربردهای بعدی استفاده کرد. در فرایند برش دقیق، قطعه کار در یک مرحله برش خورده و تکمیل می شود؛ به طوری که قطعه سطوح صاف و صیقلی داشته و فاقد هر گونه پارگی و شکست در سطوح برش بوده و نیز پرداخت سطح مناسبی دارد. (شکل ۱-۱)
ابعاد و اندازه دراین روش نسبت به روش سنبه و ماتریس معمولی از دقت بسیار بالایی برخوردار است به طوری که عملیات ثانویه حذف می شود در این فراینذ علاوه بر عملیات برش صاف و دقیق، عملیات خم، اکستروژن سرد، فلنج زنی و………قابل انجام است. در این فرایند عملیات سوراخکاری کوچکتر از ضخامت ورق نیز می تواند ایجاد شود ( ۶۰% ضخامت ) و قطعات تولید شده با این فرایند به علت کار سختی حاصل از شکستن و خرد شدن کریستالها در لبه برش از سختی بالایی برخوردار بوده و قطعاتی حداکثر تا ضخامت mm20، بسته به استحکام آنها قابل تولید می باشند.
این فرایند احتیاج به یک پرس سه کاره دارد که باید از دقت بالایی برخوردار باشد. سرعت تولید قطعات نسبتاً زیاد است. این فرایند یک روش بسیار اقتصادی و مهم در تولید قطعات دقیق و صاف بشمار می رود.
شکل ۱-۱ مقایسه بین برش معمولی و برش دقیق
۱-۲ اصول برش دقیق:
فناوری برش دقیق یک روش شکل دهی پرسکاری است که امکان تولید یک مرحله ای قطعات دقیق وصاف همراه با برش تمیز تمام ضخامت ورق و تلرانس ابعادی بسته و بدون هر گونه شکست و ترک در نواحی برش را فراهم می سازد و بدین ترتیب عملیات ثانویه نظیر فرزکاری، سنگ زنی و خان کشی و سوراخکاری حذف می شود.
امروزه قطعاتی با ضخماتهای ۵/۰ الی ۱۵ میلیمتر از جنس فولاد، مس و آلیاژهای آلومینیوم به صورت تولید انبوه و با صرفه اقتصادی مناسب تولید می شوند. به منظور انجام موفقیت آمیز برشکاری دقیق لازم است که تکنولوژی برش دقیق گسترش بیشتری پیدا کند. تکنولوژی برش دقیق شامل بخشهای زیر است:
– پرسهای برش دقیق
– ابزار وسایل جنبی برش دقیق

– مواد برش دقیق
– روغنکاری برش دقیق
بنابراین فرایند برش دقیق با پیشرفت علم در زمینه های فوق گسترش بیشتری خواهد یافت و کاربردهای بیشتری نیز پیدا خواهد کرد. امروزه تجربه های مفید در زمینه مواد، روغنکارید از برش دقیق برای بالاترین سطح تولید ممکن بین مراحل سنگ زنی، زمینه های زیر بایستی تقویت شوند این بخشها در شکل (۱-۲) نمایش داده شده اند.
عوامل مهم در تولید قطعه به روش برش دقیق
با افزایش مقاومت برشی، مقدار درصد کربن، مقدار عناصر الیاژی و با کاهش ساختار سمنتیت کروی و تمیزی سطح ورق، شرایط برش دقیق سختتر می گردد.
۱-۱ مقایسه برش معمولی وبرش دقیق:
برش معمولی همانطور که در شکل (۱-۳) دیده می شود. با یک پرس تک عمله تولید می شود و نوار ماده خام و قطعه در طول عمل برش مناسب نگه داشته نمی شود، بنابراین قطعه تولید شده دارای ویژگیهای زیر است که در شکل (۱-۴) نیز نمایش داده شده است.
۱- در برش دقیق تقریباً ۱۰۰% ضخامت ورق بریده می شود.
۲- دقت تلرانس در حد صدم است
۳- تا ضخامت ۱۵ تا ۲۰ میلیمتر قابل انجام است.
۴- پانچ سوراخهای کمتر از ۶۰% ضخامت ورق یا کوچکتر در برش دقیق امکان پذیر است .
۵- عدم نیاز به فرایند ثانویه بدلیل کیفیت سطح خوب.
۶- فرایند کمتر در برش دقیق نسبت به برش معمولی.
۷- قطعات برش دقیق تخت هستند.
۸- توازی سطوح بالایی وعمود بودن سطوح لبه. (انحراف تنها mm01/0 در mm 4 ضخامت )
۹- قطعات با فرمهای مختلف حاوی: کشش لبه، خزانه زنی، سوراخ زنی را می توان تولید کرد.
۱۰- قطعات بسیار پرداخت خواهند بود که این پرداخت به کیفیت ابزار و کیفیت نگهداری آنها و نوع مواد و روغن برش بستگی دارد. ( )
۱۱- قطعات به پلیسه گیری چندانی احتیاج ندارد.
۱۲- روش برش دقیق قابلیت اطمینان دارد.
۱۳- کیفیت محصول ممتد است.
۱۴- فضای بسیار کمی نیاز است.
۱۵- حمل و نقل مواد کاهش می یابد.
۱۶- فرایند بصورت کاملا اتوماتیک است.
۱۷- لبه قطعات در اثر کار سختی، سخت تر از برش معمولی خواهند شد.
۱۸- قیمت ابزارهای برش دقیق قابل رقابت با قیمت ابزارهای برش معمولی است.
۱۹- تولید زیاد و سریع.
۲۰- زمان برگشت سرمایه کوتاه است.
۲۱- در تولید انبوه هزینه تولید برش دقیق نسبت به برش معمولی کمتر است.
مقایسه بین فرایند برش دقیق و برش معمولی

شکل ۱-۴ مقایسه بین ویژگی قطعه تولیدی به روش برش دقیق و برش معمولی
۱-۴ اصول کار قالبهای برش دقیق:
فرایند برش دقیق در شکل (۱-۳) نشان داده شده است. به منظور تولید قطعه برش دقیق زبانه رینگ V شکل تحت نیروی FR با یک فاصله ای از پیرامون قطعه ، در ورق فرورفته و مواد خارجی لبه برش بین رینگ V شکل و ماترین محبوس می شود و سنبه مقابل تحت نیروی FG مواد داخل لبه های برش را روی سنبه اصلی می گیرد. آنگاه سنبه برش تحت نیر

وی FS در یک محیط مسدود و تحت فشار، برش را انجام می دهد.
اجزا اصلی یک قالب برش دقیق عبارتند است از:
۱- صفحه راهنما ۲- ماتریس ۳- سنبه برش ۴- بیرون انداز
۱-۸ دقت قطعات برش دقیق:
دقت ابعادی قطعات به کیفیت ابزار برش، ضخامت قطعه، استحکام کششی ، تنظیم بودن ماشین، شرایط روغنکاری، دقت اجزا قالب و به ترکیبات مواد قطعه بستگی دارد؛ که بسته به هندسه و شکل قطعه تلرانس حال می شود. این تلرانس به دو صورت بیان می شود به صورت اندازه مطلق همراه با مقدار تلرانس که به صورت عدد بیان می شود. در روش دوم می توان با نماد H مقدار انحراف و تلرانس قطعه را محاسبه کرد.
جدول (۱-۱) مقادیر عددی انحراف و تلرانس را برای ابعاد داخلی و خارجی قطعات که در برش دقیق حاصل می شود ارائه می دهد. البته مقادیر فوق در یک تولید مشخص حاصل می شود وباید بین نرخ تولید در بین مراحل مختلف و دقت قطعه سازش ایجاد شود.
برای ابعاد داخلی قطعه مقدار تلرانس H6,H7 قابل حصول می باشد ولی باید به طور متناوب و به طرز دقیق همواره کنترل شود که ابزار تولید کاملاً صحیح بوده و حداقل انحرافات را داشته باشد.
جدول ۱-۱ تلرانس قطعات برش دقیق (۱۴)
۱-۹ دقت زاویه ای قطعات برش دقیق:
در پرسکاری سطوح برش کاملاً موازی هم نیستند و به ندرت یک زاویه ۹۰ درجه حاصل می شود.
دقت زاویه ای قطعات برش دقیق با توجه به ضخامت ورق، استحکام کششی، شرایط لبه سنبه وماتریس پایداری اجزا برشی و تنظیم پرس مشخص می شود و باعث می شود سطوح برش موازی هم و با حداقل تلرانس داخلی و خارجی ساخته شود شکل (۱-۹) این مهم را نشان می دهد:
شکل ۱-۹ انحراف لبه با توجه به ضخامت ماده در فرایند برش دقیق
تیزی لبه های ابزار برش تعیین کننده ای در میزان دقت زاویه ای قطعه دارد. نرمتر شدن مواد مصرفی باعث اختلاف زاویه ای بیشتری می شود که اعمال نیروی بیشتر سنبه مقابل (FG)، طراحی مناسب ساختمان ابزار، تنظیم مناسب ونیز روغنکاری صحیح دقت زاویه ای بهبود می یابد.
لبه های داخلی قطعه از دقت زاویه ای بیشتری نسبت به سطوح و لبه های خارجی برخوردار هستند. ضخامت ورق نیز از عوامل تعیین کننده است که با افزایش ضخامت، دقت زاویه ای کاهش می یابد. رینگ V شکل به همراه عوامل دیگر از خطاهای زاوی

ه ای می کاهد به طوری که با افزایش ضخامت، دقت زاویه ای ثابت می ماند.
یک قطعه تاmm4 ضخامت، مقدار mm02/0 اختلاف در سطح برش بین دو طرف پلیسه دار و لبه گرد قطعه ایجاد می کند؛ بطوری که برای لبه های بیرونی طرفطرف پلیسه دار می باشد و اگر یک قطعه mm10 ضخامت تولید شود مقدار اختلاف بین دو طرف حدودmm05/0 است.
۳-۱ کلیات:
شکل (۳-۱) فرایند برش دقیق را نشان می دهد. در برش دقیق قطعه کار قبل از شروع برشکاری توسط رینگ Vشکل با نیروی FRاز پیرامون قطعه گرفته می شود. همچنین از داخل توسط نیروی سنبه مقابل و سنبه اصلی، ورق محبوس می شود. سپس در حالی که ورق تحت فشار نگه داشته شده برش شروع می شود. نیروی کلی فرایند برش دقیق، برابر مجموع سه نیروی برش،Vرینگ و سنبه معکوس می باشد.
وقتی که قطعه کار کامل بریده شد. فشار رینگ Vشکل و سنبه مقابل برداشته می شود و قالب باز می شود و عملکرد این نیروها عکس می شود و نیروی سنبه قابل FGبه شکل نیروی بیرون انداز عمل می کند (FGA). نیروی رینگV شکل FR، نیز به صورت بیرون انداز عمل کرده، ورق را از سنبه جدا می کند. (FRA)
شکل ۳-۱ نمایش نیروهای فرایند برش دقیق
۳-۲ محاسبه نیروی برش ( نیروی بازوی اصلی پرس):
نیروی برش مهمترین فاکتور تعیین کننده در انتخاب پرس است که از رابطه (۳-۱) محاسبه می شود. (۱۸)
(۳-۱)
FS= نیروی برش (N)
L= مجموع طولهای برش داخلی و خارجی قطعه (mm)
S= ضخامت ورق (mm)
Rm= استحکام کششی (N/mm2)
به علت اینکه اکثر تولید کنندگان استحکام کششی ورق را می دهند، در این فرمول به جای استحکام برش دقیق از استحکام کششی استفاده شده است.
نیروی برش از عوامل زیر تاثیر می پذیرد:

الف) وضعیت لبه سنبه و ماتریس
ب) مقدار لقی ( کلیرانس ) بین سنبه وماتریس
ج) شکل هندسی قطعه
ح) ساختار متالورژیکی مواد
خ) نوع و کیفیت روغنکاری
د) کیفیت پرداخت اجزا برش
ذ) تلرانس ابعادی قطعه
۳-۳ محاسبه نیروی رینگV شکل:
رینگ V شکل قبل از شروع برش در ورق فرو می رود و در طول برش از فرار مواد پیرامون برش جلوگیری می کند. زبانهV شکل از لبه برش فاصله مشخصی دارد و همواره سعی می شود پیرامون برش را طی نماید، همچنین زبانه دارای زاویه و ارتفاع مشخصی است که نحوه تعیین مقدار آن در برش را طی نماید، همچنین زبانه دارای زاویه وارتفاع مشخصی است که نحوه تعیین مقدار آن در ادامه بیان خواهد شد. مقدار نیروی رینگV شکل از فرمول (۳-۲) محاسبه می شود.
(۳-۲)
FR= نیروی رینگ V شکل (N)
LR= طول زبانه Vشکل (mm)
H= ارتفاع زبانهV شکل (mm)
Rm = استحکام کششی قطعه
F2= ضریب ثابت که به صورت تجربی تعیین می شود که عموماً مقدار آن ۴ است.
۳-۴ محاسبه ابعاد رینگ Vشکل:
اندازه رینگ V شکل و فاصله آن از لبه ب

رشی بستگی به ضخامت قطعه کار دارد، که در شکل (۳-۲) بوضوح مشخص گردیده است. همچنان که دیده می شود برای ضخامتهای بالای mm5/4 نیاز به رینگ V شکل در دو طرف صفحه فشاری وصفحه بلنک می باشد.
۳-۵ محاسبه نیروی سنبه مقابل:

نیروی سنبه مقابل ()، ورق را مقابل سنبه اصلی در طول عمل برش مهار می کند و از تغییر شکل قطعه در جریان برش جلوگیری می نماید و قطعه تقریباً تخت باقی می ماند.
نیروی سنبه مقابل (FG) از فرمول (FG) محاسبه میشود.
(۳-۳)
FG= نیروی سنبه مقابل (N)
AS= مساحت قطعه کار (mm2)
qG= فشار ویژه (N/mm2)
مقدار فشار ويژه Qg بين N/mm2 (70-20) است كه براي قطعات بزرگ وضخيم در محدوده بالايي و براي قطعات و نازك در رنج پايين محدوده انتخاب مي شود.
نيروي سنبه مقابل در موقع برش متوسط سنبه اصلي برش خنثي مي شود كه اين عمل باعث افزايش تنش فشاري سنبه اصلي مي گردد و شرايط آن را دشوارتر مي كند؛ بنابراين لازم است كه مقدار نيروي سنبه مقابل در پايين ترين حد كفايت انتخاب شود.

۳-۶ محاسبه نيروي بيرون انداز و خارج كننده ورق:
نيروي بيرون انداز (FGA) و خارج كنند

ه ورق (FRA) به ترتيب به منظور بيرون انداختن قطعه از داخل ماتريس و ورق از دور سنبه به كار مي روند.
مقدار نيروهاي فوق با توجه به شكل قطعه و دور ريز تعيين مي شوند، كه به عنوان مثال اگر پروفيل قطعه گرد باشد مقدار آن از نيروي بيرون انداز و فشار انداز پروفيل غير گرد و پيچيده كمتر است؛ ولب در كل علاوه بر شكل قطعه نحوه روغنكاري و شرايط لبه سنبه وماتريس بر مقدار آن اثر مي گذارند.
مقدار آنها از روابط (۳-۴) و(۳-۵) محاسبه مي شود.
(۳-۴)
(۳-۵)
FGA= نيروي يبرون انداز (N)

FRA= نيروي بيرون انداز ورق (N)
FS= نيروي برش (N)
F3= ضريب ثابتي كه مقدار آن بين (۲/۰-۱/۰) قرار دارد و با توجه به پيچيدگي قطعه و شرايط روغنكاري انتخاب مي شود.
۳-۷ محاسبه مركز ثقل قطعه:
براي محاسبه مركز ثقل قطعه، پروفيل آن به اجزاء منفرد با مركز مشخص تقسيم مي شود و مركز ثقل اجزا، پروفيل از منابع مختلف نظير هندبوك ها محاسبه مي شود، سپس مركز ثقل قطعه توسط روابط (۳-۶) و (۳-۷) محاسبه مي گردد. [۱۶]
(۳-۶)
(۳-۷)
مختصات XP و YP مركز ثقل را نشان مي دهند كه امتداد نيروي برش قطعه از آن رد مي شود.
۳-۸ انرژي لازم براي برش:
در طول عمليات برش مقداري از نيروي برشكاري به حرارت تبديل مي شود. بخش اصلي اين انرژي در لبه هاي برش حاصل مي گردد كه باعث تغيير شكل كريستالهاي ماده مي شود.
شكل (۳-۳) نيروي برشكاري را بر حسب جابجايي، براي دو فرايند برش معمولي و برش دقيق نشان مي دهد كه منحني هاي قرمز و آبي به ترتيب نيروهاي برش فرايند سنبه- ماتريس معمولي و برش دقيق را نشان مي دهند.
شكل ۳-۳ نيروي برش برحسب كورس يا زمان در دو فرايند برش معمولي و برش دقيق
سطح بين محور افقي و منحني آبي، مقدار انرژي صرف شده در فرايند سنبه- ماتريس معمولي و سطح بين محور افقي و منحني قرمز مقدار انرژي فرايند برش دقيق را نشان مي دهد. به علت ادامه منحني نيرو در حالت برش دقيق و به علت عدم وجود شكست مقدار انرژي برشكاري در آن بيشتر از فرايند برش معمولي است. ولي به علت اختلاف بسيار كم مي توان مقادير آنها را مساوي فرض كرد.
مطابق شكل (۳-۳) مقدار انرژي لازم براي برش دقيق برابر است با:
(۳-۸)
E= انرژي برش (mkg)
Pmax= حداكثر نيروي برشكاري (kg)
T= ضخامت ورق (m يا mm)
K= تنش برشي فلز (kg/mm2 يا kg/m2)

مقدار حرارت توليد شده در جريان برش برابر خواهد بود:
(۳-۹)
Q= مقدار حرارت توليد شده (kcal)
A= ضريب تبديل انرژي توليد شده به حرارت ( )
به علت اينكه سرعت فرايند برش

دقيق زياد است فرصت انتقال حرارت از قطعه سلب مي شود و حرارت در منطقه برش متمركز شده و درجه حرارت منطقه برش افزايش مي يابد.
اگر پهناي موثر حر ارت (b) و حجم موثر گرم شده نيزV باشد، خواهيم داشت:
(۳-۱۰)
A= فاصله زبانه دندانه از لبه برش (m)
آنگاه افزايش درجه حرارت منط

قه برش توسط رابطه () محاسبه مي گردد [۲۵]
(۳-۱۱)
= مقدار افزايش دماي منطقه برش ( ْC (
Y= وزن مخصوص(kg/m 3)
C= گرماي ويژه (c ْkcal/ kg)
اگر چه رابطه فوق تقريبي است، ولي حجم افزايش دما در ناحيه برش را نشان مي دهد كه باعث گرم شدن و در نتيجه كند شدن ابزار مي گرد، بخصوص اگر ورق ضخيم باشد. همچنين اهميت فاصله زبانه دندانه دار از لبه برش مشخص مي شود كه لزوم دقت در انتخاب آنرا مي طلبد.
با توجه به معادله (۳-۱۱) افزايش درجه حرارت با عبارت متناسب است كه با كاهش دماي مقطع برش افزايش زيادي مي يابد و نيز افزايش درجه حرارت منطقه برش ، به سرعت برشكاري بستگي دارد كه با كاهش در سرعت برشكاري فرصت انتقال حرارت فراهم شده و دما كاهش مي يابد.
قطعه اي به ضخامت mm4 و استحكام برشيK=30(kg/mm2) با مشخصات زير از فولادAISI-C1010 ساخته مي شود. افزايش دماي قطعه عبارت است از:
مشخصات قطعه:

k=30(kg/mm2)
A= 2.8 (mm)
C=0.11 (kcal/kg c )
P=7.85 (kg/m3)
B=2a=2*2.8=5.6mm

افزايش دما در منطقه برش ۵۸ درجه سانتيگراد خواهد بود كه دماي قابل توجهي است و دقت در انتخاب مواد برشكاري را مي طلبد.
۳-۹ محاسبات سنگ زني:
عواملي چند در ميزان توليد بين مراحل سنگ زني و كيفيت قطعه توليد شده دخالت دارند كه در زير به آنها اشاره مي شود.
الف) فاكتورهايي كه در ارتباط با پرس هستند نظير:
۱- دقت تنظيم ارتفاع كورس
۲- پايداري پرس
۳- سرعت برش
۴- دقت تنظيم نيروي سنبه م

قابل و رينگ V شكل
۵- دقت تغذيه ماشين
۶- دقت و صحت دفع دور ريز  ابزار برش هستند نظير:
۱- طراحي ابزار برش
۲- جنس ابزار برش
۳- كيفيت عمليات حرارتي ابزار و ميزان سختي آن
۴- لقي بين سنبه و ماتريس

۵- تنظيم دقيق ابزار برش
پ) عواملي كه به جنس قطعه ماده ارتباط دارند:
۱- كيفيت جنس ماده
۲- استحكام كششي ماده
۳- كربن محتواي ماده
۴- ميزان ساختار كاربيدي ماده
۵- ميزان خاص ماده
۶- صاف و تميز بودن سطح ورق
ج) عواملي كه با روغنكاري ارتباط دارند:
۱- نوع روغن
۲- ميزان چسبندگي و ويسكوزيته روغن
۳- ميزان مقاومت به فشار وحرارت روغن
۴- نحوه روغنكاري و تشكيل لايه فيلم روغن روي ورق

۳-۱۰ محاسبه حجم توليد:
با توجه به اينكه همواره ابزار برش تحت تاثير عوامل متعددي در معرض سايش غير قابل پيشگيري است؛ بنابراين لازم است ميزان توليد بين مراحل سنگ زني پيش بيني شود تا برنامه و اقدامات لازم جهت تعمير وسنگ زني قالب تهيه شده و خللي در سيستم توليد ايجاد نشود.
(۳-۱۲) NST=F1*F2*F3*F4
NST= تعداد قطعه توليد شده بين مراحل سنگ زني سنبه
F4,F3,F2,F1 مقادير ثابتي هستند كه مقدار آنها از جدول (۳-۱) محاسبه مي شود. براي استفاده از جدول (۳٫٫۱) اول ميزان پيچيدگي قطعه را طبق روال بيان شده در (۱٫٫۶) حساب كرده آنگاه از جدول (۳-۱) مقادير ثابت بدست مي آيد.
جدول ۳-۱ ضرايب سنگ زني
مثال:
قطعه با ميزان پيچيدگي S2و با كيفيت سطح ۹۰% از ماده اي با كربن محتواي ۱/۰% و از ورقي به ضخامت mm3 ساخته مي شود. ميزان توليد بين مراحل سنگ زني عبارت است از:
قدم اول: محاسبه ضرايب ثابت
F1=6 ،درجه پيچيدگي
F2=100 ، كيفيت برش قطعه ۹۰%
F3=8، كربن محتواي ۱/۰%
F4=5، ضخامت قطعه mm3
قدم دوم: تعيين تعداد توليد

با استفاده از فرمول (۳-۱۲) تعداد توليد عبارت از:
۶*۱۰۰*۸*۵=۲۴۰۰۰ NST=F1*F2*F3*F4= ( تعداد قطعه در هر بار سنگ زني)
ميزان عمر ماتريس ۲ تا ۳ برابر از عمر سنبه بيشتر است بنابراين:
(۳-۱۳) NSTH=(2-3)* NST ( تعداد قطعه د

ر هر بار سنگ زني)
NSTH- تعداد قطعه توليد شده در بين مراحل سنگ زني ماتريس
۳-۱۱ محاسبه ارتفاع سنگ زني:
سنبه و ماتريس در موقع سنگ زني به اندازه حداقل ارتفاه ممكن كه كندي لبه هاي برش بر طرف شود سنگ زده مي شود و مقدار سنگ زني به ميزان پيچيدگي قطعه، ضخامت قطعه، كربن محتواي ماده، كيفيت سطوح قطعه بستگي دارد كه مقدار ارتفاع از فرمول (۳-۱۰) محاسبه مي شود.
(۳-۱۴)
H= ارتفاع سنگ زني (mm)
F8,F7,F6,F5 مقادير ثابتي هستند كه به ميزان پيچيدگي قطعه، كربن محتواي ورق و كيفيت سطوح قطعه بستگي دارند و از جدول (۳-۲) محاسبه مي شوند.
جدول ۳-۲ ضرايب سنگ زني
مثال:
قطعه اي به ضخامت mm 3 از ماده اي با كربن محتواي ۱/۰% تهيه مي شود. اگر ميزان پيچيدگي آن S2 و كيفيت سطوح قطعه ۹۰% باشد، محاسبه ارتفاع سنگ زني آن به ترتيب زير انجام مي گيرد.
قدم اول: محاسبه ضرايب سنگ زني
F5=2.5 درجه پيچيدگي قطعه S2

F6=2، ضخامت قطعه ۳
F7=4 كربن محتوي سطح قطعه ۱/۰%
F8=1.7 كيفيت سطح قطعه
قدم دوم: محاسبه ارتفاع سنگ زني
با استفاده از فرمول (۳-۱۰) مقدار ارتفاع برابر اس
اگر در قالب فوق طول استفاده سنبه mm8 باشد در آنصورت به تعداد ۲۳ دفعه مي توان آن را سنگ زد و تعداد كل قطعه قابل توليد با اين سنبه ۵۵۲۰۰۰ قطعه خواهد بود.
۳-۱۲ طراحي چيدمان قطعه
عوامل موثر در تعيين چيدمان قطعه تسمه عبارتند از:
۱- ماده كافي براي قرار گرفتن زائده حلقه حول محيط قطعه
۲- به حداقل رساندن ميزان ضايعات
۳- دور ريز تسمه بايد استحكام كافي را براي تغذيه تسمه داشته باشد.
۴- در برخي مواد جهت دانه ها بر عملكرد قطعه موثر است. بنابراين امكان تعيين بهترين چيدمان قطعه را محدود مي كند.
۵- موقعيت ارجع براي اشكال پيچيده و دانه دار، قسمت ورودي تسمه مي باشد.
كمترين دور ريز در قطعات با كناره هاي گرد است و در ورقهايي كه قطعات بريده شده لبه هاي صاف دارند. بيشترين دورريز را داريم. براي محاسبه عرض نوار ورق با توجه به شكل قطعه اي كه مي خواهد بلنك شود داريم:
براي قطعات با لبه گرد (۳-۱۵) WS=WP+2.4TS
براي قطعات با كناره هاي صاف (۳-۱۶) WS= WP+3TS
كه TS ضخامت قطعه، WP عرض قطعه، WS عرض نوار است.
برا محاسبه طول تغذيه نوار ورق به داخل قالب از معادله زير استفاده مي كنيم:
براي قطعات با لبه هاي گرد ( ۳-۱۷) Lf=Lp+1.5 TS
براي قطعات با لبه هاي صاف (۳-۱۸) Lf= LP+2TS
كه Lf طول تغذيه و Lp طول قطعه مي باشد.
۳-۱۳ لقي بين سنبه وماتريس:
براي بريدن قطعه چه به صورت دوربري و يا تكه زني در قالب به يك لقي بين سنبه و ماتريس احتياج است. مقدار لقي (u) برابر نصف اختلاف قطر بين سنبه و ماتريس است.
مقدار لقي (u) به ضخامت ورق بستگي دارد و از شكل

(۳-۴) بدست مي آيد.