مقاله فارسی روش اساسي طراحي قالب3

دسته بندی : مقاله فنی و مهندسی ۰۴ / ۰۶ / ۱۴۰۱ نویسنده : ارتیکل فارسی 11 دقیقه برای مطالعه 59 بازدید بازدید

مقاله فارسی روش اساسي طراحي قالب3

روش اساسي طراحي قالب

الگوريتم تعيين تعداد حفره قالب بهينه از نظر فني و اقتصادي

از آنجا كه تعيين واقع گرايانه تعداد حفره قالب بهينه فقط به توجه به مشخصات ماشين قالبگيري و قالب مناسب براي قطعه مورد نظر امكانپذير است ،بنابراين اگر تعداد حفره قالب بهينه از نظر فني و اقتصادي تعيين شود مناسب ترين تركيب قالب و ماشين به صورت همزمان به دست مي آيد{16}
براي شروع يك درخواست توليد قطعات قالبگيري تزريقي را در نظر بگيريد كه در اصل شامل:
– شكل قطعه
– جنس قالبگيري
– شرايط قطعه
– تعداد توليد و
– تاريخ تحويل است.
در برآورد قالبساز و قالبگير ، حداقل پارامترهاي زير را بايد مقرر شوند:
– تعداد حفره قالب n ،
-نوع قالب W
– ابعاد اصلي قالب،
– تعداد m و انواعM ماشينهاي قالبگيري،
– هزينه قالب و
– هزينه هاي قطعات(n,W.M,m ) S .

پارامترهايي كه در بالا ذكر شد فقط با هم مي توان آنها را تعيين كرد چرا كه به صورت متقابل به يكديگر وابسته هستند .مثلا ارتباطي بين تعداد حفره قالب n و تعداد m همچنين نوع ماشين قالبگيري M وجود دارد.اين وابستگي نتيجه تعداد توليد و زمان تحويل و از سوي ديگر ملزومات فني فرآيند (سرعت نرم سازي،تعداد كورس،…)و از سوي ديگر اطلاعات راجع به ماشين است.
نوع تزريق و موقعيت آن و همچنين تعداد حفره قالب ،مثلا از قالب يك حفره اي به قالب دو حفره اي ،بستگي دارد.ابعاد اصلي قالب به تعداد حفره قالب ،طرح قالب و نوع ماشين بستگي دارد .برعكس ممكن است كه طرح قالب به ابعاد اصلي قالب وابسته باشد .اگر مثلا به علت زياد بودن نيروهاي عرضي بازشدن، استفاده از يك ميل راهنماي ضخيم براي قالب كشويي لازم شود نمي توان آنرا پس از تعيين شدن اندازه ها ايجاد كرد.بنابراين استفاده از قالب با حفره قالب دو تكه حساسيت بيشتري دارد .هزينه هاي قالب وقطعه به صورت مستقيم يا غير مستقيم به پارامترهاي باقيمانده كه در برآورد مقرر شده اند بستگي دارد.
براي به دست آوردن مناسبترين تعداد حفره قالب (تركيب قالب –ماشين) با كار قابل قبول،روش زير ارائه شده است.شكل 59خلاصه فلوچارت يك الگوريتم براي تعيين بهترين تركيب قالب و ماشين از نظر فني و اقتصادي براي قطعه توليدي نمايش مي دهد. در گام 1 قطعه آناليز شده و تمام مقاصد عملي قالب به دست مي آيد.علاوه بر اينها انتخاب اوليه ماشينها ،يعني ماشينهاي قالبگيري كه انتخاب نهايي از ميان آنها خواهد بود ،انجام مي شود .سپس در گام 2 اولين محدوديت دامنه تعداد حفره قالب كه بر مبناي معيارهايي كه به اطلاعات راجع به قطعه بستگي دارد تعيين مي شود.پس از اين گام در گام 3 دامنه تعداد حفره قالب با بازبيني معيارهاي فني مهم محدودتر مي شود .در گام 4 پس از محاسبه ابعاد اصلي قالب مي توان هزينه قطعه را محاسبه كرد .در اين مرحله تعداد حفره قالب براي يك ماشين و قالب مشخص تصحيح و تعيين شده است و پس از اين گام ماشين و قالب انتخاب شده اند .با اين انتخاب در گام 5 ماتريس نتايج براي هزينه هاي قطعه به دست مي آيد .اين ماتريس بايد اقتصاديترين تركيب،البته لزوما بهترين تركيب ماشين و نوع قالب و تعداد حفره قالب نيست،را مشخص سازد.

شكل 60 الگوريتم تعداد حفره قالب بهینه(تركيب :قالب-ماشين)

شكل 60 فلوچارت الگوريتم را به صورت كاملتري نمايش مي دهد.در گام 1 تمامي الت طراحي ممكن براي قالب با توجه به آناليز قطعه (بخشهاي 4-4-1 تا 4-4-3 )تعيين مي شود .مهمترين هدف در اين گام خلق سيستم و موقعيت تزريق و همچنين راه خروج قطعه از قالب است .هدف اين مرحله مشخص كرده همه اشكال گوناگون عملي قالب است.بايد به محدوديتهاي تعداد حفره قالب براي طراحي نوع مربوطه توجه شود. سپس در گام 2 ماشينها از مجموعه ماشينها، تك تك كنار گذاشته مي شوند تا يكي براي انجام دادن كار انتخاب شود.محدود كردن طيف ماشينها به ماشينهاي كه بايد در نظر گرفت،با برنامه يا بر مبناي تجربه انجام مي شود .اين عمل باعث كاهش كار كلي براي پيداكردن مناسبترين ماشين و قالب در مراحل بعدي مي شود.

شكل 60 الگوريتم تعداد حفره قالب بهینه

در گام 3 تعداد حفره قالب عملي با توجه به تجربياتي كه با قطعات مشابه وجود دارد مقرر مي شوند.
براي افزايش مقاصد اين روش ،بررسي با در نظر گرفتن وابستگي تعداد حفره قالب به مقدار توليد براي يك خانواده مشخص از قطعات قالبگيري كه با اندازه هاي مشابه قطعه گروهبندي شده اند انجام مي شود. اين اطلاعات را مي توان وارد نمودارها كرده و بنابراين به صورت رياضي بيان نمود. به اين وسيله برآورد اوليه تعداد حفره قالب ممكن مي شود .گام 5 به تعداد حفره مناسب از نظر كيفي ربط دارد .اگر بيش از يك حفره قالب در قالب باشد شرايط فرآيند مناسب نخواهد بود .تعداد ذحفره قالب صحيح باعث قالبگيري قطعه با كيفيت كامل مي شود. بنابراين ارتباطي بين كيفيت مورد نياز قطعه و حد اكثر تعداد حفره قالب مكن وجود دارد ،حتي براي مقدار توليد بيشتر ،انتخاب تعداد كمتري حفره قالب نسبت به تعداد مجاز از نظر فني ،بايد انجام شود تا قطعات با كيفيت بالا به دست آيد در{22} يك ارزيابي كيفي (صحت شكل و ابعاد)در 4 گروه ارائه شده است .علاوه بر اين ،تقسيم بندي خانواده هاي قطعات بايد انجام شود.نمي توان يك عبارت كمي قابل قبول عمومي درباره وابستگي درجه كيفيت به تعداد حفره قالب بيان كرد البته اين وابستگيها را به راحتي مي توان با اندازه گيري وزن و ابعاد قطعات قالبگيري حاصل از قالبهاي چند حفره اي كه عملا در كارگاه استفاده مي شود مشاهده كرد.

پس از تعيين تعداد حفره قالب با توجه به كيفيت در گام 5 در مورد تعداد حفره قالب لازم كه با زمان تحويل مناسب باشد تصميم گيري مي شود- اين تعداد نبايد كم باشد تا اينكه سفارش در فاصله زماني مجاز توليد شود.
زمان ساخت كل سفارش tu تشكيل شده از:

t_ u =t _Des +t_ M +t_ Pro

t_ Des : مدت زمان طراحي قالب
t_ M M : مدت زمان ساخت قالب
t_ M : مدت زمان توليد سفارش قطعه

مدت زمان طراحي قالب t Des مستقل از تعداد حفره قالب فرض مي شود ،در حاليكه مدت زمان ساخت قالب
t M با افزايش حفره قالبها افزايش مي يابد {22}.اين ارتباط با رابطه تقريبي زير مشخص مي شود :
t_ MM = t_c1 × n_ 0.7

: مدت زمان ساخت قالب با يك حفره قالب
n : تعداد حفره(توان 0.7 از اطلاعات تجربي به دست آمده است.

علاوه بر اين تعداد حفره ها، حفره بهينه ديگري با توجه به زمان بندي وجود دارد،n_topt كه در آن حداقل زمان tu وارد شده است .همچنين اين زمان با t MMوtM(n) به تعداد حفره قالبها بستگي دارد.با مساوي قرار دادن مشتق اول تابع tu= f(n) با صفر ،تعداد حفره قالب كه مقدار بهينه آن است نسبت به زمان به دست مي آيد.اولين دامنه كاربردي تعداد حفره هاي قالب مورد انتظار با nD,nQ,np در گام 6 برپا مي شود .حد پايين با
nD و حد بالا با nQ مشخص مي شود .اعداد nD و ntopt اطلاعات غير ضروري اضافي مي دهند.
در مرحله 3 اولين ماشين از ماشينهاي از پيش انخاب شده (گام 2) و اولين طرح قالب از همه طرحهاي عملي (گام 1 ) در گامهاي 7و 8 بيشتر بررسي مي شوند. در گام 9 آرايش حفره ها و تعداد حفره ها از نظر فني nt1 (فضاي روي صفحه )تعيين مي شود .در آرايش بايد متقارن باشد ؛در غير اين صورت نيروهاي موثر بر قالب و ميلهاي راهنما يكنواخت عمل نمي كنند(خارج از مركز) .شكل 61 آرايش سري و يك آرايش دايروي را نمايش مي دهد.
در{23و16} جزئيات آرايش حفره ها جود دارد .مهمترين معيار آرايش صلبيت كافي بين حفره ها و فضاي سيستم مبدل گرما است .سطح گيرنده ممكن با ابعاد WhوWv با فاصله بين ميلهاي راهنما تعين مي شود.در موارد خاص امكانپذير بودن جابه جايي ميلهاي راهنما بايد پيش بيني شود.(شكل 62) .
آرايش حفره قالب براي تعداد حفره قالب nQ = nt1 بنا مي شود.شكل 63 اين عمليات را نشان مي دهد ،كه در آن با قرار دادن آرايش حفره قالب روي صفحه قالب با توجه به ابعاد قالبگيري nt1 به دست مي آيد .
اگر در صفحه قالب فضاي كافي براي تعداد حفره قالب nQ وجود داشته باشد آنگاه nQ = nt1 .در غير اين صورت عد كوچكتر بعدي انتخاب شده و آرايش مجددا تعيين مي شود.تعداد حفره قالب خواسته شده هنگامي كه فضاي كافي براي همه حفره ها وجود داشته باشد به دست مي آيد.

شکل 61 آرایش حفره قالب با یک خط جدایش

شكل 62 تعداد حفره قالب كه از نظر فني عملي است

شكل 63 تعداد حفره قالب كه از نظر فني عملي است(سطح گيرندده)

شكل 64 تعداد حفره قالب كه از نظر فني عملي است

در گام 10 تعداد حفره قالب nt2 با توجه به فشار تزريق تعيين مي شود.تعداد حفره قالب از پيش تعيين شده
nt1 با اين يكي مقايسه مي شود تا nt1 = nt2 كه در اين صورت فشار تزريق براي پر كردن همه حفره قالبها كافي است،در غير اينصورت nt2 كم مي شود تا پاسخگوي نياز باشد.
يك راه مكن براي بررسي شرايط مورد نياز ايم است كه فشار لازم در حفره قالب و گلويي تزريق برآورد شده و اين مقدار از حداكثر فشار تزريق كم شود .فشار باقيمانده براي نازل و سيستم راهگاه است. اين فشار،محاسبه حداكثر طول Lmax راهگاهها را مكن مي سازد كه بايد آنرا به سطح خط جدايش وارد كرد(شكل 64).
علاوه بر اين بررسي تقريبي ،روش بسيار عمومي تري براي تعيين فشار لازم در كل سيستم با برنامه هاي مجزا وجود دارد{24ؤ22}.
در گام 11 تعداد حفره قالبها از نظر فني ،nt3 تا nt6 تعيين مي شود:
nt3 :بر مبناي نيروي گيرنده است.
nt4 : بر مبناي حداقل ظرفيت يك كورس تزريق مي باشد.
nt5 : بر مبنا حداكثر ظرفيت يك كورس تزريق مي باشد
nt6 : بر مبناي سرعت نرم سازي است.
اعداد nt3 ، nt5و nt6مشابه تعيين nt6 در گام 10 تعيين مي شوند.يعني هميشه با بزرگترين عدد موجود شروع مي شوند در حاليكه ،تعداد حفره قالب nt4 گام به گام بيشتر مي شود ،اين عدد با nD (گام 6) شروع شده و تا هنگامي كه ظرفيت كورس تزريق واقعي بزرگتر از حداقل آن بشود زياد مي شود.
با گامهاي 12و 13 هماهنگي تعداد حفره هاي قالب كه داخل دامنه تعين شده اند با طرح قالب M گام 8 بررسي مي شود.در گامهاي 14و15 و بر مبناي تكميل گامهاي 13-1 دامنه تعداد حفره قالبها ازnt min تا nt max مشخص ميشود كه در اين دامنه ،خواسته هاي كيفي و از سويي شرايط زمان تحويل رعايت شده است و از سوي ديگر در اين دامنه،طرح قالب W وماشين M از نظر فني مورد توجه بوده است.به اين ترتيب در مرحله 4 فلوچارت زمينه فعاليت آماده مي شود و در اين مرحله تعداد حفره ها تصحيح و تعيين شده و محاسبات اقتصادي كه شامل هزينه هاي توليد قطعه است انجام مي شود.
براي ماشين M يكسان و طرح قالب W مشابه (گامهاي 16و17) ابعاد اصلي قالب قبل از محاسبات هزينه تعيين مي شود(گامهاي 22تا27) .بايد دانست كه نه فقط اطلاعات و ابعادي كه بر طرح قالب موثر هستند بلكه همه اطلاعات هندسي مهم خارج از آن مثل ابعاد صفحات و ارتفاع قالب مورد نظر است.
در گام 11 با تعداد حفره قالبnt min ابعاد اصلي قالب تعيين مي شود.با تعريف ابعاد ،طرح بايد از نظر عملي ممكن باشد و به اين منظور بررسي مي شود (مثلا آيا ابعاد قعه قابل دستيابي هستند؟ نيروي خارج كردن قطعه از قالب توسط سيستم پران كافي است؟).
سپس در گام 21 هماهنگي قالب با ماشين بررسي مي شود .ارتفاع قالب و كورس باز شدن و پران براي اولين بار و ابعاد ميز قالب با اطلاعات ماشين براي دومين بار مقايسه مي شوند.
شكل 65 سيشتم محاسبه هزينه بر مبناي گامهاي 27-22 را نمايش مي دهند.
هزينه ساعتي ماشين (گام 22) شامل موارد زير است:
– كاهش بها
– بهره
– هزينه نگهداري
– هزينه استقرار
– هزينه انرژي
– هزينه آب خنك كن و
– سهم دستمزدهاي ساعتي.
هزينه هاي مربوط به قطعه (گام23) هزينه مواد وهزينه تكميل قطعه است.
براي نوع قالب مشخص شده (گام 17) و با دانستن ابعاد اصلي قالب( گام 19) هزينه قالب را با روشهاي مختلفي مي توان برآورد كرد.{26،25،16} با رجوع به{16} هزينه هاي قالب تشكيل شده اند از:
– هزينه طراحي
– هزينه جنس
– هزينه ساخت و
– هزينه سازندگان بيروني
هزينه هاي غير مستقيم قالب تشكيل شده انداز:
– هزينه نمونه سازي
– هزينه مونتاژ
– هزينه نگهداري
هزينه هايي كه تعريف شده اند مستقيما هزينه ناميده مي شوند.
با تخصيص بالا سري حسابهاي فرعي به حسابهاي اصلي هزينه هاي كلي بالا سري براي هر سفارش مشخص مي شود.سپس هزينه توليد هر قطعه با گام 27 و مطابق شكل 65 محاسبه مي شود.
با توجه به ملاحظات هر شركت مشخص روشهاي ديگري براي محاسبه هزينه ممكن است و يا بايد به كار برود.
پس از پايان كل محاسبات مربوط به عمليات در مرحله 4 (n متغير) طرح قالب بعدي در ماشين مشابهي بررسي مي شود.محاسبات براي ماشينهاي ديگر از گام 2 به روش مشابهي انجام مي شود.
تمامي هزينه هاي مربوط به يك قطعه قالبگيري به شكل يك نتيجه كلي در گام27 به دست مي آيد و آن را مي توان به گام 28 وارد كرد. در اينجا اقتصاديترين تعداد حفره ،كه تركيب تعداد حفره قالب –قالب- ماشين با كمترين هزينه قطعه است به دست مي آيد.
كامپيوتر بهترين وسيله براي كار با اين داده هاي بسيار زياد و اجراي محاسبات پرشمار است.

شكل 65 محاسبه هزينه هاي توليد براي هر قطعه

فایل : 13 صفحه

فرمت : Word