مقاله فارسی قالبهاي برش

مقاله فارسی قالبهاي برش

قالبهای برش

 

قالبهای برش

در تعريف قالب برش مي توان گفت كه اين ابزار در حقيقت نوع پيشرفته و تكامل قیچی هاي ساده مي باشد،كه عمل بريدن و جدا كردن قطعات از همديگر را با تكنيكي بهتر و ظرافت و دقت بيشتر و صرف هزينه كمتري عملي مي سازد.

 

چگونگي كار قالبهاي برش

 

اساس كار قالبهاي برش بر دو فك ثابت و متحرك استوار است .اين دو فك در حكم دو لبه قیچی براي پاره كردن قطعه اي با اين ابزار كافي است قطعه را بين دو لبه قرار داده و فک متحرک نيروي لازم براي برش را به سطح قطعه اعمال می کند هر گاه مقدار اين نيرو از مقاومت كششي قطعه بيشتر شود قطعه پاره خواهد شد.

 

 تئوري برش

 

همانطور كه گفته شد هر گاه بخواهيم جسمي را پاره كنيم يا تكه از آن را ببريم بايد آن را بين دو فك تحت نيروئي بيشتر از مقاومت كششي جسم قرار دهيم و مسلم است كه مقدار اين نيرو رابطه مستقيمي با جنس و ضخامت ورق دارد و در حالت كلي براي پي بردن به چگونگي واكنش ورق در مقابل نيروي وارده منحني هوك را بررسي مي كنيم.(شكل1)
طبق اين منحني قطعه مورد آزمايش تا نقطه P (حد الاستيك) با نيروي وارده بر آن تناسب خطي دارد يعني به قطعه نيرويي وارد مي شود ،تحت اثر آن تغيير شكل معيني داده و با حذف نيرو ،دوباره به حالت اول باز مي گردد اين رابطه پس از نقطه P   برقرار نبوده و از نقطه Y   (نقطه تسليم) به بعد با قطع نيروي وارده ازدياد طولي در قطعه باقي مي ماند با ادامه وارد كردن نيرو از نقطهB (نقطه شكست يا حد كشش)  به بعد قطعه شروع به نازك شدن مي كند.در اين حالت كريستالهاي فلز فشرده شده ،تنشهاي داخلي فلز افزايش مي يابد و اين باعث ميشود كه كم كم  قطعه از هم باز شود تا جايي كه در نقطه U (نقطه گسيختگي) فلز كاملا از هم باز ميشود.
شکل 1 ( چگونگی واکنش ورق در مقابل نیروی وارده )

 

محاسبه نیروی برشی

 

همانطور كه توضييح داده شد جهت برش قطات مختلف نيرواي برشي مختلفي نياز داريم كه مقدار اين نيرو رابطه مستقيمي با جنس و ضخامت قطعه دارد و براي به دست آوردن آن كافي است كه طبق فرمول زير تنش برشي قطعه را در سطح مقطع برشي ضرب كنيم:
F= نیروی برشی لازم بر حسب KgF =t b x S
S= سطح مقطع برشی بر حسب میلیمتر مربع t b=تنش برشی بر حسب کیلوگرم بر میلیمتر مربع
در اكثر جداول موجود به راحتي مي توان مقدار تنش كششي را پيدا كرده و آن را در يك عدد ثابت كه با تجربه و آزمايش پيدا شده است ضرب مي كنيم تا مقدار تنش برشي به دست آيد .
           Tb= 0.8×6b

=6b تنش كششي بر حسب Kg/ mm2          =tb  تنش برش بر حسب Kg/ mm2   

 

براي پيدا كردن سطح مقطع برشي مي بايستي محيط برشي آن را محاسبه كرده و آن را در ضخامت قطعه ضرب كنيم.
=S سطح مقطع برش بر حسب mm2            =T  ضخامت قطعه mm                                        S=U×T
=U  محيط جانبي برش mm

 

بازی برش یا لقی

 

لقي مقدار فضايي است كه بين دو بله برش (سنبه و ماتريس) اختيار مي شود و وقتي مقدار آن متناسب با جنس قطعه توليدي و طبق فرمولهاي مشخصي تعيين گردد،در نتيجه قطعه توليدي داراي لبه هاي بريده شده همگون و دقيقي خواهد بود و هر چه لقي بيشتر از اندازه مجاز باشد نفوذ سنبه در داخل ورق بيشترمي شود و سطح برشي اطراف قطعه به شكل نامنظم و ناهمگوني در خواهد آمد.همچنين اگر لقي كمتر از مقدار معين باشد عرض بيشتري از قطعه به صورت كندگي از نوار جدا مي شود.(شكل 2)

 

این شکل نمایشگر لقی بین سنبه و ماتریس می باشد

 

 

نقش لقی در برش قطعات

 

در شكل زير نمونه اي از يك قطعه را كه توسط سنبه وماتريس و با لقي مناسب بريده شده است مشاهده ميكنيد و همانگونه كه ديده مي شود پس از اتمام عمل برش يك قسمت روي نوار و ديگري روي بلانك كه به سطوح جانبي برش معروفند به وجود مي آيند كه هر كدام داراي اجزاي مشابهي مي باشند.(شكل 3)
چگونگی مقاطع برش در ورق و پولک پس از عمل برش (شکل 3)

 

ناحيه AوA’  : اين ناحيه قسمتي از ورق است كه در آن كشش ايجاد شده و سنبه در داخل قطعه نفوذ مي كند و همچنين در قسمت بلانك به طرف داخل ماتريس سياليتي به مقدار A’ ايجاد مي شود كه هر چه جنس ورق نرمتر و لقي بيشتر باشد مقدار آنها افزايش مي يابد.
ناحيه BوB’ : پس از طي مسير A سنبه وارد قسمتB  مي شود و در نتيجه ورق به طرف پايين در يك خط مستقيم فشرده ميشود. مجموع مقادير Aو B كه مساوي با مجموع مقادير A’ و B’ مي باشد بستگي به جنس و ضخامت ورق دارد كه مجموع اين مقادير به نفوذ پذيري قطعه معروف است.(جدول شماره4)

 

ناحيه CوC’ : در اين قسمت مشاهده مي شود  كه با ادامه وارد كردن نيرو ،قطعه از هم جدا مي شود و مقدار آن از تفاضل مجموع مقادير A و B از كل ضخامت قطعه به دست مي آيد.
زاويه شكست: همانطور كه ميبينيد پس از نفوذ سنبه در منطقه B و با ادامه كار ،قطعه از نوار اصلي جدا مي شود كه مقدار زاويه شكست در اين منطقه رابطه مستقيم با لقي بين سنبه و ماتريس دارد و با α نشان داده ميشود.
ناحيه D و D’ : اندازه  قطري D كه در ورق ايجاد مي شود تقريبا برابر قطر سنبه مي باشد و اندازه  D’ كه در بلانك به وجود مي آيد تقريبا برابر با قطر قسمت مستقيم ماتريس است . از اينجا معلوم مي شود هر گاه سوراخ مورد نظر باشد مي بايستي سنبه به اندازه اسمي باشد و لقي را به ماتريس مي افزاييم و اگر بلانك مورد نظر باشد مي بايستي ماتريس به اندازه اسمي باشد و لقي را از سنبه كم مي كنيم.
جدول 1 (مقدار نفوذ پذیری بر حسب ضخامت ورق)

 

مقدار نفوذ پذيري نسبت به ضخامت ورقجنس فلز
50% Tفولاد A 0.1% C
38% Tفولاد C 0.1% C
40% Tفولاد A 0.2% C
28% Tفولاد C 0.2% C
33% Tفولاد A 0.3% C
22% Tفولاد C 0.3% C
30% Tفولاد سيليكون دار
60% Tآلياژهاي آلومينيوم
50% Tبرنج
25% Tبرنز
55% Tمس
55% Tآلياژهاي نيكل
50% Tآلياژهاي روي
=A فولادهاي كربن دار كه آنيل شده اند
=C فولادهاي كربن دار كه در حالت سرد نورد شده اند

 

چگونگی محاسبه برش یا لقی

 

لقي مناسب جهت برش قطعات را مي توان به چند طريق به شرح زير به دست آورد :
الف: با داشتن فرمول C=T/α مي توان به راحتي با داشتن ضخامت قطعه (T) و ضريب ثابتي كه بستگي به جنس ورق دارد (α) مقدار لقي (C) را محاسبه نمود و اين مقدار را بايستي به طرفين سنبه يا ماتريس اضافه يا كم كرد .

 

ب: ورقهاي كه داراي ضخامت 3 ميليمتر يا كمتر باشند مي توان از مقادير تجربي زير براي تعيين لقي استفاده كرد:
براي آلياژهاي آلومينيوم 1100 و 5052 حد متوسط بازي برش را 4.5% ضخامت ورق در نظر مي گيرند .
براي آلياژهاي آلومينيوم 4024 و 6061  برنج و فولاد سرد غلطك خورده و فولاد زنگ نزن حد متوسط بازي برش را 6% ضخامت ورق در نظر مي گيرند.

 

(جدول شماره 2) :تعيين مقدار α با استفاده از جنس فلزات
αجنس فولاد و ضخامتαجنس فولاد و ضخامت
10فولاد با ضخامت 56.310آلومينيوم        3-0
16برنز فسفر دار8آلومينيوم         3≥
20برنج14فولاد سخت    6.3-0
21مس16فولاد تا ضخامت 6.3
  17فولاد نرم تا ضخامت 6.3

 

پ: بهترين روش براي به دست آوردن مقدار لقي ،استفاده از نوع برش مقطع و جداول مربوط به آن است كه شكل 4 به همراه جداول مربوطه چگونگي اين امر را روشن مي سازد.
(شكل -4): اين شكل نمايشگر مشخصات مقاطع برش در ورق و پولك بر حسب مقدار لقي بين آن دو مي باشد

 

 

ابتدا با توجه به شكلهاي موجود ،يكي از آنها را با توجه به امكانات ساخت و دقت مربوط به قطعه توليدي انتخاب كرده كه مشخصات اين شكل در جدول 3 به طور كامل آمده است و سپس با استفاده از جدول 4 مقدار لقي را بر حسب جنس فلز تعيين مي كنيم.
با استفاده از جدول زير مي توان مقدار لقي فلزات مختلف را بر حسب جنس فلز و با توجه به امكانات ساخت و نوع مقطع برش محاسبه نمود.(جدول شماره-4)
انتخاب نوع لقي: همانطور كه در شكل 4 ديده ميشود با تغيير لقي در سنبه و ماتريس مقاطع برش به شكلهاي مختلف تغيير مي كند و هر چه بتوانيم قطر سنبه و ماتريس را به اندازه اسمي طراحي شده نزديك تر كنيم دقت قطعات بريده شده نيز بيشتر ميشود،لذا با توجه به شكل شماره 4 توصيه ميشود كه براي انتخاب لقي با توجه به ماشين آلات و امكانات ساخت ،ايده آل ترين نوع لقي را انتخاب كنيد.

 

(جدول شماره 3):مشخصات مقاطع برش نشان داده شده در شكل 4
شكل 5شكل4شكل3شكل 2شكل 1مقطع برش
————–6˚-116˚7˚-116˚8˚-11˚14˚-16˚زاويه شكست α
2-5%T4-7%T6-8%T8-10%T10-20%Tقسمت جاري  (a )
50-70%T(d)35-55%T(c)20-40%T15-25%T10-20%T(b)لبه مستقيم B        (a )
25-45%T(f)35-50%T(e)50-60%T60-75%T70-80%Tشكست  F
زياد فشردگي كشيدگي  ( g )متوسط-فشردگي كشيدگي ( g )خوب-فشردگي كشيدگيخوب كشيدگيزياد-تغيير شكل كشيدگيفرم بر آمدگي
(a ) : در اين حالت قسمت جاري شده و مستقيم رابطه نزديكي با مقدار نفوذ سنبه در داخل قطعه قبل از شكست دارد.
(b ):در اين حالت ممكن است قطعه مستقيم اطراف بلانك بسيار كم و يا نامرتب و يا اصلا حذف شده باشد.
(c ):قطعه داراي لبه هاي ناهموار مي باشد.
(d ):در اين حالت شكست در دو قسمت جداگانه به وجود خواهد آمد.
(e ):قطعه داراي سطح بسيار زيري مي باشد.
(f ):قسمت مستقيم در دو موضع و به صورت جداگانه و متناوب پديد خواهد آمد.
(g ):مقدار برآمدگي بستگي به تيزي لبه هاي برنده دارد.

 

(جدول شماره 4):تعيين مقدار لقي فلزات بر حسب جنس و ضخامت فلز
شكل 5شكل 4شكل 3شكل 2شكل1نوع فلز
1-2%T5-7%T8-10%T11.5-12.5%T21%Tفولاد كم كربن
2.5-5%T11-13%T14-16%T17-19%T25%Tفولاد پر كربن
1-2%T3-5%T9-11%T12.5-13.5%T23%Tاستنلس استيل
0.5-1%T2-4%T6-8%T8-10%T17%Tآلومينيوم با مقاومت 236
0.5-1%T5-6%T9-10%T12.5-14%T20%Tآلومينيوم با مقاومت 236
0.5-1%T2-3%T6-8%T8-10%T21%Tبرنج سخت
0.5-1%T3-5%T6-8%T9-11%T24%Tبرنج نيمه سخت
1.5-2.5%T3.5-5%T10-12%T12.5-13.5%T25%Tفسفر برنز
0.5-1%T2-4%T5-7%T8-9%T25%Tمس سخت
1-2%T3-5%T6-8%T9-11%T25%Tمس نيمه سخت
1.5-2.5%T4-6%T6.5-7.5%T8-10%T22%Tسرب
0.5-1%T1.5-2.5%T3.5-4.5%T5-7%T16%Tآلياژهاي منيزيم

 

تاثیر لقی در سنبه و ماتریس

 

پس از انتخاب لقي ميبايستي آنرا به دورتادور ماتريس و يا سنبه افزوده و يا كم كنيم كه به دو حالت زير صورت مي گيرد:
الف- وقتي كه سوراخ اندازه مورد نظر باشد :در اين اندازه نهايي قطعه را به سنبه داده و مقدار لقي را به اندازه ماتريس مي افزاييم،چون سنبه هر اندازه ايداشته باشد سوراخ روي نوار هم همان اندازه را خواهد داشت(شكل 3).
ب- وقتي كه پولك (بلانك) اندازه مورد نظر باشد:در اين حالت اندازه نهايي قطعه را به ماتريس مي دهيم و مقدار لقي را از طرفين سنبه كم مي كنيم ،چون هميشه ماتزيس اندازه قطعه بيرون افتاده را تعيين مي كند(شكل 4).

 

انواع قالبهای برش

 

جهت ساخت قطعات مختلف با شكلهاي گوناگون ،قالبهاي برش مختلفي طراحي مي شوند كه عموما به دو دسته زير تقسيم مي شوند:
الف- قالبهاي تك مرحله اي: از اين گونه قالبها براي ساخت قطعاتي كه شكل ساده اي دارند و معمولا با يك عمل برش يك قطعه توليد ميشود استفاده ميكنند(شكل 5).
ب- قالبهاي چند مرحله اي: از اين قالبها براي توليد قطعاتي كه شكل پيچيده اي دارند و براي توليد هر يك از آنها نياز به برش قطعه در چند دستگاه  مختلف دارد استفاده مي شود(شكل 6)

 

شکل 5-نمونه ای از قالب برش تک مرحله ای

 

 

شکل 6- شکل عمومی و کلی قالبهای برش

 

 

 

فایل : 25 صفحه

فرمت : Word

مطلب مفیدی برای شما بود ؟ پس به اشتراک بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات زیر را حتما بخوانید ...

مقالات زیر را حتما ببینید ...