استانداردهای طراحی فرآیند فلنجینگ قالب سخت افزاری و خودرو و نمونه های طراحی قالب

1. تجزیه و تحلیل فرآیند بخش مهر کردن
این قطعه کار فقط دو فرآیند دارد: خالی کردن و پانچ کردن. جنس فولاد Q235-A است که عملکرد مهر زنی خوبی دارد و برای سفید کردن مناسب است. ساختار قطعه کار نسبتا ساده است، با یک سوراخ φ8 میلی متر و پنج سوراخ φ5 میلی متر. فاصله بین سوراخ ها و بین سوراخ ها و لبه ها نیز الزامات را برآورده می کند و حداقل ضخامت دیوار 3.5 میلی متر است (ضخامت دیواره بین چهار سوراخ φ5 میلی متر و سوراخ φ8 میلی متر در انتهای بزرگ و بین سوراخ φ5 میلی متر و دایره بیرونی R16 میلی متر). تمام ابعاد قطعه کار در محدوده تلرانس آزاد است و می تواند درجه IT14 با دقت ابعاد پایین در نظر گرفته شود. خالی کردن معمولی می تواند به طور کامل الزامات را برآورده کند.

2. تعیین طرح فرآیند مهر زنی
این قطعه کار شامل دو فرآیند اساسی است: خالی کردن و پانچ کردن. سه طرح فرآیند ممکن وجود دارد: طرح 1: ابتدا خالی کردن، سپس پانچ کردن. تولید قالب یک-عملیاتی. طرح 2: خالی کردن-مخت زنی مرکب. تولید قالب ترکیبی طرح 3: پانچ کردن{10}}استامپ پیشرونده. تولید قالب پیشرونده

گزینه 1 ساختار قالب ساده ای دارد، اما به دو فرآیند و دو مجموعه قالب نیاز دارد که منجر به هزینه بالا و راندمان تولید پایین می شود و برآوردن الزامات تولید دسته ای متوسط ​​را دشوار می کند. گزینه 2 فقط به یک قالب نیاز دارد و دقت قطعه کار و راندمان تولید هر دو بالا است، اما حداقل ضخامت دیواره قطعه کار (3.5 میلی متر) نزدیک به حداقل ضخامت دیواره مجاز پانچ و قالب (3.2 میلی متر) است که در نتیجه استحکام قالب ضعیف و دشواری ساخت بالا است. علاوه بر این، قسمت تمام شده پس از مهر زنی روی قالب باقی می ماند، که بر سرعت مهر زنی هنگام تمیز کردن مواد روی قالب تأثیر می گذارد و عملکرد را ناخوشایند می کند. گزینه 3 نیز تنها به یک قالب نیاز دارد، با راندمان تولید بالا، عملکرد راحت، و دقت قطعه کار نیز می تواند الزامات را برآورده کند. با تجزیه و تحلیل و مقایسه سه گزینه فوق، گزینه 3 بهترین انتخاب برای تولید مهر زنی این قطعه می باشد.

3. محاسبات طراحی اصلی

(1) تعیین و محاسبه روش چیدمان

هنگام طراحی یک قالب پیشرونده، اولین قدم طراحی نمودار طرح بندی نوار است. دسته این ویژگی را دارد که یک طرف آن بزرگ و در طرف دیگر کوچک است. هنگامی که در یک خط مستقیم قرار می گیرند، میزان استفاده از مواد کم است. همانطور که در نمودار چیدمان دستگیره در شکل 8.2.2 نشان داده شده است، باید ترتیبی مستقیم-به{4}}در نظر گرفته شود. روش طرح‌بندی به‌عنوان یک- فاصله‌دار طراحی شده است که می‌تواند به میزان قابل توجهی ضایعات را کاهش دهد. مهر زنی فاصله ای شامل چرخاندن مواد نوار پس از اولین مهر زنی به میزان 180 درجه به صورت افقی و مهر زنی برای بار دوم، برش قسمت دوم قطعه کار در فاصله زمانی مهر زنی اول است. مقدار همپوشانی 2.5 میلی متر و 3.5 میلی متر است، عرض نوار 135 میلی متر، فاصله گام 53 میلی متر است، و میزان استفاده از مواد در هر فاصله گام 78٪ است (محاسبه در جدول 8.2.1 نشان داده شده است). با توجه به استانداردهای ورق فلز، ورق فولادی 950 × 1500 میلی متر توصیه می شود. هر صفحه فولادی را می توان به 7 نوار (135 میلی متر × 1500 میلی متر) برش داد و هر نوار می تواند 56 قطعه کار را مهر کند، بنابراین میزان استفاده از مواد در هر صفحه فولادی 76٪ است.

(2) محاسبه نیروی مهر زنی
این قالب از یک قالب پیشرونده استفاده می کند و تخلیه الاستیک و تخلیه پایین پیشنهاد شده است. محاسبات مربوطه برای نیروی مهر زنی در جدول 8.2.1 نشان داده شده است. بر اساس نتایج محاسباتی، تجهیزات مهر زنی J23-25 ​​پیشنهاد شده است. (3) تعیین مرکز فشار و محاسبات مربوطه

هنگام محاسبه مرکز فشار، ابتدا نمودار باز شدن قالب مقعر را مطابق شکل 8.2.3 رسم کنید. سیستم مختصات xoy را روی خط مرکزی متقارن نشان داده شده در شکل ایجاد کنید. طرح پانچ را با توجه به اشکال هندسی به 6 قسمت اصلی خط L1 تا L6 تجزیه کنید. از روش های تحلیلی برای به دست آوردن مختصات (13.57، 11.64) نقطه مرکز فشار C قالب استفاده کنید. محاسبات مربوطه در جدول 8.2.2 نشان داده شده است. از نتایج محاسبات فوق، می توان دریافت که نیروی پانچ قطعه کار زیاد نیست و مرکز فشار از مبدا مختصات O کم است. برای تسهیل پردازش و مونتاژ قالب، مرکز قالب همچنان در مبدا مختصات O انتخاب می شود. اگر از پرس پانچ J23-25 ​​استفاده شود، نقطه C هنوز در ناحیه پیش بینی شده سوراخ ساقه قالب پرس است که شرایط را برآورده می کند.

(4) محاسبه ابعاد لبه برش قطعات کار

قبل از تعیین روش محاسبه برای ابعاد لبه برش قطعات کار، ابتدا باید روش پردازش قطعات کار و روش مونتاژ قالب در نظر گرفته شود. با توجه به ویژگی های این قالب، شکل قطعات کار نسبتا ساده است. استفاده از دستگاه سیم EDM برای پردازش پانچ خالی، قالب، صفحه ثابت پانچ و صفحه استریپر به طور جداگانه مناسب است. این روش پردازش می تواند از هم محوری سوراخ های این قطعات اطمینان حاصل کند و کار مونتاژ را ساده کند. بنابراین اندازه لبه برش قطعات کار بر اساس روش پردازش جداگانه محاسبه می شود. محاسبه خاص در جدول 8.2.3 نشان داده شده است.

(5) طراحی لاستیک استریپر
محاسبه طراحی لاستیک استریپر در جدول 8.2.4 نشان داده شده است. ضخامت چهار صفحه لاستیکی انتخاب شده باید ثابت باشد، در غیر این صورت باعث توزیع نابرابر نیرو، حرکت کج شده و عملکرد عادی قالب می شود.

4. طراحی قالب کلی

(1) انتخاب نوع قالب
همانطور که از تجزیه و تحلیل فرآیند مهر زنی مشاهده می شود، مهر زنی مترقی اتخاذ می شود، بنابراین نوع قالب، قالب پیش رونده است.

(2) انتخاب روش موقعیت یابی
از آنجایی که این قالب از مواد نواری استفاده می کند، جهت تغذیه مواد نوار توسط یک صفحه راهنما، بدون دستگاه فشار جانبی، کنترل می شود. فاصله تغذیه مواد نوار توسط فاصله موقعیت اولیه پین ​​توقف و فاصله موقعیت دقیق پین راهنما کنترل می شود. موقعیت مهر زنی قطعه اول را می توان با بازرسی چشمی توسط اپراتور تعیین کرد زیرا طول پرکننده دارای حاشیه مشخصی است.

(3) انتخاب روش تخلیه و پرتاب
از آنجایی که ضخامت قطعه کار 1.2 میلی متر است که نسبتاً نازک است، نیروی تخلیه نیز نسبتاً کم است، بنابراین می توان از تخلیه الاستیک استفاده کرد. از آنجایی که تولید قالب پیشرونده است، تخلیه پایین برای عملیات راحت تر است و راندمان تولید را بهبود می بخشد.

(4) انتخاب روش هدایت
برای بهبود عمر قالب و کیفیت قطعه کار، و برای تسهیل نصب و تنظیم، قالب پیشرونده از یک روش راهنما با ستون های راهنما میانی استفاده می کند.

5. طراحی اجزای اصلی

(1) طراحی ساختاری قطعات کار

① پانچ خالی
با در نظر گرفتن شکل قطعه کار و پردازش، پانچ خالی به صورت مستقیم-طراحی شده، توسط دستگاه EDM سیمی پردازش می‌شود و با دو پیچ M8 روی صفحه پشتی ثابت می‌شود. تناسب با صفحه ثابت پانچ H6/m5 است. طول کل L آن را می توان طبق فرمول 2.9.2 محاسبه کرد: L=20+14+1.2+28.8=64mm. برای ساختار خاص، لطفاً به شکل 8.2.4 (a) مراجعه کنید. ② مشت زدن

از آنجایی که سوراخ های پانچ شده همگی دایره ای هستند و هیچ یک از آنها منگنه های کوچکی نیستند که نیاز به حفاظت خاصی دارند، از طرح پانچ پله ای استفاده می شود. این کار ماشینکاری را ساده می کند و مونتاژ و جایگزینی را تسهیل می کند. پانچ های پانچ پنج سوراخ دایره ای φ5 می توانند از نوع قطعه استاندارد BⅡ (اندازه 5.15×64) باشند. ساختار پانچ برای سوراخ کردن سوراخ های φ8mm در شکل 8.2.4 (b) نشان داده شده است.

③ بمیر
قالب یک قالب یکپارچه است. تمام سوراخ های قالب پانچ با استفاده از دستگاه سیم EDM ماشینکاری می شوند. هنگام تنظیم موقعیت قالب بر روی مجموعه قالب، مرکز فشار باید بر اساس داده های مرکز فشار محاسبه شده با مرکز ساقه قالب تراز شود. ابعاد طرح آن را می‌توان با توجه به فرمول‌های 2.9.3 و 2.9.4 محاسبه کرد: ضخامت قالب H=kb=0.2 × 127 mm=25.4 mm (k=0.2 از جدول 2.9.5) ضخامت دیواره قالب c=(1.5 {{1~5 ~ 4 mm H. 2)=30 میلی‌متر ضخامت دیواره قالب c=45 میلی‌متر عرض قالب B=b + 2c=(127 + 2 × 45) میلی‌متر=217 میلی‌متر طول قالب L=195 میلی‌متر (جهت تغذیه) ابعاد طرح قالب در شکل 195 میلی‌متر × 195 میلی‌متر در شکل نشان داده شده است. 8.2.4 (ج). (2) طراحی قطعات تعیین موقعیت دو پین راهنما در پایین پانچ خالی قرار داده شده است که از سوراخ های φ5 میلی متر و φ8 میلی متر روی قطعه کار به عنوان سوراخ های راهنما استفاده می کنند. ساختار پین راهنمای سوراخ راهنمای φ8 میلی متر در شکل 8.2.5 نشان داده شده است. قبل از اینکه صفحه استریپر ورق فلز را ببندد، هدایت باید تکمیل شود. با توجه به ضخامت مواد و این واقعیت که صفحه پایین صفحه استریپر پس از مونتاژ 1 میلی متر فراتر از سطح انتهایی پانچ گسترش می یابد، طول بخش مستقیم پین راهنما 1.8 میلی متر است. پین راهنما H7/r6 است و روی صفحه انتهایی پانچ خالی نصب می شود. قسمت هدایت کننده پین ​​راهنما و سوراخ راهنما با H7/h6 تعبیه شده است. پین متحرک توقف، فنر و پلاگین پیچ برای خشن کردن و موقعیت یابی قطعات استاندارد با مشخصات 8×16 هستند. (3) طراحی صفحه راهنما قسمت داخلی صفحه راهنما با مواد نوار تماس دارد و قسمت بیرونی با قالب همسطح است. فاصله بین صفحه راهنما و مواد نوار 1 میلی متر است که عرض صفحه راهنما را تعیین می کند. ضخامت صفحه راهنما مطابق جدول 2.9.7 انتخاب شده است. صفحه راهنما از فولاد 45 با سختی عملیات حرارتی 40-45HRC ساخته شده است و با پیچ و پین به قالب ثابت می شود. یک صفحه پشتیبانی در انتهای تغذیه صفحه راهنما نصب شده است. (4) طراحی اجزای اجکتور

① طراحی صفحه اجکتور
ابعاد محیطی صفحه اجکتور با حفره قالب یکسان است و ضخامت آن 14 میلی متر است.

صفحه اجکتور از فولاد 45 با سختی خاموش کننده 40-45HRC ساخته شده است.

② انتخاب پیچ های اجکتور
چهار پیچ اجکتور بر روی صفحه اجکتور با قطر اسمی 12 میلی متر و رزوه M10×10 میلی متر نصب شده است. فضای سفر کافی باید در دم پیچ اجکتور باقی بماند. پس از سفت کردن پیچ های اجکتور، صفحه اجکتور باید 1 میلی متر از سطح انتهایی پانچ فراتر رود. هر گونه خطا را می توان با نصب شیم بین پیچ ها و صفحه اجکتور تنظیم کرد.

(5) طراحی مجموعه قالب و سایر اجزا
این قالب از یک مجموعه قالب پست راهنمای مرکزی استفاده می کند. پست راهنما در وسط قالب قرار دارد و از انحراف قالب به دلیل گشتاور خارج از مرکز در هنگام مهر زنی جلوگیری می کند. مشخصات مجموعه قالب بر اساس ابعاد محیطی حفره قالب انتخاب می شود. ستون های راهنما دارای مقادیر d/mm × L/mm به ترتیب φ28×160 و φ32×160 هستند. بوشینگ های راهنما دارای مقادیر d/mm × L/mm × D/mm به ترتیب φ28×115×42 و φ32×115×45 هستند.

ضخامت پایه قالب بالایی H_{قالب بالایی}45 میلی متر است؛ ضخامت صفحه قالب بالایی H_پد10 میلی متر است؛ ضخامت صفحه ثابت H_ثابت20 میلی متر است؛ ضخامت پایه قالب کمتر H_{مرگ پایین تر}50 میلی متر است.

بنابراین ارتفاع بسته قالب عبارت است از: H_بسته = H_{قالب بالایی} + H_پد + L + H + H_{مرگ پایین تر} - h₂= (45 + 10 + 64 + 30 + 50 - 2) میلی‌متر=197 میلی‌متر. کجا: L-طول پانچ، L=64 میلی‌متر؛ H-ضخامت قالب، H=30mm; ساعت₂-عمق پانچ وارد شده به قالب پس از مشت زدن، h₂= 2 میلی متر

بدیهی است که ارتفاع بسته این قالب کمتر از حداکثر ارتفاع نصب قالب (220 میلی متر) پرس انتخابی J23-25 ​​است و بنابراین قابل استفاده است.

6. طراحی مونتاژ قالب
بر اساس طرح فوق، نقشه مونتاژ قالب نشان داده شده در شکل 8.2.6 را می توان به دست آورد. قسمت فوقانی قالب عمدتاً از یک قالب بالایی، یک صفحه پشتی، هفت پانچ، یک صفحه ثابت پانچ و یک صفحه استریپر تشکیل شده است. نوار کشسان استفاده می شود، با لاستیک به عنوان عنصر الاستیک. قسمت پایینی قالب از یک پایه قالب پایینی، یک قالب مقعر و یک صفحه راهنما تشکیل شده است. ضایعات پانچ و قطعات تمام شده از طریق سوراخ های تخلیه تخلیه می شوند.

هنگام تغذیه نوار، یک پایه توقف متحرک 13 به عنوان فاصله درشت استفاده می شود. دو پین راهنما 4 روی پانچ خالی نصب شده است که از سوراخ‌های φ5 میلی‌متری و φ8 روی نوار به‌عنوان سوراخ‌های پین راهنما برای هدایت استفاده می‌کنند، بنابراین به عنوان فاصله دقیق برای تغذیه نوار عمل می‌کنند. پس از اتمام اولین مرحله مهر زنی، نوار بلند می شود و به جلو حرکت می کند، از طریق سوراخ خالی بر روی پایه توقف متحرک 13 نصب می شود و برای سفت شدن به جلو هل داده می شود. در حین مهر زدن، پین راهنمای 4 روی پانچ فاصله دقیقی را انجام می دهد. موقعیت پین توقف متحرک 0.2 میلی متر از موقعیت هندسی ایده آل به جلو منحرف می شود. پس از تکمیل موقعیت ناهموار در حین مهر زنی، هنگامی که موقعیت دقیق با استفاده از پین راهنما انجام می شود، سطح شیبدار مخروطی روی پین راهنما، نوار را حدود 0.2 میلی متر به عقب می کشد تا فاصله دقیق کامل شود. با استفاده از این روش، دقت فاصله می تواند به 0.02 میلی متر برسد.

7. انتخاب تجهیزات مهر زنی

از طریق تأیید، دکمه باز -type double-sclinable press J23-25 ​​برای مطابقت با الزامات انتخاب شد. پارامترهای فنی اصلی آن به شرح زیر است:
فشار اسمی: 250KN
حرکت اسلاید: 65 میلی متر
حداکثر ارتفاع بسته: 270 میلی متر
حداکثر ارتفاع نصب قالب: 220 میلی متر
ابعاد میز کار (جلو / عقب × چپ / راست): 370 میلی متر × 560 میلی متر
ابعاد پد (ضخامت × قطر سوراخ): 50 میلی متر × 200 میلی متر
ابعاد سوراخ ساقه قالب: φ40mm × 60mm
حداکثر زاویه شیب: 30 درجه