کارآموزی دوره کارشناسی
مهندسی نقشه کشی صنعتی
مقدمه :
شروع کار آموزی اینجانب درشرکت فولاد کاران خرم صنعت درقسمت آرشیو فنی وکاربا نرم افزار کتیا بود.
در این قسمت، مدل های سه بعدی از محصول وقالب و نیز نقشه دو بعدی جهت سفارش و ساخت قطعات تهیه می شود.
ما دراین قسمت نقشه ها وفایل های ناقص قطعاتی که ازشرکت های مختلف خریداری می شد را توسط نرم افزار مربوطه بازسازی می کردیم.
این نقشه ها به صورت Surface میباشند و بعضی از Face ها به دلیل تبدیل نقشه ازیک Format به Format دیگر معیوب شده و حذف می گردید و یا این که شرکت های طراح قالب یا محصول نمی خواستند نقشه ها و فایل های درست را در اختیار ما بگذارند
از طریق بازسازی این نقشه ها می توانستیم برروی آنها کارکنیم وتغییرات لا زم را برروی آنها ایجاد کرده و نقشه قالب را برای آن قطعات طراحی کنیم.
کار ساخت قطعات در این شرکت توسط فرایند پرسکاری صورت می گیرد که در گزارش حاضر به آن پرداخته خواهد شد.
بخش1
آشنایی با شرکت فولاد کاران خرم صنعت
شرکت صنعتی فولاد کاران خرم صنعت بمنظور تأمین بعضی از قطعات محصولات ایران خودرو در سال 1385 تأسیس گردیده است. این شرکت درتهران – آبعلی منطقه صنعتی کمرد واقع شده است .
مهمترین ماده اولیه ی مورد نیاز این شرکت ، ورق های فولادی می باشد که از شرکت مختلف تأمین می شود.
محصولات شرکت در حال حاضر قطعات مربوط به انواع واشر و بست ها که در شرکت در تولید انبوه است
واحد ابزار سازی این کارخانه که مسئول ساختن برخی از قطعات دستگاه های مختلف این شرکت می باشد شامل : دو دستگاه CNC فرز ، دو دستگاه فرز NC یک دستگاه اسپارک، سه دستگاه ماشین تراش، یک دستگاه صفحه تراش ، یک دستگاه سنگ، یک دستگاه دریل رادیال و یک دستگاه کوره مغناطیسی می باشد که این کوره برای عملیات حرارتی بکار میرود.
بخش2
انواع روشهای تولید قطعات فلزی:
1- روش مکانیکی:در این روش قطعه فلزی موسوم به شمش تحت روش های چون چکش کاری –نورد-اکستروژن(فشار کاری)و.................. شکل می گیرند در این روش دو نوع کار صورت می گیرد 1- کار سرد:کاری که در دمای پایین یعنی در دمای کمتر ازیک سوم نقطه ی نقطه ی ذوب انجام گیرد
2- کار گرم :کاری که در دمای بیشتر از یک سوم نقطه ی ذوب انجام گیرد
مزایای این روش:1-این روش خواص مکانیکی فوق العاده ای ایجاد می کند 2-این روش بهترین روش برای تولید قطعات با اشکال هندسی ساده است
محدودیتها:1-قطعات حتما" باید قابلیت شکل پذیری را داشته باشند بنابراین مخصوص همه ی آلیاژهاو فلزات نمی تواند باشد2-برای قطعات با پیچیدگیهای داخلی مناسب نیست3-هزینه ی بالا
2- مهترین روش اتصال دهی جوشکاری است که در این روش قطعاتی که از روشهای دیگر ایجاد شده اند را به یکدیگراتصال می دهند .جوشکاری یک روش تمام کننده و مونتاژ است
مزایا: امکان تولید قطعات خیلی پیچیده
محدودیتها:استحکام یک قطعه جوشکاری شده از استحکام یک قطعه یک پارچه کمتر است
فولادهای کم کربن وکربن متوسط بهترین آلیاژ برای جوشکاری هستند
3-ماشین کاری:تولید قطعه از طریق براده برداری از روی اجزا
مزایا:1-این روش دقیق ترین روش برای تولید قطعات است 2-قطعات ساده و پیچیده را می توان تولید کرد
محدودیتها:1-اگراندازه ی قطعه خیلی بزرگ باشد نمی شود از این روش استفاده کرد2-هزینه ی بالا
4-متالورژی پودر:یکی از روش های تولید قطعات فلزی است که در آن شکل واندازه و خواص مورد نظردر اثر متراکم کردن پودر فلزی و زینتر کردن ایجاد می شود
مزایا:1-تولید قطعاتی که به روش های دیگرامکان پذیرنیست2-تنها روشی است که می توان در آن دانسیته را کنترل کرد
محدودیتها:1-تخلخل2-تولد قطعات با پیچیدگیهای داخلی3-عدم خواص یکسان به دلیل عدم فشار یکسان در داخل قالب
5-ریخته گری:ریخته گری یکی از روش های شکل دادن قطعات فلزی است که شامل تهیه ی مذاب از فلز مورد نظر است
مزایا:1-امکان تولید تمام قطعات با پیچیدگی های داخلی و خارجی وجود دارد2-بنا به طبیعت متالورژیکی بعضی از قطعات فقط به روش ریخته گری تولید می شود 3-بعضی از خواص فقط به روش ریخته گری ایجاد می شود4-تولید تمام قطعات ساده و یک پارچه5-تولید انبوه5-امکان تولید قطعات خیلی کوچک یا خیلی بزرگ
قابلیت ریخته گری=سیالیت
بیشترین سیالیت را آلیاژهایی دارند که به روش یوتکتیک ایجاد می شود حتی از فلزات خالص هم بیشتر
90%آلیاژهای چدن در قالب های ماسته ای ریخته گری می شود
محدودیتها:1-حفرات انقباضی2-حل شدن گازها در حین ذوب شدن و ایجاد حفرات انقباضی گازی3-تولید قطعات با ضخامت کم وطول خیلی زیاد
اشنایی با انواع پرسها
منظور از پرسها، ماشینهایی هستند که انرژیها ونیروهای بزرگی را در جداسازی، شکل دادن و اتصال قطعات فراهم می کنند. نیروی پرس و دقت راهنما پارامترهای تعیین کننده انتخاب پرسها هستند.
نیروهای لازم برای انجام کار بطریق مکانیکی یا هیدورلیکی و یا با تبدیل انرژی جنبشی به انرژی شکل دادن تأمین میشود.
پرسهای وابسته به مسیر، پرسهای لنگ- و- میل لنگی- گوه ای و- زانویی هستند.
تاُمین نیرویی این پرسها بستگی به نسبت ساختمان طراحی آنها داشته و نیروی بازوها و نسبتهای طول بازوها تعیین کننده هستند.
پرسهای وابسته به نیرو، نیروهای خود را از روغن یا هوای فشرده در حال حرکت بدست می آورند. توانایی کاری به توان پمپ وسطح پیستون بستگی دارد.
پرسهای وابسته به انرژی، جزو قدیمیترین انواع پرسها بشمار میرود. در این ارتباط در چکشهای سقوطی انرژی جنبشی حاصل از حرکت سقوطی یا در پرسهای اصطکاکی، انرژی دورانی حاصل از حرکت دورانی یک جسم به طور کامل استفاده میشود.
انتقال نیروی پرس به سینه پرس بسته به نوع کار، بزرگی ونوع ساختمان پرسها، به یک، دو یا چهار نقطه وارد میشود. به این جهت به پرسهای تک نقطه، دو نقطه یا چهار نقطه موسومند. انواع پرسها بصورت شماتیک ترسیم شده و مشخصه پرسها غالباً با توجه ایجاد حرکت سینه پرسها انجام میگیرد. اکثر پرسها نیروهای خود را بطریق مکانیکی یا هیدرولیکی تولید میکنند. پرسهای نیوماتیکی بعلت نیروی پرسی کمی که دارند، بندرت بکار میروند
پرس های لنگ
در پرسهای لنگ یک کاره، محور محرکه توسط موتور و از طریق یک چرخ کلاچ و تجهیزات ترمز بحرکت در می آورد. روی سمت لنگ این محور، یک بوش لنگ وجود دارد که از طریق یک رینگ پنجه ای بمحور متصل است. اگر رینگ پنجه ای آزاد شود میتوان بوش لنگ برخلاف قسمت لنگ محور چرخاند. به این وسیله کورس سینه پرس تغییر داده میشود. مقدار کورس پرس لنگ از یک مقدار حداقل تا یک مقدار حداکثر به صورت غیر پله ای قابل تنظیم است.
جابه جایی کورس و از طریق کلگی دسته شاتون با یک میل پیچ تنظیم به سینه پرس منتقل میشود. این میل پیچ تنظیم میتواند چرخانده شود و به این ترتیب در کلگی شاتون وارد و خارج شود. بخش بالایی قالب توسط این تنظیم کورس و ارتفاع، در موقعیت کاری درست خود نسبت به بخش پایینی قالب قرار میگیرد.
در پرسهای لنگی حرکت سینه پرس توسط یک محرکه میل لنگی تأمین میشود. این حرکت از میل لنگ دوار از طریق یک دسته شاتون قوی به سینه پرس منتقل میشود. مقدار کورس قابل تنظیم نیست اما سینه پرس را میتوان توسط یک میل پیچ ساچمه ای تنظیم کرد. بدین ترتیب قسمت بالایی قالب میتواند در وضعیت ارتفاع خود نسبت به قسمت پائینی دقیقاً تنظیم شود.
حرکت سریع سینه پرس یک تعادل وزنه ای را لازم دارد. وزنه های تعادل در بالای شاتون، نیروهای ناشی از حرکت پرس و نواسانات را متعادل میکند. تعادل وزنه ای، بصورت نیوماتیکی نیز میتواند عمل کند. در اینصورت سینه پرس ضمن حرکت در برابر یک ضربه گیر هوایی داخل یک سیلندر بزرگ قرار میگیرد.
حرکت دورانی میل لنگ در پرسهای زانویی از طریق یک میله کششی یا فشاری به زانویی منتقل میشود. دو نوع سیستم محرکه زانویی کششی و فشاری وجود دارد. موقع حرکت بازوی زانویی؛ سینه پرس بسمت پائین حرکت کرده و در نقطه مرگ پائین نیروی خیلی بزرگی ایجاد میشود.
با تغییر نقطه دوران بازوی زانویی توسط یک پیچ تنظیم، ارتفاع سینه پرس و در نتیجه ارتفاع بخش بالایی قالب نسبت به بخش پائینی دقیقاً تنظیم میشود. اختلاف زیاد بین میز پرس و پائین ترین نقطه با چند زیرسری جبران میشود.
پرسهای زانویی برای کارهای ضرب و ظریف مناسبند، زیرا نیروی پرس بطور آهسته تا مقدار حداکثر افزایش می یابد.
پرس های هیدرولیک
در پرسهای هیدرولیک، پیستون پرس مستقیماً به نگهدارنده قالب (سینه پرس) متصل است. موقع روشن شدن پرس، یک پمپ فشار قوی، روغن هیدرولیک بدرون محفظه سیلندر هدایت شده و روی پیستون اثر میگذارد. فشار و سطح بزرگ پیستون باعث ایجاد یک نیروی خیلی بزرگ پرسکاری میشود. در پرسهای هیدرولیک میتوان هم نیرو و هم سرعت پیستون را با کار شکل دادن و برش مطابقت داد. کورس سینه پرس در پرسهای هیدرولیک بوسیله شیرهای فرمان در هر نقطه دلخواه از کورس کلی محدود میشود.
پرسهای هیدرولیک بخاطر یکسان بودن نیروی پرسی در تمام طول کورس بعنوان پرسهای کششی عمیق بکار میروند.
اشنایی با انواع قالب و قالبسازی
قالب ابزاری است که برای برش یا شکلدهی ورق فلزی یا مواد مشابه با آن به کار می رود.
اساسا مجموعه قالب از کندۀ قالب وسنبه تشکیل شده است.
کندۀ قالب بخشی از مجموعه است که سوراخی با طرح قطعۀ دلخواه که باید منگنه شود در آن ایجاد شده باشد.سنبه کاملا در سوراخ موجود در کندۀ قالب جای می گیرد وهمین قطعه است که نیروی لازم برای انجام برش بر آن وارد می شود.کندۀ قالب که سخت و باز پخت شده است عمل برش را انجام می دهد.تسمۀ تخت بخشی از مجموعۀ قالب است که در بُرد آزاد سازی،قطعه کار را از سنبه جدا می کند. تسمۀ راهنما هدایت قطعه خام را بر عهده دارد ومیل راهنما برای مکان سنجی سوراخها در هنگام منگنه زنی قطعه به کار می رود.
در طرح شماری از قالبها اجزای منفصل منگنه در یک قطعه مجموع می شوند ولی این اجزاء در طرحهای دیگر قطعات جداگانهای هستند که به روشی مناسب به هم بسته می شوند.ساقه،سنبه را به کوبۀ منگنه متصل می کند و طوقۀ سنبه فشار کوبش را می گیرد.
در طرح شماری از قالبها اجزای منفصل منگنه در یک قطعه مجموع می شوند ولی این اجزاء در طرحهای دیگر قطعات جداگانهای هستند که به روشی مناسب به هم بسته می شوند.ساقه،سنبه را به کوبۀ منگنه متصل می کند و طوقۀ سنبه فشار کوبش را می گیرد.
شکل7-1 نمونه هایی از منگنه کاری انجام شده بر ورقهای فلزی را که در صنایع الکترونیک به کار می روند نشان می دهد.
قالبهای منگنه کاری یا برش
تنوع عملیات برش و شکلدهی در کاربردهای عمومی موجب گوناگونی قالبها می شود.
قالبها بسته به کاری که انجام می دهند در سه دستۀ :1-قالبهای برشی؛2-قالبهای شکلدهی و3-قالبهای ترکیبی برش و شکلدهی طبقه بندی می شوند.
قالبهای برش ساده ترین نوع قالبها هستند. طرح قطعه ای که پس از برش ایجاد می شود بستگی به شکل سنبه دارد.
قالب ساده
قالب ساده یا قالب پولک زنی نسبت به سایر قالبها کاربرد گسترده تری دارد. در این فرایند طرح پولک به شکل سنبه بستگی دارد. قالب ساده در منگنه کاری ورق فلزی با طرح معین برای برشکاری پیوسته و یک مرحله ای به کار می رود(شکل7-2).مادۀ به کار رفته ممکن است مادۀ خام اولیه ویا قطعه ای به دست آمده از عملیات پیشین باشد. گاهی خود قطعۀ منگنه شده کاربرد دارد وگاه این قطعه دورریز است و بخش بازمانده از منگنه کاری مورد استفاده قرار می گیرد.
شکل(7-3)گردش کار معمول قالب ساده برای منگنه کاری ورق فلزی را نشان می دهد . با حرکت سنبه به طرف پایین تسمۀ ورق یا قطعۀ خام در میان قالب و تسمۀ تخت قرارمی گیرد. سنبه قطعه را از ورق جدا می کندو ورق به یاری تسمه تخت نگه داشته می شود تا همراه با سنبه بالا نرود. اگر در عملیات منگنه زنی از چند منگنه برای منگنه زنی همزمان استفاده شود این دستگاه قالب چندگانه نامیده می شود.
قالب خودمرکزبَِِِر
سنبۀ خودمرکزبَر نوک مخروطی کوچکی دارد (شکل7-4)که لزوم استفاده از میل راهنما برای مکان یابی سوراخها بر روی ورق را برطرف می کند. سنبۀ خودمرکزبَر اغلب برای مگنه کاری سوراخها به کار می رود. ورق در نقاطی که باید سوراخکاری شود با سنبۀ نشانه گذاری وسپس به گونه ای در زیر منگنه گذارده می شود که نوک مخروطی منگنه درست روبروی اثر سنبه نشان قرار گیرد.
قالبهای شکلدهی
قالبهای شکلدهی برای تغییر شکل ورق به کار می روند وعمل برش انجام نمی دهند. در اینجا واژۀ منگنه چندان مناسب به نظر نمی رسد زیرا این ابزار در عملیات شکلدهی مانند
منگنه رفتار نمی کند. منگنه در این قالبها برای فشردن ورق بر روی قالب وخم کردن آن و
ایجاد شکل دلخواه بر روی آن به کار می رود.شکل7-5 چند قطعۀ ساخته شده از ورق را که به روش شکلدهی ساخته شده اند نشان می دهد. به طوری که دیده می شود در بعضی ازاین قطعات برش و منگنه کاری هردو انجام شده است. انجام عملیات برش ومنگنه کاری به صورت جداگانه یا توأمان بستگی به حالتهای ویژۀ کار دارد.
قالب خمکن ساده
قالب خمکن ساده ابزاری معمول در ورقکاری برای ایجاد شکل دلخواه در ورق است .
تصویر این قالب در شکل7-6 نمایانده شده است. فضای میان قالب و منگنه شکل نهایی ورق فلزی را نشان می دهد.
خاصیت جهمندی ورق یا مادۀ به کار رفته عامل مهمی در کاربرد این نوع قالب است.
در خمکاری ورق به شکل های نا منظم (شکل7-7 ) باید حد مجازی برای این عامل در طراحی قالب در نظرگرفت به گونه ای که قطعه اندکی بیش ازاندازۀ زاویه یا شکل دلخواه در
قالب خم شود. این حد مجاز برای جبران بازگشت فنری قطعه پس ازخروج از قالب لازم است.
قالب فِرزن
قالب فر زن خمکن ویژه ای است که درآن بخشی از ورق خم می شودتا برگرد لبۀ قطعات استوانه ای شکل لبگرد ایجاد کند(شکل7-8).گردش کار فرزنی لبگرد یک ظرف استوانه ای در شکل 7-9 نمایانده شده است.
منگنۀ فرزنی ورق را به طرف بیرون فشار می دهد تا اندازۀ پیرامون لبۀ ورق افزایش یابد. اگر قطعه بیش از حد تحت کشش قرار گیرد گسیخته می شود. با افزایش قطر لبگرد اثر کشش در قطعه بیشتر می شود. معمولا بیشینه ای که برای قطر زبانه بر اثر کشش ایجادمی شود در ورقهای قلعی و آهنی 7ر4 میلیمتر است. با انجام عملیات حرارتی وبازپخت بر
روی ورق می توان لبگرد بسیار بزرگی بر روی آن ایجاد کرد بدون آنکه دچار گسیختگی شود.
قالب مفتول گذاری
قالب مفتول گذاری نوع تکامل یافتۀ قالب فرزنی است که در آن لبۀ قطعه برروی مفتول ، فرزنی می شود. در شکل 7-10 شمای کلی قالب مفتول گذاری را نشان می دهد. در این قالب طرح منگنۀ به کار رفته مانند قالب فرزنی است ولی همانگونه که در شکل دیده می شود حلقۀ شناور آزادانه بر روی فنرها سوار است.
با شروع کار مفتول گذاری حلقه ای از مفتول بر گرد لبۀ قطعه کار قرار می گیرد و به طوری که در گردش کار شکل7-11نمایانده شده است. با پایین آمدن منگنه لبۀ قطعه مفتول را در بر می گیرد و در مراحل بعد بر گرد آن بسته می شود.
قالب گوژزنی
اساس عملکرد قالب گوژزنی بر اثر انبساط پذیری مادۀ جهمندی بستگی دارد که تحت فشار قرار می گیرد. همراه با حرکت فرو رفت پیستون قرص لاستیکی فشرده می شود(شکل7-12)
در عملیاتی از این دست قطعه کاری که از پوستۀ کشش یافتۀ عمودی تشکیل شده است (شکل7-12را ببینید) درست بر روی پیستون قارچی قرار می گیرد(شکل 7-13) وبا پایین رفتن پیستون قرص لاستیکی به طرف بیرون انبساط می یابد تا در نتیجه موجب گوژ شدن پوسته در فضای خمگون ایجاد شده بر اثر عملکرد مشترک منگنه و قالب گوژزنی شود. از آنجایی که قطعه کار وارد فضای حلقوی شده و از آن گذر می کند یک کاو استوانه ای هم بر روی آن ایجاد می شود.
پس از تکمیل گردش کار قالب گوژزنی قطعه کار به شکل 7-14 در می آید. قطعات مشابهی از این دست مانند درپوش یا در بعضی از قوطیهای کنسرو یا ظروف دیگر با قالبهای گوژزنی ساخته می شوند.
قالبهای ترکیبی منگنه کاری و شکلدهی
برای انجام دو عملیات برش و شکلدهی ترکیبهای گوناگونی از قالب و منگنه را می توان به کار برد. نمونه ای از این ترکیبها در قالب دوکارۀ شکل7-15 نمایانده شده است.
قالبهای دو کاره
در این قالب از دو منگنۀ هم مرکز استفاده می شود. منگنۀ بیرونی برای انجام برش و نگه داشتن قطعه به کار می رود و منگنۀ درونی عملیات شکلدهی و کشش قطعه کار را انجام می دهد.
در عمل (شکل 7-15 را ببینید)ابتدا منگنۀ برش یا گِردبُری به طرف پایین حرکت می کند و ورق را برش می زند؛سپس منگنه قطعۀ جدا شده از ورق را به طرف قالب می راند وآن را با فشار کافی برای پیشگیری از چین خوردگی در کنارۀ حلقوی قالب می فشرد. سپس قطعه آزاد می شود تا در فرایند کشش در حفرۀ شکلدهی قالب فرو رود (شکل7-16).
آنگاه منگنۀ درونی یاکششی به طرف پایین می رود تا عملیات کشش و تکمیل پوسته را انجام دهد.
معمولا قالبهای کششی منگنه ای نیز دارند که برای شکلدهی و«بیرون کشیدن»قطعه از قالب به کار می رود. در بعضی موارد در هنگام بیرون کشیدن قطعه عملیات کشش دوباره بر روی آن انجام می شود. تعدادی از قطعات کششی که درصنایع الکترونیک کاربرد دارند در شکل 7-17 نمایانده شده اند.
قالب کشش ساده
از قالب کشش سادهفقط برای کشش قطعات باریک استفاده می شود. زیرا در این قالب فشار
زیادی برقطعه وارد نمی شود.شکل 7-18 منگنه ای کششی را نشان می دهد که قطر آن برابر با حاصل تفریق دو برابر ضخامت ورق از قطر سوراخ قالب است. سوراخ قالب اندکی شکل مخروطی دارد.
قطعۀ خام درست در فرورفتگی بالای قالب جای می گیرد. پس از تکمیل عملیات کشش وبا حرکت منگنه به طرف بالا ،گوشۀ پایین قالب پوسته را از منگنه جدا می کند.
قالب کشش دوباره
قالب کشش دوباره بر قطعۀ به دست آمده از قالب کششی عملیات کشش دوباره انجام
می دهد. بر اثر کشش دوباره قطر قطعه کاهش و درازای آن افزایش می یابد. به عبارت دیگر در این عملیات کلاهک یا پوستۀ به دست آمده از کشش مرحلۀ نخست بار دیگر کشیده
می شود.
قالب کشش دوباره درست مانند قالب کشش معمولی است با این تفاوت که فرورفتگی بالای قالب کشش دوباره به جای آنکه شکل سادۀ ورق را داشته باشد متناسب با شکل پوستۀ شکل
یافته است.
شکل7-19 قالب کشش دوباره را همراه با پوسته ای که برای انجام عملیات کشش دوباره در فرورفتگی آن گذارده شده است نشان می دهد.
شکل7-20 مراحل عملیات کشش دوباره را نشان می دهد. با حرکت رو به پایین منگنه،پوستۀ کشش یافته با فشار به درون گلوگاه رانده می شود و قطر آن بر اثر عبور از گلوگاه کاهش
می یابد.
با کاهش پیرامون پوسته فلز اضافی در جهت طولی کشش می یابد؛ بنابراین افزایش طولی آن ناشی از کشش دوباره است. پس از انجام عملیات کشِش دوباره قطعه کار آزادویابر اثر عمل لبۀ آزادکننده از منگنه جدا می شود.
گاه قالب های کششِ دوباره قالب کاهنده نامیده می شوند زیرا قطر قطعه بر اثر کشش دوباره کاهش می یابد. اگر افزایش طول بیشتر مورد نظر باشدقطعه کار از چند قالب کشش دوباره عبور داده می شود.
قالبهای چند تایی و پیرو
در قالب چند تایی دو یا چند منگنه در یک کلگی منگنه کاری مجموع می شوند. با حرکت رو به پایین کلگی قالب در هر مرحلۀ کار به تعداد منگنه های موجود سوراخ زده می شود.
شکل 7-21 اجزای اصلی قالب چند تایی را نشان می دهد. بستمانهای الکترونیک شکل 7-22 نمونه ای از کارهای انجام شده با قالب چند تایی هستند.
قالب پیرو نوع ویژه ای از قالب چند تایی است که عملیات گوناگون و پیاپی آن به تدریج انجام می شوند. موارد اختلاف قالب چندتایی وقالب پیرو در شکل 7-23 نمایش داده شده است.
قالب مرکب
اساس ساختمان قالب مرکب در شکل 7-24 نمایانده شده است. این نوع قالب از یک قالب در منگنۀ بَرین و یک منگنه در قالب زیرین تشکیل شده است.این بدان معناست که این قالب
دارای دو منگنه و دو قالب است. با ترکیب عمل دو منگنه و ود قالب قطعه کار خام به شکل دلخواهی که قالب برای آن طراحی شده است شکلدهی می شود.
قالبهای مرکب با انواع ساده و پیرو تفاوت دارند زیرا در این قالبها قطعات اصلی منگنه وقالب به گونه ای با هم ترکیب می شوند که اجزای بالا و پایین یک منگنه و قالب معادل را دربر
می گیرندو ضخامت آزاد کننده و برون زن ها نیز همین نقش را دارند.
در عمل( شکل7-25)قالب بَرین به طرف پایین حرکت می کندوصفحۀ آزادکننده رامی فشارد.
با ادامۀ حرکت رو به پایین و عملکرد تلسکوپی قالبهای برین و زیرین قالب زیرین
مانند منگنه عمل می کند و قطعه کار از ورق بریده می شود. هر دو قالب نقش منگنه را نیز دارند؛به این ترتیب که قالب برین همچون منگنۀ بیرونی وقالب زیرین همچون منگنۀ درونی عمل می کنند.
همزمان با برش قطعه کار منگنه قطعۀ جدا شده را از وسط سوراخ می کند و با حرکت رو به بالای کوبه ،بیرون زن قطعه کار را از قالب بالایی بیرون می اندازد و صفحۀ آزاد کننده ورق را از روی بدنۀ قالب زیرین آزاد می کند.قطعۀ دور ریز جدا شده از قطعۀ منگنه شده از گشودگی موجود در قالب زیرین به پایین می افتد.
با به کار گیری قالبهای مرکب قطعات بسیار ظریفی را می توان تولید کرد. منگنه کاری چرخدنده های دستگاههای اندازه گیر، ساعتها و غیره نمونه هایی از کارهای دقیقی است که به سرعت و به تعداد انبوه با قالبهای مرکب ساخته می شوند.
گونه ای دیگر قالب
گوناگونی کاربردها استفاده از قالبهای گوناگون را ایجاب می کند. افون بر قالبهایی که پیشتر بیان شد قالبهای بسیار می توان برشمرد.
قالب پرداختکاری به گونه ای ساخته می شود که طرف زیرین آن اندکی کوچکتر از طرف بالای آن باشد. به دلیل این تفاوت اندازه با ورود قطعه به قالب، پرداخت مناسبی بر روی آن انجام می شود.
قالب ترکیبی برای تدارک انجام عملیات ترکیبی در یک بُرد واحد به کار می رود. ابتدا ورق بریده می شود و سپس در ادامۀ کار عملیات برگردان لبه و شکلدهی قطعۀکشش یافته به صورت دلخواه انجام می شود.
قالب پلیسه گیری برای زدودن فلز اضافی به کار می رود. این قالب به گونه ای طراحی می شود که فلز اضافی لبه ها یا اطراف قطعات کشش یافته و شکل گرفته،از روی آنها برداشته می شود.
قالبهای سیال برای شکلدهی اجسام میان تهی و تزیینی با استفاده از فشار هیدرولیک به کار می روند. پوسته ای که عملیات شکلدهی باید بر روی آن صورت گیرد پر از مایع می شود و در قالب گذارده می شود. سپس پیستون فشار هیدرولیک لازم برای فشردن پوسته به جدارۀ قالب را تامین می کند.
قالب سوراخکاری نوعی قالب چندتایی است.در این قالب منگنه های فراوان با قطر کوچک یک قالب چند تایی را تشکیل می دهند.
قالب کاهنده نوعی قالب کشش دوباره است. این قالب به گونه ای طراحی می شود که تنها قطر بخشی از درازای پوسته را کاهش می دهد و مانند قالبهای کشش دوبارۀ معمولی است.
بااستفاده از قالب سه کاره سه حرکت مستقل را می توان انجام داد. از این قالب در عملیات برش یا پولک زنی،کشش و منگنه کاری و یا منبت کاری استفاده می شود.
معمولا قطعه ای را نمی توان با یک عملیات ساخت بلکه چندین عملیات لازم است. اغلب قطعات به گونه ای ساخته می شوند که مادۀ خام تا رسیدن به شکل دلخواه چندین مرحله عملیات را پشت سر می گذارد. این گونه قالبها به نام قالب گام به گام شناخته می شوند.
شکل 7-26 یک قالب گام به گام 14 مرحله ای را نشان می دهد که در تولید قطعات خودرو به کار می رود. قطعه کاری که در مرکز تصویر قرار گرفته است مراحل گوناگون شکل دهی ورق تا دستیابی به محصول نهایی را نشان می دهد.قطعه کار پس از گذر از هر مرحلۀ منگنه کاری به طور خودکار یک گام بالاتر می رود.
عملیات ساخت قالب
انتخاب روانساز،مادۀ مناسب و نیز طراحی قالب(نقش اندازی) عوامل مهمی هستند که در قالبسازی نقش بسزا دارند.
روانسازها
با وجود اینکه در بعضی از کارگاههای ورقکاری از روانسازها استفاده نمی شود ولی توصیه می شود برای کسب نتیجۀ بهتر از روانسازها استفاده شود. روغن حیوانی سنگین برای برش فولاد و برنج به کار می رود. روغن پیه خوک نیز روانساز مناسبی است ولی قیمت آن بیشتر است. معمولا مخلوطی از مقادیر مساوی روغن و سرب سیاه یا زغال نرم برای کشش پوسته های فولادی به کار می رود.
هنگام کار با نقرۀ آلمانی یا ورقهای مس می توان پوشش نازکی از روغن سر نهنگ را به کار
برد. روغن پیه خوک نیز در این موارد به کار می رود.
روغن باید در سرتاسر سطح ورق پخش شود. ابتدا یک ورق به روغن فراوان آغشته می شود و از میان دو غلتک گذرانده می شود. سپس ورقهای دیگری با عبور از میان آن دو غلتک روغنکاری می شود. این کار تا جایی ادامه می یابد که روغن موجود در غلتکها مصرف شود. این روش روغنکاری برای عملیات کشش هم بسیار مناسب است زیرا لایۀ نازک روغن با کشش قطعه کار ناپدید می شود و پاک کردن پوسته پس از پایان کار ضرورت دارد. استفاده از برس یا دستمال نرم برای روغنکاری سطح ورق مناسب نیست زیرا پوشش روغن در این موارد معمولا بسیار ضخیم است و پس از اتمام کار حتما باید سطح قطعه را تمیز کرد.آب وصابون تمیز نیز در کشش قطعات مسی و برنجی روانساز مناسبی است. برای روغنکاری قطعاتی که از جنس آلومینیوم هستند،پیه یا وازلین توصیه می شود.
مواد مورد استفاده در ساخت قالبها
معمولا برای ساخت منگنه ها و قالبها از فولاد ابزار مرغوب استفاده می شود.فولاد باید فاقد ناخالصیهای پرگزند باشد. گاه بدنۀ قالب از چدن ساخته می شود و برای پوستۀ درونی آن از بوش فولادی استفاده می شود تا هزینۀ ساخت قالب کاهش یابد. حسن دیگر این کار امکان تعویض بوش پس از خراب شدن آن است. فولاد نرمی که پوستۀ آن سخت شده باشد به آسانیِ فولاد ابزار تغییر شکل نمی دهد و هر گونه تغییر شکل جزیی آن به سادگی رفع می شود زیرا مغز آن نرم است.
در فرآیند تولید،در قطعات فولادی کرنش و تنش داخلی پدید می آید. در عملیات قالبسازی پیش از آنکه قالب به اندازۀ نهایی برسد این تنشها باید زدوده شوند؛ در غیر این صورت قالب تغییر شکل می دهد. حضور تنش را از پیش نمی توان در قطعات فولادی تشخیص داد ولی قالبساز می تواند پس از آب دادن قالب با انجام عملیات باز پخت تنشها را بزداید.
نقش اندازی قالب
پیش از رسم نقشۀ قالب بر روی ورق (نقش اندازی)،قالبساز باید اقتصادی ترین روش منگنه
کاری مادۀ اولیه را با محاسبۀ کمترین میزان دورریز انتخاب نماید. با انتخاب روش مناسب منگنه کاری، نقش قالب و جایگاه میل راهنما،یا ضامن توقف معین می شود.
ساده ترین روش نقش اندازی، برش دادن قطعاتی مطابق با طرح قطعات مورد نیاز است.سپس می توان این قطعات را با آرایشهای گوناگون برروی ورق چید و دربارۀ اقتصادی ترین روش منگنه کاری مادۀ اولیه تصمیم گیری کرد. با حل درست مسأله بیشترین تعداد قطعۀ مفید از مادۀ اولیۀ موجود به دست می آید.
تعیین کمترین مقدار دور ریز- روش آزمون و برش برای تصمیم گیری دربارۀ بهترین روش نقش اندازی الگوی لوزی (شکل7-27) بسیار مناسب است. بدین منظور می توان الگوهایی از کاغذ برید و آنها را به گونه ای که در شکل 7-28 نشان داده شده است بر روی ورق چید.مستطیلABCD را برای نمایش اندازۀ ورق لازم در ساخت چهار قطعۀ لوزی شکل رسم کنید.
همانگونه که در شکل 7-28 دیده می شود نواحی1و2 و غیره نمایانگر دورریز بسیار هستند. پس باید الگوها را با نظم دیگری چید(شکل7-29) و مستطیل دیگری رسم کرد.
باید توجه داشت که مستطیل D َabC مستطیلABCD شده است و نسبت به آن مساحت کمتری دارد. میزان صرفه جویی در ورق با مستطیلهای ba َAB وَBCCَََََََََََََّBنمایش داده می شود که در مقایسه با دورریز ورق در طرح شکل7-28 بسیار کمتر است. در این مورد ویژه تفاوت دورریز با چشم دیده می شود ولی همیشه چنین نیست.
مکان یابی برای میل راهنما- پس از اینکه مکان قطعه کار با در نظر گرفتن کمترین دورریز مشخص شد جای میل راهنما نیز باید تعیین شود.میل راهنما باید در جایی قرار گیرد که قطعه کار را آنچنان در محل خود نگاه دارد که با وارد آمدن فشار منگنه کاری بر آن حرکت نکند.
در اینجا الگوی نمونه ای(شکل7-30) را برای نشان دادن روش مکان یابی برای میل راهنما به کار می بریم. در این شکل الگو در وضع درستی برای کم کردن دورریز قرار گرفته است. مکان میل راهنما را می توان نسبت به سوراخ موجود در طرح یا جای دیگری از پیرامون آن
تعیین کرد. همانگونه که شکل7-31 نشان می دهد خطوطab وcd برای نشان دادن لبه های وورق رسم می شوند و الگو در جای خود قرار می گیرد. نقطۀ B مرکز سوراخ است ومحور َXX چنان رسم می شود که از نقطۀ B عبور کند.
مکان بخشی از ورق که ضامن توقف بر روی آن قرار می گیرد، اندازۀ پهنای ورق در میان سوراخهای منگنه شده را معین می کند. فاصلۀ میان یک وضعیت ورق و میل راهنما را می توان از روی الگوهای رسم شده بر روی ورق تعیین کرد. بدین منظور فاصلۀ میان نقاط مشابه واقع بر پیرامون دو الگوی نزدیک به هم که موقعیت یکسانی نسبت به لبۀ ورق داشته و بر یک خط قرار گرفته باشند اندازه گیری می شود. بنابراین در شکل7-30 الگوهای M و N نسبت به لبۀ ورق موقعیت یکسان دارند والگویP به صورت وارونه قرار گرفته است.
سپس میل راهنما به فاصله ای برابر با BA از نقطهB قرار داده می شود. به این ترتیب روی خط َXX فاصله BA(شکل 7-31 را ببینید)برابر با فاصلۀ BA در شکل 7-30 جدا می شودتا مکان
میل راهنما نسبت به سوراخ موجود در الگو تعیین شود.
برای مکان یابی میل راهنما نسبت به بخش دیگری از پیرامون الگو نقش اندازی دیگری هم لازم است(شکل 7-32). اگر بخواهیم میل راهنما را در فضای محصور بین نقاطr و t قرار دهیم
خطوطَaa، َbbوَcc را به گونه ای به موازات لبۀ ورق رسم می کنیم که از نقاط r وs و t عبور کنند و سپس نقاط َr،َs وَt را روی خطوط موازی َaa ،َ bb وَcc به فاصله AB از نقاط r وs وt مشخص می کنیم (به همان روش که پیشتر در شکل 7-31 به کار رفت).
الگویP(شکل 7-31 را ببینید)که با زاویۀ 180 درجه نسبت به الگوهایM وN قرار گرفته است با چرخاندن ورق به اندازۀ180 درجه و عبور دوباره آن ازپرس منگنه می شود. بهترین روش برای انجام این کار هنگام ساخت استفاده از قالب سوراخکاری دوگانه است. این قالب الگوهایM وP را همزمان منگنه می کند.
نقش اندازی طرح بر روی قالب
سطح قطعه ای که برای ساخت قالب به کار می رود ابتدا با سنگ یا سوهان پرداخت می شود.
سپس بر روی این سطح چنان عملیاتی صورت می گیرد که نقشهای ترسیم شده بر روی آن برای انتقال طرح بر روی قالب قابل رویت باشند.