گزارش کاراموزی مطالعه و بررسي مراحل توليد قطعات صنعتي
دسته بندي :
فنی و مهندسی »
صنایع
گزارش کاراموزي مطالعه و بررسي مراحل توليد قطعات صنعتي در 104 صفحه ورد قابل ويرايش
فهرست
عنوان صفحه
مقدمه
قالب هاي برش
اصلاحات
برش قيچي
قالب هاي برش
اجزاي ساختمان قالب هاي برش
عوامل مؤثر در طراحي قالب هاي برش
پرس ها و تجهيزات كمكي صنعت پرس كاري
ريخته گري تحت فشار در قالب هاي فلزي (دايكاست)
مديريت كيفيت
عناصر ساختاري مديريت جامع كيفيت
مراحل اجرايي مديريت جامع كيفيت
برآورد هزينه كيفيت در پروژه ها
ساخت هزينه هاي كيفيت
ساخت فعاليت ها در پروژه ها
نقش مديريت كيفيت فراگير
منابع
مقدمه
1- قالبهاي برش
1-1- اصطلاحات
به کمک قالبهاي برش، قطعات از نوار، تسمههاي فلزي، صفحات يا پروفيلهاي از مواد مصنوعي، کاغذ، چرم، پارچه و مواد آببندي ساخته ميشود. قالبهاي دوتکه غالباً در پرس بسته شده و در نتيجه حرکت مستقيمالخط ماشين به هم نزديک و دور ميشوند. از روشهاي ساخت و توليد طبق DIN 8580 غالباً فرآيندهاي شکل دادن، قطع کردن و اتصال به کار ميرود. مطابق با روش توليد قالبهاي به کار رفته با عنوان قالبهاي شکل دادن، قالبهاي برش و قالبهاي اتصال مشخص ميشود. قالبهايي که عمليات برش و شکل دادن و گاهي اتصال را انجام ميدهند
1-1-1- قطع کردن
طبق DIN 8588 منظور از قطع کردن برش مکانيکي قطعات بدون ايجاد مواد زايد بيشکل و نيز بدون براده است. بنابراين روش برش يک فرآيند ساخت بدون برادهبرداري است و غالباً براي توليد قطعات نازک و با سطح مشخص به کار ميرود.
روشهاي اصلي کاربردي قطع کردن برش قيچي و برش گوهاي است. قالبهاي برش به قالبهاي برش ـ گوهاي و مخصوص تقسيم ميشوند.
1-1-2- شکل دادن
طبق DIN 8582 منظور از شکل دادن، يک فرآيند توليد است که باعث ميشود روي قطعه جامدي تغيير شکل ماندگاري ايجاد شود.
نامگذاري دقيق قالب غالباً با بيان دقيق فرآيند ساخت و توليد و بسته به نحوه گرفته شدن قطعه خام و بيرون انداخته شدن آن از قالب، مثلاً قالبهاي کشش عميق، قالبهاي خمکاري رولينگ و غيره ميباشد.
1-1-3- متصل کردن
طبق DIN 8593 منظور از متصل کردن، کنار هم قرار دادن دو يا چند قطعه کار به شکل ثابت و مشخص ميباشد. در قالبهاي برش اين نوع اتصال غالباً با در هم پرس کردن، سجاف يا پرچکاري ايجاد ميشود. بدين ترتيب به قالبهاي پرسکاري، سجاف يا پرچکاري موسوم هستند.
1-1-4- قالبهاي مرکب
به کمک قالبهاي مرکب از فرآيندهاي ساخت قطع کردن، شکل دادن و متصل کردن دو يا بيش از دو فرآيند اجرا ميشود، مثلاً برش مازاد خارج و کشش عميق.
هرگاه توليد قطعهاي، کورسهاي متعدد پرس انجام گيرد، قالب مربوطه قالب مرکب سري ناميده ميشود. قالب مرکب يک مرحلهاي قالبي است که با يک کورس پرس فرآيندهاي مختلف ساخت انجام ميشود.
1-2- برش قيچي
برش قيچي قطع کردن قطعه کار بين دو لبه برش ميباشد که از کنار هم ميگذرند.
خط لبه برش روي قالب و روي قطعه کار ممکن است باز و يا بسته باشد.
1-2-1- واژههاي پايه
اصطلاحاتي که مربوط به قالب ميباشد با پسوند «قالب» مانند سنبه قالب، ماتريس قالب و غيره مشخص ميشود.
اصطلاحاتي که مربوط به قطعه کار ميباشد با پسوند «قطعه» مانند سطح برش قطعه، گوشه قطعه و غيره مشخص ميشود.
1-2-2- مراحل برش
برش قيچي با قالبهاي برش مانند عمل قيچي ميباشد، که قطع شدن قطعه کار با سنبه و ماتريس انجام ميگيرد.
عمل برش طي مراحل زير صورت ميگيرد:
مرحله 1:
مواد در نتيجه نفوذ سنبه ابتدا به صورت الاستيک تغيير شکل ميدهد.
مرحله 2:
با ادامه نفوذ سنبه در قطعه کار، الياف مواد باز هم کشيده ميشود، به طوري که از حد الاستيک تجاوز و تغيير شکل ماندگار ايجاد ميشود. مواد از خارج به داخل لبه برش کشيده ميشود و در اين منطقه قوس توکشيدگي روي ميدهد.
مرحله 3:
با نفوذ عميق سنبه، الياف مواد باز هم کشيده شده، به طوري که در نهايت بر استحکام برشي (قيچي) غلبه ميشود. مواد در لبه برش قيچي ميشود. ترکهاي ايجاد شده از گوشه لبههاي سنبه و ماتريس به طرف هم حرکت ميکنند.
مرحله 4:
استحکام سطح باقيمانده اکنون آنقدر کوک است که با ادامه نفوذ سنبه، ترک ادامه و شکست مواد روي ميدهد. سطوح شکست عمودي نيست بلکه نسبت به سطح نوار و سطح بالاي قطعه کار مايل است.
مرحله 5:
هنگام نفوذ سنبه در مواد نيروي الاستيک Fe ظاهر ميشود که به صورت تغيير شکل برگشت فنري مواد عمل ميکند. بدين جهت سنبه تحت فشار زياد قرار ميگيرد. نوار روي سنبه که در حال برگشت به وضعيت اوليه است چسبيده و براي جدا کردن آن بايد بيرونانداز قرار داده شود.
مرحله 6:
بعد از برگشت کامل سنبه، مواد به خاطر خاصيت برگشت فنري دچار تغيير شکل ميشود. برگشت فنري منجر به اين ميشود که سوراخها کمي کوچکتر و قطعات برش خورده کمي بزرگتر از قطر سنبه يا محفظه خالي ماتريس گردد.
1-3- قالبهاي برش
طبق DIN 8588 قالبهاي برش قيچي به طور اختصار قالبهاي برش ناميده ميشود. براي نامگذاري اين قالبها ميتوان آنها را با توجه به نقطه نظرات زير تقسيمبندي کرد:
* برش مازاد خارج (blanking) * برش دقيق * برش بدون مازاد
* برش گوشهزني * برش فاق * برش فرم پانچي
* سوراخکاري (punching) * دورهبري قطعات کشش * دورهبري تکميلي
* برش موضعي * دورهبري قطعات فورج
بنابراين قالبها با توجه به موارد فوق قالبهاي برش مازاد خارج، قالبهاي برش گوشهزني، قالبهاي سوراخکاري و غيره ناميده ميشوند.
برش مازاد خارج (blanking)
برش مواد در امتداد يک خط برش بسته جهت ايجاد شکل خارجي قطعه کار ميباشد.
برش گوشهزني
برش مواد در امتداد يک خط برش باز ميباشد که طي آن قطعه نهايي يا نيمه تمام تهيه ميشود.
سوراخکاري (برش مازاد داخل) (punching)
برش در طول يک خط برش بسته جهت ايجاد شکل داخلي مطلوب است.
برش فاق
جدا کردن و برش موضعي در قطعه کار در امتداد يک خط برش آزاد است.
دورهبري
برش مواد در حاشيه قطعه کار و يا برش اضافات ماشينکاري در طول خط برش بسته يا باز ميباشد. براي برش پليسه يا مازاد يک قطعه ريختگي، آهنگري يا پرس شده از قالب دورهبري استفاده ميشود.
برش موضعي
براي برش موضعي داخل يا حاشيه قطعه کار و در امتداد خط برش بار به کار ميرود.
دورهبري تکميلي
براي جدا کردن حاشيه باريک در امتداد خط باز يا بسته روي قطعه کار برشکاري اوليه شده براي به دست آوردن سطح برش براق و عمودي به کار ميرود.
در اين فرآيند مازاد به شکل براده است. بدين جهت جزو فرآيندهاي برادهبرداري ميباشد. به خاطر اين که ابزار لازم همان قالب برش ميباشد در اينجا مطرح شده است.
برش دقيق
برش مواد جهت ايجاد شکل داخلي يا خارجي با سطح برش عمود بر سطح قطعه کار ميباشد، ضمناً سطح برش آن زبري کمتري دارد. در برش دقيق بايد قطعه کار به طور خاصي گرفته شود، اين روش ديگر نيازي به قالب برش تکميلي ندارد.
برش فرم پانچي
براي جدا کردن تکه تکه ذرات مواد در امتداد خط برش باز با مسير دلخواه به کار ميرود.
برش بدون مازاد
براي برش مواد در امتداد خط برش باز و بسته به کار ميرود، به طوري که هيچگونه مازادي در آن به وجود نميآيد. بنابراين از يک قطعه خام يا نيمه تمام چندين قطعه کار به دست ميآيد.
1-3-2- تقسيمبندي طبق جريان توليد
در اين تقسيمبندي، قالبهاي برش از نظر تعداد فرآيندهاي به کار رفته و نيز ترتيب آنها بررسي ميشود.
1-3-2-1- قالبهاي ساده
در قالبهاي ساده همواره فقط يک فرآيند مثلاً برش گوشهزني، سوراخکاري يا دورهبري و غيره به کار ميرود.
براي توليد قطعه کار نشان داده شده با قالب يک مرحلهاي بايد ابتدا با قالب برش مازاد خارج قطعه خام تهيه شود. سپس قطعه تهيه شده با قالب مثلاً به طور دستي در قالب سوراخکاري قرار داده ميشود.
در اينجا براي هر مرحله کاري يک ضربه و يک قالب لازم است. دقت فرم داخل به فرم خارج بستگي به کيفيت گرفتن قطعه کار و نيز راهنماي سنبه دارد. وقتي يک فرآيند به کار ميرود، دقت فقط بستگي به راهنماي سنبه دارد.
ملاحظات ويژه در قالبهاي ساده
براي تعيين دقيق وضعيت قطعه خام مياني نياز به قطعهگير است که به عنوان قطعه لايي نيز عمل ميکند. اين قطعه ضمناً فاصله لازم بين بيرونانداز و ماتريس را ايجاد ميکند.
هرگاه مثلاً فقط برش مازاد خارج انجام ميگيرد، بهتر است که ماتريس در يک صفحه گيرنده چدني نصب شود. ضمناً ماتريس داراي مخروط خارج و حلقه گيرنده داراي مخروط داخل است. حلقه گيرنده با رزوه ظريف و يا توسط 4 تا 6 پيچ به طرف صفحه گيرنده بسته ميشود. به واسطه دو سطح مخروط، ماتريس در مرکز قرار ميگيرد. در اين طرح ميتوان ماتريس را به راحتي تعويض و صفحه گيرنده را براي قالبهاي با اندازه تقريباً يکسان به کار برد.
براي اين که قالب به راحتي و به خوبي روي ميز پرس بسته شود، منطقي است از يک صفحه پايه استفاده شود. وقتي تعداد قطعات کمتر و دقت مطلوب پايين باشد، بدون نياز به طراحي ويژه ميتوان سنبه را به سينه پرس بست. اگر برخلاف خواسته قبل تعداد قطعات و نيز دقت مطلوب بالا باشد، بايد سنبه مجهز به تجهيزات راهنماي خاصي باشد.
براي جدا کردن قطعه کار سوراخ شده از روي سنبه بيرونانداز و نيز براي بيرون انداختن قطعه کار از قالب پران استفاده ميشود. هرگاه چنين راهحلي ممکن نباشد پنس، انبر و غيره و يا هواي فشرده به کار ميرود. بيرونانداز ميتواند روي قالب بوده و يا به طور قابل تنظيم روي پرس بسته شود.
هرگاه به دلايل معيني خواسته شود که پليسه ايجاد شده در يک سمت قرار گيرد، ميتوان در ادامه کار، سمت پليسهدار قطعه خام مياني را به طرف بالا يا به طرف پايين قرار داد.
قالبهاي ساده غالباً براي توليد قطعات ساده در تيراژ بالا به کار ميرود.
1-3-2-2- قالبهاي مرکب
در قالبهاي مرکب، بيش از يک فرآيند برش به کار ميرود، مثلاً سوراخکاري و برش مازاد خارج. اين قالبها با توجه به ترتيب در نظر گرفته شده به قالبهاي برش مرکب سري و قالبهاي برش مرکب يک مرحلهاي تقسيمبندي ميشود.
قالبهاي برش مرکب سري
در قالب برش مرکب سري فرآيندهاي مختلف برش پشت سر هم انجام ميگيرد.
براي ساخت قطعه کار نشان داده شده، در يک کورس پرس نوار سوراخکاري شده و نيز قسمت سوراخ شده قبلي برش مازاد خارج ميشود. سپس نوار دقيقاً به اندازه پيشروي V به جلو رفته، به طوري که وضعيت سوراخ نسبت به حفره ماتريس سنبه مازاد خارج در موقعيت تعيين شده قرار گيرد. هر قدر نوار به دقت پيشروي کند به همان ميزان قطعه کار دقيق ميباشد.
براي ساخت يک قطعه کار با اين روش چندين کورس لازم است. تعداد آن بستگي به مراحل کار تعيين شده است. حداقل تعداد کورس درست برابر با تعداد فرآيندهاي برش است. براي قطعه کار دو کورس لازم است: يک کورس براي سوراخکاري و يک کورس براي برش مازاد خارج. تقسيم توليد به مراحل زياد هم ممکن است، اين کار در قطعات پيچيده که دقت ابعادي بالا است به کار ميرود. با اين همه هزينه بالاي توليد فقط در تيراژ بالا مقرون به صرفه است. مزيت ديگر در اين است که فرآيندهاي مختلف در يک قالب قابل اجرا است.
عليرغم موارد فوق توجه شود که قطعات برش خورده در هر دو سمت پليسه دارد. اين پليسهها را ميتوان در بشکههاي پرداخت يا به روشهاي الکتروشيميايي برطرف نمود.
ملاحظات ويژه در قالبهاي برش مرکب سري
تقسيمبندي توليد به مراحل زياد عملاً منجر به لاغر شدن سنبه ميشود که بايد با قطعات اضافي آن را تقويت کرد. خود اين قطعات از پايه يا صفحاتي عبور کرده و حمايت ميشود. اين کار دقت لازم وضعي و پايداري سنبه را تعيين ميکند. با افزايش تعداد سنبه تعداد حفره در ماتريس هم افزايش مييابد، که در نتيجه قالب برش مرکب سري از نظر طول بزرگتر ميشود. هرگاه سوراخهاي چهارگوش در قطعه کار لازم باشد، اين خطر وجود خواهد داشت که فاصله بين لبههاي برش در نقاط “a” کوچک و به هنگام سختکاري ماتريس، در اين محدوده ترک ايجاد ميشود. هرگاه حفره دو مرحله پشت سر هم تنگ هم قرار گيرند، ميتوان يک ايستگاه خالي (هرز) در نظر گرفت.
1-4-5- جعبه ماتريس
در قالبهاي با صفحه روبند ميتوان صفحه پايه، ماتريس، زوار و صفحه روبند به صورت يک مجموعه به اصطلاح «جعبه ماتريس» مطرح شوند. اين جعبه ماتريسها در ابعاد مختلف و بدون حفره ماتريس را ميتوان از شرکتهاي سازنده به عنوان قطعات استاندارد تهيه کرد.
1-4-6- سنبه
فرم سنبه با شکل قطعه کار مطابقت دارد (زاويه a = 0°). بسته به ابعاد و نوع ساخت، سنبه بدون پله و يا پلهدار تنهدار ميباشد. بنابراين مثلاً سنبههاي سوراخکاري استوانهاي بدون پله غالباً در قالبهاي برش با راهنماي صفحهاي به کار ميرود. سنبههاي تنهدار ترجيحاً در قالبهاي با ميل راهنما استفاده ميشود، که در مورد اينها قبل از عمل برشکاري انجام نميشود. سنبه استحکام خود را با تنه تقويت شده به دست ميآورد.
بستن سنبه در صفحه سنبهگير در صورت کم بودن نيروي بيرونانداز با بزرگ کردن سر سنبه به صورت ريختن رزين و يا چسباندن سنبه انجام ميشود. در غير اين صورت سر سنبه با يقه استوانهاي يا مخروطي طراحي ميشود، البته شکل استوانهاي نسبت به شکل مخروطي ترجيح داده ميشود. در صورت کافي بودن ابعاد سطح مقطع، سنبه را ميتوان از ته سنبه روي صفحه ضربهگير با پيچ محکم بست. اگر سطح مقطع سنبه بزرگ نباشد، سنبه به صورت فلانچ طراحي ميشود. اگر سنبه بتواند بچرخد، که قبل از همه در سنبههاي غيردايروي در نوع تنهدار و بدون صفحه روبند ممکن است، بايد از پين مانع چرخش نيز استفاده کرد.
سنبههاي لاغر فرم سوراخکاري دايرهاي يا چهارگوش سنبههاي سوزني ناميده ميشوند. اين سنبهها را به صورت سختکاري و سنگزني شده ميتوان از شرکتهاي مربوطه و تخصصي تهيه کرد. سنبههاي سوزني با کله يا بدون کلگي بوده و نيز پلهدار يا بدون پله ميباشد. در سنبههاي برش بدون کله، سمت کلگي نرم بوده، به طوري که در صورت نياز ميتوان آن را چکشکاري کرد. قطر آن طبق ميدان تلرانس h6 سنگزني ميشود. در سنبههاي پلهدار دقت لنگي mm 5 است. سنبههاي چهارگوش را ميتوان با همين طرح و شرايط تهيه کرد.
در قالبهاي برش کوچک بدون راهنما، سنبه و دنباله قالب به صورت يکپارچه ساخته ميشود يا سنبه در صفحه سنبهگير قرار گرفته و با هم به دنباله قالب بسته ميشود. براي صرفهجويي در فولادهاي ابزاري گران در قالبهاي برش بزرگ بدون راهنما، دنباله قالب با پيچ به سنبه يا سنبه روي صفحه سنبهگير بسته ميشود.
1-4-6-1- کمک سنبهها
کمکسنبهها براي تقويت و نيز براي جلوگيري از خمش يا کمانش سنبههاي لاغر به کار ميرود.
سوراخ کمکسنبههاي آزاد به اندازه قطر سنبهها برقوزني شده و بين سنبه و صفحه روبند قرار ميگيرد.
سنبههاي زير mm 2 طوري مونتاژ ميشود که هدايت آن توسط کمکسنبه انجام گيرد. سنبه ميتواند فقط در قسمت پايين روي يک پين کمکي کلفت بنشيند.
در سنبههاي سوزني چهارگوش يا فرمدار کمکسنبهها دوپارچه و يا چندپارچه ساخته ميشود، زيرا درآوردن راهنما و گرفتن کمکسنبه در صفحه آسانتر از درآوردن مجرا و راهنما براي سنبههاي سوزني است. لوله سنبه را ميتوان با مواد مصنوعي پر کرد تا سنبه به خوبي و اطمينان بيشتر بنشيند.
کمکسنبههايي که از صفحه روبند بيرون ميزنند نبايد در قالبهاي سوراخکاري با صفحه راهنما خيلي بزرگ باشند، در غير اين صورت قطعه کار، خاصه از ورقهاي نازک، هنگام پران در سمت صفحه روبند، خميده ميشود.
1-4-6-2- قطعات تکيهگاهي
در سنبههاي پلهدار و کمکسنبهها که از صفحات روبند ميگذرند بايد بين صفحه سنبهگير و صفحه روبند، قطعات تکيهگاهي قرار داده شود. بدين وسيله از آسيب ديدن ابزار هنگام تنظيم عميق سينه پرس جلوگيري ميشود. قطعات تکيهگاهي طوري قرار داده شود که روي کانال هدايت نوار قرار نگيرد وگرنه صفحه روبند هنگام اعمال بار خميده ميشود. هنگام سنگزني مجدد سنبه، بايد قطعه تکيهگاهي نيز سنگزني شود.
سنبه با سطح مقطع کوچکتر از mm2 10 اصولاً تقويت ميشود. قطعات تکيهگاهي هنگام تنظيم ابزار نقش مهمي دارند، بدين ترتيب که در حرکت غيرعمدي و اشتباهي سينه پرس از آسيب ديدن قالب جلوگيري کند.
1-4-7- صفحه سنبهگير
صفحه سنبهگير که درست همان حفره ماتريس را دارد، سنبه را در خود نگه ميدارد. حفره آن به طور کاملاً دقيق عمود بر سطوح صفحه سنبهگير ماشينکاري، تيزيهاي حفره پخزني و سنبه به طور پرسي در آن مونتاژ ميشود.
بدين وسيله هنگام بالا رفتن سينه پرس، سنبه از صفحه سنبهگير بيرون نميآيد، البته در سنبههاي با سطح مقطع دايره انتهاي آن کلگي کوچکي دارد. سطح بالايي سنبه با سطح صفحه سنبهگير بايد همارتفاع باشد.
روش چسباندن سنبه وقتي سنبه کوچک و يا نيروي بيرونانداز طرف سنبه کوچک ميباشد، ارزانتر، سريعتر و بهتر است. در اين حالت توجه شود که شکاف چسبي فقط حدود صدم ميليمتر است.
اگر اتصال صفحه سنبهگير با سنبه با ريختن رزين مواد مصنوعي انجام ميگيرد، بايد سطوح حفره صفحه سنبهگير زبر باشد. با نيروهاي بيرونانداز طرف سنبه بدين ترتيب مقابله ميشود که در قسمت گيرنده سنبه شيار، سوراخ پاپين پيشبيني ميشود.
اگر سطح مقطع سنبه به اندازه کافي بزرگ باشد ميتوان بسته به نيروي بيرونانداز طرف سنبه با يک يا چند پيچ آلن به صفحه پشتبند محکم کرد.
در سنبههاي الماسه فرض بر اين است که با يک ماشين اسپارک ويژه بتوان پيچبري کرد. اگر ماشين اسپارک در اختيار باشد ميتوان سوراخ عرضي در سنبه ايجاد و پين گيرنده در آن جا زد. اين پين نيروهاي بيرونانداز طرف سنبه را تحمل ميکند.
1-4-8- صفحه ضربهگير
از آنجا که نيروي برش صفحه پشتبند روي سنبه منتقل ميشود، سنبههاي سوراخکاري کوچک در صورت تنش سطحي بالا ميتواند روي صفحه پشتبند جا بيندازد. بدين جهت در تنش سطحي بيش از N/mm2 250 از صفحات ضربهگير استفاده ميشود. ضخامت صفحه ضربهگير حدود mm 5 است.
1-4-9- صفحه پشتبند
روي صفحه پشتبند، که ابعاد آن مانند صفحه سنبهگير است، دنباله قالب بسته ميشود. ضخامت صفحه پشتبند بسته به ابعاد دنباله قالب mm 28 – mm 18 است.