مقدمه : همانگونه که مشهود است امروز با پیشرفت علم و تکنولوژی کامپیوتر در تمام علم نقش بسزایی پیدا کرده و استفاده از این وسیله امری اجتناب ناپذیر است تا جایی که وظایف مهمی را که ذهن انسان در انجام آن کند بوده و یا عملاً قادر به هماهنگی آن نمی باشد را به راحتی می توان به وسیله کامپیوتر عملی کرد .
از این روست که صنعت نیز خود را از دیگر شاخه های علوم در این امر مستثنا ندانسته و به ناچار در انجام مراحل طراحی ، ساخت ، مونتاژ ، کنترل کیفیت و....
به کامپیوتر روی آورده است .
اما در این میان یکی از مهمترین عرصه های صنعت که ارتباط بسیار تنگاتنگی با علم استفاده از کامپیوتر دارد .
استفاده از این وسیله در امر طراحی و ساخت می باشد تا جایی که امروزه اکثر واحدهای بزرگ صنعتی در تمامی نقاط جهان از این تکنولوژی استفاده می نمایند .
استفاده از این تکنولوژی در بهبود زمان کاری دقت انجام عملیات قابلیت کنترل اشتباهات به صورت مجازی نقش کلیدی و مهمی دارد .
از آنجایی که برای ساخت یک قطعه ابتدا به طراحی و محاسبات نیاز داریم .
در ابتدا به بررسی طراحی به کمک کامپیوتر و سپس به بررسی ساخت قطعه به کمک کامپیوتر CAM می پردازیم .
شرح مختصری در مورد نحوه انجام عملیات طراحی و ساخت در واحد :CAD/CAM در ابتدای امر قطعه مورد نظر که سفارش مشتری می باشد باید به گونه ای به واحد CAD/CAM معرفی شود که این واحد اطلاعات لازم را جهت طراحی و ساخت آن بدست بیاورد به همین منظور باید از طرف کمپانی سفارش دهنده اطلاعات لازم ارسال گردد اما این اطلاعات به چندین گونه مختلف قابل عرضه می باشد .
در گذشته این اطلاعات به صورت ماکت ها و مدلهایی از جنس گلی یا دیگر مواد مجسمه سازی بود که با ارسال به شرکت سازنده قطعه اصلی در ابتدا با استفاده از دستگاه CMM بر روی سطوح و پروفیل قطعه در چندین موضع مشخص شده اقدام به عملیات check point گیری می شد .
این عملیات جهت مشخص کردن نقاطی برای حرکت ابزار ماشین CNC بر روی قطعه کار جهت تولید قطعه نمونه بود اما مشکلات عدیده ای که به علت دقیق نبودن مدل ارسالی از سوی کمپانی سفارش دهنده به وجود می آمد باعث شد که روش سفارش دهی به شیوه جدید و امروزی آن یعنی استفاده از CAD DATA تغییر یابد .
CAD DATA : این اطلاعات شامل یک مدل سه بعدی البته به صورت یک فایل از یک نرم افزاری طراحی می باشدکه دارای دقت ابعادی جهت گرفتن فایل NC بوده ولی همراه با این مدل سه بعدی اطلاعات جهت طراحی و جداسازی مراحل مختلف ساخت قطعه وجود دارد.
لازم به ذکر است که مطابق محدودیت ماشین ابزار، ابزار تولیدی و استانداردهای موجود کارخانه که کارخانه را ملزم به تبعیت از آن می سازند تغیراتی در CADDATA ارسالی از سوی کمپانی سفارش دهنده ممکن است صورت پذیرد.
شرح مختصری از قطعات تولیدی در شرکت قالبهای بزرگ صنعتی سایپا: از آنجایی که قطعات تولیدی در شرکت قالب های بزرگ صنعتی سایپا بدنه خودرو بوده لذا طبیعی است که بحث طراحی قالب به سمت قالب های پرس کشیده شود.
در واقع CADDATA دریافتی باید به گونه ای تجزیه و تحلیل شود که مراحل طراحی و ساخت قالب های پرس را برای انجام تولید قطعه مشخص کند.
همانگونه که می دانیم همواره طراحی باید مطابق داشته های موجود باشد بنابراین شرح مختصری از انواع قالب های پرس موجود و نحوه عملکرد و همچنین نوع قطعه هایی که با هر کدام از آنها تولید می شود مورد نیاز است.
انواع پرس های مورد استفاده : نیروهای کششی را محاسبه می کنیم درصدی از نیروهای کششی نیروهای ورق گیر است.
در یک Safty Factor ضرب می شود.
تقسیم نیروی C/P می شود در تعداد C/P لازم برای عملیات کشش مشخص می شود.
* توزیع C/P باید یکنواخت و متقارن می باشد.
سوراخ های کوچکی که در سطح DIE ایجاد می شود در قالب کشش و اندازه آن برای قطعات Outer و برای قطعه Iner می باشد.
که در سطوح صاف و یکنواخت قطعه در نظر گرفته می شود.
حال با شناخت مختصری از انواع پرسها به طی شدن پروسه ورود اطلاعات به CAD/CAM می پردازیم.
پروسه تولید قطعه از طراحی تا ساخت قرار داد با مشتری داده های ورودی به طراحی بر اساس سفارش مشتری شامل : Proses Panel Proses shit Part Drawing CADDATA (Wire Fram) مورد 3-2 شامل سطوح Machining Surface ( مهم برای Checking firtur- در منترل نهایی قطعه) تلرانس عمومی قطعه – تلرانس عمومی سوراخها – تلرانسی خصوصی سوراخ ها سوراخ های سری و نحوه قرارگیری قطعه در کارلاین خودرو.
حتماً CADDATA ارائه می شود(از جانب مشتری) تحت Carline خودرو.
3- داده های ورودی توسط طراح مطالعه می شود و Cad Data و نحوه قرار گیری آن در قالب در بهترین وضعیت برای قالب کشش ( از لحاظ زاویه قرارگیری نسبت به ماشین و عدم وجود زوایای منفی در قطعه ) در نظر گرفته می شود.
در قطعه ای که کشش منحنی شده و زوایای منفی برطرف شده اند حال نوبت به تعریف Dieface می رسد.
که بر اساس استاندارد موجود و عمق قطعه و محدودیتهای ماشین و ماشین های حساسیت قطعه کار در صورت داشتن کششی مجدد که مشخص است در غیر این صورت بدور از مرحله کشش نوبت به Trian , Pierce می رسد.
* اولین قدم بررسی محیط Trim قطعه که آیا از بالا قابل زدن است یا نه * مرحله قبل تمام شده است.
* Layout مربوط به Scrap cutter ها مکانیزم های CAM که غیر از کشش در سایر مراحل می توانند وجود داشته باشند و همان عملیات را تحت زاویه برای ما انجام دهد .
مرحله آخر قالب Heming است که قطعات Inner و outer را روی هم Set می کند.
بعد از طراحی قالب نوبت به کار CAM می رسد ( ماشین کاری و تهیه برنامه بعد از طراحی قطعه از تهیه پلات تهیه شده و به واحد های مختلف ارسال می گردد.
( از طریق واحد های برنامه ریزی) 1- طراحی 2 - CAD CAM 3- برنامه ریزی 4- فوم سازی 5- اندازه گیری 6- ارسال به ریخته گری 7- بازگشت casting به کارخانه 8- ارجاع به Q.C 9- از Q.C به فیلنیشینگ 10 – پری فیتینگ Tray out 11- ارسال قالب به مشتری قطعات جانبی قالب مانند W/P ها Sectional قطعاتsectional – پیچها – پینها – و همه اجزای قالب شده را نصب می کنند ( با در نظر گرفتن تلرانس ها ) Diedesign standard)اطلاعات در مورد ریخته گری قالب 1- پیش از یک Core در دیواره Rib نیاز است.
و فاصله بین دو کوررویRib و mm45 است.
2- در مواردی که قطعه دیواره قالب به منظور کم شدن وزن سهولت و همچنین برای عبور دادن تأسیسات و مکانیزم های مورد استفاده در قالب از قبیل لوله ها و شیلنگ ها و سایر وسایل مورد استفاده بود.
3- ابعاد کورهای کناری در صورتی که ابعاد core از مقادیز استاندارد بیشتر شود.
در دیوار ها از corehole با 80 استفاده می شود.
4- corehole را بسته به نوع کار قالب منظور آن به دیواره ریخته گری یا rip ایجاد می کنند.
الف : Core Hole راه به در باشد.
ب: Core Hole را به در نمی باشد.
محل و ابعاد Core Hole ها در صورتیکه مقدار کوچکتر از مقدار داده شده در جول باشد حتماً دیواره را ضخیم تر می گیرند.
(برای حفظ استحکام) * در شرایطی که Core Hole به یک دیواره Flange نزدیک تر باشد مقدار را می توان کمتر در نظر گرفت.
* علاوه بر کمک به کاهش هزینه و وزن قالب از Core Hole ها برای تأئید کردن موقعیت با ابعاد مشخص طبق استاندارد در دیواره vib ها استفاده می شود از Core Holeدر ابعاد استاندارد و همچنین برای اندازه گیری و بازدید Wear plate ها بر روی Guide ها و Striper ها بر روی کفشک بالا و پایین استفاده می شود.
Core Hole ها برای پشتیبانی در Cavity هایی از قالب تحت تأثیر وزن مذاب روان شوند (پدیده ماسه سوزی) برای جلوگیری از این حالت از Core استقاده می شود.
* همچنین از Core Hole برای بلند کردن قالب استفاده می شود * Core Hole برای ماشین کاری کف قالب استفاده می شود در واقع این Core Hole بر روی دیواره های جانبی قالب برای ماشین کاری کف pad در نظر می گیرد .
در واقع برای جا افتادن pad و سطوح به صورت هماهنگ ماشین کاری شوند .
* Core Hole ها برای piping - برای مدارهای هوا و سیم های برق بر طبق مسیر های کنترل شده از مرکز کنترل به تک تک اجزاء Core Hole هایی ایجاد می شود.
سعی شود بیشتر از c.h هایی که برای کاهش وزن به کارمی رود استفاده شود * Core Holeبرای نصب قطعات pierce punch و cam slide مورد استفاده است.
* Core Hole ها برای خروج آب و شستشوی قالب و خروج روغن مازاد روغن کاری .
این C.h ها باید طوری طراحی شوند که سیال بر روی سطوح کاری قالب یا بر روی سیلندر های نیتروژن نریزد .
سعی شود این Core Hole ها در ته core ایجاد شود .
برای شارژ Gas spring ها که برای نیروی زیاد و طول کورس زیاد در جاهایی که فنرهای کول جوابگو نیست یا فضا کم است مثلاً در یک مکانیزم تست زاویه / cam / (مکانیزم های بادامکی) استفاده می شود.
اما بطور کلی در مورد rib و core باید سعی شود که : بهتر است تقاطع rib ها تحت زاویه 90 درجه باشد و در غیر این صورت باید در گوشه های آنها fillet هایی به شعاع بزرگ زد Rib ها مساحت بزرگی را ایجاد نکنند و ضخامت آنها یکسان باشد .
ب- ملاحضات طراحی در مورد عملیات ریخته گری * مکانهایی که برای ریخته گری مشکل ایجاد می کنند امکان ماسه سوزی در آنها وجود دارد .
باید پر شوند و با یک Core Hole این مشکل حل می شود .
* توجه داشته باشیم که نباید در قالب sand casting زاویه مرده به وجود آید .
این امر به خاطر عدم دسترسی به ماسه و رقیق شدن ماسه بوده و باعث ماسه سوزی می شود .
* از ایجاد دیواره هایی نازک و وجود GOP های باریک در قالب باید جلوگیری کرد .
* لحاظ کردن گوشت اضافه برای قسمتهایی که باید ماشین کاری شود .
* راحتی و آرامی جریان مذاب در نزدیکی فضاهای مرده پایانی امکان ایجاد حفره های هوا یا شکستگی در دیواره های ماسه ای وجود دارد .
* کلاً از گوشه های نوک تیز باید پرهیز کرد .
نکاتی در مورد اجزایی که با قالب یکی می شوند مثل نصب سطوح .
هر گاه سطح مقطع از مقداری کمتر و ارتفاع از حدی تقریباً بیشتر شود امکان شکستگی قالب یا احتمال ترک خوردگی در هنگام سرد کردن وجود دارد .
طبق استاندارد برای مقاطع کمتر از 50 و ارتفاع بیش از 150 این اتفاق می افتد.
روش حل مشکل : در صورت امکان سطح را بزرکتر انتخاب نموده مثلاً در صورت نیاز به سطح 45 از سطح 60 استفاده می شود .
یک RIB پشتیبان تهیه شود .
اندازه سطح را در دو مرحله قرار دهید – توجه : سطح پایین باید بزرگتر باشد .
اجزاء مجزا از upper و lower در نظر گرفته شده سپس روی آنها نصب شود.
5- چند سطح نزدیک به هم یکدیگر در نظر گرفته شوند .
*در سطوح متمرکز: در بزرکترین سطحی که امکان دارد آنها را قرار دهید .
Core hole ها را برای کاهش وزن و یکسان سازی به کار ببرید بدلیل اینکه در این حالت همه دیواره ها با یک سرعت سرد می شوند و هیچ تمرکز تنش نخواهیم داشت .
*مواردی که سطوح به خط برش یا خمش نزدیک است .(در قالب) مثلا لبه scrap cutter 1- supporting legs که در نقشه وارد نشده اما در واحد مدل سازی ( فوم سازی اعمال می شوند ) که یا هم سطح بوده یا هم سطح نیستند و اگر ارتفاع یکی خیلی بلند بود هم سطح نمی سازیم ولی زیر آن بلوک می گذاریم ( برای جلوگیری از ارتعاش ) استفاده از گیج های یکسان ساز سطح برای punchیا pad c.h برای کلمپینگ بالای supporting legs ایجاد می شود .
و ساختار pad به گونه ای باید باشد که قابلیت خروج هوا را داشته باشد و قابلیت ماشین کاری را داشته باشد .
Cast boss هایی که باید ماشین کاری شوند باید 10 میلیمتر بالای سطح ریخته گری باشند همچنین 55 میلیمتر از دیواره ها فاصله داشته باشند .
* خط مرکز پرس را plcبر روی جلو و عقب قالب با یک چاک نشان می دهند.
Safety area : سطوحی در 4 گوشه