پایان نامه

بخشی از فهرست مطالب پروژه تحلیل و بررسی فرآیندهای قالب سازی در pdf

قالبهای پلاستیک

قالبهای ترموپلاستیک

ساختمان قالبهای تزریقی

قالب های ترموست (باکالیت)

انواع قالبهای مواد ترموست (باکالیت)

1- قالب گیری انتقالی

2- روش قالب گیری تحت فشار

3- روش قالب گیری تحت فشار پیستون

فرآیند دایکاست

فرآیند اکستروژن نه

ریخته گری

قالب های فلزی

قالب های سنبد و ماتریس

قالبهای برش

قالب های خمش

قالب های کشش

قالب های فرم

طراحی قالب

جنس قالب

برآورد هزینه ها – توجیه اقتصادی – بهره وری قالب

ساخت قالب

1?قالب تزریقی (پلاستیک)

مزایای قالب سازی تزریقی

مضرات روش تزریق پلاستیک

قالب سازی دورانی

مزایای قالب سازی دورانی

مضرات روش قالب سازی دورانی

ویژگی های قطعات تولیدی به روش دورانی

روش اساسی طراحی قالب

منابع و ماخذ

مقدمه
گروه ترموپلاستیک ها یا گرمانرما که بر اثر دیدن حرارت خمیده گشته وبا کم شدن میزان گرما سختی خود را بدست می آورند و تغییرات شیمیایی در آنها صورت نمی گیردو بعد از تزریق، شکل محفظه قالب را به خود می گیرد.
در قالب گیری تزریقی ماده ترموپلاست گرم محفظه قالب را پر می کند در این روش ماده ترموپلاست گرم و محفظه قالب سرد است که پس از تزریق مواده به شکل و فرم قالب در می آید و سخت می شود.
از دیدگاه دیگر مواد ترموپلاست به موادی گفته می شود که پس از یک یا چند بار مصرف در فرآیند تولید دوباره قابل استفاده می باشد. این مواد به شکل دانه یا پودر در ماشین تزریق ریخته می شود.

 
ساختمان قالبهای تزریقی:
قالب های پلاستیک ازنظر کلی به دونوع تقسیم می شوند:
1- قالبهای باراهگاه سرد                2- قالب های باراهگاه گرم
و نیز از نظر ساختمانی بر دونوع می باشند:
1- قالب های دو صفحه ای 2- قالبهای سه صفحه ای که تعداد صفحات قالب و خط جدایش آن ها بر اساس عواملی ماند تعداده حفره های قالب، شکل قطعه پلاستیکی،‌ نوع ماشین تزریق،‌نوع مواد مصرفی و سیستم خروجی هوا و ... تعیین می شوند اصولاً در هر قالب تزریقی دو بخش اصلی وجود دارد.
1- بخش ثابت قالب (نیمه ثابت) که در این نیمه مواد گرم تزریقی پلاستیک تزریق  می شوند.
2- بخش متحرک (نیمه محرک) که رد قسمت متحرک ماشین تزریق بسته می شوند و سیستم و مکانیزم بیرون اندازی قطعات اکثرادر آن قرار دارد.
... تعیین تعداد حفره ها و محفظه های قالب از نکات مهم طراحی قالب های تزریقی می باشد و قالب های پلاستیک در این زمینه بر 2 نوع هستند:
1- قالب های تک حفره ای
2- قالب های چند حفره ای
- قالب های تک حفره ای:
در مواردی از قالب های تک حفره ای استفاده می شوند که مقدار تولید قطعه پلاستیکی محدود می باشند. بنابراین طراحی و ساخت قالب های تک حفره ای از نظر زمان ساخت و مسائل اقتصادی - ارزان تر تمام خواهد شد.
قالبهای چند حفره ای:
اگر تعداد فرآورده های تولیدی زیاد باشد، بالاخص در مواردی که قطعه هم کوچک باشد از روش طراحی و ساخت قالب های چند حفره ای استفاده می شود.

قالب های ترموست (باکالیت):
گروه ترموست یا باکالیت یا گرما سخت ها که این گروه بر اثر حرارت دیدن سخت می شوند و باعث تغییرات شیمیایی در این مواد می شوندکه برآنها ترموست یا باکالیت می گویند.
در این روش قالب در حالت سرد می باشند و ممواد نیز سرد است و بعد از تغذیه، قالب را تحت  حرارت قرار می دهند و مواد شکل وفرم محفظه قالب را به خود می گیرد و سخت می شود.
مواد ترموست یا دورپلاست ها تحت تاثیر فشار و حرارت c 170 تولید می شوند. ابتدا نرم شده  و به حالت پلاستیک درمی آیند ولی بعد از مدتی سخت می شوند و خصوصیت اصلی این مواد آن است که پس از سخت شدن مجداً قابل نرم شدن و استفاده مجدد نیستند و در هیچ نوع ماده ضلالی قابل حل نمی باشند و پس از سخت شدن، تغییرات شیمیایی فهمی درآنها روی می دهد.
 
انواع قالبهای مواد ترموست (باکالیت)
در روش قالبگیری مواد ترموست،‌ مواد درمحفظه قالب به مرور گرم و حرارت می بینند و بعد به داخل قالب گرم تغذیه می شوند و این مواد نرم شده شکل و فرم حفره و محفظه های قالب را ه بر اثر فشار قالب می گیرد و بر اثر تغییرات شیمیایی خنک و به بیرون قالب انداخته می شوند.
قالب گیری مواد ترموست با سه روش مشخص صورت می گیرد، البته از روش های دیگری مانند حدیده ای و ... استفاده می شود.
1- قالب گیری انتقالی                    2- قالب گیری تحت فشار       
3- قالب گیری تحت فشار پیستون
1- قالب گیری انتقالی:
در این روش مواد از درون یک یا چند کانال، تحت فشار از میان محفظه بازدهی به داخل حفره قالب تزریق می شوند وقالب قبل از شروع کار جفت و بسته می شود.
2- روش قالب گیری تحت فشار :
در روش قالب گیری تحت فشار پودر یا ساچمه ها یا قرص ها مواد در محفظه قالب ریخته می شود وبا بسته شدن قالب، تحت فشار و حرارت فرم قطعه دلخواه را می گیرد.
3- روش قالب گیری تحت فشار پیستون:
در روش قالب گیری تحت فشار پیستون مواد ترموست تحت فشار پیستون که شکل رویه ی قطعه کار را می سازد به درون محفظه و حفره قالب وارد می شود و تحت فشار وحرارت فرم لازم را می گیرد.

- فرآیند دایکاست:
در فرآیند دایکاست، مواد مذاب (که می توانند موادی مانند آلومینم و مس و غیره باشند) تحت فشار معینی به محفظه ی قالب هدایت می شود و با استفاده از این روش، قطعاتی با دقت بالا و فرم های پیچیده و تمیز را می توان تولید نمود معمولاً بعد از تولید احتیاج به عملیات دیگری مانند ماشین کاری و پرداخت کاری نمی باشد و فقط باید پلیسه و قطعات زاید را دور نمود.
از فرایای روش ریخته گری تحت فشار و دایکاست می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
1- تولید قطعات دقیق با فرم های پیچیده
2- ساخت قطعات با دیواره های نازک و باریک
3- پرداخت کاری سطح خوب قطعات و صافی آنها
4- عدم نیاز به ماشین کاری بعد از تولید
5- استحکام قطعات در اثر سرعت سرد شدن
6- دقت ماهیچه گذاری در قالب های دایکاست
7- تولید انبوه در مرحله تولید بدلیل عمر و استحکام زیاد این قالب ها

- فرآیند اکستروژن نه
مکانیزم کلی اکستروژن عبارت از یک مارپیچ که حرکت خود را از یک موتور و گیربکس می گیرد و در سیلندری که به وسیله گرمکن های خارجی گرم می شود حرکت می کند و مواد پلاستیکی بصورت دانه از قیف داخل دستگاه ریخته می شود. بعد از ذوب شدن مواد و با فشار از دورن فرم قالب عبور کرده و به مرور که سرد شد شکل فرم قالب را به خود می گیرد اشکال مختلف قطعات پلاستیکی در حالتهای توخالی و توپر را با این روش تولید می نمایند.
مواد پلاستیکی به صورت پودر یا دانه (گرانول) در قیف دستگاه ریخته می شود مواد نرم و حرارت داده شده توسط مارپیچ و المنت های دور سیلندر حالت ذوب گرفته و از داخل سوراخی (فرمی) که شکل مقطع محصول تولیدی را دارد با فشار خارج می شود و بعد از خنک شدن فرم وحالت سوراخ (قالب) را می گیرد که برای تولید قطعاتی مانند سیم ها، میله ها، لوله ها، ورق هاو ... استفاده می شود.

ریخته گری
تکنولوژی ریخته گری عبارت است از شکل دادن فلزات به روش ذوب در محفظه ای با نام قالب وطی مراحل سرد کردن وانجماد آنها مطابق شکل محفظه و فرم قالب که یکی از اساسی ترین و مهمترین بخش های تولید صنعتی مراحل را در بر می گیرد.
با توجه به ارزش اقتصادی، امکان تولید راحت تر قطعات صنعتی و با ابعاد و حجم بزرگ و سرعت ساخت در مقایسه با روش های دیگر ریخته گری کاربرد بیشتری را دارد.
اصولاً فلزاتی که ریخته گری می شوند باید دارای خواص معینی می باشند
در تکنولوژی ریخته گری روش های متفاوتی برای تولید و ساخت قطعات صنعتی وجود دارد و به طور کلی عبارتند از :
1- ریخته گری در ماسه خشک
2-ریخته گری رد ماسه تر
3-ریخته گری ماسه ماهیچه
4-ریخته گری در خاک آهن،‌ گچ و سرامیک
5- ریخته گری قالب های پوسته ای

قالب های فلزی:
قالب های سنبد و ماتریس:
قالب های سنبد و ماتریس که قالب هایی هستند که دارای 2 قسمت فرورفتگی و برآمدگی هستند و برای هدف یابی متفاوتی از قبیل:
برش- خم- کشش- فم و غیره استفاده می شوند
قالبهای برش:
بریده شدن قطعه، بین دولبه ی برنده ی قالب را قیچی شدن گویند وآن بدین ترتیب است گه ابتدا فشار - از قسمت بالایی قالب (سنبد) بر قطعه وارد شده و معادل آن نیروی استحکام کشش قطعه در جهت مخالف آن عکس العمل نشان می دهد تا حدی که نیری فشار فوقانی بیش از نیروی استحکام کششی شود. در این حالت قطعه کنده می شود. در برش ورقها، حد مجاز
 
بازی برش برای سنبد و ماتریس نقش بسیار مهمی را دارد اگر بازی برش کاملاً متناسب در نظر گرفته شود عمل گسیختگی و برش بد بهترین و حد ممکن انجام پذیرفته و سپس قطعه بریده شده از نوار فلزی، از میان- باز ماتریس (قسمت تحتانی مخصوص افتادن قطعات) بد پایین میافتد.
قالب های خمش:
خمش، پیچ خوردگی هماهنگ و هارمونیک ماده است به دور محوری صاف و مستقیم که بر روی صفحه خنثی بوده و بر راستای طولی ورق عمود است
کشش باعث دگرگونی دانه بندی ماده می شود.
قالب های کشش:
کشش نوعی فلز کاری است که در آن ورق سرد یا قطعه ای با برش محصور در داخل یک ظرف خالی (ماتریس قالب) بدون ایجاد چروک یا شکستگی فرم داده شود.     فرم های مختلف ممکن است سیلندریک، جعبه ای شکل با دیواره های صاف یا دیواره های خمیده یا ترکیبی از این دو باشد.
قالب های فرم:
فرم دادن نوعی خمش است
ایجاد سنبد و ماتریس بر حسب نوع قطعه و فرم آن با احتساب حالت مزیت و غلبه بر آن در فلزات را شامل می شود.
فرآیند فرم کاری از جمله فنونر است که برای ایجاد شکلهای پیچیده به کار می رود. تفاوت این فرآیند با کشش از نظر میزان و نوع تغییر شکلی است که ایجاد می شود.

طراحی قالب
پس از معرفی انواع قالبها به بررسی تک تک مراحل ساخت قالب می پردازیم، برای ساخت یک قالب مرحله اول طراحی قالبها می باشد.
انواع مختلف قطعه وجود دارد، شکل این قطعات اساس و پایه ای برای طراحی قطعه می باشند باید متذکر شد که طراحی قطعه ی مورد نظر قبل از طراحی قالب انجام    می پذیرد و شامل محاسبات منحصر به خود است، طراحی قطعات شامل موارد زیر می باشد.
1- فرورفتگی ها و برآمدگیها (گروه ماهی ها)
2- فرورفتگی ها و برآمدگیها در اطراف سوراخ
3- لبه های خم
4- تلورانس
5- برش سوراخها
6- سوراخهای راست
7- سوراخهای بیرون زده
8- رابطه سوراخها با خم ها
9- شکاف ها (فاق ها)
10- خم ها و لوله ها
بعد از طراحی قطعه باید شروع به طراحی قالب نمود.
طراح بر حسب اطلاعات و تجربیات خویش و استفاده از الگوهای خاص اقدام به طراحی ذهنی از قالب مورد نظر و سیل آوردن آن بر روی کاغذ و کنترل تک تک موارد می نمایند سپس اقدام به نقشه های تشریحی از قالب مورد نظر را می نمایند و با احتساب تفکیک قسمتهای مختلف قالب آنها را به واحد ماشین کاری ارجاع می دهد.
کلیه محاسبات از قبیل تحمل فشار، تنفس، حدگسیختگی، خمش، مقاومت در شرایط بحرانی از قبیل گرما، سرما، ضربه و دیگر عوامل کاری در شول وظایف طراح قالب و عوامل کنترلی می باشد لازم به ذکراست که طراحی انواع قالبها متفاوت می باشد که طراح باید اشراف کامل به انواع قالب و طراحی آنها داشته باشد.

جنس قالب
پس از اینکه قالب به صورت تئوری یعنی با استفاده از فرمول و نقشه آماده شد، نوبت به ساخت عمقی قالب می رسد اما قبل از ساخت مراحل دیگری نیز وجود دارد که عبارتند از انتخاب مواد و جنس قالب که برحسب نوع قطعه ای که در نهایت مطلوب می باشد تعیین می شود.
انتخاب فلز برای کاربرد خالص به ویژگی های خود قطعه مورد نظر، هزینه ساخت آن و دسترس پذیری فلز بستگی داد. ضابطه های فنی قطعات با هم فرق می کند ممکن است در مورد قطعه ای داشتن استحکام و در مورد قطعه ای دیگر، جلوه ظاهری شرط اول باشد.
برای مثال برای قالب های برش، سمبه ماتریس قالب برش می باید از فولادی با کربن بالاتر (سخت تر) و قالبیت آبگیری تا نمد استفاده گردد. مانند Spk
دلیل استفاده از فولادهای سردکار برای قالب های برش داشتن قالبیت آبگیری تا نمد با حداقل تابیدگی می باشد و این خصوصیت باعث مقاومت در برابر ضربه و سختی بسیار بالا می شود، فولادی که برای قالب های برش استفاده می شود بر حسب ضخامت ورق که می برد بین 60 تا 56 RC  سختی داشته باشد.
یا در مثالی دیگر فولادی که برای قالب های پلاستیک استفاده می شود می باید دارای قالبیت پوشش بالا باشد، لذا وجود کرم با درصد بالا در آن فولاد لازم می باشد دلیل انتخاب این نوع فولاد این قالبها، صافی سطح بالا برای قطعه پلاستیک و جدایش آسان قطعه از سطح قالب می باشد.

برآورد هزینه ها – توجیه اقتصادی – بهره وری قالب
نکته بسیار مهم و قابل توجه در تک تک مراحل و فرآیندهای قالبسازی توجیه اقتصادی می باشد. برآورد هزینه های ساخت قالب از قبیل مواد، ساخت و دیگر عوامل ارتباط مستقیم با تعداد قطعه تقاضا دارد.
بدین ترتیب که قطعات با تیراژ کم در صورتی که امکان تولید آن قطعه به صورت دستی یا روش غیر از داشتن قالب داشته باشد بهتر از ساخت قالب اجتناب گردد در غیر این صورت ساخت قالب لازم است.
نکته مهمی که در قالبسازی مطرح است بحث بهره وری است
برای مثال میزان کیفیت مورد نظر بیانگر تعداد حفره ها در قالب های پلاستیک       می باشد بطوری که قالبی با یک حفره در خیلی از موارد حتی جوابگوی برق و استحکاک و نیروی انسان دستگاه تزریق نیز نمی باشد در صورتی که همان قالب با تعداد حفره های بیشتر می تواند مطلب فوق کاملاً تغییر دهد.

ساخت قالب
اما آخرین مرحله برای تولید یک قالب ساخت قالب می باشد.
ساخت قالب با تعیین زمان کاری، نوع ماشین ابزار مورد نیاز و نیروی متخصص انجام می گیرد.
می باید کلیه اجزاء قالب از نظر زمان کاری مورد بررسی قرار گیرد تا زمان مشخص ساخت قالب بطور تقریب تعیین گردد.
در مرحله بعد تعیین انواع ابزار مورد نیاز جهت ماشین کاری مناسب قطعات قالب محیا گردد.
ماشین ابزارهای مورد نیاز جهت ساخت قالب ها بطور معمول عبارتند از :
ماشین تراش- ماشین فرز- دریل- اسپارک
پس در ساختن تک تک اجزاء قالب در واحد ماشین کاری کلید قطعات آماده مونتاژ می باشد.
در واحد مونتاژ پس از کنترل ابعادی قطعات و دقت در تلرانس های مورد درخواست در نمد قالب سر هم می گردد.
پس از مونتاژ و آماده سازی نهایی قالب مرحله آخر تست قالب و نمونه گیری است.
پس از کنترل قطعه آزمایشی در صورت داشتن اشکال قالب جهت اصلاح به واحد ماشین کاری بر می گردد.
 
طراحی قالب،     جانمایی ورق:
ابعاد ورق های تولیدی به روش سرد
 
تعداد قطعه در هر نوار 
تعداد نوار          
             
تعداد قطعه در هر نوار     
تعداد نوار         
             
راندمان
 
فرم سازی: به مجموعه عملیاتی گفته می شود که باعث تغییراتی در فیزیک یک قطعه یا ورق می گردد که عبارت است
الف) خم کاری : به مجموعه عملیاتی که برای خم کردن یک جسم مسطح به کار گرفته می شود خم کاری گویند.
ب)فتیله کردن: عبارت است از لوله کردن انتهای یک تکه ورق.
ج)لوله کردن: پیچاندن ورق می گویند به صورتیکه ورق تبدیل به یک لوله گردد.
د)صاف کردن، عمل مسطح کردن ورقهایی که ردر قالب های برشی کمی تاب برداشته یا خم شده اند.
هـ) نقش اندازی: عملیاتی که باعث بوجود آمدن پستی بلندیهای با عمق کم روی سطح ورق می شود را نقش اندازی می گویند. موارد استفاده 1-زیبایی و حک کردن نام و اسم 2- استحکام قطعه
اصول کار قالبهای خمشی:
قالب تشکیل شده از یک سنبه و ماتریس قسمت سر سنبه و ماتریس دارای فرمی است که قطعه باید به خود گیرد و این عمل زمانی حاصل می شود که سنبه در انتهای کورس یا حرکت درون ماتریس قرار گیرد لقی بین سنبه و ماتریس به طور تئوری برابر با ضخامت ورق است. همچنین کورس پرس باید طوری طراحی گردد که سنبه در انتهای حرکت خود به اندازه ضخامت ورق تا کف ماتریس فاصله داشته باشد.
در قالبهای خم عمل خمکاری در زوایا به خصوص در اجسامی با ضخامت زیاد تغییرات مولکولی بوجود می آورد. این تغییرات به نحوی است که در قطعه تار خارجی کشیده شده و تارهای داخلی فشرده می شود. تنها تارهای میانی است که بدون تغییر ابعاد و اندازه آن ثابت می ماند این تغییرات آنقدر اهمیت دارد که برای طراحی اندازه ورق نیاز به بررسی دقیق این موضوع می باشد
در خمکاری ضخامت ورق در ناحیه خم همیشه کمتر از ضخامت ورق در بقیه قسمتها می باشد. البته بایستی متذکر شد هر چقدر شعاع بیشتر باشد تغییرات مولکولی در ناحیه خم کمتر خواهد بود و طبیعتاً کاهش ضخامت ورق کمتر می باشد.
کاهش ضخامت ورق در محل در صورتیکه شعاع خم بر روی ضخامت ورق باشد   به اندازه 20% و در صورتیکه   باشد یعنی شعاع برابر ضخامت این مقدار تا 5% کاهش پیدا می کند، همچنین سختی در این ناحیه کمتر خواهد بود. با توجه به مطالب فوق نتیجه می گیریم اگرخم کاری روی زوایای تیز مردود می باشد.

عقب نشینی لبه خم: در جریان خم کاری یک فلز تارهای خارجی کشیده شده و تارهای داخلی فشرده می شود که این باعث تغییر شکل جوانب خم می گردد در قسمت داخلی خم تراکم تارها، ایجاد عقب نشینی به طرف خارج می نماید و بالعکس در قسمت خارجی کشش تارها انقباضی در آن نقاط پدید می آورد که این تغییر شکل یا عقب نشینی از فرمول زیر محاسبه می شود.
G مقدار عقب نشینی / t ضخامت ورق/ R شعاع خمش
فنریت ورق ها:
هر فلزی کم و بیش دارای خاصیت ارتجاعی (فنریت یا برگشت پذیری) می باشد و مادامی که نیروی وارده به ورق حذف شود جسم سعی در برگشت به حالت اولیه خود دارد. که این فنریت به جمس و ضخامت ورق بستگی دارد، که در خم کاری این مقدار برگشت باید جبران شود تا قطعه به فرم مورد نظر در اید. بدین منظور در قالبهای خم زوایای خم کاری را کمتر از اندازه نقشه می گیرند تا قطعه تولیدی پس از برگشت فنری به اندازه واقعی برسد. که اندازه این زاویه به صورت محاسباتی از فرمول زیر بدست می آید:
          
 : شعاعی که باید به قالب داده شود/ k: ضریب تصحیح زاویه ورق/ R: شعاع خم مد نظر روی قطعه تولیدی/ t ضخامت ورق/  : زاویه ای که باید به قالب داده شود/  : زاویه قطعه تولیدی
محاسبه طول گسترده خم کاری: قبل از عملیات خم کاری بایستی طول گسترده جسم مورد خم کاری را تعیین کرد که به دو طریق ممکن است  ...