رفتن به مطلب

ارسال های توصیه شده

[h=1]فرز یا EDM‌[/h] تولیدکنندگان قالب به دنبال کاهش زمان و هزینه تولید می‌باشند. تعیین اینکه فرزکاری، تکنیک EDM و یا ترکیبی از این دو فرآیند بهینه است می‌تواند حلال موضوع زمان و هزینه باشد.

انتخاب اینکه کدام یک از این دو فرآیند برای پروژه صحیح می‌باشد کلید حل مسئله است.

امروزه صنعت قالب می‌بایست پاسخ‌گوی نیازهای بازار باشد اما سریعتر و با انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به گذشته می‌بایست این فرآیند به انجام برسد. به منظور بقا در بازار رقابتی، کارگاه‌های تولید قالب می‌بایست زمان و هزینه‌‌های تولید قالب را کاهش دهند و به موازات این موضوع نیز اطمینان حاصل شود که کیفیت قطعات انتظارات مشتری را برآورده می‌سازد. ترکیب هوشمندانه ماشین های فرز با سرعت بالا (HSM) و دستگاه‌های تخلیه الکتریکی (EDM) در اغلب موارد می‌تواند در مسابقه زمان تحویل قالب ،فاکتوری حیاتی باشد. فرآیند انتخاب تکنولوژی مناسب در اغلب موارد وابسته به سناریو تولید قالب در هر کارگاه می‌باشد. هدف می‌تواند به دست آوردن بازخورد پیوسته از تکنولوژی‌های در دسترس در طراحی و مهندسی قالب می‌باشد. این موضوع سبب تسهیل فرآیند تولید و طراحی قطعات می‌شود که مهندسان را قادر می‌سازد تا مناسبترین تکنیک را با توجه به ضوابط مربوط به هزینه، عمر، دقت و … انتخاب کنند. دارندگان این اطلاعات می‌توانند فرآیندهای قطعات را برای مثال، بخش‌های مختلف قطعات که می‌توانند در تمام فرآیند CAD/CAM استفاده می‌شود را مشخص کنند.

موقعیت کنونی

سه محصول اصلی تولید قالب، شکل دهی قالب‌ها، تزریق و ریخته‌گری قالب‌ها و کشش عمیق قالب‌ها (deep-drawing dies)، هر کدام با توجه به کاربرد تکنولوژی موجود قیدهای مختلفی ایجاد می‌کنند (شکل ۱).

holgerfig1jan01.jpg

در سطوح صاف و ساده برای انجام عملیات فرم دهی در فرآیند کشش عمیق، استفاده از دستگاه‌های فرز مناسبتر می‌باشند. EDM کاربرد بسیار زیادی در فرم دهی قالب‌ها دارند، دلیل این موضوع نیز استحکام بالای موادی است که در این فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر چند، به دلیل عمق کم مسیرهای و شعاع انحنای زیاد، استفاده از فرآیند فرزکاری در صنعت امکان پذیر و اقتصادی است.

فرزکاری قالب‌های تزریقی و ریخته‌گری شده چالش بزرگی به حساب می‌آید. شیارهای عمیق (برای مثال تیغه‌ها و شیارها) دارای شعاع انحنای کمی می‌باشند و فقط با استفاده از تیغه‌های بسیار نازک می‌توانند ماشین کاری شوند، این موضوع به نوبه خود سبب چروکیدگی و خرابی ابزار و کاهش پایداری و کنترل فرآیند ماشین‌کاری می‌شود. شکل ۲٫

holgerfig2jan01.jpg

علاوه بر این، فرآیندی که توجیه اقتصادی داشته باشد می‌بایست از ماشین‌های با سرعت چرخش بالا بهره ببرند که در کارگاه‌های ابزارسازی استاندارد و معمولی نمی‌توان آنها را دید. همچنین بسیار ضروری است که فرآیند فرزکاری و EDM را را کنترل کرد و توجیه اقتصادی و تکنولوژیکی آنها را دوباره بررسی کرد تا بتوان بهینه‌ترین روش برای انجام فرآیند ماشین‌کاری را انتخاب کرد.

در کنار قیود هندسی، فاکتورهای دیگر مانند جنس مواد، کارکرد، کیفیت سطح یا آسیب‌های ریز ساختاری ابزارها می‌تواند انتخاب روش مناسب بین HSM و EDM را تحت تاثیر قرار دهد (شکل ۳).

holgerfig3jan01.jpg

مخصوصا، زمانی که این دو تکنیک به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از آنجایی که ممکن است چسبندگی سطوح و یا میزان جلای سطح در قطعات متفاوت باشد، می‌بایست تاثیر هر کدام از این روش‌ها بر روی سطح قالب مورد بررسی قرار گیرد.

انتخاب یک تکنولوژی معین معمولا بر اساس پیش زمینه شخصی انجام می‌شود نه بر اساس ظرفیت‌های تکنولوژیکی واقعی، محدودیت‌ها و وابستگی‌ها.

به منظور انتقال این اطلاعات به بخش طراحی، برنامه‌ریزی فرآیند و مهندسان بخش تولید، می‌بایست از یک دیدگاه ساختاری و سازمانده یافته استفاده شود. برای پیاده‌سازی چنین موضوعی می‌بایست از جنبه‌های تکنولوژیک موضوع استفاده کرد زیرا می‌تواند اطلاعات مربوط به نیازهای قطعات را با روش‌های ساخت مناسب فراهم آورد. خصوصیت‌های تکنولوژیک می‌تواند گروهی از ویژگی‌های منسجم هندسی باشد که با روش‌های مشخص فرایند تولید همراه می‌باشند. در حالت کلی می‌توان این خصائص را در تمام پروسه و زنجیره تولید -فاز طراحی، در طول انجام آنالیز و در فاز مونتاژ- مورد استفاده قرار داد. در تولید، این خصائص در ارتباط با برنامه ریزی روش‌های تولید می‌توانند مفید باشند.

اگر قرار بر استفاده از این خصائص در تولید قالب باشد، هر کدام از این ویژگی‌ها می‌بایست با یکی از مراحل ماشین‌کاری ادغام شوند. با افزایش پیچیدگی ساخت و ایجاد هر کدام از این مراحل، به نظر می‌رسد هندسه‌های مورد نظر به صورت بر عکس روی ابزارها ایجاد می‌شوند. حتی با قدرتمند تر و فراگیر شدن سیستم‌های CAD/CAM، شناخت اتوماتیک این ویژگی‌ها، به همراه محاسبات مورد نیاز برای بهینه‌سازی فرآیند ماشین‌کاری (با در نظر گرفتن تکنولوژی‌های مختلف)، قابل انجام نمی‌باشد. بعضی از سیستم‌ها به صورت اتوماتیک می‌توانند شیب‌ها و حفره‌های موجود را بشناسند، اما به گونه‌ای نیست که بتوان در انتخاب فرآیند ماشین‌کاری یا EDM از آنها استفاده کرد، زیرا انجام این انتخاب وابسته به آنالیز زیاد سطوح و حجم تمام قالب دارند. هر چند، امروزه امکان شناخت تعاملی این ویژگی‌ها و همراه ساختن آنها با اطلاعات تکنولوژیک به منظور استفاده در برنامه‌ریزی فرآیند ممکن است.

مثال عملی

با نگاه به تکنولوژی‌های فرز با سرعت بالا و EDM، باید تصمیم گرفت که تولید قالب با استفاده از ماشین‌کاری و یا ترکیبی هوشمندانه از تکنولوژی‌ها انجام شود تا با توجه به کیفیت، هزینه و زمان بهترین انتخاب انجام شود. برای مثالی که در شکل ۴ نشان داده شده است –

holgerfig4jan01.jpg

جزئیات یک قالب پیچیده که از شیارهای نازک با عمق‌ها و زوایای انحراف متفاوت تشکیل شده است –توسط سه روش تولیدی که بحث شده است با هم مقایسه شده‌اند. با توجه به عمق شکاف‌ها ساخت کامل قالب با روش فرزکاری ممکن نیست؛ استفاده از روش EDM نیز بسیار زمان بر خواهد بود. ترکیبی از ماشین‌کاری با سرعت بالا برای ایجاد سوراخ‌ها تا عمق ۳۰ میلی‌متر و استفاده از EDM برای تکمیل قطعه بهترین و بهینه‌ترین فرآیند خواهد بود.

اطلاعاتی که درباره زمان، هزینه و قابلیت انجام ماشین‌کاری قطعات جمع‌آوری شده است به همراه حجم وسیعی از اطلاعات دیگر از تجربه های مشابه در یک پایگاه داده ذخیره می‌شوند (شکل ۵).

holgerfig5jan01.jpg

حال با توجه به اطلاعات هندسه قالب در سیستم CAM/CAD، برای مثال، در تولید قالبی با شیارهای عمیق، سیستم، دنباله‌ای از فرآیند ماشین‌کاری را پیشنهاد می‌کند و همچنین اطلاعاتی درباره نتایج مورد انتظار، هزینه نسبی و قیود اضافی در فرآیند تولید را مشخص می‌کند (شکل ۶).

holgerfig6jan01.jpg

برای مثال نشان داده شده، با توجه به اطلاعات پایگاه داده موجود، امکان تکنولوژیکی انجام ماشین‌کاری برای هندسه‌ای با lkr = 20 mm و R = 0.25 D 0.5 mm ممکن تشخیص داده نمی‌شود.

استفاده واقعی از پیشنهادهای سیستم CAM/CAD در فرآیند ماشین‌کاری وابسته به حجم کاری شرکت و برنامه زمانی آن دارد. همچنین، محدودیت‌هایی با توجه به در دسترس بودن ماشین‌ها و خصوصیات آنها وجود دارد. برای ابزار ماشین‌کاری این محدودیت شامل سرعت، براده برداری، قدرت هرز گرد، شتاب، سفتی و .. می‌باشد؛ برای EDM این محدودیت‌ها می‌تواند شامل قدرت ژنراتور، شعاع چرخش سیاره‌ای (Planetary radius)، کنترل مسیر و … می‌باشد. البته، پایگاه داده‌ای که اطلاعات تکنولوژیک را برای سیستم‌های CAM/CAD مهیا می‌سازد، می‌تواند منابع واقعی در دسترس را نادیده بگیرد. هر چند، می‌بایست کنترل پیوسته انجام شود تا از وجود تکنولوژی‌های نو و مبتکرانه در صحنه رقابت اطمینان حاصل کرد.

المان یکپارچه از فرزکاری و EDM

هرچند، استفاده از این ویژگی‌ها برای یافتن فرآیند بهینه در محیط کار معمولی همیشه کارساز نمی‌باشد.

در نظر بگیرید، برای تولید یک قالب بسیار کوچک، ۳۰۰ الکترود نیاز است، درک کامل فرآیند تولید از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. المان یکپارچه از فرزکاری وEDM که در شرکت فرونهوفر (Fraunhofer) برای تکنولوژی تولید در ارتباط با کنسرسیوم صنعتی معرفی شد را می‌توان به عنوان رویکردی بسیار اقتصادی به منظور کنترل فرآیند تولید، کیفیت و مسائل مربوط به مواد دانست. این المان شامل یک ماشین فرز، یک ماشین EDM و یک سیستم مدیریت گردش کار، کامپیوترهایی برای ایجاد داده‌های NC، یک سیستم اندازه‌گیری برای کنترل سریع کیفیت، یک سیستم کنترل پالت (Pallet) می‌باشد که همه سیستم‌ها به یک پایگاه داده مرکزی متصل شده‌اند (شکل ۷ و ۸).

holgerfig7jan01.jpg

holgerfig8jan01.jpg

خطاهای معمول ایجاد شده در محیط کار و الکترود به واسطه سیستم پالتینگ (Palliating system) از بین می‌روند. مزیت دیگر این سیستم این است که تنظیم محیط کار و الکترودها در ایستگاه‌های جداگانه از دستگاه‌های فرز و EDM انجام می‌شود، این موضوع زمان غیرفعال بودن ماشین‌ها را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، رک و سیستم کنترل پالت سبب ایجاد شیفت‌های بدون کارگر می‌کند، این موضوع بازدهی اقتصادی المان‌ها را افزایش می‌دهد. مدیریت محیط کار با استفاده از کامپیوتر، فرآیند کنترل را تسهیل می‌کند و سبب انعطاف پذیری سیستم در مواقع اتفاقات پیش‌بینی نشده و تعمیر سیستم می‌کند.

نتیجه

تولیدات جدید در زمینه ماشین‌کاری، تکنولوژی فرآیند و نرم‌افزار، تولیدکنندگان ابزار و قالب را برای رسیدن به بازدهی بیشتر از طریق مدل‌سازی و اتوماسیون فرآیند ممکن ساخته است. استفاده از خصائص که انجام فرآیند در شرکت را در حین فرآیند تولید ابزار و برنامه‌ریزی فرآیند ممکن می‌سازند، سبب ایجاد اطمینان از بهینه بودن پروسه تولید می‌شود. اگر این موضوعات را در داخل یک المان مرکب از EDM و فرز جمع کنیم، می‌توان بیشترین سود و بهره‌وری مورد انتظار را به همراه داشته باشد. اما هنوز هم، تخصص‌های تکنیکی موجود در زمینه مهندسی ساخت و تجربه‌های به دست آمده در سالیان متمادی را نمی‌توان با استفاده از یک سیستم جایگزین کرد و این موضوع راس فعالیت‌های کارخانه‌ها و شرکت‌های تولید قالب می‌باشد.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...