بازگشت به صفحه قبل
دستورالعمل‌های طراحی مهندسی و تلرانس‌ها برای تولید ورق‌کاری فلزی
فرآیند تولید فرآیند: برش لیزر و فرمینگ
استاندارد کیفیت کیفیت: ISO 9001
ظرفیت تولید ظرفیت: تا ۲۰ میلی‌متر
۲ خرداد ۱۳۹۹

راهنمای فنی مهندسی برای ورق‌کاری صنعتی

تلرانس‌های استاندارد مهندسی، محدودیت‌های متریال و تنظیمات اولیه چیدمان. در گروه صنعتی اسپایک، ما معتقدیم که یک محصول بی‌نقص با یک طراحی کاملاً استاندارد برای ساخت (DFM) آغاز می‌شود.

برای اطمینان از بهینه‌سازیِ طرح‌های سفارشی شما جهت یک تولید یکپارچه و بدون خطا، اکیداً توصیه می‌کنیم استانداردهای مهندسی جامع ما را مطالعه فرمایید.

راهنمای طراحی مهندسی DFM
دپارتمان مهندسی اسپایک | پیروی از اصول طراحی برای ساخت (DFM) به مهندسان قدرت می‌دهد تا قطعات ورق‌کاری کاربردی و آماده تولید خلق کنند. رعایت این دستورالعمل‌ها، هزینه‌های غیرضروری را کاهش داده و ضایعات را از بین می‌برد.

۱. یکپارچگی ضخامت دیواره

از آنجایی که قطعات ورق‌کاری از تا کردن و برش یک ورق تخت فلزی شکل می‌گیرند، مدل سه‌بعدی CAD شما باید در تمام مقاطع دارای ضخامت دیواره‌ی یکسانی باشد. این یک اصل حیاتی برای عملکرد صحیح ماشین‌آلات CNC و حفظ دقت ابعادی است.

نمودار مهندسی الزامات ضخامت دیواره در قطعات ورق‌کاری
هشدار فنی
هشدار | از طراحی قطعات با ضخامت‌های متغیر در یک مدل سه‌بعدی واحد خودداری کنید. اگرچه نرم‌افزار CAD ممکن است چنین هندسه‌ای را بپذیرد، اما در واقعیت قابل ساخت نیست و در مرحله بررسی DFM رد خواهد شد.

پیشنهاد مهندسی
پیشنهاد | برای شروع، از محیط اختصاصی "Sheet Metal" در نرم‌افزار طراحی خود (مانند SolidWorks) استفاده کنید تا مطمئن شوید قطعه شما ذاتاً با ضخامت یکنواخت برنامه‌ریزی شده است.

۲. متریال قابل پردازش و محدودیت‌های ابعاد ورق

تاسیسات ما برای پردازش طیف وسیعی از ورق‌های خام درجه‌یک مجهز شده است، اما این پردازش‌ها تابع محدودیت‌های ابعادی مربوط به ضخامت فلز و دهانه دستگاه پرس‌بریک هستند.

پارامترهای موجودی موادحداکثر آستانه تولید
حداکثر ابعاد چیدمان ورق تخت (Blank)۹۹۰ × ۱۱۹۳ میلی‌متر (۳۹ × ۴۷ اینچ)
حداکثر طول خم‌کاری CNC پرس‌بریک۱۱۹۳ میلی‌متر (۴۷ اینچ)
متریال‌های استاندارد قابل پردازشآلومینیوم، برنج، مس، استیل ضدزنگ، فولاد کربنی (سرد و گرم)
پیشنهاد مهندسی
پیشنهاد | برای به حداقل رساندن ضایعات و کاهش هزینه‌های مواد اولیه، سعی کنید ابعاد قطعه خود را طوری تنظیم کنید که طرح گسترده‌ی آن‌ها به راحتی در مضرب‌های استاندارد ورق‌های بازار (مثلاً ۱×۲ یا ۱.۲۵×۲.۵ متر) جا بگیرد.

نکته فنی
نکته فنی | محدودیت‌های نهایی ابعاد و حداکثر طول خم ممکن است بسته به نوع متریال تغییر کند. توجه داشته باشید که ورق‌های خام بازار معمولاً تلرانس منفی دارند و ممکن است کمی کوچکتر از اندازه اسمی باشند.

۳. تلرانس‌های استاندارد تولید

چنانچه مشتری نقشه مهندسی دقیق به همراه تلرانس‌گذاری (Print) ارائه ندهد، ما محصول را مستقیماً از روی فایل مدل سه‌بعدی و بر اساس تلرانس‌های استاندارد زیر تولید خواهیم کرد:

ویژگی‌های تولیدمحدوده تلرانس استاندارد (میلی‌متر)
خم‌ها (دقت زوایای فرمینگ)±۱° درجه
ابعاد خطی (به جز بخش‌های خم‌دار)±۰.۱ میلی‌متر
موقعیت‌ها و فواصل خم‌کاری±۰.۴ الی ±۰.۵ میلی‌متر
فاصله خم تا سوراخ یا ویژگی‌های محلی±۰.۲ الی ±۰.۳۸ میلی‌متر
قطر سوراخ و شیار / ابعاد لبه‌به‌لبه±۰.۱۲۷ میلی‌متر
قطر سوراخ‌های نیازمند اتصالات (مهره پرچی)±۰.۰۷۶ میلی‌متر
ویژگی‌هایی که توسط ۲ خم یا بیشتر جدا شده‌اند±۰.۷۶ میلی‌متر
استاندارد زبری سطححداکثر ±۳.۲ میکرومتر
محدودیت‌های تلرانس استاندارد تولید و دقت زاویه‌ای در خم‌کاری CNC
پیشنهاد مهندسی
پیشنهاد | لبه‌های تیز: به طور پیش‌فرض، تمام لبه‌ها و مرزهای تیز ناشی از برش لیزر یا پانچ، پلیسه‌گیری و نرم می‌شوند. لبه‌های حساسی که به دلایل سازه‌ای باید تیز باقی بمانند، باید صراحتاً در نقشه ذکر شوند.

نکته فنی
نکته فنی | این تلرانس‌های عمومی برای قطعات استاندارد با پیچیدگی متوسط اعمال می‌شوند. برای نیازمندی‌های بسیار دقیق یا قطعاتی که احتمال خطای انباشته در خم‌های متوالی وجود دارد، مستقیماً با دپارتمان مهندسی هماهنگ کنید.

۴. پارامترهای مهندسی خم‌کاری (K-Factor)

دینامیک خم‌کاری توسط محاسبات دقیق رفتار متریال تعیین می‌شود. در طول چرخه فرمینگ، "تار خنثی" (Neutral Axis) بدون تغییر باقی می‌ماند و جابجایی نسبی آن مقدار K-Factor را برای محاسبه گسترده دقیق ورق در نرم‌افزارهای CAD مشخص می‌کند.

روش خم‌کاری (محدوده شعاع: ۰ تا ۱×ضخامت)مقدار مرجع K-Factor
خم‌کاری هوایی (Air Bending) - آلیاژهای نرم آلومینیوم۰.۳۳
خم‌کاری هوایی - آلیاژهای سخت / استیل ضدزنگ۰.۴۰
خم‌کاری هوایی - فولاد کربنی (نورد سرد و گرم)۰.۳۵
خم‌کاری کف‌کوب (Bottom Bending) - آلومینیوم نرم۰.۴۲
خم‌کاری کف‌کوب - استیل ضدزنگ۰.۴۶
هشدار فنی
هشدار | کالیبراسیون K-Factor: اعمال ضریب K نادرست منجر به خطای چند میلی‌متری در مونتاژ قطعات پیچیده می‌شود. برای نتایج دقیق، نرم‌افزار BySoft ما به صورت خودکار گسترده‌ی قطعه را بر اساس ضخامت، مقاومت کششی و ابزارِ انتخابی محاسبه می‌کند.

۵. انتخاب شعاع خم داخلی (Inside Bend Radius)

ما تلرانس استاندارد صنعتی ±۱° را روی تمامی زوایای خم حفظ می‌کنیم. قالب‌های استاندارد کارگاه ما از شعاع‌های مقرون‌به‌صرفه‌ای که فوراً در دسترس اپراتور هستند پشتیبانی می‌کنند.

شعاع‌های استاندارد داخلی کارخانهزمان راه‌اندازی ابزار (Lead Time)
۰.۷۶ میلی‌متر / ۱.۵۲ میلی‌مترموجودی استاندارد (فوری)
۲.۲۸ میلی‌متر / ۳.۰۴ میلی‌مترموجودی استاندارد (فوری)
پیشنهاد مهندسی
پیشنهاد | شعاع‌های یکسان: برای بهره‌وری مطلوب تولید و کاهش زمان‌های پرهزینه ستاپ دستگاه، از یک شعاع ثابت برای تمامی خم‌های یک قطعه استفاده کنید. ترکیب شعاع‌های مختلف باعث می‌شود اپراتور مجبور به تعویض مکرر قالب‌ها شود.

نکته فنی
نکته فنی | به عنوان یک قانون سرانگشتی مهم، همیشه شعاع داخلی خم را حداقل برابر با یک ضخامت متریال (r ≥ 1t) در نظر بگیرید. خم‌های تندتر باعث افزایش تنش موضعی در بافت فلز شده و منجر به ترک‌های ریز یا شکستگی کامل روی خط خم می‌شود.

۶. حداقل طول فلنج و ارتفاع آفست (Z-Offset)

برای ایجاد یک فرم دقیق و پایدار، قطعه خام باید در سه نقطه با قالب (Die) تماس داشته باشد تا از سر خوردن ورق جلوگیری شده و زاویه دچار خطای اعوجاج نشود.

ضخامت ورق (t)حداقل طول فلنج (b)حداقل ارتفاع آفست (X)
تا ۱.۰ میلی‌متر۱۰.۰ میلی‌متر۳۵.۰ میلی‌متر
۱.۲۵ میلی‌متر۱۰.۵ میلی‌متر۳۵.۰ میلی‌متر
۱.۵۰ میلی‌متر۱۱.۰ میلی‌متر۳۶.۰ میلی‌متر
۲.۰۰ میلی‌متر۱۳.۵ میلی‌متر۳۶.۵ میلی‌متر
۳.۰۰ میلی‌متر۱۷.۰ میلی‌متر۳۹.۵ میلی‌متر
نمودار فنی حداقل طول فلنج و فاصله آفست Z
نکته فنی
نکته فنی | حداقل طول لبه (فلنج) باید دست‌کم ۴ برابر ضخامت ورق باشد (b ≥ 4t). توجه کنید که نیروی خم‌کاری با مربع ضخامت رابطه مستقیم دارد؛ یعنی دو برابر شدن ضخامت، تناژ مورد نیاز را چهار برابر افزایش می‌دهد.

۷. حداقل فاصله ویژگی‌ها تا خط خم

فلز در مجاورت محور خم به طور طبیعی کشیده می‌شود. هرگونه بریدگی یا سوراخی که داخل این منطقه تغییر شکل (Deformation Zone) قرار گیرد، در معرض خطر جدیِ کشیدگی، تاب‌خوردگی یا تغییر شکل قطره‌اشکی قرار دارد.

نوع هندسه برشحداقل فاصله ایمن تا محور خم
فاصله لبه سوراخ گرد≥ ۵ × ضخامت ورق (t) + شعاع خم (r)
فاصله لبه شیار (Slot)≥ ۴ × ضخامت ورق (t) + شعاع خم (r)
نمودار حداقل فواصل ویژگی‌های هندسی تا خط خم

۸. استاندارد فواصل در نصب اتصالات پرچی و سخت‌افزار

تعبیه رزوه‌های با مقاومت بالا از طریق مهره‌های پرچی (PEM) یا جوش استاد (CD Studs)، نیازمند رعایت فواصل دقیق از خطوط خم است تا مقاومت سازه‌ای محلی حفظ شده و نشست موازی مهره تضمین گردد.

پارامتر موقعیت‌دهی اتصالاتحداقل فاصله الزامی
فاصله لبه سوراخ پرچ تا مرز ورق≥ ۲ × ضخامت (t) [جلوگیری از بیرون‌زدگی ورق]
فاصله مرکز تا مرکز اتصالات مجاور≥ ۶ × ضخامت (t) [حفظ استحکام باربری]
مرکز پرچ تا خط مماس خم≥ ۵ × ضخامت (t) + شعاع خم + شعاع لبه‌برگردان

۹. طراحی لبه‌برگردان (Hem) و ایمنی

لبه‌برگردان‌ها (Hem) روشی عالی برای پنهان کردن پلیسه‌های خام، حذف لبه‌های تیز برای ایمنی دست اپراتور، و دو برابر کردن ضخامت موضعی در مناطقی هستند که به صلبیت ساختاری بالا نیاز دارند.

پروفیل لبه‌برگردان (Hem)حداقل قطر داخلیحداقل طول فلنج برگشتی
لبه‌برگردان باز (Open Hem)≥ ۱.۰ × ضخامت متریال (t)≥ ۴ × ضخامت متریال (t)
لبه‌برگردان بسته (Closed)برابر با ضخامت متریال (t)≥ ۶ × ضخامت متریال (t)
پروفیل قطره‌اشکی (Teardrop)برابر با ضخامت متریال (t)≥ ۴ × ضخامت متریال (t)
انواع پروفیل‌های طراحی لبه‌برگردان ورق شامل باز، بسته و قطره‌اشکی

۱۰. قوانین ابعادی برای شاخک‌ها و بریدگی‌ها (Notches & Tabs)

بریدگی‌ها (Notching) فلز را از لبه‌های بیرونی حذف می‌کنند تا امکان خم‌کاری بدون تداخل فراهم شود، در حالی که شاخک‌های بیرون‌زده (Tabs) باعث سهولت هم‌راستایی قطعات پیش از جوشکاری می‌شوند.

نوع ویژگیمعیار حداقل عرضحداکثر محدودیت عمق / طول
بریدگی‌های فرم‌دهی (Notches)≥ ۱.۰ میلی‌متر یا ۱.۰ × t (هر کدام بیشتر بود)≤ ۵ × عرض بریدگی [برای بریدگی V شکل: ≤ ۲ × عرض]
شاخک‌های بیرون‌زده (Tabs)≥ ۲.۰ میلی‌متر یا ۲.۰ × t (هر کدام بیشتر بود)≤ ۵ × عرض شاخک [برای جلوگیری از کمانش]
قوانین مهندسی ابعاد شاخک‌ها و بریدگی‌های ورق‌کاری

۱۱. تلرانس و ابعاد خزینه‌کاری (Countersinks)

خزینه‌کاری به پیچ‌های سرتخت اجازه می‌دهد تا هم‌سطح یا پایین‌تر از سطح ورق قرار گیرند. ما هم خزینه‌کاری ماشین‌کاری شده (با دریل) و هم خزینه‌کاری فرم‌دهی (با قالب پانچ) را ارائه می‌دهیم.

فرآیند خزینه‌کاریتلرانس کارخانه برای قطر بزرگقطر کوچک پیشنهادی
پردازش ماشین‌کاری (دریل)±۰.۲۵ میلی‌متر [قطر بزرگ: ۲.۳ تا ۱۲.۷ میلی‌متر]۲/۳ × ضخامت متریال (t)
پردازش فرم‌دهی (پرس پانچ)±۰.۳۸ میلی‌متر [زوایای استاندارد: ۸۲°، ۹۰°، ۱۰۰°، ۱۲۰°]±۰.۳۸ میلی‌متر (محدودیت قالب)

۱۲. فرآیندهای پرداخت و پوشش سطح صنعتی

کارخانه ما مجموعه کاملی از گزینه‌های پوشش‌دهی از جمله آنودایزینگ، آبکاری، پوشش PVD، سندبلاست، و رنگ پودری الکترواستاتیک پریمیوم را برای افزایش طول عمر و مقاومت در برابر خوردگی ارائه می‌دهد.

پیشنهاد مهندسی
پیشنهاد | رفع خط قالب خم (Brake Line): خطوطِ باقی‌مانده از قالب پرس‌بریک، یک پیامد فیزیکیِ اجتناب‌ناپذیر در فرمینگ هیدرولیک هستند. اگر طراحی شما نیازمند سطح کاملاً بی‌نقص تزئینی است، توصیه می‌کنیم از پوشش رنگ پودری الکترواستاتیک استفاده کنید.