स्टैम्पिंग टनेज की गणना: आवश्यक सूत्र

संक्षिप्त में

सही प्रेस का चयन करने और एक सफल निर्माण प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए स्टैम्पिंग टनेज आवश्यकताओं की गणना करना आवश्यक है। मूल सूत्र यह है: टनेज = कट की परिधि (इंच में) × सामग्री की मोटाई (इंच में) × सामग्री की अपरूपण शक्ति (टन/इंच²) इस गणना की शुद्धता आपकी विशिष्ट सामग्री के लिए सटीक अपरूपण शक्ति के उपयोग पर निर्भर करती है, क्योंकि यह मान माइल्ड स्टील, एल्यूमीनियम और उन्नत उच्च-शक्ति स्टील जैसी धातुओं के बीच काफी भिन्न होता है।

स्टैम्पिंग टनेज के लिए मूल सूत्र

किसी भी स्टैम्पिंग संचालन के मूल में एक भाग को काटने या बनाने के लिए आवश्यक बल का निर्धारण करने की एक महत्वपूर्ण गणना होती है। इस बल को टन में मापा जाता है, जो आवश्यक प्रेस के आकार और क्षमता को निर्धारित करता है। छोटे आकार के प्रेस के उपयोग से उपकरण को नुकसान और उत्पादन विफलता हो सकती है, जबकि बड़े आकार का प्रेस अक्षम और महंगा होता है। ब्लैंकिंग और पियर्सिंग संचालन के लिए टनेज की गणना करने के लिए सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत सूत्र सीधा और शक्तिशाली है।

प्राथमिक सूत्र इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

Force (Tons) = P × Th × SS

इस समीकरण में प्रत्येक चर ऑपरेशन के एक महत्वपूर्ण पहलू को दर्शाता है:

• P (परिमाप): यह बनाए जा रहे कट की कुल लंबाई है, जिसे इंच में मापा जाता है। एक साधारण गोल छेद के लिए, यह परिधि (π × व्यास) होती है। एक वर्ग या आयत के लिए, यह सभी भुजाओं का योग होता है।
• Th (मोटाई): यह उस शीट धातु की गेज या मोटाई है जिसे स्टैम्प किया जा रहा है, जिसे इंच में मापा जाता है।
• SS (अपरूपण ताकत): यह सामग्री का एक अंतर्निहित गुण है जो उसके अपरूपित होने के प्रति प्रतिरोध को परिभाषित करता है, जिसे टन प्रति वर्ग इंच में व्यक्त किया जाता है। यह सटीकता के लिए सबसे महत्वपूर्ण चर है।

उदाहरण के लिए, माइल्ड स्टील की 0.10-इंच मोटी शीट में 2-इंच व्यास के छेद को पंच करने के लिए आवश्यक टनेज की गणना करने के लिए, जिसकी अपरूपण ताकत लगभग 25 टन/इंच² है, गणना इस प्रकार होगी: टनेज = (2 इंच × 3.1416) × 0.10 इंच × 25 टन/इंच² = 15.7 टन। उपकरण के घिसावट जैसे चर के खाते में रखने के लिए 15-20% का सुरक्षा कारक जोड़ना आम अभ्यास है।

अपने प्रोजेक्ट में इस सूत्र को लागू करने के लिए, इन चरणों का पालन करें:

1. परिमाप (P) निर्धारित करें: एकल प्रेस स्ट्रोक में कटिंग होने वाले सभी किनारों की कुल लंबाई की गणना करें।
2. सामग्री की मोटाई (Th) मापें: इंच में अपनी सामग्री की मोटाई का सटीक माप प्राप्त करने के लिए कैलिपर्स का उपयोग करें।
3. सामग्री अपरूपण शक्ति (SS) की पहचान करें: टन प्रति वर्ग इंच में आपकी विशिष्ट सामग्री की अपरूपण शक्ति खोजें। यह जानकारी अक्सर सामग्री डेटा शीट या इंजीनियरिंग हस्तपुस्तकों में मिल सकती है।
4. टन भार की गणना करें: टन में आवश्यक बल ज्ञात करने के लिए तीनों मानों को गुणा करें।
5. सुरक्षा गुणक जोड़ें: अपने गणना किए गए टनेज में 15-20% की वृद्धि करें ताकि सुनिश्चित हो सके कि आपके प्रेस में पर्याप्त क्षमता है।

मुख्य चरों का गहन विश्लेषण: सामग्री के गुण और भाग की ज्यामिति

आपकी टनेज गणना की शुद्धता केवल उस डेटा जितनी ही अच्छी होती है जिसका आप उपयोग करते हैं। जबकि परिमाप और मोटाई सीधे माप होते हैं, सामग्री की अपरूपण शक्ति (शियर स्ट्रेंथ) एक बारीक चर है जिसका परिणाम पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है। इस गुण को गलत तरीके से समझना एक आम त्रुटि का स्रोत है, खासकर आधुनिक मिश्र धातुओं के साथ।

अपरूपण शक्ति (शियर स्ट्रेंथ) एक सार्वभौमिक स्थिरांक नहीं है; यह एक सामग्री से दूसरी सामग्री में भारी मात्रा में भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, कठोर स्टेनलेस स्टील की तुलना में मुलायम एल्यूमीनियम को काटने के लिए बहुत कम बल की आवश्यकता होती है। उन्नत उच्च-शक्ति स्टील (AHSS), जिनका उपयोग ऑटोमोटिव उद्योग में उनके शक्ति-से-वजन अनुपात के लिए बढ़ते स्तर पर किया जा रहा है, की अपरूपण शक्ति पारंपरिक माइल्ड स्टील की तुलना में कई गुना अधिक हो सकती है। जैसा कि उल्लेख किया गया है AHSS दिशानिर्देश , उन्नत सामग्रियों के लिए माइल्ड स्टील के लिए काम करने वाली पारंपरिक अंगूठे के नियम की गणना आवश्यक टनेज का भारी मात्रा में अल्पांदाजन कर सकती है, जिससे गंभीर समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

भाग की ज्यामिति भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। कटाई किए जा रहे आकार के लिए परिमाप की सटीक गणना की जानी चाहिए। वृत्त (परिधि = π × व्यास) या आयत (परिमाप = 2 × लंबाई + 2 × चौड़ाई) जैसे सरल आकृतियों के लिए यह सरल है। जटिल, अनियमित आकृतियों के लिए, परिमाप उन सभी व्यक्तिगत सीधी और वक्र रेखा खंडों का योग है जो एक साथ काटे जा रहे हैं।

सामग्री के गुणों में अंतर को दर्शाने के लिए, यहाँ सामान्य धातुओं के लिए अनुमानित अपरूपण शक्ति मानों की एक तालिका दी गई है:

नोट: ये अनुमानित मान हैं। सटीक डेटा के लिए हमेशा अपने सामग्री आपूर्तिकर्ता की विनिर्देश शीट देखें।

अपनी गणना में शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए:

• सामग्री विनिर्देश सत्यापित करें: अपवर्तन शक्ति का अनुमान न लगाएं। हमेशा अपनी सामग्री के विशिष्ट मिश्र धातु और टेम्पर के लिए सही मान प्राप्त करें।
• मोटाई को सटीक रूप से मापें: सामग्री की मोटाई में छोटे परिवर्तन विशेष रूप से उच्च-शक्ति वाली सामग्री के साथ अंतिम टनेज पर उल्लेखनीय प्रभाव डाल सकते हैं।
• परिधि की सावधानीपूर्वक गणना करें: जटिल भागों के लिए, ज्यामिति को छोटे खंडों में विभाजित करें ताकि कुल कट लंबाई की सही गणना सुनिश्चित की जा सके।

विभिन्न स्टैम्पिंग संचालन के लिए गणना

बल की गणना के मूल सिद्धांत समान रहते हैं, लेकिन विभिन्न प्रकार की स्टैम्पिंग संचालन के लिए सूत्र को ढालना चाहिए। प्राथमिक भिन्नता इस बात में होती है कि प्रक्रिया का कौन-सा भाग ऊर्जा की खपत कर रहा है और सामग्री पर कैसे तनाव डाला जा रहा है। ब्लैंकिंग, पंचिंग और ड्राइंग की आवश्यकताओं को भ्रमित करना गलत गणना का एक आम कारण है।

पंचिंग और ब्लैंकिंग: ये दोनों अपरूपण (शियरिंग) संचालन हैं। पंचिंग में एक छेद बनाने के लिए सामग्री को हटा दिया जाता है, जबकि ब्लैंकिंग में एक बड़ी शीट से भाग की प्रोफ़ाइल काट दी जाती है। दोनों के लिए, मानक सूत्र (टनेज = P × Th × SS) सीधे लागू होता है। मुख्य बात यह है कि कटौती की जा रही विशेषता की परिधि और सामग्री की अपरूपण शक्ति का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, पंचिंग में, 'P' पंच की परिधि होती है; ब्लैंकिंग में, 'P' अंतिम भाग की परिमाप होती है।

खिंचाव: यह एक आकृति निर्माण (फॉर्मिंग) संचालन है, अपरूपण वाला नहीं। ड्राइंग में शीट धातु को एक त्रि-आयामी आकृति, जैसे कप या शेल में खींचा जाता है। सामग्री को अपरूपण में नहीं, बल्कि तनाव में डाला जाता है। इसलिए, गणना में संशोधन करना चाहिए। जैसा कि निर्माता द्वारा समझाया गया है, ड्राइंग सूत्र अपरूपण शक्ति (SS) के स्थान पर सामग्री की अंतिम तन्य शक्ति (UTS) का उपयोग करता है। इसके अतिरिक्त, ब्लैंक धारक या दबाव पैड द्वारा आवश्यक बल की गणना करके कुल बल में जोड़ा जाना चाहिए।

प्रगतिशील स्टैम्पिंग: एक प्रगतिशील मर में, प्रेस के प्रत्येक स्ट्रोक के साथ विभिन्न स्टेशनों पर कई ऑपरेशन (जैसे, पंचिंग, झुकने, बनाने) होते हैं। कुल टन का हिसाब करने के लिए, आपको एक साथ किए जाने वाले प्रत्येक ऑपरेशन के लिए आवश्यक बल की गणना करनी होगी और फिर उन्हें जोड़ना होगा। इसमें छेद, आकार, झुकने और यहां तक कि स्प्रिंग स्ट्रिपर और नाइट्रोजन दबाव पैड द्वारा प्रयुक्त बल भी शामिल हैं।

विभिन्न कार्यों के लिए मुख्य विचारों की तुलना की जाती हैः

सही गणना का चयन करने के लिए, इस चेकलिस्ट का उपयोग करें:

• [ ] क्या ऑपरेशन मुख्य रूप से सामग्री काट रहा है? यदि हाँ, तो अपरूपण शक्ति सूत्र का उपयोग करें।
• [ ] क्या ऑपरेशन सामग्री को खींच रहा है या इसे 3D आकार में बना रहा है? यदि हाँ, तो तन्य शक्ति सूत्र का उपयोग करें और पैड दबाव जोड़ें।
• [ ] क्या एक प्रेस स्ट्रोक में कई ऑपरेशन हो रहे हैं? यदि हाँ, तो प्रत्येक के लिए टनेज की गणना करें और उन्हें जोड़ दें।

टनेज को प्रभावित करने वाले उन्नत विचार और कारक

मूल सूत्र एक ठोस अनुमान प्रदान करता है, लेकिन वास्तविक उत्पादन वातावरण में, वास्तविक टनेज को प्रभावित करने वाले कई अन्य कारक हो सकते हैं। इन विवरणों को नजरअंदाज करने से अप्रचलित भविष्यवाणियाँ और प्रसंस्करण समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। अनुभवी इंजीनियर अपनी गणना को सुधारने और प्रक्रिया स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए इन बारीकियों को ध्यान में रखते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक टूलिंग की स्थिति है। मानक सूत्र अक्सर पूर्ण सामग्री मोटाई का उपयोग करके कुंद टूलिंग के लिए क्षतिपूर्ति करता है। हालाँकि, तेज उपकरण सामग्री को उसकी मोटाई के केवल एक अंश (अक्सर 20-50%) में प्रवेश करने के बाद तोड़ देते हैं, जिससे आवश्यक बल कम हो जाता है। इसके विपरीत, पहने या कुंद उपकरणों को काफी अधिक टनेज की आवश्यकता होगी। अन्य कारकों में पंच और डाई के बीच की क्लीयरेंस, सामग्री की कठोरता की स्थिरता, और प्रेस की गति शामिल है।

इसके अलावा, टनेज (शिखर बल) और ऊर्जा के बीच एक महत्वपूर्ण भेद होता है। एक प्रेस में पर्याप्त टनेज रेटिंग हो सकती है, लेकिन गहरे खींचने के ऑपरेशन के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं हो सकती है, जो प्रेस स्ट्रोक में ऊपर की ओर सामग्री को जोड़ते हैं। इससे प्रेस के स्ट्रोक के निचले सिरे पर ठहराव हो सकता है। आधुनिक दृष्टिकोण अब फाइनिट एलिमेंट एनालिसिस (FEA) और सिमुलेशन सॉफ्टवेयर पर अधिकाधिक निर्भर करते हैं ताकि हाथ से गणना की सीमाओं पर काबू पाया जा सके। जैसा कि स्टैम्पिंगसिमुलेशन द्वारा उल्लेखित है, ये उपकरण सामग्री के कार्य-कठोरीकरण, स्प्रिंगबैक और बाइंडर दबाव जैसे जटिल कारकों को पूरे निर्माण प्रक्रिया में सटीक रूप से मॉडल कर सकते हैं। जटिल घटकों के लिए, विशेष रूप से ऑटोमोटिव क्षेत्र में, उन्नत CAE सिमुलेशन का उपयोग करना अब विलासिता नहीं बल्कि आवश्यकता बन गया है। BYD, Wu Ling Bingo, Leapmotor T03, ORA Lightning Cat जैसे प्रमुख आपूर्तिकर्ता ऑटोमोटिव स्टैम्पिंग डाई और घटकों के निर्माण में सटीकता और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए इन तकनीकों का उपयोग करते हैं। शाओयी (निंगबो) मेटल तकनीकी कंपनी, लिमिटेड. उपयोग करते हैं इन तकनीकों का निर्माण में सटीकता और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए।

अधिक विश्वसनीय और सुरक्षित संचालन के लिए, इन प्रो टिप्स पर विचार करें:

• सुरक्षा गुणक लागू करें: सामग्री में भिन्नता और उपकरण के क्षरण के लिए बफर बनाने के लिए हमेशा अपने परिकलित टनेज में कम से कम 15-20% अधिक जोड़ें।
• सभी बलों को ध्यान में रखें: जटिल डाई में, नाइट्रोजन स्प्रिंग्स, दबाव पैड और ड्राइवन कैम से आने वाले बलों को अपने कुल बल में जोड़ना याद रखें।
• उपकरण की धार को ध्यान में रखें: यदि आप बहुत तेज उपकरण बनाए रखते हैं, तो आप कम टनेज मान का उपयोग करने में सक्षम हो सकते हैं, लेकिन कुंद उपकरणों के लिए गणना करने से एक सुरक्षित ऊपरी सीमा प्राप्त होती है।
• भार को संतुलित करें: बड़े प्रेस या प्रगतिशील डाई में, प्रेस बिस्तर के पार भार को संतुलित रखना सुनिश्चित करें ताकि प्रेस और डाई दोनों पर झुकाव और अकाल मृत्यु को रोका जा सके।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. स्टैम्पिंग के लिए आप टनेज की गणना कैसे करते हैं?

स्टैम्पिंग में (विशेष रूप से पियर्सिंग और ब्लैंकिंग के लिए) टनेज की गणना करने की सबसे आम विधि सूत्र का उपयोग करना है: टनेज = कट की परिधि (इंच में) × सामग्री की मोटाई (इंच में) × सामग्री की अपरूपण ताकत (टन प्रति वर्ग इंच में)। अपरूपण ताकत मान महत्वपूर्ण है और उपयोग किए जा रहे धातु के प्रकार के आधार पर बहुत भिन्न होती है।

2. आप टनेज आवश्यकता की गणना कैसे करते हैं?

कुल टनेज आवश्यकता की गणना करने के लिए, आपको पहले एकल प्रेस स्ट्रोक में किए जा रहे सभी कार्यों की पहचान करनी होगी। एक साधारण ब्लैंकिंग ऑपरेशन के लिए, आप मानक सूत्र (परिधि × मोटाई × अपरूपण ताकत) लागू करते हैं। एक प्रग्रेसिव डाई के लिए जिसमें कई स्टेशन होते हैं, आपको उन सभी स्टेशनों के लिए टनेज की गणना करनी होगी जो एक साथ कार्य कर रहे हैं (जैसे, पियर्सिंग, फॉर्मिंग, बेंडिंग) और फिर कुल आवश्यक टनेज प्राप्त करने के लिए उन सभी मानों को जोड़ देना होगा।

3. फोर्जिंग प्रेस टनेज की गणना कैसे की जाती है?

एक फोर्जिंग प्रेस के लिए टनेज की गणना स्टैम्पिंग से मौलिक रूप से भिन्न होती है। परिधि-आधारित अपरूपण क्रिया के बजाय, फोर्जिंग में सामग्री की मात्रा को संपीड़ित करना शामिल होता है। सूत्र अधिक जटिल होता है और आमतौर पर फोर्जिंग के प्रक्षेपित क्षेत्रफल, फोर्जिंग तापमान पर सामग्री के प्रवाह तनाव और आकृति जटिलता गुणक से संबंधित होता है। इसे स्टैम्पिंग टनेज गणना के साथ अदला-बदली नहीं किया जा सकता है।