پانچ کردن
یکی از فرایندهای شکل دهی پانچ کردن می باشد. این فرایند با استفاده از دستگاه پرس پانچ انجام گرفته و با اعمال نیروی برشی، سوراخی در قعطه به وجود می آورد. فرایند پانچ کردن در صنعت بسیار مورد استفاده است. بسیاری از ورق ها با جنس های گوناگون با استفاده از این فرایند به محصول نهایی تبدیل می شوند. در طی فرایند پانچ کردن یک حلقه حلزون قراضه از سوراخ درون قالب قرار می گیرد. بسته به ماده ای که پانچ می شود، ممکن است این حلزون بازیافت شود و دوباره مورد استفاده قرار گیرد یا دور بریزد.
پانچ کردن برای ایجاد سوراخ در موادی که به صورت ورقه ای هستند و با تیراژ متوسط تا بالا تولید می شوند، به طور معمول مقرون به صرفه ترین روش می باشد. فرایند خالی شدن هنگامی رخ می دهد که از یک پانچ ویژه برای به وجود آوردن چندین قسمت قابل استفاده از یک ورق استفاده شود. در کاربردهای آهنگری (متالورژی)، فرایند پانچ اغلب در حالتی که ماده گرم است صورت می گیرد که به این کار اصطلاحاً پانچ کردن گرم گفته می شود. ضربه زنی (Slugging) عمل پانچ کردنی است که در آن پانچ به محض کامل شدن شکستگی فلز متوقف می شود و فلز برداشته نمی‌شود بلکه در سوراخ نگه داشته می شود.
ابزار پانچ (پانچ و قالب) به طور معمول از فولاد سخت یا کاربید تنگستن ساخته می شود. قالب در طرف مقابل قطعه کار قرار می گیرد و مواد را در پیرامون محیط سوراخ تثبیت می کند و به متمرکز کردن نیروهای برشی برای تمیز بودن اطراف لبه ها کمک می کند. فاصله بسیار کمی بین پانچ و قالب جهت جلوگیری از چسبیدن سوراخ به داخل قالب وجود دارد به همین علت از نیروی کمتری برای به وجود آوردن سوراخ مود نیاز است. میزان فاصله بین پانچ و قالب به ضخامت ماده وابسته است و با یکدیگر رابطه مستقیم دارند به عبارتی هرچه از مواد ضخیم تری استفاده شده باشد به فاصله بیشتری نیاز است و برعکس. این فاصله همواره از ضخامت قطعه کار بیشتر می باشد. از پارامتر های دیگری که در این فاصله نقش دارد می توان به سختی قطعه مورد استفاده اشاره کرد. دستگاه پرس پانچ با فشار دادن پانچ به سمت قطعه کار سوراخی ایجاد می کند که اندازه قطر آن یا با پانچ یکسان می باشد، یا بعد از برداشتن پانچ کمی کوچکتر است. تمام مواد شکل پذیر در حین پانچ کردن تا حدی کشیده می شوند که این کار باعث می شود پانچ در اکثر مواقع به قطعه کار بچسبد. در این حالت، باید پانچ را به بیرون کشید و این فرایند به عنوان برداشتن شناخته می شود. دیواره های سوراخ معمولاً به دلیل وجود عیوبی چون شکستگی واژگونی به پردازش نیاز دارند.
ویژگی های مشت زدن عبارتند از:
در این فرایند اغلب قطعاتی که استفاده می شود به صورت ورقه ای یا رول می باشد. این قطعات با توجه به کاربردشان می توانند از مواد مختلفی تهیه شده باشند که در این بین فلزات و پلاستیک ها بسیار مورد توجه قرار دارند. پانچ ها و قالب ها می توانند شکل های مختلفی داشته باشند تا بتوانند سوراخ های متفاتی را خلق کنند. چند پانچ با شکل های گوناگون می توانند همزمان مورد استفاده قرار گیرند تا قطعه را در یک مرحله ایجاد کنند.
به طور معمول پانچ و قالب را در ابعادی نزدیک به یکدیگر درست میکنند. به همین علت هنگام برخورد پانچ و قالب لبه بریده شده ایجاد می کنند. از پانچ هایی که به طرز چشمگیری کوچکتر از قالب هستند ، می توان برای ایجاد یک "سوراخ اکسترود شده استفاده کرد" که در آن پانچ ، مواد را به اطراف جابجا می کند و یک لوله عمود بر ورق پانچ شده ایجاد می کند.
در مقابل اغلب دستگاه های پرس پانچ که به صورت مکانیکی و با نیروی زیاد کار می کنند، پانچ های ساده هستند که معمولاً با دست عمل می کنند. اجزای اصلی و مهم این دستگاه های پرس مکانیکی می توان به قاب، موتور، کلاف، ستون های قالب، تقویت کننده و بدنه اشاره کرد. پانچ در کلاف نصب شده و قالب نیز روی صفحه تقویت کننده متصل می شود. ضایعات تولید شده در فرایند پانچ کردن با جلو رفتن قطعه کار به سمت سوراخ بعدی ، پایین ریخته می شود و از بین می روند. متداول ترین دستگاه پرس پانچ در صنعت ، پرس پانچ بزرگی به نام CNC می باشد که توسط کامپیوتر کنترل می شود. این ماشین ها از نیروی هیدرولیک و همچنین پنوماتیک برای فشار دادن پانچ به قطعه مورد نظر برای ایجاد شکل مطلوب استفاده می کنند.
رابطه زیر نیروی مورد نیاز پانچ را در فرایند پانچ کردن یک ورقه فلزی برای ما محاسبه می کند :
در رابطه بالا "t" ضخامت ورق و "L" کل طول بریده شده است و "UTS" مقاومت نهایی در برابر کشش ماده می باشد.
نیروی مورد نیاز برای پانچ کردن در طی مراحل فرایند شکل قالب و پانچ بستگی دارد. این نیرو در طول فرایند افزایش می یابد زیرا کل ضخامت مواد به یکباره بریده می شود. پانچ مورب نیروی مورد نیاز را کاهش می دهد به همین علت برای برش قطعاتی که ضخامت بالا تری دارند ، مناسب تر است.قالب های ترکیبی که امکان ایجاد چند شکل را فراهم می کنند، به طور کلی روند را کند کرده و از سایر قالب ها گران تر هستند.
پانچ کردن در ساخت پلاستیک معمولاً برای از بین بردن ضایعات پلاستیکی از قطعه مورد نظراستفاده می شود. به عنوان مثال ، در قالب گیری بادی اکستروژن معمولاً استفاده از این فرایند برای از بین بردن ضایعات از بطری ها یا سایر ظروف قالب گیری شده استفاده می شود.
در ماشین آلات شاتل ،قسمت های اضافه ظروف در داخل دستگاه جدا شده و ظروف هنگامی که تکمیل شدند از دستگاه قالب گیری بادی خارج می شوند. دیگر تجهیزات قالب گیری بادی ، مانند ماشین آلات چرخان، نیاز به استفاده از جداسازی پایین دست دارد. انواع تجهیزات جداسازی پایین دست شامل دستگاه های برش برای از بین بردن دم، دستگاه های برش پانچ چرخشی یا رفت و برگشتی است.