บทที่ 10  การออกแบบแม่พิมพ์ตัด

ชนิดของแม่พิมพ์ตัด

แม่พิมพ์ตัดที่นิยมใช้กันทั่วไป แบ่งเป็นประเภทหลัก ๆ ได้ 3 ประเภทคือ

1.   แม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยว (Single die) ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ที่ใช้ตัดชิ้นงาน ที่มีเส้นคมตัดเส้นเดียว (Cut off die) หรือเส้นคมตัดสองเส้น (Parting die) หรือเส้นคมตัดเหมือนกับรูปแบบของชิ้นงานที่ถูกตัด (Blanking die) ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ แม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยว (Conevntional single die) และแม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยวชนิดกลับด้าน (Inverted single die) แม่พิมพ์ตัดแบบเดียวชนิดธรรมดาจะมีพันช์อยู่ด้านบนและดายอยู่ด้านล่าง  ส่วนแม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยวชนิดกลับด้านจะมีพันช์อยู่ด้านล่างและดายอยู่ด้านบน ดังแสดงในรูปที่ 10.1

รูปที่ 10.1 แม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยวชนิดธรรมดา และชนิดกลับด้าน

2.   แม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่อง (Progressive die)  แม่พิมพ์ชนิดนี้จะเป็นแม่พิมพ์ที่ใช้ในการตัดขึ้นรูปชิ้นงานอย่างต่อเนื่อง โดยชิ้นงานที่ถูกตัดจะอยู่บนแผ่นป้อนชิ้นงาน (Strip) ตลอดเวลาที่มีการตัด จนกระทั่งถึงขั้นตอนสุดท้ายขอการตัดจึงจะถูกตัดหลุดออกมาเป็นชิ้นงาน ซึ่งได้เคยกล่าวมาแล้วในบทที่ 9 สำหรับรูปที่ 10.2 เป็นแม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่องเพื่อตัดแผ่นชิ้นงานเจาะรู โดยมีสถานีงานอยู่ 5 สถานีได้แก่สถานีที่ 1 คือ การเจาะรูสี่เหลี่ยมตรงกลางแผ่นชิ้นงาน (Pierce) สถานีที่ 2 คือการตัดขอบของแผ่นป้อนชิ้นงานจำนวน 2 ด้าน (Notch) สถานีที่ 3 คือการเจาะรูปกลมเล็ก ๆ จำนวน 4 รู (Pierce) สถานีที่ 4 คือไม่มีการตัดปล่อยว่างไว้ และสถานีที่ 5 คือการตัดชิ้นงานให้หลุดออกจากกัน (Parting)

รูปที่ 10.2 แม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่องเพื่อตัดแผ่นชิ้นงานเจาะรู

3.   แม่พิมพ์ตัดแบบผสมรวม (Compound die) ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ตัดชนิดนำเอาแม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยวจำนวน 2 ชุดมาวางอยู่ในศูนย์กลางเดียวกันและตัดเพียงครั้งเดียวได้ชิ้นงานออกมา จากรูปที่ 10.3 จะเห็นได้ว่าเป็นการตัดแผ่นชิ้นงานกลมมีรูภายในเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสแม่พิมพ์ ในรูปที่แสดงจะเป็นแม่พิมพ์ร่วมศูนย์ พันช์ตัดรูปสี่เหลี่ยมและดายตัดแผ่นชิ้นงานกลมจะติดอยู่กับชุดของพันช์ ส่วนดายตัดรูปสี่เหลี่ยมและพันช์ตัดรูกลมจะตัดอยู่กับชุดของดาย

กล่องข้อความ: รูปที่ 10.3 แม่พิมพ์ตัดแบบผสมรวม

 

ส่วนประกอบของแม่พิมพ์ตัด

                ในการตัดแผ่นชิ้นงานด้วยแม่พิมพ์ตัด จะต้องมีแบบชิ้นงานก่อนดังแสดงในรูปที่ 10.4 จึงจะสามารถออกแบบแม่พิมพ์ได้ ซึ่งแม่พิมพ์ที่ออกแบบจะเป็นแม่พิมพ์ตัดต่อเนื่องแบบง่าย ๆ ซึ่งมีสถานีงานสองสถานี โดยผู้ออกแบบจะต้องเลือกว่าจะวางชิ้นงานไว้บนแผ่นป้อนตัดชิ้นงานอย่างไร จะวางตั้งหรือวางนอน โดยพิจารณาว่าการวางโดยวิธีไหนจะประหยัดวัสดุมากว่ากัน โดยแสดงวิธีการวางตำแหน่ง (Layout) ของชิ้นงาน ดังแสดงในรูปที่ 10.5 และรูปแบบแม่พิมพ์ที่สมบูรณ์แล้วในรูปที่ 11.6

รูปที่ 10.4  แบบชิ้นงาน

รูปที่  10.5  การวางตำแหน่งของชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

 

กล่องข้อความ: รูปที่  10.6  รูปแบบของแม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่องอย่างง่ายที่สมบูรณ์
 

จากรูปที่  10.6  จะสามารถแสดงส่วนประกอบของแม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่องให้เห็นอย่างชัดเจนได้ในรูปที่ 10.7 จะประกอบไปด้วย

1.   แผ่นยึดจับชุดพันช์  (Punch holder of die set) เป็นแผ่นยึดจับชุดพันช์ ซึ่งเป็นแผ่นบนของดายเซ็ท (Die set) ซึ่งมีหน้าที่ในการยึดจับพันช์ และชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่อยู่บนส่วนของแม่พิมพ์ด้านบน โดยบนแผ่นยึดจับพันช์จะมีสลักเพลา (Shank) ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ยึดจับกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ขึ้นลง (Ram) ของเครื่องปั้มโลหะและมีรูอยู่สองข้างของแผ่นยึดจับชุดพันช์ เพื่อติดปลอกสวมซึ่งเมื่อประกอบแผ่นยึดจับชุดพันช์เข้ากับแผ่นยึดจับดายแล้วปลอกนี้จะลงสวมในเพลาที่อยู่ทั้งสองข้างของแผ่นยึดจับดาย

รูปที่ 11.7   ส่วนประกอบต่าง ๆ ของแม่พิมพ์ในรูปที่ 11.6

2.       พันช์ตัดรู  (Pierving pumch) เป็นพันช์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก มีไว้เพื่อตัดรูของชิ้นงาน

3.       แป้นเกลียวยึดไพล็อต (Pilot nut) เป็นแป้นเกลียวที่ใช้ในการยึดไพล็อตให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง

4.       สลักเกลียว (Square head set  screw)  ทำหน้าที่ในการกระทุ้งอุปกรณ์หยุดตำแหน่งอัตโนมัติ

(Automatic stop) ซึ่งที่สลักเกลียวนี้จะมีแป้นเกลียวหกเหลี่ยม (Jam nut) สวมอยู่เพื่อเอาไว้ปรับระดับความสูงต่ำของสลักเกลียว

5.       พันช์ตัดแผ่นชิ้นงาน (Blanking punch) เป็นพันช์ที่มีรูปร่างเหมือนแผ่นชิ้นงาน เอาไว้เพื่อตัด

แผ่นชิ้นงานพันช์ชนิดนี้จะมีหัวขนาดใหญ่ เพื่อเอาไว้เพื่อตัดแผ่นชิ้นงาน พันช์ชนิดนี้จะมีหัวขนาดใหญ่ เพื่อเอาไว้เจาะรูใส่สลัก และสลักเกลียวยึดติดกับแผ่นยึดจับชุดพันช์

                6.    แผ่นยึดพันช์ (Punch plate) อุปกรณ์ชนิดนี้มีไว้สำหรับยึดจับพันช์ตัดรู ซึ่งมีหัวขนาดเล็ก โดยจะใส่ลำตัวของพันช์เข้าไปในแผ่นยึดพันช์ จากนั้นจะนำแผ่นยึดพันช์ไปยึดติดกับแผ่นยึดจับชุดพันช์อีกทีหนึ่ง

                7.    ไพล็อต (Pilot) จะเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กำหนดตำแหน่งของรูที่ได้ตัดมาแล้ว ก่อนที่พันช์ตัดแผ่นชิ้นงานเคลื่อนที่ลงตัดแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

8.     แผ่นปลดชิ้นงาน (Stripper Plate) จะเป็นอุปรณ์ที่ทำหน้าที่ในการปลดแผ่นป้อนตัดชิ้นงานซึ่งถูกตัดเป็นรูแล้ว ไปตัดอยู่ในลำตัวของพันช์ ดังนั้นเมื่อชุดพันช์ยกตัวขึ้น แผ่นปลดชิ้นงานก็จะทำหน้าที่ปลดแผ่นป้อนตัดชิ้นงานให้หลุดออกจากลำตัวของพันช์

9.    ตัวหยุดตำแหน่งอัตโนมัติ (Automatic stop) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้หยุดตำแหน่งชิ้นงานเมื่อตัดชิ้นงานหลุดออกไปแล้ว โดยจะหยุดตำแหน่งชิ้นงานอย่างอัตโนมัติ ซึ่งจะทำให้ระยะตัดชิ้นงานมีขนาดห่างเท่าๆ กัน อุปกรณ์นี้เหมาะที่จะใช้กับการป้อนตัดชิ้นงานอย่างอัตโนมัติ

10.   ตัวหยุดตำแหน่งเริ่มแรกการตัด (Finger stop) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้หยุดตำแหน่งชิ้นงานที่สถานีแรกของตัด ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นการตัดรูแผ่นชิ้นงาน

11.   แผ่นประคองชิ้นงานด้านหลัง (Back gage) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการประคองแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน เพื่อให้การป้อนชิ้นงานอยู่ในแนวตรงตลอดระยะเวลาที่มีการตัดแผ่นชิ้นงาน

12.   แผ่นรองรับแผ่นปลดชิ้นงานหรือแผ่นประคองชิ้นงานด้านหน้า (Front gage) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รองรับแผ่นปลดชิ้นงาน เพื่อให้มีระยะห่างระหว่างผิวหน้าด้านล่างของแผ่นปลดชิ้นงานกับผิวหน้าดายมีระยะห่างที่แผ่นป้อนตัดชิ้นงานจะยกตัวได้ นอกจากนั้นยังทำหน้าที่เป็นแผ่นประคองแผ่นป้อนตัดชิ้นงานให้เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วย

13.   ดาย (Die block) เป็นอุปกรณ์ที่เป็นคมตัดชิ้นงานด้านล่างเพื่อให้ชิ้นงานหลุดออกมาจากการตัด

14.       แผ่นยึดจับดาย (Die block of die set) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการยึดจับดาย (Die) และอุปกรณ์

ทุกชิ้นที่อยู่ส่วนล่างของชุดแม่พิมพ์ และอุปกรณ์ชนิดนี้จะถูกนำไปยึดติดกับฐานของเครื่องปั้มโลหะด้วย

การออกแบบแม่พิมพ์ตัด

                ในการออกแบบแม่พิมพ์ตัดจะมีขั้นตอนดังต่อไปนี้

1.   การเลือกแม่พิมพ์ที่จะตัดชิ้นงานจากชิ้นงานที่ลูกค้ากำหนดมาให้ ผู้ออกแบบจะต้องเลือกแม่พิมพ์ที่จะใช้ตัดชิ้นงานก่อนว่าจะใช้แม่พิมพ์แบบใด เช่น แม่พิมพ์ตัดแบบเดี่ยว หรือแม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่อง หรือแม่พิมพ์ตัดแบบผสมรวม กรณีที่เลือกแม่พิมพ์ตัดแบบต่อเนื่อง จะต้องมาพิจารณาต่อไปอีกว่า จะตัดโดยวิธีการใดใช้แม่พิมพ์แบบตัดขาด  (Cutt off die) หรือแม่พิมพ์แบบตัดเศษโลหะ (Parting die) หรือแม่พิมพ์แบบตัดแผ่นชิ้นงาน (Blanking die) ในการเลือกจะขึ้นรูปกับรูปร่างชิ้นงานขั้นตอนการผลิต และปริมาณชิ้นงานที่จะผลิต ดังตัวอย่างแสดงในรูปที่ 10.8

รูปที่  10.8 การเลือกแม่พิมพ์ที่จะตัดชิ้นงาน

                         2.  การวางตำแหน่งชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน โดยจะต้องพิจารณาว่าจะวางตำแหน่งอย่างไรดี วางชิ้นงานนอนหรือวางชิ้นงานตั้งหรือวางชิ้นงานเอียง จะตัดชิ้นงานแถวเดี่ยว  หรือตัดสองแถว จะตัดชิ้นงานโดยใช้พันช์ที่ละสองตัวหรือตัวเดียว ทั้งนี้ต้องให้เกิดการประหยัดเศษวัสดุชิ้นงานให้มากที่สุด ดังแสดงรูปแบบการวางตำแหน่งชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงานในรูปที่ 10.9

กล่องข้อความ: รูปที่ 10.9 การวางตำแหน่งของชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

 

                การคำนวณหาระยะต่าง ๆ บนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน สามารถคำนวณหาได้ดังนี้

2.1     กรณีที่วางชิ้นงานตรงและตัดผ่านแถวเดียวเมื่อความหนาของชิ้นงานมากว่า 0.025

นิ้วค่าระยะ คำนวณได้จากสูตร

                                                                a = t + 0.015 D

                         ในที่นี้ คือ ระยะขอบนอกของแผ่นชิ้นงานถึงขอบของแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

                                       t  คือ ความหนาของแผ่นชิ้นงาน

                                       D คือ ความกว้างของแผ่นชิ้นงานที่ตัด

          ส่วนค่าระยะห่างระหว่างแผ่นชิ้นงาน (b) สามารถหาได้จากตารางที่ 10.1

                          ตารางที่  10.1  กรณีตัดผ่านแถวเดียว เมื่อ t > 0.025 นิ้ว

ความหนาของแผ่นชิ้นงาน (t) (นิ้ว)

ระยะ b (นิ้ว)

0.025 0.03125

0.03125 0.1875

มากกว่า  0.125

0.03125

t

0.125

2.2  กรณีที่วางชิ้นงานตรง และตัดผ่านแถวเดียวเมื่อความหนาของชิ้นงานน้อยกว่า  0.025 นิ้ว  ค่า a และ b สามารถหาได้จากตารางที่  10.2 

                     ตารางที่  10.2  กรณีตัดผ่านแถวเดียว เมื่อ t < 0.025 นิ้ว

ความหนาของแผ่น ป้อนตัดชิ้นงาน (W) (นิ้ว)

ระยะ a และ b (นิ้ว)

0 3

3 6

4 12

มากกว่า 12

0.0312

0.0625

0.09375

0.125

2.3   กรณีที่วางชิ้นงานตรง ตัดผ่านสองแถวเมื่อความหนาของชิ้นงานน้อยกว่า 0.025 นิ้ว ค่า และ b สามารถหาได้จาก ตารางที่ 10.3

         ตารางที่  10.3  กรณีที่ตัดผ่านสองแถวเมื่อ t < 0.025 นิ้ว

ความหนาของแผ่น ป้อนตัดชิ้นงาน (W) (นิ้ว)

ระยะ a และ b (นิ้ว)

0 3

3 6

6 12

มากกว่า 12

0.1625

0.09375

0.125

0.15625

2.4   กรณีวางชิ้นงานตรง และตัดผ่านแถวเดียวสามารถคำนวณหาจำนวนชิ้นงานที่ตัดได้จากสูตร

N =

                                ในที่นี้

                                                N  คือ จำนวนชิ้นงานที่สามารถจะตัดได้

                                                P  คือ  ความยาวของแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

2.5   กรณีที่วางชิ้นงานเอียง และตัดผ่านแถวเดียวสามารถคำนาณหาจำนวนชิ้นงานที่สามารถจะตัดได้จากสูตร

                                                N = 

                                ในที่นี้    คือระยะห่างระหว่างขอบด้านหน้าชิ้นงานถึงจุดศูนย์กลางชิ้นงาน

                                                 v  คือระยะห่างระหว่างขอบด้านหลังชิ้นงานถึงจุดศูนย์กลางของชิ้นงาน

                                                 s  คือระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของชิ้นงานแผ่นหนึ่งถึงอีกแผ่นหนึ่ง

3.     การออกแบบแผ่นดาย เมื่อได้แผ่นป้อนตัดชิ้นงานที่ออกแบบมาแล้ว ก็จะนำแผ่นป้อนตัดชิ้น

งานมาทำการออกแบบดาย โดยวางแผ่นป้อนตัดชิ้นงานลงบนแผ่นดาย กำหนดความกว้างและความยาวของแผ่นดาย โดยเผื่อพื้นที่ในการติดตั้งสลัก และสลักเกลียวเอาไว้เพื่อยึดจับกับแผ่นปลดชิ้นงาน และแผ่นยึดจับดาย ส่วนความหนาของแผ่นดาย สามารถคำนวณได้จากบทที่ 11 แผ่นดายจะทำด้วยวัสดุทำแม่พิมพ์ประเภทเหล็กกล้าทำเครื่องมือ (Tool steel) ในการออกแบบแผ่นดาย นอกจากที่กล่าวมาแล้วควรคำนึงถึง

3.1    การกำหนดตำแหน่งระหว่างแผ่นปลดชิ้นงาน แผ่นดายแผ่นยึดจับดาย ควรเจาะรูทะลุทั้ง 3 แผ่น เป็นรูเดียวกันจำนวน 2 รู อยู่ในตำแหน่งที่วางเยื้องกันอย่าให้เกิดสมมาตร เมื่อใส่สลักกำหนดตำแหน่งก็จะใส่พร้อมกันทั้งสามแผ่น

3.2    การยึดจับแผ่นดายกับแผ่นยึดจับดาย และแผ่นดายกับแผ่นปลดชิ้นงาน ให้ยึดจับกันเป็นคู่ ๆ ไป โดยใช้สลักเกลียวยึดจับคู่ละไม่น้อยกว่า 2 ตัว และควรใช้สลักเกลียวฝังหัว

3.3      กรณีที่แผ่นดายมีขนาดเล็ก ควรจะมีการออกแบบปลอกสวมแผ่นดาย ดังแสดงในรูที่ 10.10

3.4    กรณีที่แผ่นดายมีขนาดใหญ่ เพื่อให้เกิดการผลิตแผ่นดายให้ง่ายและต้นทุนการผลิตต่ำ ควรจะแยกแผ่นดายเป็นชิ้นๆ และนำมาประกอบร่วมกัน ดังแสดงในรูปที่ 10.11

3.5    กรณีที่ต้องการจะลดแรงในการตัดแผ่นชิ้นงาน สามารถทำการตัดเฉือนที่ปากดายให้เป็นมุมเอียงได้ แต่แผ่นป้อนตัดชิ้นงานที่เป็นรูจะเสียรูปร่างจะใช้ได้เฉพาะแผ่นชิ้นงานที่หลุดออกมาจากการตัดเท่านั้น ดังแสดงในรูปที่ 10.12

รูปที่ 10.10 แสดงการติดตั้งสลัก และสลักเกลียวเพื่อยึดแผ่นดาย และการใส่ปลอกสวมแผ่นดาย

รูปที่ 10.11 การผลิตแผ่นดายที่มีขนาดใหญ่ โดยการแยกเป็นชิ้นๆ และนำมาประกอบร่วมกัน

รูปที่ 10.12 การตัดเฉือนคมตัดที่ปากดายเพื่อลดแรงในการตัด

4.     การออกแบบแท่งพันช์ แท่งพันช์ที่ใช้งานมีอยู่ 2 ชนิดคือพันช์ตัดรู (Piercing punch) และพันช์ตัด

แผ่นชิ้นงาน (Blanking punch) วัสดุทำแท่งพันช์จะเป็นเหล็กกล้าทำเครื่องมือเช่นเดียวกับแผ่นดาย ในการออกแบบแท่งพันช์สิ่งที่ต้องคำนึงถึงได้แก่

4.1      การอกแบบพันช์ตัดรู ควรออกแบบให้มีลำตัวให้มีลำตัวใหญ่ เพื่อป้องกันการงอของแท่งพันช์ และเนื่องจากพันช์เจาะรูจะมีหัวเล็ก ดังนั้นควรมีแผ่นยึดพันช์ (Punch plate) ด้วย ส่วนพันช์ตัดแผ่นชิ้นงานเนื่องจากมีหัวใหญ่สามารถยึดตัดกับแผ่นยึดชุดพันช์ (Punch holder) ได้เลย ในการยึดแผ่นยึดพันช์และหัวพันช์ติดกับแผ่นยึดชุดพันช์ควรเจาะรูใส่สลักเพื่อกำหนดตำแหน่งจำนวน 2 รู อยู่ในตำแหน่งตรงกันข้ามที่ไม่ทำให้เกิดการสมมาตร และเจาะรูใส่สลักเกลียวจำนวนไม่น้อยกว่า 2 รู ดังแสดงในรูปที่ 10.13

รูปที่ 10.13  แสดงการออกแบบพันช์ตัดรู การยึดพันช์ตัดแผ่นชิ้นงานและยึดแผ่นยึดพันช์เข้ากับแผ่นยึดชุดพันช์

4.2      กรณีแท่งพันช์มีลำตัวใหญ่ สามารถนำเอาวัสดุชนิดอื่น เช่น เหล็กเหนียวคาร์บอนมาแทนแท่งพันช์ในส่วนที่ไม่ใช่คมตัดได้เรียกว่าสเปสเซอร์ (spacer) เพื่อเป็นการประหยัดวัสดุทำแท่งพันช์ดังรูปที่ 10.14

กล่องข้อความ: รูปที่  10.14  การใส่สเปสเซอร์ไปที่แท่งพันช์

 

4.3      กรณีที่แท่งพันช์มีขนาดใหญ่ และมีความซับซ้อนของคมตัดทำให้การผลิตทำได้ยาก และเสียต้นทุนการผลิตสูง ให้แบ่งแยกส่วนที่เป็นคมตัดของแท่งพันช์ ออกเป็นชิ้น ๆ และทำการผลิตขึ้น จากนั้นนำมาประกอบกัน ดังแสดงในรูปที่ 10.15

รูปที่ 10.15  การแบ่งแยกส่วนที่เป็นคมตัดเป็นชิ้น ๆ และนำมาประกอบกัน

4.4      เมื่อต้องการลดแรงในการตัดให้ทำคมตัดเฉือนบนแท่งพันช์ แต่จะมีปัญหาคือไม่สามารถนำเอาชิ้นงานที่หลุดออกมาจากการตัดไปใช้งานได้ หรือกรณีตัดรูเป็นกลุ่มใช้พันช์หลายตัวให้จัดเรียงลำดับการลงของหน้าพันช์สัมผัสชิ้นงานให้สูงต่ำไม่เท่ากัน ดังแสดงในรูปที่ 10.16

รูปที่ 10.16 การลดแรงในการตัดโดยวิธีการทำคมตัดเฉือนที่พันช์หรือจัดระยะสูงต่ำการตัดขอ

                     พันช์ไม่เท่ากัน

4.5      กรณีแท่งพันช์ที่ใช้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีขนาดความยาวมากควรต้องหาทางป้องกันการงอของแท่งพันช์ โดยการใส่ปลอกนำทางตัดที่แผ่นปลดชิ้นงาน หรือใส่ปลอก (Quill) หุ้มลำตัวของแท่งพันช์ และกรณีที่พันช์หัวกลม เพื่อป้องกันการหมุนของแท่งพันช์ให้ใส่ลิ่มเอาไว้ที่หัวแท่งพันช์ ดังแสดงในรูปที่ 10.17

รูปที่  10.17     การแก้ปัญหาของแท่งพันช์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีความยาวมาก

                          และการหมุนของแท่งพันช์ขณะตัด

5.     ไพล็อต (Pilot ) ไพล็อตจะทำหน้าที่เป็นตัวกำหนดตำแหน่งของรูที่เจาะแล้วให้ได้ศูนย์ในแนว

เดียวกันแผ่นชิ้นงานที่จะตัด ดังนั้นควรออกแบบดังนี้

5.1      เนื่องจากไพล็อตเป็นอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งชิ้นงานเช่นเดียวกับตัวหยุดตำแหน่ง (Stop) ดังนั้นจึงควรต้องออกแบบมุมเอียงของปลายไพล็อตให้เหมาะสม มิฉะนั้นจะเกิดการขัดกันของตัวกำหนดตำแหน่งทั้งสอง ดังแสดงในรูปที่ 10.18

รูปที่  10.18  การกำหนดมุมของปลายไพล็อตให้เหมาะสมเพื่อให้สัมพันช์กับตัวกำหนดตำแหน่ง

5.2      กรณีที่ไพล็อตมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก และมีความยาว ควรใช้ปลอกนำทางเป็นตัวนำไพล็อต โดยสวมปลอกนำทางไว้ที่แผ่นปลดชิ้นงาน ดังแสดงในรูปที่  10.19

รูปที่  10.19  การป้องกันปลอกนำทางงอ โดยสวมปลอกนำทางไว้ที่แผ่นปลดชิ้นงาน

5.3      การติดตั้งไพล็อตเข้ากับแท่งพันช์ แผ่นยึดพันช์และแผ่นยึดชุดพันช์มีอยู่หลายวิธี ได้แสดงไว้ในรูปที่   10.20

6.     อุปกรณ์กระทุ้งชิ้นงาน (Knockouts and shedders) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กระทุ้งชิ้นงานให้หลุด

ออกจากรู ในของดาย เมื่อกระบวนการตัดได้เสร็จสิ้นลง ซึ่งอุปกรณ์ชุดนี้ได้แสดงไว้ในรูปที่ 11.21

รูปที่  10.20  วิธีการติดตั้งปลอกนำทางเข้ากับแท่งพันช์แผ่นยึดพันช์ และแผ่นยึดชุดพันช์

รูปที่ 10.21  อุปกรณ์กระทุ้งชิ้นงานให้หลุดออกจากรูในของดาย

7.       แผ่นปลดชิ้นงาน (Stripper plate) แผ่นปลดชิ้นงานจะทำหน้าที่ในการปลดชิ้นงานให้หลุด

ออกจากแท่งพันช์ โดยแผ่นปลดชิ้นงานนี้สามารถติดตั้งอยู่บนแท่งดายก็ได้ ดังแสดงในรูปที่ 10.22   หรืออาจติดตั้งอยู่บนแผ่นยึดชุดพันช์ก็ได้ ดังแสดงในรูปที่ 10.23 ส่วนขนาดโพรงแบบของแผ่นปลดชิ้นงานได้แสดงการคำนวณไว้ในบทที่ 11 แล้ว

รูปที่  10.22  แผ่นปลดชิ้นงานติดตั้งอยู่บนแท่งดาย

รูปที่  10.23  แผ่นปลดชิ้นงานถูติดตั้งบนแผ่นยึดชุดพันช์

8.       แท่งหยุดตำแหน่งชิ้นงาน (Die stop) แท่งหยุดตำแหน่งชิ้นงานเมื่อตัดแล้วจะถูกวางไว้ใน

ตำแหน่งสุดท้ายของแท่งดาย โดยจะฝังไว้ในลำตัวของแท่งดาย อาจจะทำเป็นสลักหัวกลม สลักหัวผ่าทำเป็นบ่าตั้งฉาก สลักหัวงอดังแดงไว้ในรูปที่  10.24 นอกจากนั้นยังมีตัวหยุดตำแหน่งชิ้นงานเมื่อตัดบนแม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง ซึ่งจะหยุดตำแหน่งชิ้นงานที่สถานีแรก เรียกว่า ฟิงเกอร์ สตอป (Finger stop) ดังแสดงไว้ในรูปที่  10.25

รูปที่  10.24  แท่งหยุดตำแหน่งงานแบบสลักรูปแบบต่าง ๆ

รูปที่  10.25 อุปกรณ์หยุดตำแหน่งงานเมื่อเริ่มแรกตัดที่สถานีงานแรกในแม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง

9.       อุปกรณ์หยุดตำแหน่งชิ้นงานอัตโนมัติ (Automatic  stop) ใช้ในการหยุดตำแหน่งชิ้นงานเมื่อ

ตัดเสร็จเรียบร้อยแล้วบนแม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง แผ่นป้อนตัดชิ้นงานจะเป็นม้วนโลหะกลม โดยป้อนตัดแบบอัตโนมัติเช่นเดียวกัน อุปกรณ์การหยุดตำแหน่งชิ้นงานแบบนี้จะอาศัยการเคลื่อนที่ขึ้นลงของชุดแท่งพันช์เป็นหลัก เมื่อชุดแท่งพันช์เคลื่อนที่ลงตัดแผ่นชิ้นงานจะมีสลักลงมากระแทกแผ่นกระดกให้ยกตัวขึ้น เมื่อชุดแท่งพันช์เคลื่อนที่ขึ้น แผ่นชุดกระดกจะลงไปจับรูชิ้นงานที่ตัดแล้ว ดังแสดงในรูปที่ 10.26

รูปที่  10.26  อุปกรณ์หยุดตำแหน่งชิ้นงานอัตโนมัติ

 

ตัวอย่างการออกแบบแม่พิมพ์ตัด

1.       วิเคราะห์รูปแบบชิ้นงานที่จะถูกตัด ผลจากการวิเคราะห์ทราบว่า  จะต้องตัดรูชิ้นงานจำนวน

2 รู และตัดแผ่นชิ้นงาน 1 แผ่น ดังรูปร่างชิ้นงานในรูปที่  10.27

 

 

รูปที่  10.27  รูปภาพชิ้นงาน

 

2.       เลือกแม่พิมพ์ที่จะใช้ตัด เนื่องจากชิ้นงานมีปริมาณการผลิตสูง และต้องการความถูกต้องของ

ขนาดชิ้นงานมาก ดังนั้นจึงเลือกใช้แม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง

3.       วางตำแหน่งชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน เลือกวางชิ้นงานในแนวนอน โดยในการตัด

สถานีแรกจะตัดรูจำนวน 2 รูก่อน จากนั้นก็จะมาตัดแผ่นชิ้นงาน โดยใช้รู 2 รู เป็นตัวกำหนดตำแหน่ง ดังแสดงในรูปที่   10.28

รูปที่  10.28  การวางตำแหน่งชิ้นงานบนแผ่นป้อนตัดชิ้นงาน

4.       การออกแบบแท่งดาย ในการออกแบบแท่งดาย จะกำหนดความกว้าง ความยาว และคำนวณ

หาความหนาของแท่งดายให้เหมาะสมกับแผ่นชิ้นงานที่จะตัด รวมไปถึงการทำปากคมตัดของรูดายตรงเป็นระยะ 1/8 นิ้ว และที่รูจะเอียงเป็นมุม องศาด้วย  ดังแสดงในรูปที่  10.29

รูปที่  10.29  การออกแบบแท่งดาย

5.       การออกแบบพันช์ตัดแผ่นชิ้นงาน  เนื่องจากโครงสร้างลำตัวของพันช์ตัดแผ่นชิ้นงานใหญ่

ดังนั้นจึงออกแบบหัวพันช์ให้ใหญ่เพื่อให้สามารถประกอบเข้ากับแผ่นยึดชุดพันช์ได้ ด้วยแสดงในรูปที่  10.30

รูปที่  10.30  การออกแบบพันช์ตัดแผ่นชิ้นงาน

6.       การออกแบบพันช์ตัดรู  จะออกแบบพันช์ตัดรูจำนวนสองตัวโดยให้ระดับความสูงของพันช์

เจาะรูอยู่ในระดับเดียวกับพันช์ตัดแผ่นชิ้น แต่หัวของพันช์เจาะรูจะเล็กตามโครงสร้างของลำตัว

 

รูปที่ 10.31  การออกแบบพันช์ตัดรู

7.       การออกแบบแผ่นยึดพันช์ แผ่นยึดพันช์จะเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมมีความหนาพอสมควร เจาะรู 2 รู

เพื่อให้ลำตัวของพันช์ใส่ลงไปได้และเจาะรูไว้ใส่สลัก และสลักเกลียว เพื่อยึดติดกับแผ่นยึดชุดพันช์ด้วย ดังแสดงในรูปที่  10.32

 

รูปที่  10.32   การออกแบบแผ่นยึดพันช์

8.       การออกแบบไพล็อต ไพล็อตจะมีปลายโค้งมนลำตัวเล็ก และมีแป้นเกลียวยึดอยู่บนลำตัว

ของพันช์ติดแผ่นชิ้นงาน ดังแสดงในรูปที่  10.33

9.       การออกแบบอุปกรณ์นำทาง  อุปกรณ์นำทางประกอบด้วยแผ่นประคองงานด้านข้างและ

แผ่นประคองชิ้นงานด้านหน้าโดยติดตั้งบนแท่งดาย  เพื่อให้เป็นตัวนำทางให้กับชิ้นงาน ดังแสดงในรูปที่  10.34

 

รูปที่  10.33  การออกแบบไพล็อต

 

รูปที่   10.34  การออกแบบอุปกรณ์นำทาง

10.    การออกแบบตัวหยุดตำแหน่งชิ้นงานในสถานีแรก ตัวหยุดตำแหน่งชิ้นงาน จะใช้หยุด

ตำแหน่งชิ้นงานในสถานีแรกบนแม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง ดังแสดงในรูปที่  10.35

 

 

รูปที่  10.35  การติดตั้งอุปกรณ์หยุดตำแหน่งชิ้นงานในสถานีแรก

11.    การออกแบบตัวหยุดตำแหน่งอัตโนมัติ  ตัวหยุดตำแหน่งอัตโนมัติจะถูกใช้ในงานป้อน

อัตโนมัติบนแม่พิมพ์แบบต่อเนื่อง

 

รูปที่  10.36   การติดตั้งอุปกรณ์หยุดตำแหน่งอัตโนมัติ

12.    การออกแบบตัวปลดชิ้นงาน  ตัวปลดชิ้นงานจะมีรูปร่างและขนาดเหมือนกับแท่งดาย  เพียง

แต่รูที่พันช์จะลงมาตัดจะใหญ่กว่ารูของดายเท่านั้น ดังแสดงในรูปที่  10.37

 

รูปที่  10.37  การติดตั้งตัวปลดชิ้นงาน

13.    การยึดแม่พิมพ์  ในขั้นตอนนี้จะกำหนดตำแหน่งของชิ้นส่วนของแม่พิมพ์โดยใช้สลัก และ

สลักเกลียว ของชิ้นส่วนทุกชิ้น  ดังแสดงในรูปที่  10.38

 

รูปที่  10.38  การใช้สลักเกลียว และสลักเพื่อยึดแม่พิมพ์

14.    การใส่ดายเซ็ท  (Die set)  เมื่อออกแบบชิ้นส่วนทุกชิ้นเสร็จแล้ว  ต้องนำเอาชิ้นส่วนดังกล่าวมาติดตั้งบนดายเซ็ท ดังแสดงในรูปที่  10.39

 

รูปที่  10.39  การนำชิ้นส่วนต่าง ๆ มาประกอบบนดายเซ็ท

15.    การเขียนแบบชุดแม่พิมพ์ที่สมบูรณ์  โดยในการเขียนแบบต้องเขียนแบบประกอบ และเขียน

แบบแสดงรายละเอียดของขนาดของชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นด้วย  สำหรับแบบประกอบได้แสดงไว้ในรูปที่  10.40

 

 

รูปที่  10.40  การเขียนแบบประกอบชิ้นงานที่สมบูรณ์

แบบฝึกหัด

1.       อยากทราบว่าแม่พิมพ์ตัดโลหะแผ่นที่ใช้งานโดยทั่วไปมีกี่ชนิดอะไรบ้าง

2.       ให้อธิบายถึงขั้นตอนในการออกแบบแม่พิมพ์โลหะโดยละเอียด

3.       อุปกรณ์ที่ใช้ปลดชิ้นงานเมื่อชิ้นงานติดพันช์และติดในรูในของดายเรียกว่าอะไร