X
x جهت سفارش تبليغ در سایت ثامن بلاگ کليک کنيد



درب آکاردئونی ثامن - فورج

درب آکاردئونی ثامن - فورج

موضوعات
Category

ارشیو وبلاک
Archived blog

لينك هاي روزانه
Daily Links

صفحات جداگانه
Extra Pages

نظرسنجی
Poll

آیااز درب آکاردئونی خود رضایت دارید؟

کدهای اختصاصی
Code

کدهای اختصاصی
Site Statistics

» بازديد امروز : 4
» بازديد ديروز : 7
» افراد آنلاين : 1
» بازديد ماه : 22
» بازديد سال : 701
» بازديد کل : 81734
» اعضا : 1
» مطالب : 18

فورج چیست؟


تاریخ انتشار پست : 1395/11/8 بازدید : 29
  فورج چیست؟
 
 آهنگری (Forging) کار بر فلز توسط پتک کاری یا پرس کاری و در آوردن آن به یک شکل مفید است. آهنگری از قدیمی ترین هنرهای فلزکاری است و منشاء آن به زمان های بسیار دور باز می گردد. در این فرآیند نیروهای بزرگی به کار گرفته می شود و لوازم کار اغلب بسیار سنگین هستند

 پروسه ی آهنگری نوین نیز بر همین اساس استوار شده است. در روش فورج، قطعه ی اولیه که لقمه نامیده می شود در میان دو نیمه ی قالب قرار می گیرد و نیرویی زیاد به صورت آرام و گاهی ضربه ای به آن وارد می شود. به این ترتیب قطعه ی گداخته در محیط قالب، شکل و فرم داخل قالب را به خود می گیرد و فلز اضافی به حفره ی فلاش وارد می شود که بعدا از قطعه جدا می شود و دور ریز قطعه ی فورج شده محسوب می گردد.

پروسه ی فورج معمولا به صورت گرم انجام می گیرد و هر فلزی میزان حرارت مشخصی برای فورج شدن دارد. در روش فورج قطعه ی گداخته شده در کوره که به حرارت مشخص رسیده باشد را در قالب می گذارند که بر اثر فشار، فرم قالب را به خود بگیرد.

قطعات فورج شده نسبت به روش های دیگر تولیدی از استحکام و خواص مکانیکی عالی تری برخوردار می باشند. اکثر فلزات، قابلیت آهنگری و فورج شدن را دارا هستند. فلزاتی مانند فولادهای آلیاژی و فولادهای کربنی و آلومینیوم و آلیاژهای آن، برنج، مس و آلیاژهای آن ها و... برای فورج مناسب می باشند.

قالب های فورج برای فرم دهی و شکل دهی فلزات در تولید انبوه استفاده می شود که گاهی با حرارت دهی قطعات کار و گاهی بدون حرارت دهی صورت می گیرد. قالب های فورج به دو دسته تقسیم می شوند:

 

1) قالب های بسته فورج   (Impression Die forging)

2) قالب های باز فورج            (Open Die forging) 

 

 

در روش فورج با قالب بسته ی گرم، قطعه ی کار (لقمه) بین دو نیمه قالب قرار می گیرد و بر اثر نیروی فشاری یا ضربه ای پرس های هیدرولیکی یا مکانیکی و یا چکش های سقوطی، فرم قالب را به خود می گیرد. برای ساخت این قالب های فورج، از فولادهای گرم کار که دارای چقرمگی و استحکام تسلیم بالایی باشند استفاده می کنند. گاهی بر اساس شکل و نوع قطعه برای رسیدن به فرم نهایی از چندین قالب و چند مرحله فورج کاری استفاده می شود، زیرا با یک عمل پرس کاری، تولید قطعه کامل میسر نخواهد بود و قطعه ی کار به مرور و طی چند مرحله باید شکل نهایی را کسب نماید.

 

روش فورج با قالب باز

در روش فورج کاری سرد، عملیات تولیدی به صورت سرد انجام می گیرد که شامل خم کاری، کشش، کله زنی، نقش زنی و اکستروژن، پیچ زنی می شود که در این روش به نیروی بالاتری نسبت به فورج گرم احتیاج است. دقت ابعاد قطعات تولید شده با روش فورج سرد، بیش تر می باشد.

از این روش برای ساختن قطعات با اشکال، اندازه وجنسهای مختلف استفاده میشود. با این روش میتوان جریان فلز وساختار دانهای آن را کنترل نمود ودر نتیجه به استحکام و چقرمگی خوبی دست یافت.از این روش برای تولید قطعاتی که شرایط کاری تنش بالا و بحرانی کارمی کنند استفاده میشود.

 از قطعات معروفی که امروزه با استفاده از این روش تولید میشوند میتوان به میل لنگ شاتون،دیسکهای توربینها،چرخدندها،چرخهاوابزارالات اشاره نمودفورج را میتوان دردمای اتاق (فورج سرد) یا در دماهای بالاتر(فورج گرم و فورج داغ بسته به دما) انجام داد.

در فورج سرد به نیروهای فوق العاده بزرگی برای شکل دادن قطعه نیاز است و مادة خام بایستی به اندازة کافی قابلیت چکش خواری داشته باشد، در عوض قطعة تولیدی با این روش دارای سطح پایانی و دقت ابعادی خوبی است در فورج داغ به نیروی کمتری نیاز است ولی قطعات تولیدی با این روش دارای سطح پایانی و دقت ابعادی چندان خوبی نیستندمعمولا قطعات تولیدی توسط فورج به عملیات اضافی ( پایانی) جهت تبدیل شدن به قطعه مناسب کاروحصول دقت مطلوب نیاز دارند.

با استفاده از روش فورج دقیق میتوان این عملیات را به حداقل رساند قطعهای که با استفاده از فورج تولید میشود را نیز میتوان با سایر روشها نظیر ریخته گری، متالورژی پودروماشینکاری تولید نمود وهمانطورکه انتظارمیرود هرکدام ازاین روشها دارای مزایا و محدودیتهای مربوط به خود از نظر استحکام ، چقرمگی، دقت ابعادی سطح پایانی و نقصهای ساختاری هستند.

 

روش فورج با قالب حفره دار و قالب بسته

در فورج با قالب حفره دار قطعه خام توسط نیروهای فشاری پرس به شکل حفره های قالب در میآید توجه شود که مقداری از ماده بین دو نیمه قالب به صورت زائده باقی میماند. زائده نقش بسیار مهمی در جریان ماده در قالب های حفره دار ایفا میکند این زائده کوچک سریعا خنک می شود و به سبب مقاومت اصطکاکی، مادة داخل حفره های قالب را تحت فشار بالا قرار میدهد و باعث پر شدن کامل حفره های قالب میشود

مراحل شکل دهی بیلت در قالب حفره دارتوجه شود که مقداری از مادة اضافی به صورت زائده در بین دو نیمة قالب باقی میماند که بعدا بایستی بریده ماده خام(بلانک) ممکن است از فرایندهایی نظیر ریخته گری، متالورژی پودر، برشکاری و یا فورج بدست آمده بیاید. این بلانک روی نیمة پایینی قالب قرارمیگیرد و با پایین آمدن نیمة بالایی قالب به تدریج شکل میگیرد .

از فرایندهای ماقبل شکل دهی نظیر باریکسازی ولبه زنی  برای توزیع ماده به قسمتهای مختلف بلانک استفاده میشود .  در باریکسازی ماده از یک ناحیه به سمت بیرون دور میشود و در لبه زنی در یک ناحیه جمع میگردد . سپس قطعه توسط فرایند لقمه کاری  و با استفاده از قالبهای لقمه زنی به صورت ظاهری شاتون درمیآید. درآخرین عملیات فورج قطعه توسط قالب های حفرهدار به شکل نهایی را به خود میگیرد. در انتها زائده برشکاری میشوند.

 

سکه زنی به روش فورج

 سکه زنی اساسا یک فرایند فورج قالب بسته برای شکل دادن سکه ها ، مدال ها وجواهرات میباشد . برای رسیدن به ابعاددقیق به فشارهایی تا پنج یا شش برابر استحکام ماده نیاز ادست . دراین فرایند از مواد روانکار نمی توان استفاده نمود زیرا باعث پرشدن حفره های قالب شده ودر این فشارهای اعمالی رفتار غیر قابل ترادکم داشته واز شکل دهی دقیق قطعه جلوگیری میکنند از فرایند سکه زنی با فورج برای ایجاد دقت ابعادی روی سایر قطعات نیزاستفاده میشود. این فرایند، اندازه کردن  نامیده می شود. فرایند اندازهکردن به همراه فشارهای بالا و تغییر شکل قطعه میباشد حک کردن حروف و اعداد روی قطعات را میتوان با فرایندی شبیه به سکه زنی با سرعت انجام داد.

 

نیروی فورج

نیروی فورج لازم در فرایند فورج با قالب حفره دار از رابطة زیر بدست می آید:

که kیک ضریب (از جدول 2بدست میاید ) Yf تنش سیلان ماده در دمای فورج و a  سطح مورد فورج به همراه زائده میباشد در فورج داغ فشار واقعی فورج از 550 MPa تا 1000 MPa تغییر می کند.

طراحی قالب های فورج

طراحی فالبهای فورج به دانش زیادی دربارة خواص استحکام، چکشخواری، حساسیت به نرخ تغییرشکل و دما، اصطکاک و شکل قطعه نیاز دارد اعوجاج قالب تحت بارهای بالاخصوصا در تولید قطعات با تلرانس کم قابل ملاحظه میباشد مهمترین قانون در طراحی قالب این است که قطعه در هنگام عملیات فورج در جهتی که دارای کمترین مقاومت است . جریان می یابد

بنابراین قطعه( شکل میانی) بایستی به گونهای شکل داده شود تا تمامی حفره های قالب پر شود. در شکل دهی اولیه قطعه، ماده نباید به آسانی به سمت زائده حرکت کند.

الگوی جریان دانهای بایستی مطلوب باشد و لغزشهای شدید بین قطعه و قالب بایستی به حداقل برسد تا فرسایش کاهش یابد انتخاب اشکال نیازمند تجربة زیادی بوده ، شامل محاسبات سطوح مقطع در هر موقعیتی از فورج میباشد. از آنجاییکه ماده در این فرایند تحت تغییرشکلهای مختلفی در مناطق مختلف حفرههای قالب میباشد، خواص مکانیکی بستگی به موقعیت فورج دارد.

در ادامه درباره این اجزا توضیح داده شده است، بعضی از آنها شبیه به موارد گفته شده درباره ریخته گری می باشد.

در اغلب قطعات فورج شده، خط جدایش Parting line درست در مکان بزرگترین سطح مقطع قطعه قرار دارد.در قطعات متقارن خط جدایش معمولا خط مستقیمی در مرکز قطعه می باشد اما در قطعات پیچیده این خط در یک صفحه قرار ندارد. این قالب ها به گونه ای طراحی میشوند تا هنگام کار قفل شده و از حرکتهای عرضی قالب جلوگیری شود در این حالت تعادل نیروها و هم محوری قطعات قالب حفظ می گردد. بعد از آنکه قالب پر شد به اضافة مواد اجازه داده میشود که به داخل سیمراهه Gutter راه پیدا کند این موضوع باعث میشود که این مواد اضافی باعث بالا بردن فشار قالب نشوند. معمولا ضخامت زائده  Flash برابر3% بیشترین ضخامت قطعه فورج کاری میباشد طول تکة مسطح Land معمولا دو تا پنج برابر ضخامت زائده می باشد در طی سالها چند طراحی مختلف برای سیمراه ارائه شده است در اغلب قالب های فورج به زاویة شیب  Draft angle مناسب برای بیرون آمدن قطعه از قالب نیاز میباشد قطعه در هنگام اغلب قالبهای فورج به زاویة شیب  Draft angle مناسب برای بیرون آمدن قطعه از قالب نیاز میباشد قطعه در هنگام خنک شدن هم از نظر طولی و هم از نظر شعاعی منقبض می شود بنابراین زوایای شیب داخلی بزرگتر از زوایای شیب خارجی ساخته میشوند زوایای داخلی در حدود ٧ تا ١٠ درجه و زوایای خارجی در حدود ٣ نا ۵ درجه میباشند انتخاب صحیح اندازة شعاعها و گوشه ها به منظور اطمینان خاطر از جریان آرام فلز به داخل حفرهها و افزایش عمر قالب بسیار مهم است .

معمولا شعاع های کوچک غیرمطلوب می باشد، چراکه جریان فلز را با سختی مواجه کرده، فرسایش قالب را بالا م قالب میشود یبرد (به دلیل ایجاد تمرکز تنش و حرارت) قوس های کوچک همچنین سبب ایجاد ترک های ناشی از خستگی در بنابراین مقدار این قوسها تا آنجاییکه طراحی قطعة فورج کاری اجازه میدهد باید بزرگ باشد.

در فرایند فورج، خصوصا برای قطعات پیچیده میتوان از قالب های چندتکه به جای قالب های یک تکه استفاده نمود این موضوع باعث کاهش هزینه های ساخت قالب های مشابه می شود این تکه ها ( مغزها ) را میتوان از مواد پراستحکام تر و سخت تر ساخت . در صورت فرسایش و شکست این تکهها آنها را به راحتی میتوان تعویض نمود.

 

جنس قالب ها وروانکار ها

 اغلب عملیات فورج خصوصا در مورد قطعات بزرگ، در دماهای بالا انجام میشود. بنابراین مواد قالب بایستی

الف) دارای استحکام و چقرمگی در دماهای بالا باشند

ب ) سختی پذیر بوده و بتوان آنها را به صورت یکنواخت سخت کاری نمود

ج ) در مقابل شوکهای حرارتی و مکانیکی مقاوم باشند

د ) در مقابل سایش به سبب پوسته شدن در فورج داغ مقاوم باشند.

انتخاب جنس قالب به فاکتورهایی نظیر ابعاد قالب، ترکیب و خواص قطعه، پیچیده بودن قطعه دمای فورج نوع فرایند فورج هزینة مواد قالب و تیراژ قطعه بستگی دارد همچنین انتقال حرارت از قطعة داغ به قالب فاکتور مهمی میباشد از مواد که معمولا در ساخت قالبهای فورج استفاده میشوند، میتوان به فولادهای دارای کرم، نیکل، مولیبدن و وانادیم اشاره نمود.

روانکارها، روانکارها به شدت بر میزان اصطکاک و سایش تاثیر میگذارند. بنابراین در مقدار نیروها و جریان فلز به داخل حفرهها موثرند همچنین به عنوان حایل حرارتی بین قطعة داغ و قالب نسبتا خنک عمل کرده، باعث پایین آمدن نرخ خنک شوندگی قطعه و بهبود جریان فلز میگردد. نقش مهم دیگر روانکار عملکردن به عنوان عامل جدایش و جلوگیری کننده از چسبیدن قطعه به قالب میباشد.

در فرایند فورج از روانکارهای مختلفی میتوان استفاده نمود در فورج داغ از گرافیت، دیسولفید مولیبدن و در بعضی استفاده میشود در فورج داغ معمولا قالب مستقیما به روانکار آغشته میشود، در فورج سرد قطعه به روانکار آغشته میشود.

روش کاربرد و یکنواخت نمودن ضخامت روانکار روی بلانک در کیفیت محصول مهم است.
دسته :
برچست ها :

آهنگری


تاریخ انتشار پست : 1395/11/8 بازدید : 304

آهنگری (Forging) کار بر فلز توسط پتک کاری یا پرس کاری و در آوردن آن به یک شکل مفید است. آهنگری از قدیمی ترین هنرهای فلزکاری است و منشاء آن به زمان های بسیار دور باز می گردد. در این فرآیند نیرو های بزرگی به کار گرفته می شود و لوازم کار اغلب بسیار سنگین هستند.

اکثر عملیات آهنگری به صورت گرم اجرا می شوند، اما فلزات ویژه ای هم هستند که می توانند به صورت سرد آهنگری شوند. در عملیات آهنگری دو دسته اصلی تجهیزات به کار می روند. پتک آهنگری یا پتک سقوطی که ضربه سریعی را به سطح فلز وارد می کند و پرس آهنگری که نیروی آرامی به فلز وارد می آورد.

 
 

دو دسته اصلی فرآیند های آهنگری، آهنگری قالب باز و آهنگری قالب بسته هستند. آهنگری قالب باز بین قالب های مسطح یا قالب های با اشکال بسیار ساده اجرا می شود. این فرآیند اکثراً برای اشیاء بزرگ یا وقتی که تعداد قطعات تولید شده کم است به کار می رود. در آهنگری قالب بسته قطعه بین دو نیم قالب که اثر شکل نهایی قطعه بر آن ها نقش بسته، تغییر شکل پیدا می کند. در این روش قطعه تحت فشار زیاد در یک حفره بسته تغییر شکل می دهد و بنابراین قطعات آهنگری شده دقیقی با حدود مجاز ابعادی ظریف قابل تولید هستند.

ساده ترین عملیات آهنگری قالب باز، برآمده کردن (Upsetting) یک شمشال استوانه ای بین دو قالب صاف است. آزمایش فشار در شکل روبرو یک نمونه ابتدایی از این فرآیند در مقیاس کوچک است. با جریان کردن فلز به طور جانبی بین سطوح قالبی که بهم نزدیک می شوند، در سطح مشترک فلزهای قالب، به علت وجود نیروهای اصطکاکی، در مقایسه با صفحه واقع در وسط ارتفاع تغییر شکل کمتری ایجاد می شود. بنابراین، جوانب استوانه برآمده و بشکه ای می شود. طبق قانون کلی، فلز به سهولت به طرف نزدیک ترین سطح آزاد جریان می کند، چون در این کار کمترین مسیر اصطکاکی طی می شود.

  

اثر اصطکاک در مهار کردن جریان فلز برای تولید قطعاتی با اشکال مختلف در قالب های ساده به کار می رود. قالب های لبه کاری (Edging Dies) برای شکل دادن انتهای میلگرد ها و جمع کردن فلز به کار می روند.

چنانچه در شکل روبرو در قسمت های الف و ب نشان داده شده است، قالب از جریان کردن فلز در جهت افقی ممانعت می کند، ولی فلز می تواند از اطراف آزادانه حرکت کرده و قالب را پر کند. شیار کاری (Fullering) برای کم کردن سطح مقطع بخش هایی از یک قطعه به کار می رود. جریان فلز به سمت خارج و دور از مرکز شیار کاری است ( شکل روبرو قسمت ج ). مثالی از کاربرد این نوع عملیات، در آهنگری میل لنگ موتورهای درون سوز است. کاهش سطح مقطع کار، همزمان با افزایش طول ، به کشش به تو (drawing down) یا کشش به بیرون (drawing out) موسوم است ( شکل روبرو قسمت د ). اگر عملیات کشش به تو با قالب های مقعر ( قسمت ه ) طوری انجام شود که میلگردی با قطر کمتر به دست آید، این عمل سوراخگری (Swaging) نامیده می شود.

عملیات دیگری که توسط آهنگری انجام می شوند عبارتند از:

خم کاری (Bending)پیچانیدن (Twisting)اکستروژنسنبه کاری (Piercing) (قسمت و )سوراخ کاری (Punching) ( قسمت ز )دندانه گذاری (Indenting)

در آهنگری قالب بسته از قطعات قالب جفت شده و تراشیده برای تولید قطعه آهنگری با حدود ابعادی مجاز دقیقی استفاده می شود. به طور کلی زیاد بودن میزان تولید، توجیه کننده استفاده از قالب های گران قیمت است.

 

شمشال آهنگری در آهنگری قالب بسته، معمولاً اول شیار کاری و بعد لبه کاری می شود تا فلز را برای آهنگری بعدی در مکان های درست قرار دهد. شمشال پیش شکل گرفته، سپس در حفره قالب قطعه زنی قرار می گیرد و آهنگری مقدماتی انجام می شود تا شکلی نزدیک شکل نهایی به دست آورد. بیشترین تغییر در شکل فلز معمولاً در این مرحله انجام می شود. قطعه سپس به قالب نهایی منتقل می شود و در این قالب توسط آهنگری، شکل و ابعاد نهایی را به دست می آورد.

استفاده از فلز به اندازه کافی در قطعه آهنگری، طوری که حفره قالب را کاملاً پر کند مهم است. چون قرار دادن مقدار درست فلز در مکان های مناسب حین شیار کاری و لبه کاری مشکل است، استفاده از مقداری فلز اضافه متداول می باشد. وقتی قالب ها برای مرحله نهایی به هم نزدیک می شوند، فلز اضافی به صورت نوار نازکی از فلز که به پلیسه موسوم است، بیرون می زند. برای جلوگیری از تشکیل پلیسه (flash) خیلی پهن، معمولاً یک برآمدگی موسوم به شیار پلیسه رو (flash gutter) مطابق شکل روبرو در قالب تعبیه می شود. مرحله نهایی در ساخت یک قطعه قالب بسته، زدودن پلیسه یا پلیسه گیری (trimming) است.

به علت وجود پلیسه، عنوان آهنگری قالب بسته صحیح نمی باشد و نام بهتر برای این فرآیند، آهنگری قالب نقش دار (impression-die forging) است. پلیسه دو کار می کند. اول اینکه پلیسه به صورت « دریچه اطمینان » برای فلز مازاد در حفره قالب بسته عمل می کند. مهمتر اینکه فرار فلز را تنظیم می کند و بنابراین پلیسه نازک مقاومت جریان سیستم را به شدت زیاد می کند، طوری که فشار زیادی ایجاد می شود تا از پر کردن کلیه فرو رفتگی های قالب اطمینان حاصل شود.

شکل روبرو منحنی مشخصه بار آهنگری را بر حسب پیش روی قالی ( ضربه پرس ) برای فرآیندهای آهنگری قالب بسته نشان می دهد. ابعاد پلیسه نباید بیش از حد بزرگ انتخاب شود چون این امر به ایجاد بارهای بزرگ آهنگری به همراه مشکلات سایش و شکست قالب منجر می شود. شرایط ایده آل زمانی است که برای حداقل پلیسه مورد نیاز در انجام کار، طراحی صورت گیرد. آهنگری قالب بسته، به ویژه هنگام تولید قطعات با مغزی های تیز، پوسته های نازک و لبه های بلند بسیار مشکل است. هم چنین برای سهولت جدا شدن قطعه نهایی باید قالب های آهنگری به شکل مخروطی تهیه شوند. زاویه شیب مجاز قالب برای آهنگری فولاد تقریباً 5 درجه است. 

  

 
 

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

جورج دیتر ، ترجمه شهره شهیدی ، متالورژی مکانیکی ،  مرکز نشر دانشگاهی ، 1369

محمد باقر لیمویی ، اصول شکل دادن فلزات ، موسسه انتشاراتی دانش پژوهان فردا ، 1384

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

 
 

Forging is a manufacturing process involving the shaping of metal using localized compressive forces. Forging is often classified according to the temperature at which it is performed: "cold", "warm", or "hot" forging. Forged parts can range in weight from less than a kilogram to 580 metric tons.Forged parts usually require further processing to achieve a finished part... more

 
 

Forging is the process by which metal is heated and is shaped by plastic deformation by suitably applying compressive force. Usually the compressive force is in the form of hammer blows using a power hammer or a press. Forging refines the grain structure and improves physical properties of the metal. With proper design, the grain flow can be oriented in the direction of principal stresses encountered in actual use. Grain flow is the direction of the pattern that the crystals take during plastic deformation. Physical properties (such as strength, ductility and toughness) are much better in a forging than in the base metal, which has, crystals randomly oriented... more

دسته :
تمامی حقوق برای نویسنده محفوظ میباشد