فرم دهی فلزات

فرم دهی فلزات

اسلاید 1: (تغییر شکل فلزات)فرم دهی فلزات Metal Forming processاهدافمبانی فرم دهی فلزاتخواص مواد درفرم دهی فلزاتتنش در فرم دهی فلزاتاثردما در فرم دهی فلزاتفرایند های تغییر شکلعملیات گرم وسرد در فرم دهی فلزات

اسلاید 2: مبانی فرم دادن فلزاتفرم دادن موادبه فرایندهایی از ساخت وتولید گویند که با اعمال نیرو وایجاد تغییر شکل دایمی در فلزات ، باعث می شود ماده به شکل دلخواه (نهایی) برسد.اندازه ی نیروی اعمال شده برماده ،که توسط ابزار شکل دهی اعمال می گردد ،از حد تسلیم (Yield Strength)ماده بالاتر است.عموماً شکل نهایی قطعه به وسیله ی شکل هندسی ابزار که قالب نامیده می شود مشخص می گردد.

اسلاید 3: تنش در فرم دهی فلزاتتنش های وارده در فرایند های شکل دهی عمدتا از نوع فشاری می باشند .فرایند های نورد ،آهنگری ،اکسترود و....تنش درفرایند هایی مانند کشیدن از نوع کششی در فرایند خمکاری تنش از نوع فشاری وکششی است.در فرایند برش تنش از نوع برشی می باشد

اسلاید 4: خواص مواد در فرم دهی فلزات با توجه به این که تغییرشکل مواد مورد نظر است، بنابراین از نمودار تنش وکرنش قسمت تغییر شکل پلاستیکی آن بررسی می شود.یعنی خواصی مورد نظر قرار می گیرند که به نام نقطه تسلیم قابلیت شکل پذیری ماده را شامل می شود

اسلاید 5: خواص مواد در فرم دهی فلزات این خواص در مواد وابسته به دما می باشنددر اثر افزایش دما قابلیت شکل پذیری افزایش یافته واستحکام تسلیم کاهش می یابد.استحکام کششی اکثر فلزات ، در دمای معمولی زیاد است.

اسلاید 6: فرایند هایی که تغییر شکل زیاد ایجاد می نمایندویژه گی های مهم این فرایند ها آن است که تغییر شکل زیاد در حجم وسیعی ازماده خام صورت می گیرد.قطعات خام عمدتا به شکل استوانه یا مکعب می باشند.

اسلاید 7: مواد خامپرس کاریتزریق موادپودرروزن رانیریختگری شمشS.L.Ss.L.s. Selective Lesear SinteringمحصولFiring Sinteringماشین کاریریختگری مذابآهنگری /فرم دادن با پرسریختگری مداوم / رول کردنقالب دمشعملیات مخصوصرول کردن

اسلاید 8: آهنگریفرم دادن قطعات

اسلاید 9: آهنگرییکی از قدیمی ترین روش فرم دادن فلزات است واز نظر تاریخی به چکش وسندان برمی گردد که کارگران بااین ابزارها وبه ابتدایی ترین روش فرم دادن فلزات می پرداختند (طلا سازی،نعل سازی و...) استفاده از نیروهای فشاری در حین مراحل متعدد کاری که به شکل دادن قطعات و..... با به کار گیری ابزار وقالب های لازم در ارتقای خاصیت ماده همانند تغییر شکل آن به تولید قطعات با خط تولید پیوسته یا نا پیوسته پرداخته می شود

اسلاید 10: آهنگریآهنگری اصطلاحی برای فرم دادن فلزات است که با وارد نمودن نیرو های فشاری بر موادی که درون قالب قرار گرفته اند (مخصوصا فلزات) و قابلیت تغییر شکل هم دارند شکل پذیر می شوند.درآهنگری سرد عملیات فرم دادن در حرارت معمولی ویا نزدیک به آن انجام می شود.آهنگری گرم قطعه ی کار در حرارتی بین آهنگری سرد وداغ شکل می گیرد.

اسلاید 11: آهنگریآهنگری سردنوعی عملیات مکانیکی است که تغییر شکل حاصله در ماده در درجه حرارت هوای معمولی انجام می پذیرد، مانند روزن روانی (اکستروژن) ، کشش ، سکه زنی و...این تغییر شکل ماندگاری اختلالات در دانه بندی ماده را نگه میدارد که در نهایت ماده استحکام کمتری نسبت به نوع دیگر آهنگری دارد.

اسلاید 12: آهنگریدرآهنگری باحرارت بالاکلیه عملیات شکل دهی برروی ماده درحرارت های تقریبا بالا انجام می پذیرد (درحرارت های بالا شکل دهی راحت تراست) .قطعات حاصل ازآهنگری می توانند وزنی تا حدود یک صدو هفتاد تن را شامل شوند.درخیلی مواردعملیات تمام کننده ویا پرداخت سطح هم برروی آن ها باید انجام شود.

اسلاید 13: آهنگریبا این که قالب ها وچکش های سنگی اولین ابزارهای انسان بودند.اخیرا نیروهای به کار گرفته شده به جای چکش از طریق پرس هایی با نیروی محرک: بادی، بخاری، مکانیکی، هیدرولیکی و..... تامین می گردندقالب ها وابزارها نوعاً از جنس استیل و یا مواد ی که شکل پذیری ومقاومت بالایی داشته باشند

اسلاید 14: آهنگریتولید نیرو دراین چکش تا هزاران هزاران تن می باشدکه قادربه فرم دادن هر ماده شکل پذیری می باشند.نتایج حاصله در قطعات آهنگری شده بهتر از ریختگری وماشین کاری می باشد،زیراجریان دانه بندی ماده در راستای شکل تولید شده قرار می گیرد ونسبت مقاومت به وزن جسم بالا می رود.تعدادی ازفلزات آهنگری سرد می شوند ولی آهن و آلیاژهای آن آهنگری داغ می شوندواین به دو دلیل است

اسلاید 15: آهنگریاولاً :اگر عملیات سختی زایی انجام شود در این صورت کار کردن بر روی مواد ی هم چون آهن ویا نظایر آن بسیار مشکل خواهد شدثانیاً:فولاد ها و آلیاژهای آنان به وسیله روش های متفاوتی به غیر از عملیات آهنگری سرد به استحکام بیشتری می رسند بنا براین از نظر اقتصادی عملیات آهنگری داغ نسبت به عملیات سرد مقرون به صرفه است.

اسلاید 16: عملیاتحرارت دهییک نواخت سازیسکه زنی ، درپوش زنیشیار زنی ،مفصل زنی کره زنی ، توده زنی سوراخ زنی،رول کردناریب زنی و...... قالب های بازقالب های بستهقالب های تحت فشارروکش کردنماشین کاریتمیز کردنعملیات آب کاری وحرارتیبازرسیآماده سازیآهنگریعملیات متوالیدسته بندی عملیات آهنگری

اسلاید 17: مزایای فرایند آهنگریتولرانس بدست آمده 1% تا 5% ابعاد مورد نظر است.شکل نهایی بدست آمده نزدیک ترین شکل به آن چه مورد نظر است می باشد.شکل هایی با پیچیدکی بالا قابل تولید هستند.چرخ دنده های متفاوتمحورهای پیچیده قطعات مرکبدرخواص مواد آهنگری شده تغییری حاصل نمی شود. جریان دانه بندی ومواد قابل کنترل است.نتایج حاصله واستحکام ماده در سطح بسیار بالایی قرار می گیرند.فرایند ی برای تولید انبوه با نرخ تولید بالا .

اسلاید 18: معایب قالب های گران قیمت خصوصاً برای آهنگری داغ.نیاز به کارگران ماهر.نیاز به پرس های با تناژبالا وبا قیمت بالا.نمی توان تولرانس های دقیق درقطعه ایجاد کرد.دراین فرایندنمی توان ویژگی های هندسی مانند رزوه، حفره و...را در قطعه به دقت ایجاد نمود.

اسلاید 19: قالب بستهفشردن فلز در داخل قالب دارای حفره باعث می شود که شکل منبت شده ی روی قالب بر روی فلز ایجاد شود.در این فرایند ماده اضافه از داخل حفره ی قالب به فضای خارج آن وارد شده وایجاد پلیسه می نماید.پلیسه ماده ی زایدی است که در پایان فرایند باید از قطعه کار جدا شود.پس از تشکیل پلیسه اصطکاک جریان ماده دراین فضا باعث راندن ماده به داخل قالب شده تا فضای قالب از ماده پر وشکل نهایی بدست آید (خصوصاً در آهنگری داغ).

اسلاید 20: قالب های بسته

اسلاید 21: مراحل فشار در قالب بسته ی آهنگری

اسلاید 22: نیروی وارد در مراحل بسته شدن قالب آهنگری

اسلاید 23: مراحل تولید شفت

اسلاید 24: اشکالات

اسلاید 25: اشکالات

اسلاید 26:

اسلاید 27: درآهنگری با قالب های بسته معمولاً چندین جفت قالب متوالی استفاده می شود تا بتوان از قطعه ی خام اولیه به قطعه ی نهایی رسید.علت آن این است که در عمل نمی توان با یک جفت قالب شکل نهایی را بدست آورد.عموما این فرایند دستی وبه وسیله ی کارگر و در محیط کاری دشوار انجام می پذیرد.نمونه ی این قطعات را می توان از دسته شاتون ها ی موتورهای احتراقی، میل لنگ های متعدد و... نام برد.

اسلاید 28: (coining) سکه زنی با این فرایند آرم ها، مدال ها و..... تهیه می شوند.معمولا فلزات نرم مانند آلومی نیم،سرب،مس و یا آلیاژهای آن ها استفاده می شود.سنبه وماتریس می توانند شکل های متفاوت داشته باشند ولزوماًقرینه یک دیگر نیستند.

اسلاید 29: ماده ی اولیه داخل قالب فشرده شده و به عبارت دیگر در داخل قالب حبس شده و مواد اضافه به صورت پلیسه راهی به خارج ندارند(آهنگری با قالب بسته بدون پلیسه یا آهن گری دقیق نیز نامیده می شود)بدین دلیل ماده ی اولیه قبل از قرار گرفتن در داخل قالب دقیقاً وزن می شود تا فضای قالب را پر کند.پول وسکه از این طریق تولید می شود.(coining) سکه زنی

اسلاید 30: قالب باز آهنگری