Extrusion
اسلاید 1: بسم الله الرحمن الرحیم
اسلاید 2: Extrusion
اسلاید 3: اکستروژن یکی از روشهای تولید پروفیل با مقاطع مختلف : توخالی ، توپر ، میلگرد و تسمه می باشد که در این روش بر اثر تغییر شکل ماده و یا شمش (Billet) مورد نظر تحت اثر فشار زیاد،و عبور دادن آن از طریق کنتینر (Container) به سوراخ قالب (Die) پروفیل خاصی از نظر سطح مقطع و استحکام بدست می آید.تعریف :
اسلاید 4: تاریخچه : پرس اکستروژن در سال 1810 میلادی توسط اس.براهمای (S.Bramuh) انگلیسی اختراع گردید. شخص مزبور پرس را برای اکسترود سرب ساخته بود. اساس پرس مزبور همانست که امروزه برای تولید لوله های سربی بکار می رود. روش فوق اولین بار بطور موفقیت آمیزی توسط دیک (A.Dick) آلمانی در 1890 برای آلیاژهایی که دارای نقطه ی ذوب بالا هستند بکار برده شد . او با گذاشتن یک قطعه ی فولادی به نام دامی از فروریختن رام (سمبه) به داخل شمش گداخته جلوگیری نمود و حاصل کار نتیجه ای بسیار مهم دربرداشت که آن تعمیم عمل اکستروژن بر روی آلیاژهای دیگر بود.سایر پیشرفتهایی که در صنعت مزبور تا کنون بوقوع پیوسته ، بسیار بطئی بوده و این پیشرفتها عبارت از اصلاحات درنصب ساختمان مکانیکی هیدرولیکی پرس ، و در ساخت ابزار تولید و وسایل مورد نیاز این صنعت و در کاربرد فولاد گرم کار می باشد.
اسلاید 5: روش اکستروژن بسیار ساده و در عین حال تا حدود زیادی قابل تعمیم می باشد. برحسب نوع شمش و قالب بکار رفته مقاطع بسیار پیچیده فلزی را می توان بدین طریق تولید نمود . عمل اکستروژن ممکن است بدون حرارت دادن شمش و یا بالعکس انجام پذیرد. در شکل چگونگی انتقال فشار از رام (Ram) ، (سمبه) هیدرولیکی و یا مکانیکی به دامی (Dumy Block) و سپس به شمش نشان داده شده است.
اسلاید 6:
اسلاید 7: ساختمان کنتینر از دو سیلندر اصلی با جداره ی ضخیم تشکیل شده که به طریق گرم و سرد در داخل یکدیگر فرورفته اند تا تنش های شعاعی را تحمل کنند. جداره ی داخلی یا لاینر (Liner) بایستی در مقابل حرارت و فشار و فرسایش مقاوم باشد. تنش های محوری به قسمت قالبندی و جلوی پرس اعمال می شوند که این وسایل بایستی تحمل تنش مزبور را داشته باشند.
اسلاید 8: الف)حرکت نسبی رام در هنگام اکسترود : سیستم های اکسترژن مستقیم و غیر مستغیمب)وضعیت ساختمان پرس اکستروژن : عمودی یا افقیج)نوع محرکها : هیدرولیکی (روغن و یا آب) و یا روشهای مکانیکید)نحوه اعمال فشار : به صورت معمولی و متداول و یا روش هیدرواستاتیکی روشهای عملی اکستروژن از لحاظ رفتار و عملکرد به چهار دسته تقسیم می شوند :
اسلاید 9: روشهای اکستروژن :صفات اختصاصی و مختلف جریان خمیری در آلیاژهای گوناگون قابل اکسترود و روابط پیچیده بین عوامل اکستروژن و الگوهای جریان در کانتینر ، مسجل می سازد که ، با استفاده از یک روش ، اکسترود همه مواد امکان پذیر نیست. روشهای بخصوصی ، براساس نحوه عملکرد می گیرد . به گونه ای واضح محصولاتی در انواع مختلف ، به روشهای تولیدی مخصوصی نیاز دارند.
اسلاید 10: دو روش اصلی و پایه در شکل نشان داده شده است .الف)پرس مستقیم با حرکت اکستروژن به سمت جلوب)پرس غیر مستقیم با حرکت اکستروژن به سمت عقب(با استفاده از رام تو خالی)
اسلاید 11:
اسلاید 12: پرس اکستروژن معمولی :یکی از مهمترین روشهای مورد استفاده در صنعت اکستروژن ، استفاده از پرس مستقیم (معمولی) می باشد که دارای 5 مرحله متوالی است :الف)قرار گرفتن شمش و دامی در پرس و در درون کانتینر (Loading) ب)اکسترود کردن شمشج)تخلیه فشار پرس ، جدا شدن کنتینر از سطح قالب ، برای جداسازی دامی و ته شمشد)برش ته شمش توسط قیچی پرسه)برگشت قیچی-کنتینر و رام برای شروع حرکت جدید آماده می شوند
اسلاید 13:
اسلاید 14: سطح شمش در تماس با جدار کنتینر ، تحت بار اکستروژن ، ضمن اصطکاکی شدید ، به سمت جلو می لغزد و میزان راحتی و یا سختی تولید ، به نوع آلیاژ مورد مصرف و یا به عمل روغنکاری بستگی خواهد داشت. در هر دو صورت مقادیر متنابهی از نیروی اکستروژن (به نسبت طول شمش) در فائق شدن به نیروی اصطکاک جدار کنتینر و یا در نیروی برشی قسمت میانی سریع الحرکت تر از لایه های خارجی شمش چسبیده به کانتینر تلف خواهد شد.
اسلاید 15: در اکستروژن مستقیم ، بار اولیه پرس هنگام فشردن شمش تا پرشدن حجم کانتینر سریعا افزایش می یابد. سپس تا خروج ابتدای پروفیل از قالب افزایش دیگری نیز در منحنی به چشم می خورد. و منطقه تغییر شکل نسبتا مخروطی نیز در مقابل دهانه قالب ایجاد می شود، همچنین در این ناحیه است که حداکثر سرعت تغییر بعد نسبی بوجود می آید. بعد از حداکثر بار هنگامی که طول شمش کوتاه شده فشار اکستروژن به حداقل می رسد ، و سپس در انتهای تولید مجددا به سرعت افزایش می یابد. دلیل این افزایش فشار ، به علت جاری شدن مواد از ته شمش ، به گونه ای شعاعی به سمت سوراخ قالب است. مقاومت تغییر شکل با کاهش ضخامت پروفیل بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.
اسلاید 16: اکستروژن مستقیم با روغنکاری و غلاف و یا بدون آن :در اکستروژن مستقیم ، استفاده از روغنکاری و غلاف و یا بدون آن تولید عملی است، مواد مورد مصرف اگر آلیاژی چسبده به جدار کنتینر باشد، جریان خمیری غیر یکنواخت به وقوع می پیوندد. در ابتدا ناحیه ی مرکزی شمش به سمت قالب جریان یافته و در انتها پوسته خارجی شمش اکسترود خواهد شد.
اسلاید 17:
اسلاید 18: از آنجا که سطح خارجی شمش ریخته شده دارای ناخالصی ها و اکسید است ، جدا شدن مواد خالص مرکز شمش از پوسته ی خارجی و باقی ماندن این پوسته که حاوی مواد ناخالص می باشد،در درون کنتینر ، سبب بهبود تولید است. این کار، اکستروژن با غلاف شناخته شده و معمولا برای فلزات سنگین و به منظور جلوگیری از ترکهای طولی در انتهای تولید ، بکار می رود ، که توسط الکساندر دیک(Alexander Dick) ابداع شده است. در این روش قطر دامی حدود 1/5 تا 2 میلیمتر کمتر از قطر کنتینر بوده و سبب جداسازی هسته خالص مواد در داخل شمش از ناخالصیهای سطح شمش است.غلاف تشکیل شده از ناخالصی ها و باقیمانده درون کنتینر،در انتهای هر سیکل کار برای شروع تولید بعدی با دامی دیگری که تلرانس جزئی مثبت با قطر اصلی کنتینر دارد ، به بیرون رانده خواهد شد.
اسلاید 19:
اسلاید 20: در اکسترود آلیاژهای آلومینیوم ترجیحا از دامی با تلرانس بسیار کم نسبت به قطر کنتینر استفاده می شود که در نتیجه هیچ نوع غلافی ایجاد نخواهد شد. از آنجائیکه آلومینیوم برخلاف فلزات سنگین به جداره کنتینر می چسبد ، سطح خارجی شمش در هنگام اکستروژن ، به طرف مرکز قالب جریان نیافته و ناخالصی ها در انتهای شمش بصورت ته شمش باقی می مانند . همچنین اختلاف درجه ی حرارت بین شمش و کانتینر کم بوده و اختلاف سرعت جریان سیال ناحیه ی مرکزی از ناحیه ی محیطی ، بسیار کمتر از موارد مشابه در اکستروژن فلزات سنگین است.
اسلاید 21: در اثنای پیشروی دامی در حین عمل اکستروژن ، ناخالصی سطح شمش جدا شده و در ته شمش متمرکز می شود، به همین دلیل ته شمش باقیمانده بایستی بقدر کافی ضخیم باشد تا به تولید لطمه ای وارد نشود در صورتیکه اکستروژن همراه با روغنکاری مناسبی بین جدار خارجی شمش و کانتینر باشد ، در مقایسه با روشهائی تولیدی که نه روغنکاری شده و نه غلاف بجای می ماند نتیجه ی کار، سرعت تغییر بعد نسبی یکنواخت درتمام مقاطع شمش خواهد بود .
اسلاید 22: تقلیل شدید اصطکاک باعث کاهش جریان سیال از مرکز شمش بوده،و تمام شمش بصورت یکنواخت تری تغییر شکل می دهد . لذا مواد سطح خارجی شمش پس از عبور از قالب ، سطح پروفیل را می سازد. در صورت ایجاد منطقه ی ساکن در جلوی شمش ، جریان یکنواخت بوجود نمی آید ، لذا در اینگونه موارد از قالبهای مخروطی که زاویه آنها مشابه زاویه قیف ساکن است، استفاده می شود.
اسلاید 23: استفاده از روغن کاری در اکستروژن آلیاژهای سخت و فولادها ، نتیجه اش سرعت زیاد تولید و کاهش بار اکستروژن و امکان تولید آلیاژهائی است که به سختی اکسترود می شوند. در این روش ناخالصی های سطح شمش بطرف مرکز شمش کشیده نشده در نتیجه ته شمش با ضخامت کم (که سبب تقلیل ضایعات می گردد) باقی می ماند.
اسلاید 24: بسته به نوع آلیاژ ، روانسازهای گوناگون و درجات حرارت مختلفی در اکستروژن استفاده می شود. در اکستروژن مس لایه ی اکسیده شده سطح شمش روانساز طبیعی است، در حالیکه در اکستروژن فولاد و برنج ، کانتینر و قالب و سنبه (مندرل) بایستی به نحوی روغنکاری شوند. از روانسازهای ویژه مثل گرافیت ، نمک ها و حتی پودر شیشه به میزان زیاد در اکستروژن لوله های فولادی استفاده می گردد . علی رقم مزایای بالقوه روانسازی ، در اکستروژن آلومینیوم ، عمل مزبور بسیار کم مورد استفاده است .
اسلاید 25: چناچه مواد روانساز بیشتر و یا کمتر از اندازه در اکستروژن بکار رود ، سبب ایجاد اثرات سوئی بر سطح محصول می شود، چنین اثراتی در اکسترود بدون ورانساز وجود ندارد.
اسلاید 26: اکسترود مقاطع ساده پروفیل و میلگرد : یکی از ساده ترین روشهای تولیدی،اکسترود مقاطع ساده و میلگرد ، با استفاده از پرس مستقیم می باشد معهذا ، بسته به نوع آلیاژ و شکل پروفیل،برای تولیدی با کیفیت قابل قبول پارامترهای متعددی را بایستی در نظر داشت.
اسلاید 27: بجز اکستروژن مستقیم شمش به شمش ، مقاطع مختلف و انواع میلگرد به وسیله دامی های جداگانه تولید می شوند که ضخامت ته شمش باقیمانده در پایان هر سیکل کار (بسته به نوع مواد و انواع نقائص و الگوی جریان و قیف ایجاد شده)مقدار معینی خواهد بود. روش تولید شمش به شمش طریق مناسبی برای تولیدات پیچکی (Coiled) انواع سیم و مقاطع گرد و غیره می باشد.
اسلاید 28: ابزار مورد نیاز در سیستم تولید میلگرد از اهمیت فراوانی برخوردار است (این اهمیت در مورد سایر مقاطع افزونتر خواهد بود.) بخصوص در مورد نحوه قرارگیری سوراخهای قالب و تعداد آنها محاسبات دقیقی بایستی انجام شود و در همین حال میزان انبساط و انقباض پروفیل توام با عبور جریان خمیری از محوطه قالب را بایستی در نظر داشت . محاسبات این مسائل در مورد تولید مقاطع پیچیده با تلرانس های بسیار کم از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. مقاطعی را که بتدریج تغییر بعد می یابند با قطع پیشروی رام و تعویض قالب می توان تولید نمود .
اسلاید 29: اول با قالب کوچکتر تولید شروع می شود، پس از مقداری حرکت ، رام می ایستد و سپس آن قالب را که از دو یا چند قطعه درست شده با قالبی بزرگتر تعویض نموده و رام به همین نحو به حرکت خود ادامه می دهد .
اسلاید 30:
اسلاید 31: در امریکا این روش برای صرفه جویی درماشینکاری جهت تولید قطعات مختلف هواپیما بکار می رود تیرهای پله از چراغ برق و محصولاتی نظیر این ها ، به همین نحو تولید می شوند. ساخت قالبهایی که مقاطع مخروطی را بصورتی یکنواخت تولید نمایندو نیز توسعه یافته با این گونه قالب ها بدون قطع یک سیکل کار پروفیل مخروطی شکل تولید می شود.
اسلاید 32: تولید لوله و مقاطع توخالی بوسیله اکستروژن: برای تولید لوله ، مواد خمیری (شمش تحت فشار) از درون قالبی که دارای سنبه مرکزی است عبور داده می شود، سوراخ قالب قطر خارجی و قطر سنبه تعیین کننده قطر داخلی لوله است.
اسلاید 33: روشهای گوناگن تولید لوله از لحاظ عملکرد به چند دسته زیر تقسیم می شوند:الف)نوع سنبه و محل استقرار آن : ممکن است روی رام باشد. ممکن است روی قالب باشد (قالبهایی که دارای محفظه اتصال جوشی هستند) Welding Chambey Diesب)سنبه های متحرک محوری (آنهایی که روی رام سوار شده اند) : سنبه های ثابت و پیچ شده به رام . سنبه های متحرک قابل کنترل (حرکت این سنبه ها مستقل از حرکت رام می باشد) سنبه های ثابت که مستقل از حرکت رام کنترل می شوند.ج)روش های استفاده از شمش های سوراخ دار : شمش های توپر که توسط سنبه پرس با نیروی رام یا هیدرولیک سوراخ می شوند. شمش های توخالی که بدین نحو ریخت می شوند. شمش هایی که سوراخ راهنما در آنها ایجاد شده است.
اسلاید 34: اکستروژن لوله با سنبه روی رام : سنبه دارای دو نقش اصلی است : اولین حرکت در تولید با سنبه روی رام ، سوراخ کردن شمش توپر با نیروی محوری سنبه در داخل کنتینر است. تمام شمش در حالت پلاستیکی تغییر شکل می دهد. حجمی از مرکز شمش را سنبه در اثنای سوراخ کردن جابجا کرده ، و متناسبا طول شمش هم کمی طویل تر خواهد شد. پس از سوراخ کردن شمش ، سنبه مثل یک محور ، در مرکز قالب قرار گرفته ، و قطر سنبه به میزان ضخامت لوله ، از سوراخ داخل قالب کوچکتر است و شمش تحت فشار رام به شکل لوله تولید می شود.
اسلاید 35: ممکن است گاهی از شمش هایی که قبلا مرکز آنها را سوراخ کرده اند ، استفاده شود. حرکت محوری سنبه با در نظر گرفتن وضعیت قالب و وجود این تغییرات در اثنای تولید ، و عملیات تغییر شکل در اثنای سوراخ کردن شمش درون کانتینر و یا با مته سوراخ کردن شمش در خارج از پرس ، همه این اعمال به دلایلی چند از اهمیت خاصی برخوردارند.
اسلاید 36: امروزه با پیشرفت صنعت اکستروژن ، کنترل محل استقرار و حرکت سنبه ، همگام با تولید یکی از عوامل مهمی است که در پرس های مدرن در نظر گرفته می شود. چون درحال حاضر تعدادی از پرس های قدیمی برای تولید لوله بکار می روند ، ذیلا مختصری از نحوه کار آنها توضیح می دهیم .
اسلاید 37: اکستروژن لوله با سنبه متحرک پیچ شده روی رام :سنبه در یک سوراخ محوری روی رام در قسمت جلو پیچ شده است بنابراین بعد از اینکه سنبه شمش را سوراخ کرد،حرکت خطی آن در اثنای اکستروژن مساوی سرعت رام خواهد بود. سنبه با رام حرکت می کند، و شکل آن شبیه استوانه است تا تولید لوله با جداره ای ثابت میسر باشد. عملا شکل سنبه استوانه کامل نیست ، بلکه برای جلوگیری از اصطکاک بیشتر سنبه ها را کمی مخروطی می سازند.
اسلاید 38:
اسلاید 39: ثابت بستن سنبه روی رام مستلزم این است که پرس دارای چهار ستون استوانه ای بلند باشد، (فاصله رفت و برگشت طویل باشد) و اگر پرسی با چهار ستون نرمال مورد استفاده قرار گیرد،اول بایستی شمش در خارج به دو نیم بریده شود و سپس به صورت نصف شمش مصرف شود که این کار اقتصادی نیست ، این عمل زمانی انجام می شود که به دلیل ضرورت بایستی چنین لوله هایی را با پرس های معمولی تولید کرد و از قالبهایی که محفظه اتصال جوشی دارند به علت خواص بد آلیاژ نمی توان استفاده نمود .
اسلاید 40: تولید لوله به روش اکستروژن با سنبه شناور : در این روش متد قبلی اصلاح شده است . سنبه به رام پیچ نشده است و بعد از اینکه شمش توخالی بداخل کنتینر فرستاده شد ، سنبه در سوراخی استوانه ای شکل و یا مخروطی که در مرکز دامی جاسازی شده قرار می گیرد ، و اکستروژن انجام می شود. وضعیت مرکز دامی را که به شکل استوانه است نشان داده و در مرکز مخروطی تراشیده شده دامی را نشان می دهد. با اینگونه سنبه ها شمش های توپر را نمی توان سوراخ کرد ولی ممکن است بتوان یک شمش کامل را اکسترود نمود.
اسلاید 41:
اسلاید 42: تولید لوله به روش اکستروژن با سنبه ای که حرکت آن محدود است :در این روش شکل (9-2) داخل رام در امتداد محور سوراخ شده و سنبه ای که در داخل آن قرار دارد آزادانه می تواند تا فاصله ی معینی به جلو و عقب حرکت کند.
اسلاید 43: هنگامی که شمش و دامی وسط سوراخ به داخل پرس فرستاده می شوند، سنبه در عقب ایستاده و در نتیجه آزادی عمل بیشتری را برای فرستادن شمش و دامی به داخل کنتینر میسر می سازد و سپس با شروع اکسترود با جریان سیال به طرف جلو کشیده شده و در قسمت جلو رام تا پایان سیکل می ایستد و پیشرفتی که از این روش حاصل شده ، این است که می توان شمش های توپر را با این سنبه سوراخ کرد.
اسلاید 44:
اسلاید 45: تولید به روش اکستروژن با حرکت مستقل سنبه : با استفاده از روش های فوق در پرس های معمولی می توان لوله تولید کرد،ولی این روش ها به دلایلی چند قدیمی شده اند ، زیرا به علت پایین بودن کیفیت و کمیت کالای تولید شده ، مقبولیت اقتصادی و صنعتی را ندارد.
اسلاید 46: بنابراین متد مخصوصی برای تولید لوله ابداع گردید و آن استفاده از سنبه ایست که، حرکت آن مستقل از حرکت رام بوده، و محل استقرار سنبه و سرعت خطی آن جداگانه کنترل می شود.
اسلاید 47:
اسلاید 48: حرکت مستقل سنبه و جابجایی رام توسط نیروی هیدرولیک انجام می شود. پیشرفت های اساسی این روش عبارتند از :الف)سوراخ کردن شمش توپر امکان پذیر می باشد.ب)نیروی سنبه مستقل از نیروی رام و معادل 10 تا 20 درصد نیروی اسمی پرس است .
اسلاید 49: ج)در این سیستم در شرایطی که سنبه حرکت کند و یا راهنما باشد و یا ثابت باشد، می توان تولید نمود. در وضعیت آخر (ثابت بودن سنبه) محل استقرار سنبه به گونه ای کنترل می شود که نوک آن در مرکز قالب قرار گرفته و تولید ادامه پیدا کند (رام به جلو حرکت می کند)، اکستروژن با بهره گیری از نوک سنبه.
اسلاید 50:
اسلاید 51: د)بهره گیری از سنبه ثابت ، تولید لوله و مقاطع توخالی با تلرانس بسیار دقیق را میسر می سازد . زیرا نوک سنبه شبیه قطر داخلی پروفیل است ، و همچنین در این روش شمش های توخالی استفاده می شوند.ه)مزیت اکسترود از برجستگی راس سنبه ثابت در این است که می توان مقاطع توخالی و یا لوله ها را با قطر داخلی کوچک ، و با سنبه هایی که از نظر قطر و استحکام و مقداری برجستگی راس مناسب هستند تولید نمود . بنابراین با چنین کاربردی از شکستن سنبه نیز جلوگیری می شود.
اسلاید 52: و)می توان سنبه هایی ساخت که برجستگی راس آنها بر اساس احتیاجات تولید ، فرم تلرانس ، فرسایش ، قابل تعویض باشد . در تولید لوله هایی که دارای تلرانس بسیار کمی هستند راس سنبه کمی بزرگ تر از خود سنبه است. درهنگام اکسترود چنین سنبه هایی درون قالب سنتر می گردند.ز)به دلیل تنظیم حرکت نسبی سنبه و رام ، تولید پروفیل در حالیکه سرعت سنبه بیشتر از سرعت رام است، امکان پذیر می گردد. مقدار جابجایی نسبی رام در سرعت های زیاد را ، می توان با طول سنبه هماهنگ نمود . مزیت این روش به روش سنبه متحرک در آن است که نیروی کششی بر سنبه کمتر بوده و سبب افزایش طول عمر آن می گردد.
اسلاید 53: استفاده از قالب هایی با محفظه جوش برای تولید لوله و مقاطع توخالی : لوله و مقاطع توخالی با استفاده از قالب هایی که دارای محفظه جوش هستند نیز تولید می شوند . این روش بخصوص در تولید مقاطع توخالی آلومینیومی ، کاربرد وسیعی پیدا کرده است.اما باید توجه داشت که این روش صرفا ، جهت آلیاژهای نرمی مانند آلومینیوم خالص ، Almgsi Almn ، و در شرایط خاصی (آلیاژهای Almg) که در درجه حرارت معمولی اکستروژن ، به راحتی شکل می پذیرند، استفاده می شود.
اسلاید 54: برحسب نوع کاربرد و طول مورد نیاز ، می توان با استفاده از روش اکستروژن شمش به شمش ، لوله هایی با طول بلند تولید نمود. استفاده از قالب هایی که دارای محفظه ی جوش می باشند در تولید مقاطع پیچیده ساختمانی ، ابزار آلات و اتومبیل مزیت های فراوانی را نشان می دهد. شکل داخل مقاطع توخالی لوله توسط شکل خارجی سنبه مرکزی کوتاهی که به وسیله دو یا چند پایه به قالب و یا تنه نگهدارنده متصل شده ، فرم می گیرد.
اسلاید 55: مواد خمیری بعد از عبور از بین پایه ها به رشته های متعدد تقسیم شده سپس مجددا بعلت وجود فشار و حرارت زیاد در محفظه قالب جوش خورده پس از عبور از بیرینگ ، شکل نهایی را به خود گرفته و خارج می گردد، برحسب مقطع انتخاب شده عبور مواد خمیری از بین راس سنبه مرکزی و سوراخ خروجی قالب لوله و یا پروفیل خاصی را تولید می نماید .
اسلاید 56: این روش اکسترود به قالب هایی با کیفیت بالا احتیاج دارد . سه نوع قالب مختلف در شکل نشان داده شده است. اختلاف اساسی بین این سه نوع قالب در نحوه ی اتصال سنبه می باشد .
اسلاید 57:
اسلاید 58: تولید لوله با پرس های عمودی : در بین پرس های افقی و عمودی اکستروژن لوله تفاوت اساسی خاصی وجود ندارد. روش های مختلف توضیح داده شده ، را می توان در هر دو حالت به کار برد.
اسلاید 59: از سال 1960 میلادی به بعد، ارزش پرس های عمودی نسبت به پرس های افقی کاهش چشمگیری پیدا کرده است. دلایل این نزول به شرح زیر می باشد :الف)تلرانس ابعادی : لوله های تولید شده توسط پرس های عمودی دارای تلرانس بهتری نسبت به پرس های افقی بوده (از نظر متحد المرکز بودن). ولی با توسعه تکنولوژی در پرس های جدید افقی ، کنترل ابعادی بهبود یافته و مزایای پرس های عمودی را پشت سر گذاشته است.
اسلاید 60: ب)راندمان کار و نصب تاسیسات : برای نصب پرس های عمودی ساختمان های بلندی باید احداث شود و اینکار هزینه زیادی در برخواهد داشت، ضمنا لوله های تولید شده در حالت عمودی بایستی به وضعیت افقی برگردانده شود، که اینکار هم جزو هزینه های اضافی تولیدی است. تولید مقاطع پیچیده و طویل با استفاده از این روش مشکل است . از این نظر حداکثر ظرفیت پرس های عمودی 2000 تن می باشد. این پرس ها نسبتا کوچک که شمش هایی به ابعاد (150 میلیمتر قطر و به طول 800 میلیمتر) مصرف می کنند، محصولات کوتاهی را تولید می نمایند.
اسلاید 61: برای اقتصادی کردن تولید به شمش هایی با ابعاد بزرگ تر (800×300) احتاج است؛که در این صورت فقط پرس های افقی می توانند کاربرد داشته باشند. با وجود این، خاطر نشان می سازد که اخیرا برای تولید لوله های فولادی با قطر بالا ، روش های مخصوص اکستروژن لوله توسعه یافته ، (مثال : تولید خط لوله فولادی) .
اسلاید 62: طریق دیگر تولید لوله به صورت عمودی استفاده از پرس های بزرگ فورجینگ می باشد.
اسلاید 63: شمش های مورد مصرف جهت اکستروژن لوله : بسته به نوع پرس و روش تولید لوله ، می توان از شمش های توپر و توخالی استفاده نمود. معمولا شمش های توپر از نظر اقتصادی مورد مصرف قرار می گیرند. بعد از فشار اولیه رام و رفع انقباض اولیه ، شمش توسط سنبه ای استوانه ای با نسبت طول به قطر 7:1 سوراخ می شود و یا در حالاتی که نسبت طول به قطر نامعقول بوده و هدف تولید مقاطع توخالی است ، اینکار عملی می باشد.
اسلاید 64: همچنین با سنبه هایی که نوکشان برجسته و پله دار است و مواد از روی سر این سنبه ها عبور نموده و شکل داخلی مقطع را می سازد، می توانیم پروفیل توخالی تولید کنیم . در این شرایط ، قطر سوراخ اولیه مرکز شمش که به عنوان راهنما تعبیه شده بود کوچک تر از قطر سنبه می باشد.
اسلاید 65: اکستروژن به روش شمش به شمش : این روش مخصوص آلیاژهایی است که در درجه حرارت اکستروژن با هم جوش می خورند. کاربرد این روش تولید محصولاتی است با طول بلند که توسط سیکل کار غیرمتوالی به دست می آیند ابتدا اهمیت این روش در روکش کردن کابل با سرب یا آلومینیوم بوده، و هدف ریخته گری متوالی روی کابل بود.
اسلاید 66: اکستروژن شمش به شمش مناسب ترین راه برای تولید محصولاتی پیچکی(coiled) مانند سیم و لوله هایی با قطر کوچک می باشند. برای توضیح بیشتر، آلیاژهای آلومینیومی که در زمان اکستروژن به راحتی با هم جوش می خورند،مثل (Al 99.5 و Almg و Almg 1 و Almgsi 0.5 و Almgsi 1 آلیاژهایی که عناصر آلیاژی کم دارند) را می توان نام برد.
اسلاید 67: جوش کامل شمش به شمش بعدی ، در درون کانتینر باید در محلی قبل از منطقه ی تغییر شکل انجام گرفته و به همین علت رعایت عوامل زیر الزامی است:الف)جوش خوردن خوب در حرارت تغییر شکلب)کنترل دقیق درجه ی حرارت
اسلاید 68: ج)سطح صاف شمش : (عاری از هرگونه ناخالصی ، تخلخل و سایر عیوب سطحی) باید به وسیله برس سیمی ، سطح شمش ، قبل از ورود به کوره پیش گرم کن تمیز شود، تراش سطح خارجی شمش الزامی نیست.د)تمیز کاری و حتی شستشوی سر و ته شمش الزامی است.ه)تخلیه هوای محبوس درون کانتینر در اولین فشار پرس (Brupcycle) که اگر چنین هوایی محبوس بماند در سطح کار به صورت تاول ظاهر خواهد شد که از نقائص است.
اسلاید 69:
اسلاید 70: بعد از آنکه شمش تا درجه حرارت پایه ای یکنواخت گرم شد، قسمت جلوی شمش را به سرعت گرم می کنند تا اختلاف درجه حرارتی معادل 90 تا 100 درجه سانتیگراد در طول شمش ایجاد شود. سپس به سرعت به داخل کنتینر فرستاده می شود.
اسلاید 71: پس از فشار اولیه روی شمش که باعث پر شدن کانتینر از سمت جلو «سمت قالب» به طرف عقب می باشد هوای فشرده از بین کانتینر و رام خارج می شود .
اسلاید 72:
اسلاید 73: در روش اول (شکل b) بعد از جدا کردن ته شمش توسط قیچی ، شمش بعدی به باقیمانده مواد ، در داخل «مواد خور قالب» جوش می خورد در روش دوم (شکل a) ته شمش قیچی نشده و سر شمش بعدی ، مستقیما در اثر فشار ، درون کانتینر جوش می خورند. در حالت اخیر دامی به رام متصل بوده و هنگام برگشت رام ، لایه آلومینیوم چسبیده به جداره ی کنتینر را به صورت حلقه ای با خود بیرون کشیده ، و بایستی از روی رام برداشته شود. قدرت مورد نیاز برای برگشت رام و عملیات تمیز کاری در هنگام تولید ، محصولات آلومینیوم معادل 10% قدرت کل پرس می باشد.
اسلاید 74: اکستروژن غیر مستقیم :بار و اصطکاک : در اکستروژن غیر مستقیم،قالب در جلوی یک رام توخالی بسته شده و کنتینر نسبت به آن حرکت می کند، اما هیچگونه جابجایی نسبی بین شمش و کنتینر وجود ندارد لذا مشخصه ی اصلی نوع اکستروژن عدم وجود اصطکاک بین سطح شمش و کانتینر بوده (در اکستروژن غیر مستقیم بدون پوسته) و هیچگونه جابجایی نسبی بین مرکز شمش و منطقه محیطی آن وجود ندارد .
اسلاید 75: مناسبت بار مورد نیاز اکستروژن کاهش می یابد. مراحل مختلف این سیکل عبارتند از :الف)بستن قالب و قالببندب)فرستادن شمش به داخل پرسج)انجام عمل اکستروژند)جدا کردن قالب و قالببند و برش ته شمش
اسلاید 76:
اسلاید 77: بر اساس گفته های فیستر (Fister) 22% از کل نیروی اکستروژن وقف رانش شمش در درون کانتینر (غلبه بر اصطکاک شمش و کانتینر) می شود، که در اکستروژن غیر مستقیم این مقدار نیرو صرفه جویی خواهد شد. به گفته ی پش (Petsch) مقدار صرفه جویی قدرت در پرس غیر مستقیم نسبت به پرس مستقیم معادل 30% می باشد.
اسلاید 78:
اسلاید 79: مزایا و معایب پرس غیر مستقیم : قسمتی از مزیت اکستروژن غیر مستقیم ، به پایین بودن نیروی مورد نیاز و قسمت دیگر به یکنواخت تر بودن جریان مواد به علت فقدان اصطکاک بین شمش و کانتینر (گرما حاصل نمی شود) مربوط است.
اسلاید 80: مزایای عمده اکستروژن غیر مستقیم به شرح زیر می باشد :الف)در مقایسه با اکستروژن مستقیم حدود 25 تا 30% نیروی لازم کاهش می یابد.ب)نیروی اضافی باقیمانده صرف اکستروژن کردن مقاطع کوچکتر و یا کاستن درجه ی حرارت شمش و در نتیجه افزایش سرعت اکستروژن بشود.
اسلاید 81: ج)نیروی اکستروژن تابعی از طول شمش نمی باشد زیرا جابجایی نسبی بین مرکز شمش و منطقه خارجی آن وجود ندارد. لذا محدودیتی از لحاظ طول شمش وجود نداشته و فقط طول و مقاومت رام توخالی مورد نیاز برحسب طول کانتینر تعیین کننده خواهد بود.د)برخلاف اکستروژن مستقیم آلیاژهای آلومینیوم ، به علت عدم وجود اصطکاک بین شمش و کانتینر هیچگونه حرارت اضافی تولید نشده و درجه ی حرارت سطح خارجی شمش در طول عمل اضافه نخواهد شد.بنابراین احتمال بوجود آمدن ترک درلبه ها و سطوح محصول کمتر بوده و سرعتهای بالاتر اکستروژن را امکان پذیر می سازد.
اسلاید 82: ه)به دلیل عدم وجود اصطکاک عمر ابزار دستگاه ، به خصوص لاینر داخلی بسیار افزایش می یابد.و)به علت تغییر شکل یکنواخت در کل شمش احتمال ایجاد نقص در محصول و یا تشکیل شبکه های درشت مناطق بیرونی پروفیل کمتر خواهد شد.ز)ناخالصی های سطح شمش به داخل محصول کشیده نشده (تلاطم مواد در کنتینر وجود ندارد) اما در سطح محصول می تواند ظاهر شود.
اسلاید 83: از معایب عمده اکستروژن غیر مستقیم آن است که ناخالصی ها و معایب سطحی شمش برخلاف روش مستقیم که در پوسته و یا ته شمش جمع می شوند در سطح پروفیل اثر می گذارد . لذا ، اغلب لازم است که سطح شمش قبل از مصرف ماشین کاری شود. مضافا به اینکه سطح مقطع پروفیل از نظر ابعاد تابعی از سوراخ رام توخالی است. یکی از خصایص اصلی و منفی اکستروژن غیر مستقیم این واقعیت است که روش مزبور برای تولید انواع پروفیل ها قابل استفاده نیست.
اسلاید 84: اکستروژن هیدرواستاتیکی
اسلاید 85: روش پایه در اکستروژن هیدرواستاتیکی شمش داخل کنتینر، توسط مایعی که نقش رابط فشار را به جای رام در اکستروژن معمولی بازی می کند، تولید می شود، اساس این روش جدید نیست و اولین الگو از این نوع دستگاه در 1894 ساخته شد ولی در آن زمان کاربرد صنعتی نداشت.
اسلاید 86: بعدها چنین ایده ای دوباره توسط بریج من (Bridgeman) که با پوگه(Pughe) همکاری داشت پا گرفت و این شخص در راه تفهیم مطالب فنی سیستم مزبور کارهای شایان توجهی انجام داد. مسائل مکانیکی مخصوصا آب بندی کردن سیستم که با فشار مایع(20 کیلوبار) عمل می کند، بایستی حل می شد. یکی از کارخانجات انگلیسی به نام فیلیدینگ اندپلات (Filiding & Platt) و یکی از کارخانجات سوئدی به نام A.S.E.A در این راه موفق شدند. امروزه پرسهای هیدرواستاتیکی متنوعی که گاهی ظرفیت 4000 تن را دارند در همه نقاط دنیا برای کارهای تحقیقاتی و تولیدی به کار می روند.
اسلاید 87: با روش اکستروژن هیدرواستاتیکی نه تنها مواد شکننده، بلکه فلزات چسبنده ای مثل آلیاژ آلومینیوم و مس نیز به آسانی تولید خواهند شد. این روش را به نام اکسترود سرد و یا اکسترود گرم نمی توان طبقه بندی کرد چرا که تولید در هر دو حالت امکان پذیر می باشد.
اسلاید 88: فرق اساسی این روش با اکسترود معمولی در این است که در روش معمولی نیروی اعمال شده شعاعی توسط رام به کنتینر حدود 20 تا 80 درصد (بسته به نوع آلیاژ و شرایط اکستروژن)کمتر از نیروی محوری است درحالیکه در اکستروژن هیدرواستاتیکی نیروهای محوری و شعاعی با هم برابرند. به این دلیل ابزار لازم از نظر استحکام و مقاومت طوری بایستی طرح شوند که تحمل شار شدید را داشته باشند و انتخاب فولاد ابزاری از اهمیت خاصی برخوردار است. دنباله قالب بداخل کنتینر فرو رفته و در تمام جهات توسط فشار مایع نگهداری می شود، بنابراین شکل دنباله این قالب، مخروطی بلند (برای خوب آب بندی شدن) با جداری نسبتا نازک می باشد.
اسلاید 89: اکستروژن هیدرواستاتیکی بدون فشار پشت:روش کار: در ساده ترین روش اکستروژن هیدرواستاتیکی، فلز از طریق قالب نظیر پرسهای معمولی اکسترود و خارج می شود کنتینر پر شده از مایع منتقل کننده فشار، با رام و قالب کاملا جفت شده، و تحت فشار زیاد آب بندی می شوند.
اسلاید 90:
اسلاید 91: برحسب نسبت اکستروژن و تنش جریان ماده به مجردیکه فشار هیدرواستاتیکی به حد معینی رسید، اکستروژن شروع میشود. در این روش از قالبی با دهانه مخروطی جهت انتشار فیلم روغن استفاده می شود.
اسلاید 92:
اسلاید 93:
اسلاید 94: مزیتهای اصلی این روش نسبت به اکستروژن معمولی به شرح زیر است:الف)اصطکاک بین کنتینر و شمش وجود ندارد، بنابراین نیروی لازم اولیه برای شروع اکستروژن در مقایسه با پرس معمولی کمتر بوده و از نظر تئوری می توان شمش مصرفی را با هر طول به کار برد.ب)مقدار اصطکاک به دلیل انتشار فیلم روغن بین سطوح داخلی قالب و فلز در حال تغییر شکل به میزان قابل ملاحظه ای کم می باشد.ج)به دلیل پایین بودن نیروی لازم برای اکستروژن و همچنین اصطکاک کم داخل قالب می توان نسبت اکستروژن بالاتری را به کار برد.د)(بسته به نوع آلیاژ در حال اکسترود و نسبت اکستروژن انتخاب شده و سرعت اکستروژن) حرارت ایجاد شده و توسعه یافته در اثر تغییر شکل ماده زیاد نخواهد بود.
اسلاید 95: یکی از نواقص این روش زحمات فراوانی است که جهت آماده کردن شمش بایستی تحمل شود. سر هر شمش به صورتی مخروطی بایستی تراشیده شده تا کاملا نوک آن درون مخروط قالب فرو رفته و آب بندی شود، تا مایع رابط فشار در لحظه شروع اکستروژن از داخل کنتینر خارج نشود و ضمنا تمامی سطح شمش هم بایستی تراشیده و صاف شود، بخصوص وقتی شمش های ریخته شده مصرف می شود، بایستی ضایعات سطح شمش برداشته شود، که ممکن است در سطح پروفیل در حال تولید این ضایعات ظاهر شوند و چنین نقائصی وقتی که نسبت اکستروژن پایین انتخاب شده باشد، بیشتر می شود.
اسلاید 96: و یا اشکالات فوق در اثر خطوط روتراشی شمش در سطح کار ظاهر می شوند. با اینگونه مسائل در هنگام اکستروژن سرد نیز ممکن است مواجه شویم. فشار یکدست هیدرواستاتیکی درون کنتینر سبب تغییر شکل درون کانتینر نمی شود(مثال : پیچیدگی و یا خم شدن شمش) ، نتیجتا شمش مصرفی حتما نبایستی راست باشد، سیم های حلقه شده را نیز می توان اکسترود کرد؛در این سیستم هم می توان به وسیله سنبه شناور لوله تولید نمود.
اسلاید 97:
اسلاید 98: کاربرد پرس هیدرواستاتیکی اکستروژن : روش پایه ای را که شرح داده شد، مخصوصا، برای اکسترود فلزاتی با نرمی متوسط و یا خوب تحت نسبت اکستروژن بالا مناسب بوده، که در نتیجه از مراحل اضافی کار کاسته خواهد شد. یک مثال نمونه، اکستروژن سیم مسی است.
اسلاید 99: سایر محصولاتی که با روشی مشابه اکسترود می شوند عبارتند از : سیم آلومینیوم ، لوله های مسی با جدار نازک ، مقطع گوناگون مسی ، آلیاژهای خاص آلومینیومی، و یا لوله های فولادی با تلرانس دقیق و کیفیت مرغوب از آن جمله اند. این روش ها برای اکسترود موفقیت آمیز و اقتصادی چرخ دنده ها با دندانه های مستقیم و یا حلزونی نیز به کار می روند. اما نسبت اکستروژن در این گونه مقاطع پایین است .
اسلاید 100:
اسلاید 101: از خصوصیات مهم این روش تزیین سطوح کار و یا روکش کردن تسمه با اکستروژن است ، مخصوصا روکش آلومینیوم با مس برای هادی های الکتریکی . در این روش شمش های آلومینیومی جاسازی شده درون لوله های مسی (شکل a) و یا سیم هایی که توسط مواد تزیینی بایستی روکش شوند، اکسترود می گرند.(شکل b)
اسلاید 102:
اسلاید 103: اکستروژن هیدرواستاتیکی با فشار پشت (اکستروژن مایع به مایع) : مواد شکننده ، توسط پرس های معمولی اکسترود نمی شوند و یا در اکستروژن سرد و ساده هیدرواستاتیکی به آسانی شکسته خواهند شد، زیرا نرمی این مواد کم بوده ، و فشار سمت خروجی قالب تا نزدیک صفر کاهش می یابد . اما اگر محصول به جای اکسترود شدن در فشار جو ، در محفظه هیدرولیکی که در اطراف و پشت آن مقدار کافی فشار موجود است ، اکسترود شود ، فشار هیدرولیکی جلوی قالب زیاد خواهد شد . و بنابراین خاصیت شکل پذیری اصلاح شده ، و محصول بدون ترک اکسترود خواهد شد .
اسلاید 104: این روش اساس نحوه تولید با فشار پشت است ، فشار پشت ، میزان فشار مایع مورد لزوم درون کنتینر را که جهت ادامه اکستروژن است زیاد خواهد کرد ، و فشار داخل کنتینر ، فشار پشت را ، حداقل به میزان تنش جریان ماده و مقدار کار زائد داخلی بایستی زیاد کند، این عمل نقص چنین روشی است ، زیرا فشار واقعی درون کنتینر ممکن است به ندرت از 20 کیلوبار تجاوز کند و اگر این حالت پیش بیاید ، نسبت اکستروژن کم خواهد شد.
اسلاید 105:
اسلاید 106: روش فشار پشت به روش فشار دیفرانسیل معروف شده است ، (جایی که تفاوت فشار ها مورد استفاده است) کمپانی فیلدینگ پلات با استفاده از روش ساده ، پرس تجربی را ساخته است . طراحی و ساختمان محفظه فشار پشت ، به دلیل وجود مشکلات آب بندی سبب پیچیده شدن کار پرس و گران قیمت شدن آن می گردد . طول شمش مصرفی نیز ، به گونه ای جدی ، با طول کنتینر و فشار پشت محدود می شود .
اسلاید 107: اکستروژن هیدرواستاتیکی ساده مواد شکننده : اگر چه به صورت تئوری روش فشار پشت (اختلاف فشار) ، برای تغییر شکل مواد شکننده مناسب است ولی از لحاظ صنعتی کاربرد عملی ندارد ، زیرا مشکلات آب بندی و غیره فوقا توضیح داده شده است . به همین دلیل انستیتوی باتل مموریال به طریقی دیگر (Battelle Memorial) درحل مشکلات اکستروژن فلزات کم شکل پذیر (چغر) اقدام نمود . اولا معلوم شد که شکنندگی و یا ترک ابتدا در قسمت پشت قالب قبل از ورود به محوطه خروجی آن ، توسعه پیدا کرده و نتیجه اش ترک های سطحی است که به علت ، تنش های داخلی ، به محض خروج پروفیل از قالب ایجاد می شود.
اسلاید 108: بسته به استیلای تنش های طولی و یا عرضی محصول در حال اکسترود ، ترک ها به صورت طولی و یا حلقوی برسطح کاردیده شده اند. قبلا این پدیده به وسیله بهلر (Buhler) در اثنای کشش میلگرد و لوله ، کشف شده بود. او معلوم کرد که می توان تنش های داخلی موجود در سطح را به تنش های فشاری بدل نمود و اینکار را با استفاده از قالب کشش که سطح مقطع را به میزان 2% کوچک کند انجام داد.
اسلاید 109: این کشف باعث توسعه ی قالبهای دولبه ای گردید که برای اکستروژن هیدرواستاتیکی ساده (باتل) از آنها استفاده می نمود. قالب دولبه برای عملیات تجربی بکار می رفته و طرح آن طوری است که فقط 2% با لبه دوم ، سطح مقطع پروفیل را کوچک می کنند.
اسلاید 110: روش به گونه ای موفقیت آمیز و بدون ترک در اکسترود مواد شکننده ای چون برلیوم ، مولیبدن و آلیاژ ، Tzm بکار رفت ، روانساز مصرف شده Ptfe (پولی تترافلورواتیلن Polytetrafluoroethylene ) و مایع فشار دهنده ، روغن کوچک بوده است. ممکن است از نتایج فوق در اکسترود سرد با استفاده از قالب های مخروطی روغنکاری شده استفاده نمود.
اسلاید 111: اکستروژن هیدرواستاتیکی افزایشی (Augmeneted Hydrostatic Extrusion) : با اعمال فشاری محوری و اضافه بر شمش و یا با کشیدن پروفیل حرکت خطی شمش و یا پروفیل بهبود می یابد (تولید آسان تر خواهد شد). این عمل کار پرس را ساده تر می کند.
اسلاید 112: نیروی اضافی از سیلندر هیدرواستاتیکی بالایی توسط یک رام به شمش منتقل می شود . فشار در این سیلندر برابر فشار مایع در داخل کنتینر است. فشار لازم اکستروژن تقریبا به میزان کاهش پیدا می کند، در اینجا F ، نیروی مؤثر بر شمش با سطح مقطع می باشد یک رام توخالی برای انتقال نیروی اضافی به شمش مورد استفاده قرار می گیرد ، یک نوع گیره مکانیکی رام توخالی را با شمش جفت می کند .
اسلاید 113: شمش طویل بایستی گام به گام اکسترود شود. مزیت روش اکستروژن هیدرواستاتیکی افزایشی آن است که ، کاملا بر مراحل تولید کنترل داشته و افت فشار ناگهانی نیز ندارد . مایع تحت فشار از سوراخ باز قالب ، تلف نخواهد شد، زیرا مایع مربوطه در یک سیکل کار (Stroke) از طریق سوراخی به سیلندر اتصال مربوط شده و هدر نخواهد رفت.
اسلاید 114: پرسی که با این روش کار می کند ، توسط فیلیدینگ اند پلات ساخته شده است ، معایب این طرح پیچیدگی سیستم و استفاده از کاسه نمدهای زیادی بود که تحمل فشار بالا را داشته باشند. اگر در هنگام تولید از نیروی کشش مضاعف استفاده شود، عمل فوق مشکلی ایجاد نمی کند زیرا ، نیروی کمکی از بیرون پرس به محصول اعمال می شود، (این عمل روش تولید سیم است). اما برای هماهنگ کردن نیروی کشش صحیح ، با وضعیت اکستروژن به سیستم کنترل کننده حساس احتیاج می باشد.
اسلاید 115:
اسلاید 116: اکستروژن هیدرواستاتیکی نیمه متوالی : اساس اکستروژن نیمه متوالی ، از طرح اکستروژن هیدرواستاتیکی با فشار افزایشی خیلی پیشرفته تشکیل شده که در شکل قبل دیده می شود.
اسلاید 117:
اسلاید 118: کارهای انجام شده ، فقط در پرس های تجربی ، اکسترود شمش با هر طولی را ممکن ساخت. فشار مضاعف ، تؤاما با فشار زیاد درون کانتینر از طریق سیستم گیره های آب بندی شده به شمش اعمال گشته و به گونه ای رضایت بخش عمل اکسترود انجام می شود.
اسلاید 119: وقتی که فک گیره ها ، مقداری معین به سمت قالب حرکت نماید،تولید در فواصل خاصی قطع شده و مراحل کار پرس به شرح زیر ادامه می یابد :الف)کانتینر شماره 1 از مایع با فشار زیاد سیستم پر شده و فشرده خواهد شد . و بعدا فک ها بسته می شوند. در این اثنا محفظه شماره 2 هم پر می شود.
اسلاید 120: ب)وقتی که فشار مایع در داخل کنتینر شماره ی 1و2 ه مقدار واقعی خود رسید ، گیره بیرونی که در ابتدا شمش را به قالب فشار می داد ، باز می شود ، و هنگامی که فشار اکستروژن و فشار مضاعف به مقدار کافی زیاد شد ، تولید پروفیل نیز آغاز می گردد.ج)هنگامی که فک ها به انتهای حرکت خود رسیدند ، گیره بیرونی همزمان با کم شدن فشار مایع بسته می شود. تولید پروفیل قطع شده و فک ها باز می شوند.د)با اعمال فشار کم توسط مایع به محفظه شماره 3 ، فک ها به طرف عقب (محلی درسمت چپ) حرکت کرده و مراحل فوق از بند (الف) تکرار خواهد شد.
اسلاید 121: اکستروژن مداوم هیدرواستاتیکی : اگر نیروی مکانیکی مضاعف را که گام به گام اعمال می شود ، (روش اکستروژن هیدرواستاتیکی نیمه مداوم)، به نیروی مداوم تبدیل کنیم ، سیستم اکستروژن مداوم هیدرواستاتیکی که می تواند شمش های خیلی طویل و اصطلاحا بی انتها را اکسترود نماید، به وجود می آید ، روش تجربی عملیات با استفاده از نیروی کششی مایع بسیار غلیظ که به طور مداوم از روی شمش در حال اکسترود و هم جهت با تولید جریان دارد ، به دست آمده است.
اسلاید 122:
اسلاید 123: سیستم کششی متوالی ، از کج شدن و یا گسستگی در اثر فشار فوق العاده محوری وارده بر طول شمش ، جلوگیری می کند. فشار بسیار زیاد هیدرواستاتیکی ، و نبودن تنش کششی ، امکان تقلیل سطح مقطع را تا 98% برای سیم مسی می سازد. نتیجتا تعداد قالب های مورد نیاز جهت همین مقدار تقلیل سطح در روش کشش معمولی خیلی بیشتر از سیستم گفته شده بالاست و در کشش معمولی این مقدار از حدود 50% تجاوز نمی کند. با داشتن پرس هایی به طور سری می توان سیم را تا مقاطع بسیار کوچک تولید نمود. چنین سیستمی ، توسط کمپانی وسترن الکتریک و «سرجمزفارم نورتوان اند کولتد» ساخته شده است.
اسلاید 124: روش مخصوص اکستروژن هیدرواستاتیکی :روش جدار روغنی یا هیدروفیلم(Hydra film) : اساس روشی را که به نام هیدروفیلم (جدار روغنی) شناخته شده است، در استفاده از لایه روغنی ضخیمی است (Thick-Film) که در اطراف شمش جهت روغنکاری به کار می رود و نتیجتا با حجم کم مایع فشاری زیاد را می توان منتفل نمود.
اسلاید 125:
اسلاید 126: مقدار حجم مایع انتقال فشار در سیستم اکستروژن هیدرواستاتیکی به گونه ای مطلوب با رام آب بندی شده در قسمت جلوی پرس ، تنظیم می شود. درشروع عمل ، فشار مستقیما توسط رام به شمش وارد شده (استفاده از مزیت اکستروژن ارزان و مضاعف) ، ولی بعد لازم نیست که در مدت تولید اعمال فشار مستقیم ادامه داشته باشد. مواد روغنی که برای روغنکاری روی شمش مالیده می شود ماده ایست جدا از مایع انتقال فشار و مومی شکل است (مثل موم عسل ، یا گریس) و یا هر ماده ی غلیظ دیگری که بایستی قبل از فرستادن شمش به داخل پرس بر روی آن مالیده شود. زیرا مقداری حجمی آن ناچیز است.
اسلاید 127: بنابراین روش اکستروژن (جداره روغنی) مزیت های زیر را داراست :الف)همانند اکستروژن معمولی ، اکسترود به روش هیدرواستاتیکی با استفاده از نحوه گفته شده ساده است.ب)تعویض سیستم اکستروژن معمولی به این سیستم کاری ساده بوده ، زیرا مقداری حجمی روغن انتقال فشار قابل توجه نیست.
اسلاید 128: ج)اساس اکستروژن هیدرواستاتیکی را می توان در پرس های مکانیکی با سرعت زیاد و تولید بالا تحقق بخشید.د)این روش کاملا برای اکسترود گرم هیدرواستاتیکی ، مناسب است ، چرا که حجم مایع انتقال فشار قلیل و عمل فشار دادن توسط پمپاژ مایع انجام نمی شود، و تولید در حرارت 800 درجه سانتیگراد و یا بیشتر عملی است. نحوه اکستروژن گرم هیدرواستاتیکی فولاد شبیه این روش است.
اسلاید 129: تجربیات انجام شده توسط والاس کولکانی (Wallace,Kulkarni) و شی (Schey) نشان داده اند که زاویه مفید قالب و غلظت مایع انتقال فشار حد مفیدی را داراست . اگر غلظت مایع زیاد باشد ، اثرات مکث و لغزش Stopmark روی کار ظاهر شده و اگر غلظت مایع کم باشد، جدار نازک روغنکاری (فیلم روغن) به طور کامل در هم کوبیده شده و از بین خواهد رفت.
اسلاید 130: روش آبگردان (اکستروژن حلزونی) : روش آبگردان شامل 3 مرحله بوده ، که نتیجه اش تغییر شکلی بی نهایت شدید است. در مرحله اول لوله ای به روش هیدرواستاتیکی ساده و با استفاده از سنبه ثابت تولید می شود. در مرحله دوم ، توسط قالبی دوار شامل لبه ای تیز و پله دار ، نواری چهار گوش به شکل تسمه از گوشت لوله برداشته می شود، در مرحله سوم، این تسمه جدا شده از طریق سوراخی که در سطح قائم قالب پله دار وجود دارد، به شکل نهایی و مطلوب فورا اکسترود می شود. نسبت اکستروژن سه مرحله عملیات در هم ضرب شد ه، بنابراین نسبت اکستروژن نهایی که درجه بالایی را داراست ، بدون اعمال فشار زیادی توسط مایع ، بدست می آید .
اسلاید 131: این روش به خصوص ، مناسب ساخت سیم های نازک و یا مقاطعی از مواد نرم مثل مس و آلومینیوم می باشد. سیم مسی به قطر نیم میلیمتر با نسبت اکستروژن نهایی برابر 1:15000 توسط ، ماشینی که کمپانی فیلیدینگ اند پلات ساخته شده تولید می گردد ابزار برای اکستروژن به روش آبگردان بطور شماتیکی در شکل نشان داده شده است.
اسلاید 132:
اسلاید 133: منابع :
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.