آهنگري دقيق

[javad jan]

تجهيزات آهنگري :
اكثر تجهيزات مورد استفاده در آهنگري معمولي به نوعي در آهنگري دقيق نيز مورد استفاده قرارمي‌گيرند. جهت يك آهنگري دقيق بايستي تجهيزات لازم بدقت مورد استفاده قرار گيرند. براي هر قطعه مخصوص با اندازه معلوم، تجهيزات مجزا انتخاب مي‌شوند. نوع ماده اوليه، نرخ توليد نيز عوامل ديگر هستند. هزينه‌هاي سربار و نرخ انرژي را نيز نبايد فراموش كرد.
يك تعادل بهينه ميان عوامل فوق منتهي به توليد با قيمت حداقل مي‌شود.
پتكها مي‌توانند به عنوان وسيله توليد در آهنگري دقيق به‌كار روند هرچند رسيدن به الزامات كنترل فرآيند بسيار مشكل است چراكه پتكهاي برقي اغلب به‌عنوان وسيله توليد در آهنگري دقيق به‌كارنمي‌روند.
بلوكه‌هايي به‌عنوان شرط محدود كننده ضخامت مي‌توانند به‌كارروند جهت كنترل اندازه. حساسيت جريان تنش و حرارت مي‌تواند باعث بروز مشكلاتي بشود. به‌علاوه اگر سردكردن قطعه نيز اتفاق بيفتد. طبيعت كاربرد پتكها باعث بروز اين مسائل مي‌شود.
پرسهاي هيدروليك نيز مي‌توانند استفاده شوند. همانند پتكها با استفاده از بلوكه‌هاي ثابت درون قالب مي‌توان روي ضخامت كنترل داشت. اگر سرعت زياد تغييرشكل لازم باشد بايد پرس پيچي استفاده شود. گرچه پرس پيچي هم مانند پتك نمي‌تواند دقت زيادي روي ضخامت داشته باشد.
و اينجاهم استفاده از بلوكه‌هاي ثابت جهت كنترل ضخامت مي‌تواند مفيد باشد. به‌علت نوع ساختار مكانيكي پرس پيچي مي‌تواند طوري استفاده شود كه تنها مقدار انرژي مورد نياز را به قطعه واردكند.
براي قطعاتي كه نيروي زياد تغيير شكل نياز دارند نمي‌توان از پرس پيچي استفاده كرد گرچه پرسهاي پيچي با ظرفيت بالا نيز ساخته شده اند.
اكثر آهنگري‌هاي دقيق روي پرسهاي ضربه‌اي انجام مي‌شوند. و به‌علت نوع طراحي، اختلاف ساختاري با پتكها و پرسهاي پيچي و هيدروليكي دارا مي‌باشند. داراي كورس متغير با دقت بالا دركنترل ميزان آن، به‌همين علت مي‌توان كنترل زيادي روي ضخامت قطعه توليد شده داشت. مشكلي كه مي‌تواند به‌وجود بيايد به‌علت ثابت شدن كورس حين فرآيند، اگر تغيير دمايي در تجهيزات رخ دهد كورس خودبخود تغيير خواهدكرد و دقت را تحت‌الشعاع قرارخواهدداد و اجزاي مختلف نيز ممكن است تحت اثر نيروهاي آهنگري تغييرشكل دهند. گرچه اثر اين عوامل بسياركم و قابل صرفنظركردن است. اثرآنها درحدود صدم ميليمتر است. يك پرس مكانيكي داراي مزايايي جهت توليد در آهنگري دقيق است.‌ (شكل 1 را ببينيد)
پرسهاي افقي نيز در توليد استفاده مي‌شوند. نرخ بالاي توليد، خنك‌كردن سريعتر قالب ازجمله خصوصيات اين‌نوع توليد است. اين ماشينها براي توليد فولاد در تعدادي قالب كه كنارهم قراردارند ساخته شده‌اند. مواد خام به‌صورت سيم‌پيچ و از طريق القايي گرم شده و به‌درون قالب تغذيه مي‌شوند. اينگونه مواد خام ابتدا به صورت پرسي بريده‌شده و سپس مرحله به مرحله درون قالب هدايت مي‌شوند.
نرخ توليد به اندازه قطعه بستگي دارند. بين هزار تا پنج‌هزار قطعه در ساعت مي‌تواندباشد. جهت سرشكن كردن نرخ قالب بايستي حداقل 100000 قطعه توليد شود.
كنترل دمايي قالب و قطعه در توليد خودكار بحراني است. زيرا قطعات كوچك و نرخ توليد بالاست و هرگونه خطا و تغييري، مشكلات زيادي ايجاد خواهد كرد.

[javad jan]

انتخاب دماي فرآيند :
همانطور كه در تعريف اين مبحث آمده، بالاترين دقتها در آهنگري سرد به‌دست مي‌آيد پس در مواردي كه دقت بالا مورد نظر است بايستي آهنگري سرد انجام شود.
آهنگري در دماهاي بالا هنگامي‌استفاده مي‌شود كه :
1- نيروي آهنگري در دماي محيط از ظرفيت پرسهاي موجود فراتر رود.
2- مواد مورد استفاده نمي‌توانند جريان خواسته‌شده را داشته‌باشند.
3- سخت شدن كرنشي ناشي از كار سرد مطلوب نباشد.
با استفاده از عوامل فوق خواهيم ديد كه بسياري از توليدات بايستي توسط آهنگري گرم توليد شوند. افزايش دما، استحكام قطعه را كم كرده و جريان فلزي راحتتر انجام مي‌شود. برخي مواد كه آهنگري سرد آنها امكانپذير نيست براحتي مي‌توانند آهنگري گرم شوند. بسياري مواد قبل از آهنگري سرد بايستي آنيل شوند. مانند فولادهاي كربن متوسط يا كربن بالا.
و درصورت استفاده از آهنگري گرم لزومي‌به اين كار نيست.
برخي شكلهايي كه در آهنگري سرد توليد آنها محدوديت دارد نيز مي‌توانند در حالت گرم آهنگري شوند به‌عنوان مثال گوشه‌هاي تيز يا تيغه‌هاي نازك.
انتخاب دماي فرايند برپايه خواص مواد و استحكام آن مي‌‌باشد.
ضرايب وابسته به كرنش و ضرايب مستقل از كرنش استفاده مي‌شوند براي بيان رابطة زير :
d=k(e)ⁿ : جريان تنش
e: كرنش حقيقي
K و n ثابت
دردماهاي بالا رابطه فوق فرق خواهد كرد و خواهيم داشت :
d=c(e)^m
در جدول 3 و 4 و 5 ارتباط دما و جريان تنش آمده است.
درمورد فلزات آهني، آهنگري گرم، معمولي‌ترين روش براي تغيير شكل دقيق است.
جداول 1 و 2 دماهاي مورد استفاده براي آهنگري مواد آهني را نشان مي‌دهد. برخي داده‌ها براي آلياژهاي فولادي در شكل 5 آمده است.
و شكل 6 اثر كربن بر شكل‌پذيري گرم را نشان مي‌دهد. گرچه دماي بالا شكل‌پذيري را آسانتر مي‌كند، ولي ايجاد لايه اكسيد مشكل بزرگ است.
براي آهنگري فولاد اثر دما در شكل 7 نمايش داده شده‌است. اثر حرارت قطعه بر قالب نيز مهم است.