خرید و دانلود نسخه کامل مقاله کامل آهنگری

مقاله کامل آهنگری

آهنگری دقیق
لغت آهنگری دقیق یک فرآیند مجزای آهنگری نیست تنها به معنایی از آهنگری نزدیک می‌شود. هدف از این نگرش تولید یک شکل خالص است یا حداقل نزدیک به آن در مقایسه با قطعه آهنگری شده.
عبارت خالص نشان دهنده عدم نیاز به ماشینکاری یا فرآیندهای نهائی کردن سطح آهنگری شده می‌باشد. بنابراین یک شکل خالص آهنگری شده به هیچ کار اضافی در هیچ یک از سطوح آهنگری شده نیازی ندارد. گرچه اعمال ثانوی ممکن است برای ایجاد سوراخها، رزوه ها و جزئیاتی از این دست نیاز باشد.
یک آهنگری نزدیک به خالص می‌تواند برخی سطوح و نه در تمام آنها تنها نیاز به یک ماشینکاری حداقل یا نهائی کاری داشته باشد. آهنگری دقیق گاهی با آهنگری تلرانس بسته یاد می‌شود تا تا کیدی داشته باشد به هدف بدست آمده. فقط در طی عملیات آهنگری ابعاد و دقت نهائی سطوح مورد نیاز است در قطعه تمام شده.
فرآیند های آهنگری سرد به صورت سنتی، دقیق تلقی می‌شوند. ودر مباحث اکستروژن سرد در باره آن بحث خواهد شد.در این جلد درباره جزئیات صحبت نخواهد شد. به صورت مشابه فرآیند های آهنگری پودری نیز در گروه آهنگریهای دقیق
طبقه بندی می‌شوند. (مبحث آهنگری پودری را ببینید) باید توجه شود که آهنگری پودری تنها هنگامی‌اقتصادی است که تهیه قطعه از یک توده خام قابل انجام نباشد.
در بیشتر مواقع سعی شده دقت بیشتری روی فرآیند های سرد انجام شود. بطور سنتی آهنگریهای گرم جز فرآیندها ی دقیق به شمار نمی‌روند.
آهنگری نیم گرم حالتی است که در زیر دمای تک فاز انجام شود و مزایای هر دو روش آهنگری سرد وگرم را دارا می‌باشد. مثالهای این مبحث روی آهنگری فولاد متمرکز شده است.
اطلاعات جزئی تر مربوط به آهنگری دقیق آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم نیز در مبحث آهنگری آلیازهای آلومینیوم و آهنگری آلیاژهای تیتانیوم قابل دستیابی است.
مزایای آهنگری دقیق:
در ارتباط با مشکلات دسترسی به تلرانسهای بسته و کیفیت سطح قابل قبول آهنگری گرم به صورت سنتی با یک وسعت ماشینکاری طراحی شده اند (در حدود3mm یا بیشتر). انگیزه برای آهنگری دقیق حذف ویا کاهش فرآیند گران ماشینکاری است
این هزینه ها نه تنها قیمت ماشینکاری است که هزینه مواد براده شده نیز شامل می‌شود.
صرفه جوئی ناشی از مواد به وضوح صرفه جوئی ناشی از ماشینکاری نکردن نیست ولی می‌تواند لحاظ شود.
وزن یک قطعه که به صورت سنتی آهنگری شده است اغلب دو برابروزن قطعه تمام شده ماشینکاری شده است.
و این مربوط به نوع قالبهائی است که استفاده می‌شود. یک مطالعه انجام شده توسط انجمن صنعتی آهنگری تخمین زد که حدود 20 تا 40 درصد وزن هر قطعه آهنگری شده پرت می‌باشد. گرچه گاهی اوقات جهت اطمینان از پر شدن قالب در تمامی‌گوشه ها این پرت ها ضروری است.
در طراحی دقیق این پرتها کاهش داده شده ویا گاها حذف می‌شوند.(مثال 1 را ببینید).
علت دیگر جهت استفاده از آهنگری دقیق این است که خواص یک قطعه آهنگری دقیق شده اغلب از ماده ای که پس از آهنگری معمولی ماشینکاری می‌شود بهتر است. واین به علت ساختار مولکولی در این فرآیند است.
و مزیت دیگر استفاده از آهنگری دقیق در کارگا ه های تولید ی، نرخ بالاتر تولید آن است.
کاربرد آهنگری دقیق :
پس از اینکه تصمیم بر این گرفته شود که یک
قطعه باید به روش آهنگری تولید شود باید یا به روش سنتی ویا به روش دقیق انجام شود. وتمام قطعات قرار نیست به روش دقیق انجام شوند.
و همینطور که قبلا گفته شد دقت یک فرآیند آهنگری بستگی به دقت نهائی تولید، هندسه مورد نیاز، تلرانسهای ابعادی وکیفیت سطح دارد. این نیازها باید برای هرقطعه تشخیص داده شوند. اثر این نیازها در پارامترهای تولید باید در تحلیل طراحی مورد نظر قرار گیرد.
ماهیت فرآیند آهنگری بازه وسیع هندسی قطعات مورد استفاده خواص مشخصه این فرآیند هستند.
فرضیات هندسی :
فرض اولیه براین است که آهنگری باید قابلیت این را داشته باشد که پس از عملیات، به راحتی قطعه جدا شود. پس قطعات با شیب منفی نمی‌توانند بااین فرآیند تولید شوند. علاوه بر این صفحات موازی با محور آهنگری اغلب نیروه های اصطکاکی زیادی هنگام فورج قطعه ایجاد می‌کنند. بنابراین آهنگری اغلب با اضافه کردن مقداری شیب به اینچنین سطوحی انجام می‌شود.
واین ایجاد زاویه نیز مسائلی ایجاد می‌کند.
ـ ظرفیت مکانیزم خروجی وسایل آهنگری که بار
مورد نیاز را تهیه می‌کند.
ـ کشش مواد قطعه در دمای خروجی، قطعه باید بار مورد نیاز جهت خروج را تحمل کند.
ـ خوردگی قالب وصدمه دیدن سطح قطعه ممکن است بخاطر اصطکاک اتفاق بیافتد.
فیزیک جریان فلز طی عملیا ت آهنگری همچنین کاربرد های آهنگری دقیق را محدود می‌کند. بعنوان مثال برای فلزات این امکان وجود ندارد که تیغه های نازک ویا گوشه های تیز را پر کنند. علاوه بر این نیروهای زیاد در قالب نیز ممکن است باعث بروز مشکلات در جریان فلز شود.
خنک شده قطعه توسط قالب نیز جریان فلز را محدود می‌کند. واین یکی از دلایل استفاده از آهنگری قالب داغ یا هم دما می‌باشد. (قسمت آهنگری در قالب داغ ـ هم دما را ببینید) و همچنین جریان فلز در آهنگری دقیق نیز می‌تواند باعث بروز مشکلاتی بشو د.
دیدگاه اقتصادی :
دید گاه های اقتصادی نیز کاربردهای آهتگری دقیق را تحت تاثیر قرار میدهد. اگر تنها قیمت فرآیند آهنگری در نظر گرفته شود آهنگری دقیق عموما از نوع سنتی آن گرانتراست.
این بر عوامل موثر در آهنگری دقیق بر می‌گردد. که در ادامه در بالا آن بحث خواهد شد. که مقدار زیاذی از آنها در آهنگری سنتی صرف نظر
میشوند.
اگر تعداد قطعات کم باشد استفاده از آهنگری دقیق اقتصادی نیست.
آهنگری دقیق هنگامی‌جالب تراست که هدف تولید قطعه ای با سطوح پیچیده و مشکل جهت ماشینکاری است. واین روش از لحاظ هزینه قابل مقایسه با فرزکاری، تراشکاری ویا سنگ زنی است.
دقت ابعادی قابل وصول با این روش می‌باشد ودر بعضی مواقع دقتهای بهتر نیز بدست آمده است. و دوباره اگر مقایسه ای انجام شود بین قطعه ای که با آهنگری دقیق تمام سطوح آن نهائی شده است با قطعه های که نیاز به ماشینکاری دارد. نقع این روش مشخص می‌شود.
دیدگاه طراحی قالب :
طراحی ابزار جهت آهنگری باید شامل تحلیل تمامی‌اثراتی که می‌توانند در دقت قرآیند موثر باشد بگردد. باید در نظر گرفته شود که قالب مقداری انبساط انجام می‌دهد به علت تماس با قطعات داغ، وهمین دید گاه باید برای قطعه کار باشد که پس از آهنگری شدن انقباض خواهدداشت.
تاثیرات حرارتی قطعه وقالب تقریب زده شده است.(معادله 1 را ببینید)
تغییر شکل ارتجاعی ابزار و وسایل آهنگری حین فرآیند رخ می‌دهد وباید اثر آن روی دقت قطعه در نظر گرفته شود. در اکثر موارد این تغییر
شکل ناچیز می‌تواند صرف نظر شود.
ابعاد قطعه آهنگری شده متناسب با ابعاد حفره قالب کاهش خواهد داشت.
یک لایه روغن نیز روی قالب موجود است که اکثرآن نیز میتواند نادیده گرفته شود.
ضخامت بیشتر روغن باعث جلوگیری از اکسیدا سیون سطحی می‌گردد.
چنانچه قبلا در باره آن بحث شد جریان فلز فرض مهمی‌در آهنگری دقیق می‌باشد.طراحی قالب بایستی طوری باشد که پر شدن تمامی‌حجم قالب را کنترل کند.
کار پذیری قطعه نیز یک مبنای بررسی است. این امر درآهنگری دقیق بسیار بحرانی تر است چون تغییر شکلهای بیشتری نیاز است تا به دقتهای لازم برسیم.
در عمل لحاظ کردن پارامترهای فوق بسیار مشکل است.
تحلیل دقیق دمای قطعه وقالب نیازمند یک تحلیل دقیق انتقال حرارت است. محاسبات تغییر شکل ارتجاعی نیازمند داشتن نیروی آهنگری و تحلیل تنش می‌باشد وتحلیل جریان فلز برای طراحی از تمام اینها مشکل تر است.
مدل ریاضی :
مدل ریاضی فرآیند آهنگری بر اساس روش اجزا محدود، توسعه پیدا کرده برای کمک به مهندس

فایل : 27 صفحه

فرمت : Word