تحقیق صنعت فورج

تحقیق صنعت فورج

فرم و شکل دهی فلزات گداخته یا تحت فشار قرار دادن آن ها، توسط قالب های فورج و یا پرس های هیدرولیکی یا پنوماتیک و یا پتک های ضربه ای را صنعت فورجینگ می نامند.

اکثر قطعات صنعتی در صنایع مهم مانند ماشین سازی، خودروسازی و صنایع نظامی با روش فورج تهیه می شوند. عملیات فورج قطعات را می توان با استفاده از پتک های تمام اتوماتیک و پیشرفته که قادر است تعداد ضربات لازم و ارتفاع صحیح هر ضربه را کنترل و تنظم نماید، تعیین نمود.

در روش فورجینگ (آهنگری) مواد کار با قابلیت کوره کری، و در حالت گداخته، فرم لازم را می گیرند. این قطعات دارای مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به قطعات مشابه ماشین کاری شده هستند. زیرا در پروسه ی آهنگری مواد اولیه قطعات به هم فشرده شده و قعطات مهمی مانند میل لنگ ها، دسته پیستون ها، آچارها و... ساخته می شوند. از قابلیت های روش فورج در تولید فرآوره های صنعتی می توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد. اکثر قلزات چکش خوار مانند فولادها، و آلیاژهای مس، آلیاژهای آلومینیوم و... قابلیت عملیات آهنگری را دانرد. چدن خاکستری جزء فلزاتی است که خاصیت آهنگری نداشته، زیرا امکان شکستگی در آن وجود دارد.

قابلیت کوره کاری و فورج قطعات فولادی؟، به مواد آلیاژی موجود در آن ها بستگی دارد. هر چه مقدار کربن فولادها کمتر باشد، می توان حرارت شروع آهنگری را افزایش داد.

در پروسه ی فورجینگ با افزایش مدقار کربن در فلزات، از قابلیت فرم گیری و آهنگری آنها کاسته می شود. همچنین فولادهایی برای عملیات فورج مناسب می باشند که مقدار فسفر و گوگرد آنها از 1% بیشتر نباشد و اگر مقدار گوگرد در وفلاد زیاد باشد باعث ایجاد شکستگی و ترک هایی بر رئی فولاد گداخته می گردد. در ساخت قالب های فورج از روش های جدید تکنولوژی ماشین کاری و اسپارک استفاده می کنند، به این شکل که ابتدا محفظه ی قالب های فورج را با روش سنتی ماشین کاری می کنند و اندازه ی نهایی را با ساختن الکترودهای مسی که شکل و ابعاد دقیق قطعه کار است، با عملیات اسپارک اورژن انجام می دهند. البته مدل های مسی (الکترودها) با روش کپی کاری گرافیت روی دستگه سه بعدی کپی ساز طراحی و ساخته می شوند که در بخش های بعدی کتاب مورد بحث قرار می گیرد. در طراحی و ساخت قالب های فورج باید به قدرت بولک ها، اسکلت قالب های فورج، با توجه به فشار بالا، و مدقار تناژ لازم و نیرویی که برای تولید به کار می رود، توجه نمود. بلوک ها و ساختمان قالب باید توانایی تحمل فشارهای عمودی (فشارهای پرسی) و فشارهای جانبی (عکس العمل داخلی قالب) را داشته باشند و در به کارگیری فولاد های آلیاژی با استفاده از جداول فولادها ، بهترین انتخاب را انجام داد.

اصول طراحی قالب های فورج

قالب های فورج با استفاده از تکنولوژی پیشرفته و محاسبات دقیق و به کارگیری نرم افزارها و تجارب کاربردی طراحی می شوند.

خاصیت تغییر فرم پذیری قطعات فلزی بر اثر حرارت، فشار و ضربه ی قابلیت فورجینگ آن ها می باشد. فلزاتی مانند فولادها، آلیاژهای مس، آلومینیوم و غیره خصیت این شکل پذیری در پروسه ی فورجینگ (آهنگری) را دارند. قطعات فورج کوره کاری شده، دارای کیفیت و قدرت بیشتری هستند. در طراحی قالب های فورج، خواص فیزیکی، تکنولوژیکی، قابلیت های آهنگری و کوره کاری فلزات که تعیین کننده هستند، باید در نظر گرفته شوند.

روش فورج سرد ( Gold Forging) در پروسه ی تولید

در پروسه ی فورج سرد، می توان قطعات پیچیده و حساس را با پرس های چند ایستگاهه تولید نمود که البته بستگی به شکل و جنس قطعات و میزان دقت و تلرانس آن ها دارد. عملیات فروجینگ به روش فورج داغ یا نیمه داغ ( گرم) یا فورج سرد صورت می گیرد. در عملیات فورج سرد می توان تلرانس های دقیق تری را در قطعات تولیدی به دست آورد که در روش فورج داغ میسر نمی باشد. از مزایای فورج داغ می توان به شکل پذیری عالی مواد و قطعات تولیدی و احتیاج به فشار و بار کم دستگاه فورج اشاره کرد. در روی فورج نیمه داغ، محاسن عملیات فورج سرد با امتیازات روش فورج داغ در هم ترکیب شده اند که باز هم مشکلات روش فورج داغ مانند عدم بهبود دقیق تلرانس ها در قطعات تولیدی و مشکلات گرم کردن قطعات کار و روغن کاری و خنک کاری قطعات تولیدی در این را با دقت بالاتر و تلرانس های دقیق تری تولید نمود. هم اکنون در روی فورج سرد از پرس های 5 و 6 ایستگاهه استفاده می شود و راندمان تولیدی، کیفیت قطعات و انعطاف پذیری خط تولید در روی فورج سرد عامل مهمی محسوب می شود.

از معایب اصلی و عمده ی پروسه ی فورج سرد در مقایسه با روش فورج گرم، نیاز به فاشر و قدرت و نیروی بالا و ایجاد تنش هایی بالا روی قالب ها می باشد که در تولید قطعات فورج سرد، می توان از برنامه های شبیه سازی کامپیوتری برای آزمایش ها و اثبات نظرات و مقایسه روش های تولید استفاده کرد. با استفاده از متد تغییر شکل نصفه در پروسه ی پرس کاری سقوطی یا نورد روزمره، فقط یک قسمت مشخص سطح مقطع مواد تغییر می یابد و نیروها و تنش های کمتری ایجاد می شود. اما در روش هایی نظیر حدیده کاری عادی و معکوس و حدیده کاری لوله ای یا روش چاق کردن (Upestting) تمام سطح مواد تغییر می یابد و نیروهای آهنگری زیادی مورد نیاز است و تنش های بالایی در قالب به وجود می آید.

فولادها و عملیات حرارتی در قالب های فورج

خواص فولادها که همان استحکام؛ سختی؛ قدرت و مقاومت آن ها می باشد؛ بعد از پروسه ی ماشین کاری و عملیات حرارتی نمایان می شود. عملیات حرارتی قالب ها؛ باعث تغییراتی در سازمان و ساختمان داخلی فولادها می شود و خواص مورد نظر را در قطعات فولادی قالب ها ایجاد می کند.

قالب های فورج بعد از عملیات حرارتی و برگشت دادن مناسب؛ ضمن داشتن سختی و مقاومت اصطکاکی زیاد؛ باید محکم و بادوام و قابل ضربه پذیری و انعطاف پذیری کامل باند. در پروسه ی فورجینگ؛ قالب های فورج تحت فشارها و تنش های قوی مکانیکی ؛ گرمایی و حرارتی بالا قرار دارند و اگر برای بلوک های قالب؛ فولادهای مناسب به کار گرفته نشود و عملیات حرارتی دقیق و صحیح انجام نگیرد؛ قالب های فورج در جریان عملیات فورجینگ و آهنگری به سرعت دچار فرسودگی و سایش و گاهش شکست کامل و خرد شدن قطعات قالب می شوند؛ که به جریان تولید و برنامه ریزی های مربوط به آن صدمه ی جدی وارد خواهد کرد...

فهرست تحقیق

صنعت فورج

اصول طراحی قالب های فورج

قالب های فورج و عملیات آهنگری

روش فورج سرد (Gold Forging) در پروسه ی تولید

فولادها و عملیات حرارتی در قالب های فورج

عوامل سایش در قالب های فورج

نقش حرارت در پروسه ی فورج

ماشین کاری و ساخت قالب های فورج

تکنولوژی پیشرفته در ساخت قالب های فورج

به دست آوردن ( اندازه ۰۱۲/۰ ال ۲/۰ میلی متر)

عدم تنظیم بین محور نگهدارنده ی ابزار و فیکسچر

کسب تلرانس هندسی ۰۰۱/۰-۰۱/۰ میلی متر

صدمه خرودن دیواره های جدار نازک قطعه کار به دلیل نیروی فشاری بالای فیکسچر

روش طراحی قالب های فورج با کامپیوتر CAM CAD

چکش ها و پرس های فورج