تجهیزات آهنگری

تجهیزات آهنگری

تعداد بازدید: 8933
چهارشنبه 03 دي 1393

تجهیزات آهنگری

تجهیزات آهنگری (Forging Equipment) را می توان بر حسب اصول عملیات طبقه بندی کرد. در پتک های آهنگری ، نیرو توسط یک وزنه سقوطی یا کوبه وارد می شود. این پتک ها دستگاه های با انرژی محدود هستند چون تغییر شکل از انتشار انرژی جنبشی کوبه به دست می آید. پرس های آهنگری مکانیکی ، دستگاه های با ضربه محدود هستند، چون طول ضربه پرس و بار قابل حصول در وضعیت های مختلف ضربه معرف کارایی آن ها هستند. پرس های هیدرولیک ، دستگاه های با بار محدود هستند، چون کارایی آن ها برای اجرای عملیات شکل دادن عمدتاً با حداکثر ظرفیت بار محدود می  شود. هر یک از این دسته دستگاه های آهنگری باید نسبت به مشخصات انرژی و بار، مشخصات زمانی و کارایی شان برای تولید قطعاتی با دقت ابعادی زیاد سنجیده شوند.

برای تکمیل موفقیت آمیز هر عملیات آهنگری ، بار قابل حصول از دستگاه باید از بار لازم در هر نقطه واقع در فرآیند بیشتر باشد و انرژی حاصل از دستگاه نیز از انرژی مورد نیاز فرآیند برای ضربه کامل بیشتر شود.

دستگاه آهنگری

متداول ترین دستگاه های آهنگری، پتک آهنگری است. دو نوع پتک اصلی عبارتند از:

  • پتک تخته دار (board hammer)
  • پتک قدرتی (power hammer)

در پتک تخته دار ، کوبه و قالب بالایی با چسبیدن غلتک های اصطکاکی به تخته آن را بلند می کنند. وقتی تخته رها می شود، کوبه تحت تاثیر ثقل می افتد تا انرژی ضربه ای تولید کند. بلافاصله تخته برای زدن ضربه دیگری بالا می رود. آهنگری با پتک معمولاً با ضربه های مکرر انجام می شود. پتک ها بسته به اندازه و ظرفیت شان می توانند بین 60 تا 150 ضربه در دقیقه وارد کنند. انرژی ایجاد شده توسط ضربه مساوی انرژی پتانسیل ناشی از وزن کوبه و ارتفاع سقوط است. پتک های آهنگری توسط وزن کوبه شان بر آورد می شوند. اما چون پتک دستگاهی با انرژی محدود است، که در آن تا پراکنده شدن انرژی جنبشی کل توسط تغییر شکل مومسان قطعه یا تغییر شکل کشسان قالب ها و دستگاه، تغییر شکل پیشروی می کند، صحیح تر است که این دستگاه ها بر حسب انرژی آزاد شده بر آورد شوند.

پتک قدرتی که در آن، کوبه در ضربه پایینی توسط بخار یا فشار هوا به اضافه ثقل، شتاب می گیرد ظرفیت بیشتری دارد. بخار یا هوا همچنین برای بالا بردن کوبه در ضربه بالایی هم به کار برده می شود. انرژی کل ایجاد شده برای ضربه زدن در یک پتک سقوطی قدرتی از رابطه زیر به دست می آید:

که در آن m = وزن کوبه بر حسب کیلوگرم ، v = سرعت کوبه در شروع تغییر شکل ، g = شتاب ثقل ، p = فشار بخار یا هوای وارد بر استوانه کوبه در ضربه پایینی ، A = مساحت استوانه کوبه و H = ارتفاع سقوط کوبه.

ویژگی مهم پتک قدرتی این است که انرژی ضربه می تواند کنترل شود، در صورتی که در پتک تخته ای، جرم و ارتفاع سقوط ثابت هستند. پتک های قدرتی برای آهنگری قالب بسته به پتک های تخته دار ارجحیت دارند. اندازه این دستگاه در محدوده 453 تا 22650 کیلوگرم است و می تواند قطعاتی به وزن چند گرم تا چند تن را تولید کند. پتک آهنگری ارزانترین وسیله ایجاد یک بار آهنگری بزرگ است. مثلا یک پتک قدرتی 1359 کیلوگرمی می تواند متجاوز از 600 تن بار آهنگری تولید کند.

board hammer  power hammer

همچنین پتک آهنگری، دارای کمترین زمان تماس حین فشار یعنی از 1 تا 10 میلی ثانیه است. اما به طور کلی دقت آهنگری قابل حصول در پتک ها به اندازه پرس ها نیست. هم چنین به علت مشخصه ضربه ای ذاتی آن ها، باید مشکلات مربوط به تکان زمین، صدا و ارتعاش بر طرف شود. بعضی از این مشکلات با پتک ضربه متقابل (counterblow hammer) ، که در آن دو کوبه مخالف هم به طور همزمان به قطعه ضربه می زنند طوری که عملاً تمام انرژی به صورت کار جذب می شود و انرژی کمی به صورت ارتعاش در پی ریزی و محیط اطراف تلف می شود، به حداقل می رسند.

یک پتک آهنگری جدید، دستگاه آهنگری با آهنگ انرژی زیاد (HERF: high-energy-rate-forging) است که معمولاً در آن برای به دست آوردن مقدار انرژی لازم، سرعت های زیاد 6.1 تا 24.4 متر بر ثانیه جانشین جرم می شود.

پرس های آهنگری مکانیکی یا هیدرولیکی هستند. پرس ها بر مبنای نیروی ایجاد شده در انتهای ضربه معین می شوند. کنار پتک ها، پرس های مکانیکی متداول ترین وسیله برای آهنگری قالب بسته می باشد. بیشتر پرس های مکانیکی دارای یک میل لنگ خارج از مرکز بوده که حرکت دورانی را به حرکت خطی متقابل کشویی پرس تبدیل می کند. ضربه کوبه این پرس ها کوتاهتر از پرس هیدرولیک یا پتک است، طوری که پرس های مکانیکی برای قطعات آهنگری با برجستگی کم کاملاً مناسب هستند. بار حداکثر وقتی به دست می آید که کوبه به فاصله 0.32 سانتیمتر از نقطه مرگ پایینی باشد. پرس های مکانیکی با ظرفیت 300 تا 12000 تن هم موجود هستند. ضربه یک پرس شبیه فشار دادن است تا اینکه شبیه ضربه پتک باشد. به این دلیل، قالب ها می توانند سبکتر باشند و عمر قالب در پرس، بیشتر از پتک است. اما قیمت اولیه یک پرس به مراتب خیلی بیشتر از یک پتک می باشد، بنابراین لازم است که میزان تولید آن زیاد باشد. میزان تولید پرس مشابه میزان تولید پتک است، ولی چون هر ضربه پرس دارای نیروی یکسان است، برای انجام شکل دادن مقدماتی و عملیات نهایی در یک دستگاه، پرس چندان مناسب نمی باشد.

crank press   hydraulic press

انرژی کل به وجود آمده در حین ضربه پرس از رابطه زیر بدست می آید:

که در آن I = گشتاور ماند چرخ طیار ، ω = سرعت زاویه ای بر حسب رادیان ، no = سرعت اولیه چرخ طیار و  nf = سرعت چرخ طیار پس از تغییر شکل بر حسب rpm .

پرس های هیدرولیک دستگاه های با بار محدودند که در آنها فشار هیدرولیک، پیستون را به داخل سیلندر حرکت می دهند. ویژگی اصلی این پرس ها این است که در هر نقطه از مسیر حرکت کوبه می توان از تمام بار پرس استفاده کرد. این ویژگی باعث می شود پرس هیدرولیک به طور ایده آل برای عملیات آهنگری از نوع فشار کاری مناسب باشد. سرعت کوبه می تواند کنترل شود و حتی حین ضربه تغییر کند. پرس هیدرولیک دستگاهی با سرعت نسبتاً کم است. کم بودن سرعت باعث می شود که زمان تماس طولانی تر باشد و این ممکن است به مشکلاتی از نظر افت گرمای قطعه و تخریب قالب منجر شود. از طرف دیگر، عمل فشار دادن آهسته پرس هیدرولیک باعث محدودیت در حد مجاز قطعه آهنگری می شود. پرس های هیدرولیک از 500 تا 18000 تن وجود دارند. ضمن اینکه پرس های 50000 تنی نیز ساخته شده اند. قیمت اولیه پرس هیدرولیک از قیمت اولیه پرس مکانیکی با ظرفیت برابر، بیشتر است. ضرایب تبدیل ظرفیت پرس ها و پتک ها موجود هستند.

پرس های پیچی هم برای آهنگری قالب بسته سرد و هم گرم بسیار متداول هستند. در یک پرس پیچی، کوبه توسط اتصال دواری به یک هرز گرد که در گیر پیچ بزرگی است متصل می شود. حرکت دورانی یک چرخ طیار، توسط مارپیچ چند راهه روی هرز گرد و مهره آن، به حرکت خطی تبدیل می شود.

دستگاه های آهنگری موسوم به دستگاه پتک کاری افقی یا پتک افقی، نوعی از پرس های مکانیکی افقی هستند که برای تولید انبوه قطعات آهنگری با اشکال متقارن از قبیل پیچ، میخ پرچ و قطعه خام چرخ دنده از ماده اولیه به شکل میلگرد به کار می روند. غلتک های آهنگری قبل از آهنگری در قالب بسته برای شکل دادن اولیه و تولید مقاطع باریک دراز یا مخروطی مانند فنرهای تخت یا پیچ های بلند به کار می روند. روی غلتک های آهنگری و در بخشی از پیرامون آن ها شیارهایی وجود دارد که بر هم مماس هستند و برای ایجاد تغییر شکل به کار می روند.

مشخصه دستگاه آهنگری

مهمترین مشخصه هر دستگاه تعداد ضربات در هر دقیقه است، زیرا این مقدار است که میزان تولید را تعیین می کند. سرعت در اثر فشار، vp ، عبارت است از سرعت لغزش دستگاه تحت بار. این متغیر، آهنگ کرنش ( که بر تنش جریان تاثیر می گذارد ) و زمان تماس تحت فشار، tp ، را تعیین می کند. مقادیر مشخصه vp در جدول زیر ارائه شده است.

سرعت های مشخصه دستگاه های آهنگری مختلف
دستگاه آهنگری دامنه سرعت
ft/s m/s
پتک سقوطی وزنی 12-16 3.6-4.8
پتک سقوطی قدرتی 10-30 3-9
دستگاه های HERF 20-80 6-24
پرس مکانیکی 0.2-5 0.06-1.5
پرس هیدرولیک 0.2-1 0.06-0.3

زمان تماس زمانی است که قطعه در قالب، تحت بار می ماند. چون انتقال حرارت بین قطعه داغ تر و قالب های سردتر، وقتی که سطح مشترک تحت فشار زیاد است، خیلی تاثیر گذار می باشد، لذا سایش قالب با افزایش tp زیاد می شود. دقت ابعادی قطعاتی که با دستگاه آهنگری تولید می شوند مستقیماً با سفتی دستگاه رابطه دارد. به طور کلی، سفتی با کاربرد قطعات بزرگتر در ساختمان دستگاه آهنگری زیاد می شود، که این کار مستقیماً سبب افزایش قیمت دستگاه می شود. مسئله بحرانی در این مورد کج شدن کوبه تحت بار است.

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

جورج دیتر ، ترجمه شهره شهیدی ، متالورژی مکانیکی ،  مرکز نشر دانشگاهی ، 1369

محمد باقر لیمویی ، اصول شکل دادن فلزات ، موسسه انتشاراتی دانش پژوهان فردا ، 1384

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

تجهیزات فورج
تجهیزات فورجینگ
دستگاه های فورج
ابزارهای آهنگری
forging equipment
برچسب ها: شکل دادن فلزاتفورجآهنگری
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر