بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR)

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR) دارای ۱۲۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR)  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR)2 ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR)،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن بررسی امکان پذیری طراحی و ساخت قالب‌های فورج مدولار(MODULAR) :

«به نام خدا»

مقدمه:

برای بهینه سازی صنعتی و رونق اقتصادی، و ارتقاء و پیشرفت آموزشی و تکنولوژیکی و قدرت علمی و رقابت فرآورده‌های تولیدی در بازارهای جهانی نیاز به کسب دانش‌ جدید، آموزش و به کارگیری تکنولوژی و روش‌های مدرن در صنعت قالبسازی می‌باشد.

هم اکنون بیشتر قطعات مهم صنایع خودروسازی، و صنایع نظامی و موتورسیکلت، و ابزار آلات صنعتی و … به کمک صنعت آهنگری و قالب های فورج تهیه می‌شوند.

با توجه به آمار و ارقام و تحلیل‌های علمی و کاربردی صنعتی که انجام شده است، باید پروسه طراحی و ساخت قالب‌های فورج که شامل طراحی علمی و محاسباتی قالب است و انتخاب مواد قالب و مراحل ساخت و ماشینکاری و عملیات حرارتی قطعات و مونتاژ قالب به شکل صحیح و علمی انجام شود تا قالب‌ها عمر و بازدهی مفیدی داشته باشند و محصولات تولیدی اشان نیز کیفیت مطلوب، عالی و استانداردی را پیدا نمایند.

آهنگری قدیمی ترین و اصلی ترین روش شکل دادن فلزات است. آهنگری به معنای تغییر شکل مواد با فشار بین قالبها، احتمالاً قدیمی ترین روشی است که توسط انسان به کار گرفته شده است تا فلزات را به شکل مناسبی در آورد. طی سالهای متمادی صنعت آهنگری مراحل پیشرفت را طی نموده است.

شکل دادن طبق DIN 8580 یعنی «تولید با روش تغییر شکل خمیری (پلاستیکی) یک جسم جامد که در آن جرم و نیز همبستگی آن حفظ شود.

طبق یک تقسیم بندی در روشهای شکل دادن براساس تنشهای غالب موجود در منطقه شکل دادن، شکل دادن با قالب بسته‌ آهنگری و شکل دادن با قالب باز در این تقسیم بندی روشهای شکل دادن، جزء زیر مجموعه‌های شکل دادن فشاری می باشند.

از قابلیت‌های روش فورج در تولید فرآورده‌های صنعتی می‌توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید، و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد.

موضوع مورد بحث، بررسی امکان‌پذیری طراحی و ساخت قالبهای فورج مدولار می‌باشد یعنی انعطاف پذیر کردن قالب فورج، یا قطعه قطعه کردن قالب فورج، یعنی در ساخت قالب از چندین قطعه استفاده شود به صورت Modular. که از کنار هم قرار گرفتن آنها، کل قالب شکل می‌گیرد.

هدف این طرح آن است که یک قالب تنها برای تولید یک قطعه یا یک محصول نباشد، بلکه با جابه‌جا کردن مدولهای آن و جایگزین کردن مدول مناسب بتوان محصول دیگر را تولید کرد.

حتی اگر قسمتی از قالب دچار مشکل شد یعنی ترک بردار یا بشکند می‌توان مدول آسیب دیده را خارج کرد و مدول مناسب را در سرجای خود جازد. مهم آن است که این طرح باعث می شود، زمان طراحی فوق‌العاده کاهش یابد، و یک کاهش مهم در هزینه‌های ابزار ایجاد می‌شود.

این امر همچنین باعث تنوع در محصولات تولیدی خواهد شد و ما می توانیم در کوتاهترین زمان ممکن با تعویض قسمتهایی از قالب با مدولهای مناسب، محصول جدید دیگری را تولید کنیم و میزان تولیدات محصولها را نیز افزایش می دهد.

فصل اول:

۱- صنعت فورج

فورج و شکل دهی فلزات گداخته یا تحت فشار قرار دادن آنها، توسط قالب‌های فورج و یا پرس‌های هیدرولیک یا پنوماتیک و یا پتک های ضربه‌ای را صنعت فورجینگ می نامند.

اکثر قطعات صنعتی در صنایع مهم مانند ماشین سازی، خودروسازی و صنایع نظامی با روش فورج تهیه می‌شوند.

در روش فورجینگ (آهنگری) مواد کار با قابلیت کوره‌کاری، و در حالت گداخته، فرم لازم را می گیرند. این قطعات دارای مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به قطعات مشابه ماشینکاری شده هستند.

زیرا در پروسه آهنگری مواد اولیه قطعات به هم فشرده شده و قطعات مهمی مانند، میل لنگ‌ها، دسته پیستون ها و … ساخته می‌شوند.

از قابلیت‌های روش فورج در تولید فرآورده‌های صنعتی می‌توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید، و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد.

اکثر فلزات چکش خوار مانند فولاد‌ها، و آلیاژ‌های مس، آلیاژ‌های آلومینیوم و … قابلیت عملیات آهنگری را دارند.

چدن خاکستری جزء فلزاتی است که خاصیت آهنگری نداشته، زیرا امکان شکستگی در آن وجود دارد.

قابلیت کوره‌کاری و فورج قطعات فولادی، به مواد آلیاژی موجود در آن‌ها بستگی دارد. هر چه مقداری کربن فولاد‌ها کمتر باشد، می‌توان حرارت شروع آهنگری را افزایش داد.

در پروسه فورجینگ با افزایش مقدار کربن در فلزات از قابلیت فرم‌گیری و آهنگری آن‌ها کاسته می‌شود. همچنین فولاد‌هایی برای عملیات فورج مناسب می باشند که مقدار فسفر و گوگرد آن‌ها از ۱% بیشتر نباشد و اگر مقداری گوگرد در فولاد زیاد باشد باعث ایجاد و شکستگی و ترک‌هایی بر روی فولاد گداخته می‌گردد.

در ساخت قالب‌های فورج از روش‌های جدید تکنولوژی ماشین‌کاری و اسپارک استفاده می کنند، به این شکل که ابتدا محفظه قالب‌های فورج را با روش سنتی ماشین‌کاری می‌کنند و اندازه نهایی را با ساختن الکترودهای مسی که شکل و ابعاد دقیق قطعه کار است، با عملیات اسپارک اورژن انجام می دهند.

البته مدلهای مسی (الکترودها) با روش کپی کاری گرافیت روی دستگاه سه بعدی کپی سازی طراحی و ساخته می‌شوند.

در طراحی و ساخت قالب‌های فورج باید به قدرت بلوک‌ها، اسکلت قالب‌های فورج، با توجه به فشار بالا، و مقدار تناژ لارم و نیزوی که برای تولید به کار می رود، توجه نمود.

بلوک‌ها و ساختمان قالب باید توانایی تحمل فشارهای عمودی (فشار‌های پرسی) و فشار‌های جانبی (عکس العمل داخلی قالب) را داشته باشند و در به کارگیری فولاد‌های آلیاژی با استفاده از جداول فولادها، بهترین انتخاب را انجام داد.

در عملیات حرارتی که شامل آبکاری و برگشت فولادهای قالب است، باید نهایت دقت و حوصله را به کاربرد و توجه کرد که عمق شیارهای پیرامون حفره‌ها و محفظه‌های مادگی قالب (محل فرار مازاد مولد اولیه قطعات کار) طوری محاسبه و تعیین شود که حجم اضافی مواد درون آن را پر کند و اضافه نیاید، زیرا باعث بازماندن درز قالب‌شده و از اندازه قطعه کار فورج شده، خارج می‌گردد.

فصل سوم:

۳- اصول آهنگری

۱-۳- مراحل اصلی در شکل دادن پرسی با فلش

سه طریق شکل دادن، سرکوبی، پهن کردن و قد کشیدن مواد وجود دارد.

سرکوبی: بلندی اولیه قطعه خام بدون هر گونه افزایش زیاد عرضی و در حالیکه مسیر لغزش زیاد نیست، در امتداد دیواره قالب کاهش می یابد. اصولاً مواد موازی با جهت حرکت قالب جریان می یابد.

پهن کردن: مواد از داخل به سمت خارج پرس شده و در آن مسیر لغزشی طویلی ایجاد می‌شوند. جریان مواد بیشتر عمود بر جهت حرکت قالب صورت می‌گیرد.

قد کشیدن: قالب عمیق با افزایش موضعی ارتفاعی اولیه کاملاً پر می‌شود. در اینجا حتی بعد از ورود قسمتی از مواد به داخل شکاف فلاش، مسیر های طولانی لغزش مواد ایجاد می‌شوند.

هر نوع شکل دادن پرسی با مرحله سرکوبی شروع و با مرحله قد کشیدن خاتمه می یابد. فلاش حلقوی ایجاد شده در اطراف قطعه پرسی به وسیله قالب برش جدا می‌شود.

سوراخهای راه بدر در شکل دادن پرسی نمی توانند به طور کامل فشار داده شود زیرا در غیر این صورت مواد کاملاً به محفظه قالب بسته که برای سنبه پرس پیش بینی شده، جریان می یابد. گوشت باقی مانده بین دوسنبه بعداً سنبه سوراخ کم حذف و سوراخ راه بدر می‌شود.

شکل ۸: مراحل اصلی در شکل دادن پرسی

شکل ۹: مراحل یک قطعه کار شکل داده شده پرسی

قالبهای فورج با استفاده از تکنولوژی پیشرفته و محاسبات دقیق و به کارگیری نرم‌افزارهاو تجارب کاربردی طراحی می‌شوند.

خاصیت تغییر فرم پذیری قطعات فلزی بر اثر حرارت، فشار و ضربه‌ای طرحی شکل قالب و تربیت اجزاء قالب با طراحی شکل قطعه کار (محصول) اهمیت یکسانی دارند. این قطعات باید از نظر جریان مواد، قالب، اندازه و ماشینکاری درست باشند.

در قالبهای بسته بدون فلش برای مواقعی است که شکل ساده باشد. هر چه شکل پیچیده تر شود از نوع با فلش استفاده می‌شود.

چون محاسبه حجم قطعه و پیش بینی نحوه پر شدن قالب کاری بسیار دشوار است. حسن روش بدون فلش، رسیدن به دقت نهایی بالاتر اولاً شکل و ثانیاً نیاز به محاسبه دقیق مواد اولیه است.

اگر حجم قطعه دقیقاً محاسبه نشود مشکلات اساسی پیش می آید:

1. دقت ابعادی قطعه نهایی کم می‌شود.
2. نیروی بیش از حد بر قالب وارد می‌شود و اصطلاحاً over load می‌شود.

۳. در انتهای کورس به نیروی بسیار زیاد احتیاج داریم و آن هم موقعی است که گوشه‌های قالب می خواهد پر شود.

شکل ۱۰: منحنی نیرو – ضرب برای آهنگری قالب بسته بدون فلش

شکل ۱۱: مقایسه قالب بسته با فلش و بدون فلش

۲-۳- نحوه سیلان فلز در فرآیند فورج

در فرآیند فورج اغلب رسیدن به شکل نهایی قطعه مورد نظر در یک مرحله امکان پذیر نیست و لازم است قطعه تا رسیدن به شکل نهایی گاه تا چندین مرحله شکل دهی شود. عمده‌ترین دلایل نیاز به این مراحل میانی که پیش فرم گفته می‌شوند عبارتند از:

1. محدود بودن شکل پذیری فلز.

چرا که ایجاد تغییر شکل بیش از حد تحمل فلز، باعث بوجود آمدن عیوب و در نهایت گسیختگی در آن می‌شود. پس از این رو در یک مرحله نمی توان بیش از حد تحمل فلز در آن تغییر شکل ایجاد کرد. وقتی فلز گرم شود، تنش سیلان آن پایین می آید و قابلیت شکل پذیری افزایش می یابد.

1. محدود بودن تحمل قالب و پرس در مقابل نیرو و تنش های اعمالی
2. پیچیدگی شکل هندسی قطعه

برای درک بهتر نحوه جریان یافتن فلز در فرآیند فورج، در ابتدا آزمون ساده فرآیند فشردن استوانه مورد بررسی قرار می‌گیرد.