کشش عمیق: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
Ghasem.271 (بحث | مشارکت‌ها) جز اصلاح |
Nimarazmjoo (بحث | مشارکت‌ها) بدون خلاصۀ ویرایش |
||
خط ۱:
[[پرونده:Tahanie s pridrzanim.jpg|بندانگشتی|سمبه و ورق گیر]]
کشش عمیق جزو فرآیند های شکل دهی ورق محسوب می شود که در آن یک ورق فلزی با عملیات مکانیکی به شکل مطلوب می رسد. این یک فرآیند تغییر شکل با حفظ مواد است.علت نامگذاری کشش "عمیق"این است که عمقی که ورق کشیده می شود بزرگتر از قطر ورق است.این فرآیند ممکن است با کشش در چندین مرحله در قالب ها انجام می شود. به منطقه فلنج (ورق در داخل قالب) با حفظ خواص ماده، تنش کشش شعاعی و تنش فشاری مماسی وارد می شود. این تنش فشاری باعث ایجاد چروک در ورق می شود.این چین و چروک را می توان با ورق گیر کنترل کرد.ورق گیر جریان ورق به داخل قالب را کنترل می کند.
بیشتر قطعاتی که از فلز ورق تولید می شوند، استوانه ای یا جعبه ای شکلند. برای مثال قابلمه ها و ماهی تابه ها، دبه های غذا و قوطی های نوشابه، لگن های آشپزخانه و مخزن سوخت های اتومبیل ها با این روش تولید می شوند. این گونه قطعات، معمولا با فرآیندی که در آن یک سنبه، یک پولک، فلز ورق تخت را به داخل حفره ماتریسی می برد تولید می شوند. اگرچه این فرآیند به دلیل قطعاتی که به این وسیله تولید می شوند، اغلب کشش عمیق نامیده می شود ولی برای تولید قطعاتی که عمق کم یا متوسطی دارند نیز به کار می رود.
در روش معمول، یک پولک فلزی گرد روی دهانه ماتریسی دایره ای قرار گرفته و با یک ورق گیر، یا حلقه ی روبنده در جای خود نگه داشته می شود. سنبه رو به پایین حرکت می کند و پولک را به داخل حفره ماتریس می فشارد و به صورت یک فنجان شکل می دهد. متغیر های تاثیرگذار در کشش عمیق عبارتند از: خواص فلز ورق، نسبت قطر پولک به نسبت قطر سنبه، لقی بین سنبه و ماتریس، شعاع سنبه، شعاع لبه ماتریس، نیروی ورق گیر و اصطکاک و روانکاری.
در خلال عملیات کشش، حرکت پولک به داخل حفره قالب، تنش های فشاری (تنش محیطی) را در اطراف فلنج به وجود می آورد که می خواهند هنگام کشش در فلنج، چروک ایجاد کنند. این پدیده را با فشردن یک تکه کاغذ دایره ای شکل به داخل یک حفره ی گرد، مانند یک لیران آبخوری می توان نمایش داد. چروکیدگی را می توان با یک ورقگیر تحت نیروی معینی کاهش داد یا از بین برد. به منظور بهبود عملکرد، مقدار این نیرو را می توان به عنوان تابعی از مقدار پیشروی سنبه تنظیم کرد.
دیواره فنجان که قبلا شکل گرفته است، در معرض یک تنش کششی اصلی طولی، قرار می گیرد. افزایش طول، موجب می شود که دیواره فنجان نازک شود و چنانچه بیش از اندازه باشد، موجب پارگی فنجان خواهد شد. به دلیل متغیر های زیادی که در این کار دخالت دارند، نیروی سنبه دشوار است. این نیرو با افزایش استحکام، قطر و ضخامت پولک فلز ورق افزایش می یابد.
▲== فرآیند ==
نیروی کشش کل از نیروی سمبه و نیروی ورق گیر که باعث ایجاد اطکاک می شود، تشکیل می شود.نیرویی که از طرف سمبه وارد می شود باعث کشش می شود.با توجه به نیروی کششی دیواره قطعه نازک می شود در نتیجه ضخامت دیواره ناهموار می شود.که کمترین ضخامت در قسمت انتهایی سمبه است.▼
باریکترین ضخامت قطعه حداکثر تنش که می تواند به منطقه تغییر شکل وارد شود را تعیین می کند.با توجه به ثابت بودن حجم ورق و ضخامت مورد نیاز می توان مقدار نیروی لازم برای تغییر شکل را حساب کرد.شاخص شکل پذیری مواد به کشش حدی (به انگلیسی:LDR ) بستگی دارد که عبارت است از بزرگترین نسبت قطر قطعه خام به قطر سمبه که بتوان با موفقیت کشید. محاسبه کشش حدی برای اجزای پیچیده دشوار است برای همین در نواحی بحرانی از تقریبات ممکن استفاده می کنند. در هنگام کشش بر روی قطعه [[کار سختی]] انجام می شود به همین دلیل بعد از کشش عمیق برای بازگشت به خواص اولیه قطعه را در کوره در اتمسفر مشخص قرار می دهند.<ref>{{یادکرد وب|نشانی=http://www.packmangroup.com|عنوان=Packman Company - شرکت پاکمن|بازبینی=2017-04-18}}</ref>▼
[[پرونده:Deep Draw Line example by Pressteck Italy.jpg|بندانگشتی|مراحل کشش عمیق یک قطعه]]
اغلب مواد برای رسیدن به شکل نهایی در چندین مرحله تغییر شکل می دهند. این روش (کشش عمیق) باعث کاهش استفاده از مواد خام و در نتیجه کاهش هزینه می شود.در تصویر نیز مراحل کشش عمیق یک قطعه معلوم است.
= انواع فرآیند های کشش عمیق =
کشش عمیق، به دو دسته ی مرسوم و غیرمرسوم انجام می شود. هدف اصلی از فرآیند کشش عمیق غیرمرسوم، افزایش محدوده شکل پذیری فرآیند است. برخی از فرآیند های غیر مرسوم کشش عمیق، عبارتند از: کشش عمیق هیدرومکانیکی، فرآیند هیدروفرم، فرآیند کشش محلولی، فرآیند مارفورم،کشش عمیق هیدرولیک و فرآیند های مشابه دیگر.
به عنوان مثال در فرآیند مارفورم، از تکنیک های شکل دهی لاستیکی برای انجام فرآیند استفاده می شود. قطعا های با فرورفتگی عمیق می توانند به وسیله دیواره های عمودی و یا شناور، شکل بگیرند. در این نوع از فرآیند شکل دهی، از یک نیم صفحه ی لاستیکی و یک نیم صفحه جامد دیگر به منظور تهیه تجهیزات مورد نیاز برای ساخت قالب، مشابه با روش های مرسوم در کشش عمیق، استفاده می شود تا قطعه را به شکل نهایی موردنظر تبدیل کند. قالب ها، از آلیاژ های سبک ساخته می شوند و صفحه لاستیکی، 5/1 تا 2 برابر قطعه اولیه ضخیم هستند. برای انجام فرآیند، یک پرس یک جهته به همراه قالب و نگه دارنده های قطعه، لازم است. قطعه اولیه در مقابل صفحه لاستیکی قرار می گیرد و در این هنگام، یک پانچ همانند روش های مرسوم کشش عمیق، این فرآیند را انجام می دهد و قطعه نهایی را تولید می کند.
▲نیروی کشش کل از نیروی سمبه و نیروی ورق گیر که باعث ایجاد اطکاک می شود، تشکیل می شود.نیرویی که از طرف سمبه وارد می شود باعث کشش می شود.با توجه به نیروی کششی دیواره قطعه نازک می شود در نتیجه ضخامت دیواره ناهموار می شود.که کمترین ضخامت در قسمت انتهایی سمبه است.
▲باریکترین ضخامت قطعه حداکثر تنش که می تواند به منطقه تغییر شکل وارد شود را تعیین می کند.با توجه به ثابت بودن حجم ورق و ضخامت مورد نیاز می توان مقدار نیروی لازم برای تغییر شکل را حساب کرد.شاخص شکل پذیری مواد به کشش حدی (به انگلیسی:LDR ) بستگی دارد که عبارت است از بزرگترین نسبت قطر قطعه خام به قطر سمبه که بتوان با موفقیت کشید. محاسبه کشش حدی برای اجزای پیچیده دشوار است برای همین در نواحی بحرانی از تقریبات ممکن استفاده می کنند. در هنگام کشش بر روی قطعه [[کار سختی]] انجام می شود به همین دلیل بعد از کشش عمیق برای بازگشت به خواص اولیه قطعه را در کوره در اتمسفر مشخص قرار می دهند.<ref>{{یادکرد وب|نشانی=http://www.packmangroup.com|عنوان=Packman Company - شرکت پاکمن|بازبینی=2017-04-18}}</ref>
مواد نرم تر راحت تر تغییر شکل می دهند به همین علت نیروی کمتری هم لازم است.در جدول زیر نیروی لازم برای تغییر شکل برخی مواد آورده شده است.
{| class="wikitable"
سطر ۴۷ ⟵ ۵۴:
|}
= عملیات کشش عمیق =
== روان کاری ==▼
دستور العمل های خاصی برای موفقیت در کشش عمیق وضع شده اند. فشار ورقگیر اغلب 7/0 تا 1 % مجموع استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی فلز ورق انتخاب می شود. نیروی بسیار زیاد ورقگیر نیروی سنبه را افزایش می دهد و موجب می شود دیواره فنجان پاره شود. از سوی دیگر، چنانچه نیروی ورقگیر بسیار کم باشد، چروکیدگی پدید خواهد آمد.
لقی ها معمولا 7 تا 12 % بیشتر از ضخامت ورق هستند. اگر لقی خیلی کم باشد، پولک ممکن است به سادگی توسط سنبه بریده شود. شعاع های لبه سنبه و ماتریس نیز مهمند.
اغلب برای کنترل جریان پولک به داخل حفره ماتریس، آویزه هایی لازم است. آویزه ها جریان فلز ورق را با خم و راست کردن آن هنگام کشش محدود می کنند و به این ترتیب، نیروی لازم برای کشیدن ورق به داخل حفره قالب را افزایش می دهند. آویزه ها به کاهش نیروهای ورقگیر مورد نیاز نیز کمک می کنند.
به منظور جلوگیری از پارگی فلز ورق هنگام شکل دهی، عواملی نظیر (1) شعاع های بزرگ ماتریس، (2) روانکاری موثر، (3) شکل و محل آویزه های کشش، (4) توسعه درست اندازه و شکل پولک، (5) برش گوشه های پولک (6) استفاده از پولک های عاری از عیب های داخلی و خارجی، حائز اهمیت است.
== اتوکشی ==
اگر لقی بسیار بزرگ باشد، فنجان کشیده شده در لبه، دیوار های ضخیم تری نسبت به ته آن خواهد داشت. اتوکشی فرآیندی است که در آن ضخامت دیواره یک فنجان، با رد کردن فنجان از حلقه های اتوکشی یکسان می شود. برای مثال قوطی های آلومینیومی نوشابه، دو یا سه عملیات اتوکشی در یک ضربه (که در آنها فنجان کشیده شده، از یک سری حلقه های اتوکشی رد می شود) می بینند.
== کشش مجدد ==
دبه ها یا پوسته هایی که کشش آنها در یک عملیات بسیار دشوار است، اغلب کشش مجدد می شوند. به دلیل ثابت ماندن حجم ماده، فنجان با کشش مجدد به قطر های کوچکتر تبدیل شده و نازکتر می شود.
== کشش بدون ورقگیر ==
کشش عمیق ممکن است بدون ورقگیر نیز با موفقیت انجام شود، به شرط آنکه فلز ورق به حد کافی ضخیم باشد تا در آن چروکیدگی پیش نیاید. قالب های کشش ورقگیر، شکل خاص دارند.
برجسته کاری عملیاتی متشکل از کشش های کم عمق یا متوسط است که با جفت شدن قالب های نر و ماده انجام می شود. برجسته کاری در اصل برای استحکام بخشی به رویه های پهن و مقاصد تزیینی به کار می رود.
== روانکاری ==
روانکاری، نیرو های کشش را پایین می آورد، کشش پذیری را افزایش داده و عیوب قطعات و ساییدگی ابزارآلات را کم می کند. به طور کلی، روانکار سنبه باید در یک مقدار حداقل حفظ شود، زیرا اصطکاک بین سنبه و فنجان کشش پذیری آن را بهبود می بخشد.
روان کار ها برای کاهش اصطکاک بین سمبه و قطعه استفاده می شوند.همچنین برای تمیز کردن سمبه کاربرد دارند. روان کار ها باعث ایجاد سطح صیقلی تر در قطعه نهایی می شوند.
معروف ترین مواد ابزار و قالب برای کشش عمیق، فولاد های ابزار و چدن ها هستند. هرچند از مواد دیگر، نظیر کارباید ها و پلاستیک ها نیز ممکن است برای این منظور استفاده شود. ماشین کشش عمیق معمولا یک پرس دو کاره هیدرولیکی یا یک پرس مکانیکی است که پرس مکانیکی به خاطر سرعت زیاد سنبه در آن، مناسب تر است. پرس هیدرولیکی دو کاره، سنبه و ورقگیر را مستقل از هم کنترل می کند.
سمبه و قالب عموما از فولاد ابزار ساخته می شوند.اما از [[فولاد کربنی]] که ارزانتر است نیز استفاده می کنند. فولاد کربنی به علت سختی کم کمتر استفاده می شود.از آلیاژ های فولاد نیز در دستگاه کشش عمیق استفاده می شود.
کاربرد های تجاری این روش شکل دهی دارای هندسه های پیچیده ای است.<ref>{{یادکرد وب|کد زبان=en-US|نشانی=http://transmatic.com|عنوان=Trans-Matic. Deep Drawn Metal Stampings.|بازبینی=2017-04-18}}</ref>
مصارف صنعتی از فرآیندهای کشش عمیق شامل بدنه خودرو و قطعات ساختاری، قطعات هواپیما و ... است. قطعات فنجانی شکل مثل سینک ظرفشویی آشپزخانه و انواع قابلمه و گلگیر خودرو نیز با این روش تولید می شوند. فشنگ گلوله نیز با این روش تولید می شود.<ref>{{یادکرد وب|کد زبان=fa-IR|نشانی=http://engpedia.ir|عنوان=دانشنامه تخصصی مهندسی ایران|بازبینی=2017-04-18}}</ref>
* [[شکل دهی ورق]]
* [[کار سختی]]
سطر ۶۴ ⟵ ۹۱:
* [[Deep drawing]]
# ویکی پدیا انگلیسی
| |||