طبقه بندی و روند توسعه آهنگری

طبقه بندی و روند توسعه آهنگری فورج را می توان با روش های زیر طبقه بندی کرد: 1) طبقه بندی با قرار دادن ابزار و قالب های مورد استفاده برای آهنگری. 2) طبقه بندی با درجه حرارت شکل دهی آهنگری. 3) طبقه بندی بر اساس حرکت نسبی ابزار آهنگری قالب و قطعات کار. 1
طبقه بندی آهنگری فورج را می توان با توجه به محل قرارگیری ابزار و قالب های مورد استفاده به دسته های زیر تقسیم کرد، جدول 1-1-1 را ببینید.
Forging Die را می توان با توجه به دمای شکل گیری به دسته های زیر تقسیم کرد ، به جدول 1-1-2 مراجعه کنید.
آهنگری قالب بر اساس حرکت نسبی ابزارها و قطعات کار طبقه بندی می شود، جدول 1 -1-3 را ببینید.
2
روند توسعه جعل 1. توسعه فرآیند شکل گیری صرفه جویی در نیروی کار ، مزیت جعل این است که جعل در داخل متراکم است و ساختار نسبتاً یکنواخت است ، و عملکرد بالاتر از بازیگران و قطعات جوش داده شده است ، اما ضرر این است که نیاز دارد یک نیروی تغییر شکل بزرگتر. سالهاست که مردم در حال بررسی فرایندهای جعل نیروی کار و طراحی ابزار صرفه جویی در نیروی کار هستند. عوامل اصلی تعیین کننده نیروی تغییر شکل f و راه های صرفه جویی در تلاش را می توان از فرمول زیر مشاهده کرد: f {4}}} krela که در آن k ضریب حالت استرس است ، همچنین به عنوان ضریب محدودیت شناخته می شود. برای حالت استرس علائم متضاد ، K <1 ؛ برای حالت های فشرده سازی سه محوره ، K> 1 ، که ممکن است به K {7}}} یا حتی بالاتر برسد. REL تنش جریان است ، که توانایی مواد در مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک را در شرایط خاص مشخص می کند و به ترکیب ، ساختار ، دمای تغییر شکل ، درجه تغییر شکل ، میزان تغییر شکل و غیره بستگی دارد. A پیش بینی منطقه تماس بین قطعه کار و قالب در جهت نیروی اصلی است. از تجزیه و تحلیل فوق ، می توان دریافت که سه روش اصلی برای صرفه جویی در تلاش وجود دارد: (1) ضریب محدودیت K را کاهش دهید. در حقیقت ، در تولید ، از روش انحراف اغلب برای کاهش نیروی تغییر شکل استفاده می شود. به عنوان مثال ، از خالی های حلقه ای شکل اغلب برای جعل دنده دنده استفاده می شود. در حین جعل ، فلز شکل دندان را به سمت بیرون پر می کند. در عین حال ، از آنجا که بخشی از فلز به سمت داخل جریان می یابد ، از استرس اوج در وسط خالی جامد در هنگام فشرده سازی جلوگیری می شود ، که باعث کاهش نیروی تغییر شکل می شود ، همانطور که در شکل {1 0}}. هنگام بازگشت به قسمت استوانه ای ، یک میله ذخیره سازی به وسط قطعه کار اضافه می شود تا جزئی از میله ذخیره سازی خارج شود (شکل {12}} را ببینید) ، و سپس برداشته می شود. به این ترتیب ، نیروی تغییر شکل می تواند تا حد زیادی کاهش یابد. شکل 1-1-3 مقایسه توزیع نیروی تغییر شکل در حین فشرده سازی با و بدون میله ذخیره سازی را نشان می دهد. (2) استرس جریان را کاهش دهید. روشهای شکل گیری متعلق به این گروه شامل شکل گیری فوق العاده پلاستیک و جعل مایع (به عنوان مثال ، شکل گیری نیمه جامد یا تشکیل نقطه نزدیک ذوب) است. حالت اول یک روش تشکیل با سرعت کرنش پایین تر است و دومی یک روش تشکیل در دمای بسیار بالا است. (3) منطقه تماس را کاهش دهید. 2. توسعه فناوری شکل گیری دقیق. در سالهای اخیر ، اصطلاحی به نام Forging Net Shape وجود دارد ، به این معنی که فرجوها دیگر پردازش نمی شوند. در حال حاضر ، تحمل بخشش های دقیق را می توان در 0. 01 تا 0.05 میلی متر کنترل کرد. آلمان به شکل خالص شفت های متقاطع (شکل {23}}}) و چرخ دنده های قوس داخلی و خارجی (به شکل {24}}}) مراجعه کرده است. در بعضی موارد ، دستیابی به طور کامل به "شکل خالص" دشوار است ، و یک اصطلاح مربوطه "شکل نزدیک خالص" وجود دارد ، بنابراین "شکل نزدیک شکل خالص" وجود دارد ، نزدیک به شکل خالص (جعل شکل خالص). بدیهی است که برای دستیابی به شکل گیری دقیق ، الزامات دقیق برای قالب وجود دارد. شکل {25 {}} دستگاه قالب و نمودار قطعات محصول برای اکستروژن دنده قوس است. ویژگی های این دستگاه عبارتند از: 1) سطح کروی پانچ برای جلوگیری از نیروی جانبی خود پشتیبانی می شود. 2) قالب پایین دارای یک دستگاه تنظیم برای اطمینان از غلظت مستان های فوقانی و تحتانی است. 3) قالب تحتانی دارای دستگاه بستن هیدرولیک برای حفظ بستن محور است. شکل گیری به دو مرحله تقسیم می شود ، یعنی گرم شدن قبل از شکل گیری فنجان شکل با دندانهای خارجی ، و سپس شکل گیری پایان سرد (شکل {32 {}} را ببینید). تجزیه و تحلیل عناصر محدود نشان می دهد که فقط شکل دندان preform ذوزنقه است که مناسب ترین است. شکل دندان مواد نوار اکسترود شده پردازش نمی شود و فقط به چرخ دنده ها بریده می شود. 3. از یک فرآیند کامپوزیت استفاده کنید. بیل برای جعل می تواند یک قسمت پودر سینتر یا یک بیل ساخته شده توسط قالب تزریق باشد. شکل {34 {} forging جعل بیل تشکیل شده توسط قالب تزریق را نشان می دهد.

در سال های اخیر، شکل دهی نیمه جامد، ریخته گری و آهنگری را برای صرفه جویی در انرژی و به دست آوردن قطعات کار نسبتا دقیق و با کارایی بالا ترکیب می کند. علاوه بر این، شکل دهی نیمه جامد نیز روش خوبی برای تشکیل مواد کامپوزیتی کم الیاف و مواد کامپوزیتی تقویت شده با ذرات است. خمش دقیق و فرآیند جوشکاری دقیق برای قطعات حلقه بزرگ. با توجه به مشکل در حمل قطعات بزرگ فلنج با قطر بیش از 8 متر، وانگ ژونگرن و دیگران یک فرآیند خمشی دقیق و جوشکاری دقیق را برای قطعات حلقه بزرگ ایجاد کردند. بزرگترین مزیت آن این است که می تواند از استفاده از فرآیندهای تراش عمودی جلوگیری کند. فرآیندهای اصلی این روش در شکل 1-1-9 نشان داده شده است. شکل b یک بخش به شکل خاص است که توسط یک رنده دروازه ای پردازش می شود، شامل یک شیار آب بندی و یک شیار جوش متصل به سیلندر. شکل c خمش دقیق است. شکل d یک شیار جوش برای جوش لب به لب بین سرهای انتهایی و سرهای لب به لب است که با دقت با توجه به طول قوس پردازش شده است. شکل e در یک حلقه مونتاژ شده است. شکل f یک جوش فلنج و یک استوانه است و پس از جوشکاری در یک استوانه فلنجی، سطح آب بندی با استفاده از یک ماشین ابزار ساده در محل ساخت و ساز، ریزکاری می شود.
شکل 1-1-10 عکسی از خمش دقیق یک فلنج بزرگ است. با توجه به اینکه سطح مقطع در طول فرآیند خمش واقعی تغییر خواهد کرد، می توان از روش شبیه سازی عددی برای پیش بینی استفاده کرد و سپس شکل مقطع را می توان با توجه به نتایج پیش بینی اصلاح کرد تا اندازه پردازشی که باید بر روی صفحه نمایش تضمین شود تعیین شود. . نتایج شبیه سازی عددی المان محدود تغییر ابعادی قسمت خم شده در شکل 1-1-11 نشان داده شده است.
4. دامنه کاربرد شبیه سازی فرآیند آهنگری را گسترش دهید. همانطور که نرم افزار بالغ تر می شود و قیمت کامپیوتر همچنان در حال کاهش است، CAD/CAM بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. شایان ذکر است که شبیه‌سازی فرآیند آهنگری توانسته است طراحی ساختار قالب را با موفقیت بهینه کند، عیوبی مانند چین‌خوردگی و نارسایی را که ممکن است در فرآیند شکل‌دهی رخ دهد، بهینه‌سازی پارامترهای شکل‌دهی، پیش‌بینی توزیع تنش در حفره قالب و جلوگیری از ترک‌خوردگی موضعی را پیش‌بینی کند. یا سایش بیش از حد شبیه سازی عددی از تحقیقات آکادمیک محض به استفاده عملی منتقل شده است. در حال حاضر توزیع تنش و نرخ کرنش در قطعه کار قابل پیش‌بینی است و سازماندهی و عملکرد پس از تغییر شکل در مواقع ضروری قابل پیش‌بینی است. شکل 1-1-12 نمونه ای از حذف چین های ایجاد شده در طول فرآیند آهنگری با بهینه سازی شکل قالب از طریق شبیه سازی عددی را نشان می دهد. همانطور که در شکل 1-1-12 نشان داده شده است، دلیل تا شدن آهنگری، طراحی نامعقول شکل قالب است. پس از اصلاح قالب، قسمت بالایی قطعه کار در زیر گیره قالب بالایی فشرده می شود که می تواند تاخوردگی را کاملاً از بین ببرد. 5. Microforming Microforming در پردازش پلاستیک به دلیل تقاضای زیاد برای قطعات میکرو ایجاد می شود. تقاضای زیاد برای این قطعات ریز تنها به دلیل کوچک سازی وسایل برقی نیست. با توسعه دستگاه های پزشکی، حسگرها و دستگاه های الکترونیک نوری، تقاضا برای قطعات میکرو نیز به سرعت افزایش یافته است. از منظر هزینه تولید و کارایی تولید، روش پردازش پلاستیک نسبت به فناوری پردازش فوق‌العاده ریز سه‌بعدی (فرآیند LIGA) که لیتوگرافی اشعه ایکس عمیق، قالب‌گیری الکتروفرمینگ و ریخته‌گری میکرو پلاستیک را ادغام می‌کند، برتر است. به اصطلاح میکروفرمینگ معمولاً به این معنی است که حداقل یک بعد قطعه شکل‌گرفته کمتر از 0.5 میلی‌متر باشد. از آنجایی که اندازه دانه مواد اولیه مورد استفاده تغییر چندانی نکرده است، یعنی نسبت مقیاس ریز قطعات به اندازه دانه بسیار کوچکتر از نسبت مقیاس قطعات معمولی به اندازه دانه است، بنابراین این دو از قانون مشابه پیروی نکنید به همین ترتیب، نسبت مساحت سطح به حجم قطعات ریز نیز بسیار بزرگتر از مقدار متناظر قطعات معمولی است. به همین ترتیب، ناحیه تماس تاثیر بسیار بیشتری در شکل دهی قطعات معمولی بر میکروفرمینگ دارد. شکل 1-1-13 به وضوح تغییر تعداد دانه‌های سطحی را نسبت به تعداد دانه‌های کلی به دلیل کاهش اندازه نشان می‌دهد. در شکل λx مضرب کاهش اندازه است.
شکل {{0}} نشان می دهد که محدب در سطح قطعه کار به راحتی می توان یک شیار بسته را برای ذخیره روان کننده پس از صاف کردن تشکیل داد. اگر اندازه سطح بسیار کوچک باشد ، مانند میکرو شکل گیری ، تشکیل یک شیار برای ذخیره روان کننده آسان نیست. بنابراین ، برای اکستروژن فنجان دوتایی که در شکل {1}} نشان داده شده است ، هنگامی که قطر قطعه کار از 4 میلی متر به {7}} 5 میلی متر کاهش می یابد ، نتایج آزمایش نشان می دهد که تحت شرط استفاده از روغن اکستروژن به عنوان روان کننده ، نیروی اصطکاک با کاهش اندازه قطعه تست به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و افزایش می تواند به 2 {33} 2 برسد. شکل 1-1-16 بخشی را با سیم با قطر کمتر از 0.3 میلی متر نشان می دهد. برای مقایسه ، یک مسابقه در سمت راست شکل قرار می گیرد. 6. شکل گیری انعطاف پذیر چند نقطه ای شکل گیری انعطاف پذیر یک روش شکل گیری جدید برای تولید قطعات بزرگ پوسته انحنای بزرگ است ، همانطور که در شکل {12}} نشان داده شده است. جوهر آن این است که قالب پایین را در چند جانشین کوچک قابل تنظیم قرار دهید. به منظور جلوگیری از بالای مرگ کوچک از ایجاد تورفتگی در سطح قطعه کار ، یک صفحه فولادی روی قالب گسسته قرار می گیرد تا یک سطح انعطاف پذیر مداوم تولید کند. قالب فوقانی از بلوک های پلی اورتان تشکیل شده است و هر دو طرف قطعه کار با صفحات پلی اورتان پوشانده شده است. شکل گیری انعطاف پذیر چند نقطه ای به طور عمده می تواند با تنظیم شکل قالب پایین ، قطعه کار مورد نیاز را تولید کند. به منظور در نظر گرفتن تأثیر بازگرداندن قطعه کار بر روی صحت شکل گیری ، می توان با تنظیم ارتفاع قالب کوچک ، سطح قالب را اصلاح کرد. از این نوع قالب با موفقیت برای تولید صفحه قوس بدنه کوچک شدن یک تونل باد بزرگ استفاده شده است. 7. تشکیل مواد کامپوزیت تشکیل مواد کامپوزیت در سالهای اخیر به سرعت توسعه یافته است. برای مواد کامپوزیت طولانی فیبر ، روشهای نیمه جامد بیشتر برای تولید آنها استفاده می شود. K. Sigert قطعات تشکیل دهنده کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن آلیاژ ALMG را ایجاد کرده است. همانطور که در شکل {16}} نشان داده شده است ، دمای تشکیل نیمه جامد بین Solidus و Liquidus است که بین 577 تا 638 درجه است. preform آن در شکل {20}} نشان داده شده است. الیاف و صفحات به طور متناوب گذاشته شده و با فویل آلومینیومی در قسمت بیرونی پیچیده شده اند. برای شکل گیری مواد کامپوزیت فیبر کوتاه ، الیاف کوتاه باید از قبل به یک خالی فشار داده شوند و سپس فلز مایع به شکاف بین الیاف تحت فشار ریخته می شود ، به حالت نیمه جامد خنک می شود و سپس اکسترود می شود. هو لیانوسی و دیگران در این زمینه تحقیقاتی انجام داده اند. ژانگ لیبین یک بار تهیه مواد کامپوزیت PM-SICP /2A12 را مورد مطالعه قرار داد. جریان فرآیند در شکل {25}} نشان داده شده است. فشار داغ قالب محصور شده ، بسته بندی بسته و اکستروژن داغ ایزوترمال همه بر روی یک مطبوعات هیدرولیک چهار ستونی داخلی داخلی انجام می شود. ماده کامپوزیت PM-SICP /2A12 که توسط اکستروژن داغ ایزوترمال پردازش می شود ، دارای خواص مکانیکی خوبی است. در مقایسه با خصوصیات کششی دمای اتاق از همان حالت متالورژی 2A12 ، قدرت عملکرد شرطی σ0.2 از مواد کامپوزیت PM-SICP /2A12 حاوی SICP15 ((کسری جرم) و 20 ٪ (کسری جرم) با 17.3 افزایش می یابد. به ترتیب ٪ و 6 /24 ٪ ، و مقاومت کششی به ترتیب 2.5 ٪ و 10.2 ٪ افزایش یافته است.