آهنگری (تغییر فرم آزاد )
تغییر فرم آزاد همان تغییر شکل تحت
فشار می باشد با اختلاف اینکه فقط گاهی اوقات افزار مورد مصرف ملزوم را
داراست در اینجا فقط بوسیله حرکت نسبی افزار و کار تولید می شود در آغاز
مقطعهای بزرگ مانند دستگاه نورد بوسیله حرارت و یا بدون حرارت کوچک می شوند
.
روشهای مختلفی که نرم هستند عبارتند از :
- دراز کردن
- پهن کردن
- پخ کردن
- فشردن
- پخ کردن به صورت پله ای
مراحل آهنگری فولاد
فولادی که برای اهنگری استفاده می شود
اکثراً از قطعه خام و یا قطعات ریخته شده و یا از میله های مختلف تشکیل شده
است . کریستالهای فولاد خام معمولاً بزرگ و نا منظم می باشند که
در نتیجه مقدار تغییر شکل را محدود می سازند . از این رو فولاد خام را
بایستی با ضربات ملایم آهنگری کرد تا بلورهای کوچک و منظیمی پیدا کند .
البته مقاومت آن در برابر تغییر شکل نیز افزایش می یابد .
برای اینکه خواص فولاد را بهتر کنیم
باید آن را تا درجه خاصی دراز کنیم و یا آهنگری کنیم به طوری که اثر آهنگری
به عمق کامل فولاد اثر کرده باشد . برای قطعه های آلیاژی درجه دراز کردن 4
و برای بقیه فولادها 3 تا می باشد .
اکثراً بوسیله چکش آهنگری طول قطعه را
زیاد و سطح مقطع آن را کم می کنند که این نیز مراحل مختلفی از لحاظ کمی و
کیفی کار دارد .وقتی که قطعه چهار گوشی را از دو پهلو آهنگری کنیم
کریستالهای آنها فشرده تر می شوند و عرض زیاد شده و دوباره کم می گردد از
این طریق طول قطعه با کم شدن سطح مقطع آن زیاد می شود . هر چه چکش و سندان
باریکتر باشند می توانند طول فولاد را زیاد تر کنند و عرض فولاد فقط تا
حدودی زیاد می شود . اگر بلوکهای آهنگری شونده بزرگ باشند سطح چکش و سندان
بهتر است که صاف باشد .
در ضمن برای فولادهای بزرگ باید عرض
چکش هم زیاد باشد تا عمل چکش کاری هم خوب انجام شود البته بلوک باید به طور
یکنواخت چرخانده شود .
اگر از سندان زاویه دار استفاده شود
اتلاف دستگاه کاهش می یابد . معمولاً فولادهای سنگین را نمی توان بوسیله
سندان زاویه دار به طور عمیق آهنگری کرد . زیرا که نیروی چکش روی سندان
بوسیله دو نقطه تحمیل می شود یعنی نیرو نصف می شود .
پهن کردن قطعه همان پخ کردن است با فرق
اینکه طول آن به مقدار خیلی کم زیاد می شوند ولی عرض آن پهن تر می گردد
. برای این کار بهتر است که از چکش گرد استفاده نمود .
باریک کردن قطعه فولاد در یک محل را باریک سازی (نشست) می گویند .
و معمولاً قطعه بوسیله دست روی سندان
آهنگری می شود . ولی وقتی که بخواهیم بوسیله پتک هیدرولیکی فولاد را اهنگری
کنیم ابزار مختلفی لازم داریم .
میل لنگ را نیز از همین طریق می سازند زیرا که از ایجاد تنش فراوان در آن جلوگیری می شود .
آهنگری میله
وقتی که قطر یک محور و یا لوله را
بوسیله چکش کاری کم کنیم نشست قطر می گویند . برای اینکار ابزار
لازم به طور متوالی روی تمام یا قسمتی از محور یا لوله را می پوشاند. این
ابزار با هم و در جهت شعاع به محور ضربه می زنند و نسبت به محور نیز می
چرخند .
Anspiltpn = تیر کردن ). در این حالت
محور نازک می شو و به شکل مخروطی در می آید . در واقع شعاعش کم شده و طول
آن افزایش می یابد . کاهش دادن قطر میله می تواند سرد یا گرم انجام شود
.معمولاً لوله و میله ها بوسیله آبزار آهنگری با ضربات متوالی و بدون حرارت
آهنگری می شوند . سطح و مقاومت قطعه فولادی در آهنگری سرد بهتر از آهنگری
گرم می شود . در ضمن تولرانس لازمه را می توان خیلی دقیق انتخاب نمود .
همانطور که ابزار آهنگری گرد هستند و
در ضمن حول محور قطعه نیز نیز می چرخند پتکهای آهنگری منحنی شکل ساخته شده
اند و یک حرکت نسبی نسبت به غلکطها دارند .
اگر تعداد دور ماشین 400 تا 500 دور در
دقیقه باشد تعداد ضربه ها 2000 تا 3000 می باشد ، مثلاً این روش برای زدن
جای خار روی محور خیلی متناسب است .
چون این روش خیلی ساده و ارزان تمام می
شود برای ساختن حتی تعداد کم نیز صرف می کند . ماتریالهایکه به وسیله این
روش آهنگری می شوند عبارتند از فولاد خالص و یا آلیاژهایش با حداقل درجه
انبساط 10% تا 8 =
پهن کردن صحیح فولاد نه تنها برای به
شکل دلخواه در آوردن آنها مناسب است بلکه خواص آنها را نیز بهتر می کند .
آهنگری صحیح آن که پس از پهن کردن طول آن را به وسیله ضربه های چکش درازتر
کند . از قطعات خالص که در اثر ریخته گری بدست آمده اند باید قسمت سرو ته
آنها را جدا کرد زیرا که ناخالصی موجود در قسمت سر و ته خواص جسم را بدتر
می کند .
در ضمن اره کردن آنها گران تمام می شود
. از این رو نباید از چکش و سندان تخت استفاده نمود . معمولاً سر قطعه
بوسیله حلقه ای روی سندان نگه داشته می شود و روی قسمت بالای دستگاه که چکش
به آن وصل است صفحه ای جهت ایمنی نصب می شود . پس از پهن کردن قطعه و سپس
دراز کردن آن سر و ته آن را می توان جدا کرد . در ضمن برای اینکه قطعه خوب
آهنگری شود باید از پرسهائی استفاده کرد که آرام حرکت کنند . برای پهن کردن
یک قطعه باید طول آن بیشتر از 2 تا 5/2 برابر قطرش نباشد در غیر این صورت
امکان دارد قطعه از یک طرف شکم داده و چروک شود .
پهن کردن الکتریکی
در اینجا قطعه را بوسیله جریان برق
موضعی گرم کرده و سپس چکش کاری می نمایند . به قطعه حرکتی نیز داده
می شوند تا تمام قسمتهای آن به ترتیب حرارت داده شود .
دستگاه پهن کردن الکتریکی با شکل خاصی
که دارد فقط برای آهنگری ابتدایی قطعات گرد مفید است . قطعه را بوسیله
الکترودهای مسی نگه می دارند و بوسیله چکش در مقابل سندان که به آنطرف
جریان برق وصل است فشار داده می شود . از این رو بین الکترود مسی و سندان
از طریق قطعه جریان برق عبور می کند .
در اثر مقاومت الکتریکی قطعه تا حد
قرمز شدن و سپس در اثر فشار هیدرولیکی قسمت گرم شده بلوک پهن می شود . در
این میان الکترود مسی را آرام آرام به عقب می کشیم تا تمام قسمت قطعه را
پهن کنیم . پس از اینکه طول تنظیم شده آهنگری شد برق به طور اتوماتیک قطع
می شود و قطعه را می توان برای کار بعدی آماده کرد . در ضمن طول قطعه جهت
پهن کردن الکتریکی هر اندازه دلخواه را می تواند دارا باشد زیرا که فقط
قسمتی گرم است و بقیه سرد می باشد .
سوراخ کردن
برای سوراخ کردن از میله مخروطی شکل (10: 1 تا 15 : 1) استفاده می کنند .
اگر سوراخ بزرگ باشد باید پیشانی میله
را مسطح و صاف در نظر گرفت تا بتوان به راحتی ان را روی قطعه قرار داد و
احتیاجی به انبر ندارد . طول میله نباید از 5/1 برابر قطر آن بیشتر باشد .
قطعاتی را که نسبت ضخامت انها به قطر سوراخ کوچکتر از 5/1 درجه چرخانده از
طرف دیگر سوراخ را کامل می کنند . پس از آن بوسیله میله دیگری سوراخ را به
اندازه نهائی می رسانند .
در صورتی که سوراخ خیلی عمیق باشد باید
درون لوله ای استفاده شود به این ترتیب که از یک طرف قطعه سوراخ می شود و
سوراخ استوانه ای تمیزی حاصل می گردد . در ضمن درون لوله ای راحت تر در
قطعه فرو می رود و سفت به قطعه نمی چسبد .
در اثر خم کردن جسم قسمت های خارجی آن
دراز و قسمت های داخلی پهن می شود ولی سطح مقطع ثابت می ماند و شکلش
تغییر میکند . اگر سطح مقطع گرد باشد به شکل بیضی و اگر مربع و یا مستطیل
باشد به شکل ذوزنقه ای در می آید . اگر بخواهیم شکل سطح مقطع و اندازه آن
در تمام قطعه ثابت و یکسان باشد باید قسمتی که خم می شود را کلفتر در نظر
بگیریم . برای این کار باید موقع دراز کردن قطعه سطح مقطع قسمت خم شونده را
بیشتر انتخاب کنیم .
مثالهایی از اهنگری فولادهای بزرگ
از آنجائیکه فولادهای بزرگ را جهت
آهنگری چندین بار باید گرم کرد می بایستی قبلاً مراحل کاری طراحی و
ابزارهای لازم ساخته و آماده شوند . در غیر این صورت انجام کار اقتصادی نمی
باشد . در ضمن شکل و اندازه و مرغوبیت کار نیز مهم هستند. مانند مثالهای
زیر :
محور گردنده توربین
بوسیله دراز کردن و یا پهن کردن محور
گردنده توربین ساخته می شوند . وزن آن می تواند 100 تن و یا بیشتر
باشد . در نتیجه نیروی پرس حتی بیشتر از 75MN می شود .
مراحل آهنگری یک قطعه هشت پهلو با وزن
95 تن و قطرمیانگین 2100میلیمتر را به صورت زیر آهنگری می کنیم . نیروی
پرس 70MN است . قطر میانگینی بایستی 2100 میلیمتر باشد تا در اثر فقط پهن
کردن بتوان قطر مینیمم 1200 میلیمتر را بدست آورد . برای انجام این مراحل
قطعه چهار بار گرم شده و فقط 24% جسم برای محور گردنده استفاده می گردد .
در آخر محور یکنواخت می شود
