روشهای تولید رینگ RING

[bigbang]

مقدمه

تمامی وسایلی كه در گوشه و كنار زندگی خود با آن سروكار داریم و از آنها استفاده می كنیم حا صل انجام یكسری فرآیندهای عملیاتی با استفاده از دستگاهها نیروی انسانی و صرف هزینه وزمان بر روی مواد اولیه و خام هستند.

شناخت این فرآیندهای عملیاتی تحت عنوان مبحث((روشهای تولید)) مورد بررسی قرار می گیرند كه این شناخت نقش به سزایی در برنامه ریزی كنترل بهینه سازی و...... دارد.به طور كلی تمامی عملیاتی كه توسط ابزار آلات دستگاهها ونیروی انسانی بر روی مواد اولیه یا قطعات جهت تولید محصول مناسب را در بر می گیرد می توان ((روشهای تولید)) نامید.

معرفی كلی طرح

در این پرو‍‍‍ژه سعی بر این است كه روش تولید RING توضیح داده شود . این قطعه یكی از قطعات مهمی است كه در صنایع هوا فضا و در تولید محصولات نظامی از آن استفاده می شود .

با توجه به اینكه تیراژ قطعات نیز در روش تولید آنها موثر است باید یاد آور شد كه این قطعه به تولید انبوه نمی رسد وساخت چند عدد از آن برای مدتی طولانی كفایت می كند . نكته ی دیگر اینكه این قطعه به دلیل قطر زیاد و وزن نسبتا بالا در ردیف قطعات بزرگ تولیدی صنایع قرار می گیرد كه همین موضوع خود باعث لزوم وجود دستگاههای بزرگی چون تراش فرز و ...... می شود كه بعدا توضیح داده خواهد شد. همچنین دقت ابعادی قطعه در برخی موارد دقیق و در برخی از پارامترها دقت زیادی لازم نیست .

روش تولید RING

پس از استخراج سنگ آهن از معادن و انجام عملیاتهای مختلف شكل اولیه این قطعه به شكل لوله ای بلند به قطر300 mm و با وزن تقریبی 10 تن كه در كارخانه ی ریختگری مادر ریخته می شود . سختی این متریال پس از ریختگی حدود 140 HB است كه برای قطعه ی نهایی سختی كمی است كه در مراحل بعدی این سختی افزایش میابد كه ذكر خواهد شد .جنس مواد ریخته شده AISI 4130 است كه با مراجعه به جدول استاندارد(امریكایی) مشخصات دقیقتری از آن قابل دریافت است.

میله ی بزرگ ریخته شده توسط ماشینهای حمل و نقل به كارخانه جهت انجام عملیاتهای بعدی منتقل می شود.

پس از انتقال میله ی بزرگ به كارخانه در مرحله ی بعدی توسط دستگاه برش اره نواری عمودی این لوله ی بزرگ به شكل قرص هایی با ضخامت 90mm بریده می شود . دقت در این مرحله اهمیت چندانی ندارد.

فورج كاری

پس از برش قطعه برای ایجاد سوراخ وسط باید به قسمت فورج كاری (forging)منتقل شود .این مرحله در دمای حدود 700 درجه انجام می شود.این دما باعث سهولت فرآیند و كاهش نیروهای مكانیكی لازم برای ایجاد سوراخ می شود.در این مرحله توسط یك سنبه و ماتریس بزرگ از جنس فولاد آلیاژی با سختی حدود 50RC سوراخی به قطر 120mm دروسط قوس ایجاد می شود .چون پس از سوراخ پلیسه های بزرگی در اطراف سوراخ به وجود می آید از یك قالب تزئینی فورج برای برداشتن پلیسه های اطراف سوراخ استفاده می شود .

البته این سوراخ را می توان به وسیله ی ماشین كاری نیز ایجاد نمود ولی به دلیل مقرون به صرفه نبودن و همچنین طولانی بودن زمان ماشینكاری از این روش استفاده نمی شود .

بهترین و سریعترین و مقرون به صرفه ترین روش برای ایجاد این سوراخ همان روش forging می باشد. البته روش فورج روش دقیقی نیست و از سوراخ ایجاد شده به هیچ وجه قطر دقیقی حاصل نمی شود. همچنین سوراخ كاملا گرد نیست و ممكن است وسط قوس هم ایجاد نشود اما همه ی این معایب در مرحله ی ماشینكاری برطرف می شود .

نورد كاری

در این مرحله ابعاد بوش توسط دستگاه نورد تغییر می كند. این مرحله نیز در دمای بالا یعنی حدود 800 درجه صورت می گیرد.به این ترتیب كه سوراخ قطعه گرم شده را درون سه قلطك كه در زاویه 120 درجه نسبت به هم قرار دارند می اندازند.در این دستگاه قلطك ها ضمن چرخش حول محور خود به طور همزمان از یكدیگر فاصله می گیرند تا جایی كه سطح خارجی بوش به سه قلطك تعبیه شده در قسمت بیرونی برسد.

سپس دستگاه را خاموش و قلطك های داخلی را به هم نزدیك كرده و قطعه را از داخل دستگاه خارج می كنند .در این مرحله قطر خارجی300به 380 وقطر داخلی120 به 200 تغییر می كند . همچنین طول قطعه كه در مرحله ی برشكاری90 mm بود نیز به 140 mm می رسد . ضمنا به دلیل فشار مكانیكی زیادی كه در نورد كاری به قطعه وارد می شود ساختار قطعه از لحاظ كریستالوگرافی تغییر كرده و قطعه ای با سختی بالاتر حاصل می شود. سختی قطعه در زمان ریخته گری حدود 140 HB است ولی پس از نورد كاری این سختی به 230HB می رسد كه سختی مطلوب ما ست.

نرمالیزه كردن

پس از نورد كاری به دو علت باید یك عملیات حرارتی ( نرمالیزه كردن) نیز بر روی قطعه كارانجام شود . علت اول اینكه عملیات نورد كاری دردمای بالا انجام می شود پس از سرد شدن قطعه دانه بندی قطعه بهم می خورد .

دلیل دوم اینكه فشاری كه در نورد به فلزاعمال می شود خواص مكانیكی فلز را به شدت كاهش می دهد كه دلیل اصلی این امر نیز همان ایجاد خلل و بی نظمی در فلز از لحاظ كریستالوگرافی است .

برای بهبود خواص مكانیكی فلز باید دانه های موجود در فلز را ریز كنیم زیرا در مراحل بعدی ( ماشینكاری ) خواص مكانیكی بالا كمك زیادی در تولید قطعه به ما می كند . به همین منظورقطعه نورد شده را درون كوره عملیات حرارتی قرار می دهیم و دمای كوره را تا 800 درجه سانتیگراد بالا می بریم . سپس قطعه را به مدت دو ساعت در همان دما نگه می داریم . پس از حدود دو ساعت كوره را خاموش می كنیم و اجازه می دهیم قطعه در داخل كوره به صورت تعادلی و به مرور زمان سرد شود . البته در نرماله كردن درجه حرارت و مدت زمان نگهداری قطعه در كوره بستگی به جنس قطعه متفاوت است كه در مورد جنس مذكور درجه حرارت و جنس مذكور مناسب است

تراشكاری

ابتدا ابعاد قطعه (‌ قطرخارجی و قطر داخلی و طول ) خشن كاری می شود و ابعاد نزدیك به اندازه های نهایی قطعه كار می شود. پس از نرماله شدن برای ماشینكاری روی دستگاه تراش بسته می شود .

سپس عملیات Finishing انجام می شود . قطر بیرونی قطعه كار ø358.6 قطر داخلی ان ø344.4 و طول آن 126.4 و همچنین R ها و پله های رو وداخل .

تكته مهم اینكه تعامد روی قطعه با كف ان 0.05± است كه باید هنگام سایز طول قطعه قطر بزرگ ان كاملا دور و بدون لنگی باشد .

فرز كاری

بعد از مرحله تراش برای ایجاد كنگره ها و R های داخلی قطعه روی ماشین فرز بسته می شود. البته قسمت داخلی به دلیل فرمهای خاص كه دارد توسط فرزهای معمولی قابل ماشینكاری نیست و ما مجبوریم از فرز CNC استفاده كنیم .

در این مرحله نیز توازی قطر خارجی و سطح داخلی كنگره ها0.05 ± است .برای حصول این پارامتر باید قطر بزرگ قطعه پس از بستن روی میز ماشین ساعت ( دور) شود .

این مرحله آخرین مرحله تولید RINGاست . پس از اتمام كار دستگاه CNC پلیسه های لبه های تیز ماشینكاری شده توسط فرزهای انگشتی بادی گرفته و قطعه كار آماده استفاده می گردد.