کدام روش تولید پیچ و مهره مناسب تر است؟

کدام روش تولید پیچ و مهره مناسب تر است؟ تولید پیچ و مهره یکی از صنایع اساسی و حیاتی در صنعت ساخت و تولید است. این صنعت از اهمیت بسیاری برخوردار بوده و در تولید محصولات فلزی، ساخت ماشین‌آلات، ساخت و ساز، و صنایع دیگر نقش اساسی را دارد. در این مقاله، به برخی از جنبه‌های تولید پیچ و مهره و فرایندهای مربوطه خواهیم پرداخت.

به طور کلی سه روش رایج و متداول برای تولید پیچ و مهره های فولادی وجود دارد.

• فورج گرم
• فورج سرد
• ماشین کاری

در این مقاله به شرح هرکدام از روشها می پردازیم و به مزایا و معایب آنها اشاره می کنیم.

تعاریف کلی:

• در فورج سرد: استحکام قطعه تولید شده بیشتر است. ضایعات کمی دارد، اما دارای محدودیت های اندازه و شکل است.
• در فورج گرم: ضایعات کمی وجود دارد. محدودیت های اندازه و شکل بسیار کمتری نسبت به فورج سرد دارد، اما استحکام و قدرت قطعه تولید شده پایین است.
• در ماشین کاری: استحکام قطعه بالا است ولی ضایعات بسیار زیادی دارد

3 روش برای ساخت پیچ و مهره های فولادی – فورج سرد در مقابل فورج گرم در مقابل ماشین کاری

در بخش‌های زیر، شکل‌دهی سرد، فورج گرم و ماشین‌کاری را با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار می‌دهیم – هر یک از مزایا و معایب آنها را از نظر اندازه و شکل، ضایعات، استحکام و مواد مقایسه می‌کنیم.

1. پیچ و مهره های فولادی فورج سرد

شکل‌دهی سرد یا فورج سرد، فرآیند تشکیل یک پیچ بدون گرم کردن فولاد است. این کار با ضربه زدن یا فشار دادن فولاد در قالب به منظور ایجاد ابعاد دلخواه انجام می شود. اغلب اوقات، بیش از یک ضربه مورد نیاز است.

برای اندازه پیچ و مهره هایی که می توانید با فورج سرد بسازید محدودیت وجود دارد. هرچه قطر پیچ بزرگتر باشد، فشار و نیروی بیشتری برای هل دادن مواد به داخل قالب و رسیدن به شکل دلخواه مورد نیاز است. به این دلیل شما با داشتن یک ماشین فورج سرد به اندازه کافی بزرگ، می توانید به اندازه دلخواه پیچ و مهره بسازید اما در برخی موارد، ساخت دستگاهی به اندازه مورد نیاز شما برای شکل دادن به فولاد به روش فورج سرد غیر عملی است. در ایران بزرگترین دستگاه فورج سرد توانایی تولید تا سایز M36 را دارد.

در خصوص دامنه شکل‌دهی نیز محدودیت‌هایی برای فورج سرد وجود دارد. نوآوری‌ها و فن‌آوری های جدید قابلیت‌های شکل‌دهی سرد را به صورت قابل توجهی بهبود بخشیده اند ، اما حتی امروزه، فورج برخی از قطعات بدون گرم کردن یا برش مواد بسیار دشوار یا حتی غیرممکن است.

با فورج سرد، بدون حذف هیچ ماده ای و بدون استفاده از انرژی برای گرم کردن و رساندن مواد به دمای شکل پذیری، فولاد به شکل دلخواه در می آید. بنابراین فورج سرد مزیت زیادی در کاهش اتلاف انرژی دارد.

پس از فرآیند فورج سرد در فرآیندی به نام سخت کاری به پیچ استحکام می بخشند. از آنجایی که فولاد بدون برش یا حرارت دادن فورج می شود، ساختار دانه آن دست نخورده باقی می ماند. و محصول نهایی استحکام بیشتری پیدا می کند.

فلزات و آلیاژهای مختلف رفتار متفاوتی دارند. موادی مانند فولاد آلیاژی به اندازه کافی در دمای اتاق انعطاف پذیر هستند تا به راحتی سرد شوند. برخی دیگر مانند فولاد کم کربن از استحکام بیشتر ناشی از فورج سرد بهره می برند.

با این حال، مواد زیادی وجود دارند که به خوبی طی فرآیند فورج سرد شکل نمی گیرند، مانند فولاد ضد زنگ که در این موارد دستیابی به شکل مطلوب دشوار تر است.

2. پیچ فولادی فورج گرم

فورج گرم به فرآیند گرم کردن فولاد تا نقطه ای است که به دمای شکل پذیری می رسد و سپس آن را در قالب شکل می دهد.

پیچ و مهره فولادی فورج گرم

حرارت دادن فولاد فراتر از نقطه تبلور مجدد آن باعث می شود که به طور قابل توجهی انعطاف پذیرتر شود و در نتیجه به قطعات اجازه می دهد با فشار کمتری تشکیل شوند. به همین دلیل، اکثر سایزهای پیچ و مهره ها را می توان فورج گرم کرد.

به طور معمول گرم کردن فولاد و افزایش شکل‌پذیری آن، امکان تغییرات بیشتری را در ممکن می‌سازد. این یک روش خوب برای شکل‌ دهی به قطعات یا پیچ های خاص است که با شکل‌دهی سرد قابل تولید نیستند. در ایران معمولاً این روش برای تولید پیچ‌های با قطر بزرگ تر از M36 استفاده می شود.

مانند فورج سرد، فورج گرم این امکان را می دهد که با حداقل ضایعات، شکل پیچ و مهره ای را که می خواهید به دست آورید. با این حال، برای گرم کردن فولاد به مقدار زیادی انرژی نیاز است. بنابراین در حالی که ممکن است در برخی از ضایعات مواد صرفه جویی کنید، ممکن است مقدار بیشتری در مصرف انرژی هزینه شود.

فورج گرم با حرارت دادن فولاد ساختار دانه آن را کمی تغییر می‌دهد بنابراین محصول نهایی فورج گرم از اسحکام کمتری برخوردار است.

شکل دهی مواد مختلف به روش های مختلفی نیاز دارند. اما به عنوان یک قاعده کلی، اگر مواد با فورج سرد امکان تولید ندارند، فورج گرم جایگزین خوبی است. موادی هستند که قابلیت تولید با فورج سرد را ندارند یا به خوبی ماشین کاری نمی شوند و برای شکل گیری مناسب قطعه حتما باید تا دمای بالا به آن حرارت داد.

3. ماشینکاری پیچ و مهره های فولادی

ماشینکاری فرآیند تراشکاری فولاد برای تولید قطعات متناسب با ابعاد مورد نظر است.

ماشینکاری پیچ و مهره های فولادی

ماشینکاری محدودیتی در اندازه یا شکل ندارد. در واقع، قطعات پیچیده را می توان نسبتاً آسان تراشید، و این روش تولید برای پیچ و مهره های با شکل پیچیده بسیار مناسب است.

ضایعات

وقتی قطعه ای را ماشین کاری می کنید با حذف مواد اضافی به شکل دلخواه می رسید. بنابراین، می توان گفت که بزرگترین نقطه ضعف این روش ساخت، میزان ضایعات پس از تولید است.

استحکام – قدرت

در این روش از نظر ترکیب مواد تشکیل دهنده فولاد استحکام بیشتری به پیچ داده نمی شود. این موضوع می تواند برای مواردی که به استحکام کششی و دوام بالایی نیاز دارند، مشکل ساز باشد.

فورج سرد، فورج گرم و ماشین کاری همه روش های قابل قبولی هستند که معمولاً برای تولید پیچ ​​های فولادی استفاده می شوند. با این حال، کلید موفقیت این است که بدانید از کدام روش در یک موقعیت خاص استفاده کنید.

به طور کلی برای تولید قطعات با تیراژ بالا در درجه اول از فورج سرد استفاده می شود، برای تولید قطعات بزرگ یا تعداد کم از فورج گرم استفاده می شود اما زمانی که پای قطعات بسیار خاص یا تعداد بسیار کم در میان است از ماشینکاری استفاده می کنیم.