در فرآیند شکلدهی اتصال دهندهها، فناوری هدینگ سرد (اکستروژن) یک فناوری پردازش اصلی است. هدینگ سرد (اکستروژن) به دسته پردازش فشار فلز تعلق دارد. در تولید، در دمای اتاق، نیروهای خارجی به فلز وارد می شود تا در قالب از پیش تعیین شده شکل بگیرد. این روش را معمولاً سرد کردن می نامند. در واقع، شکلدهی هر بست نه تنها از طریق سرد کردن به عنوان یک روش تغییر شکل قابل دستیابی است. در طی فرآیند هدینگ سرد، علاوه بر برهم زدن تغییر شکل، روش های تغییر شکل مختلفی مانند اکستروژن به جلو و عقب، اکستروژن کامپوزیت، پانچ و نورد نیز وجود دارد. بنابراین، اصطلاح "سرد" در تولید فقط یک اصطلاح عرفی است، به طور دقیق تر باید آن را "سرد سر (اکستروژن)" نامید. هدینگ سرد (اکستروژن) مزایای زیادی دارد و برای تولید انبوه اتصال دهنده ها مناسب است. مزایای اصلی آن را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
میزان استفاده بالا از فولاد هدینگ سرد (اکستروژن) یک روش پردازش کمتر برش و بدون برش است، مانند ماشینکاری پیچ های سر شش ضلعی و پیچ های شش ضلعی سر استوانه ای برای میله ها. با استفاده از روش برشکاری، میزان استفاده از فولاد تنها 25 تا 35 درصد است. با این حال، با استفاده از روش هدینگ سرد (اکستروژن)، میزان استفاده از آن می تواند به 85٪ تا 95٪ برسد که فقط مقداری مصرف فرآیند از سر مواد، دم مواد و برش لبه های سر شش ضلعی است.
بهره وری بالا. در مقایسه با پردازش برش عمومی، راندمان شکل دهی سرد (اکستروژن) چندین ده برابر بیشتر است.
ج عملکرد مکانیکی خوب قطعاتی که به روش سرد (اکستروژن) پردازش میشوند، به دلیل قطع نشدن الیاف فلزی، استحکام بسیار بالاتری نسبت به قطعاتی دارند که با برش پردازش میشوند.
د مناسب برای تولید خودکار اتصال دهنده ها (شامل برخی از قطعات خاص شکل) مناسب برای تولید هدینگ سرد (اکستروژن) اساساً قطعات متقارن هستند، مناسب برای تولید با استفاده از دستگاه های هدینگ اتوماتیک با سرعت بالا و همچنین روش اصلی تولید انبوه هستند.
به طور خلاصه، روش هدینگ سرد (اکستروژن) برای پردازش بست ها و قطعات با شکل خاص، یک روش پردازش بسیار مقرون به صرفه است که به طور گسترده در صنعت اتصال دهنده ها و یک روش پردازش پیشرفته به طور گسترده در داخل و خارج از کشور استفاده و توسعه یافته است. بنابراین، هدف و هدف این فصل، استفاده کامل و بهبود انعطاف پذیری فلزات، تسلط بر مکانیسم تغییر شکل پلاستیک فلز، و توسعه یک فن آوری علمی و منطقی پردازش سرد (اکستروژن) برای اتصال دهنده ها است.
مفاهیم اساسی تغییر شکل فلز
1.1 تغییر شکل
تغییر شکل به کل جابجایی نسبی ذرات کوچکی اطلاق می شود که یک فلز را در اثر نیروهای خارجی یا داخلی تشکیل می دهند، در حالی که یکپارچگی خود را حفظ می کنند.
1.1.1 انواع تغییر شکل
آ. تغییر شکل الاستیک
فلز تحت تاثیر نیروهای خارجی دچار تغییر شکل می شود و هنگامی که نیروی خارجی حذف می شود، این قابلیت را دارد که شکل و اندازه اصلی خود را بازیابی کند. به این تغییر شکل، تغییر شکل الاستیک می گویند.
کیفیت کشسانی با حد الاستیک و حد متناسب اندازه گیری می شود.
ب تغییر شکل پلاستیک
فلز تحت نیروهای خارجی دچار تغییر شکل دائمی می شود (اشاره به تغییر شکلی است که پس از حذف نیروی خارجی نمی توان آن را به حالت اولیه بازگرداند) اما یکپارچگی خود فلز از بین نمی رود که به آن تغییر شکل پلاستیک می گویند.
کیفیت پلاستیسیته با ازدیاد طول، کاهش سطح و حد تسلیم بیان می شود.
1.1.2 روش ارزیابی پلاستیسیته
به منظور ارزیابی پلاستیسیته فلزات، یک شاخص عددی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، شاخص پلاستیسیته نامیده می شود. شاخص پلاستیسیته با تغییر شکل پلاستیک در لحظه ای که نمونه فولاد شروع به شکست می کند بیان می شود. در تولید عملی معمولاً از روش های زیر استفاده می شود:
(1) تست کشش
نرخ ازدیاد طول برای آزمایش کشش δ و کاهش سطح ψ برای نشان دادن. توانایی تغییر شکل پلاستیک نمونه های فولادی تحت کشش تک محوری، یک شاخص پلاستیسیته رایج در استانداردهای مواد فلزی است. δ و ψ مقدار از با فرمول زیر تعیین می شود:
(فرمول 36-1)
(فرمول 36-2)
در فرمول: L0، Lk - طول طول گیج اصلی و طول گیج پس از شکست نمونه کششی.
F{0}}، Fk - سطح مقطع نقاط اصلی و شکست نمونه کششی.
(2) تست ناراحت کننده، همچنین به عنوان تست صاف کردن شناخته می شود
بدین صورت است که نمونه را به شکل استوانه ای با ارتفاع Ho 1.5 برابر قطر اولیه Do نمونه درآورده و سپس آن را روی پرس صاف می کنیم تا اولین ترک قابل مشاهده در سطح نمونه ظاهر شود. فشرده سازی در این زمان ε C شاخص پلاستیسیته است. مقدار را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
(فرمول 36-3)
در فرمول، Ho - ارتفاع اصلی نمونه استوانه ای است. Hk - ارتفاع نمونه زمانی که اولین ترک قابل مشاهده در سطح جانبی در هنگام صاف کردن ظاهر می شود.
(3) تست پیچشی
تست پیچش با زاویه یا تعداد چرخش نمونه در هنگام پیچاندن و شکستن آن بر روی دستگاه پیچش بیان می شود. متداول ترین تست های مورد استفاده در تولید، تست کشش و تست ناراحتی است. صرف نظر از روش آزمایش، نسبت به یک حالت تنش خاص و شرایط تغییر شکل است. شاخص پلاستیسیته بهدستآمده از این تنها یک مقایسه نسبی است که نشاندهنده انعطافپذیری یک فلز خاص در شرایط تغییر شکل خاص است.
1.1.3 عوامل اصلی موثر بر انعطاف پذیری فلز و مقاومت در برابر تغییر شکل
مفهوم پلاستیسیته و مقاومت در برابر تغییر شکل فلزات: پلاستیسیته فلزات را می توان به عنوان توانایی فلزات برای تغییر پایدار شکل خود تحت نیروهای خارجی بدون شکستن اتصالات بین ذرات درک کرد. نیرویی که فلز در هنگام تغییر شکل بر نیروی خارجی اعمال شده در قالب وارد می کند مقاومت تغییر شکل نامیده می شود.
عوامل اصلی موثر بر انعطاف پذیری و مقاومت در برابر تغییر شکل فلزات شامل جنبه های زیر است:
تاثیر ساختار فلزی و ترکیب شیمیایی بر انعطاف پذیری و مقاومت در برابر تغییر شکل
ساختار فلز با ترکیب شیمیایی فلز، نوع شبکه عناصر اصلی آن، خواص، کمیت و توزیع ناخالصی ها تعیین می شود. هرچه عناصر تشکیل دهنده کمتر باشد، انعطاف پذیری بهتری دارد. به عنوان مثال، آهن خالص دارای انعطاف پذیری بالایی است. کربن نیز به عنوان مذاب جامد در آهن دارای خاصیت پلاستیسیته خوبی است، در حالی که به عنوان یک ترکیب، انعطاف پذیری آن کاهش می یابد. ترکیب Fe3C در واقع بسیار شکننده است. به طور کلی، افزایش ترکیب سایر عناصر در فولاد نیز می تواند باعث کاهش انعطاف پذیری آن شود.
شاخص مقاومت فولاد با افزایش محتوای کربن افزایش مییابد ( б B б P б S و غیره همه افزایش مییابد، در حالی که شاخص پلاستیسیته (ε,ψ همه کاهش مییابد. در طول تغییر شکل سرد، به ازای هر 0.1% افزایش مییابد. در محتوای کربن در فولاد، حد مقاومت б S تقریباً 6-8 کیلوگرم بر میلیمتر مربع افزایش مییابد.
گوگرد در فولاد به صورت سولفید آهن و سولفید منگنز وجود دارد. سولفید آهن شکننده است، در حالی که سولفید منگنز در طی فرآوری تحت فشار رشته ای و کشیده می شود و در نتیجه شاخص مکانیکی در جهت عرضی عمود بر الیاف کاهش می یابد. بنابراین گوگرد یک ناخالصی مضر در فولاد است و هر چه مقدار آن کمتر باشد بهتر است.
فسفر در فولاد باعث افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل و کاهش انعطاف پذیری می شود. فولاد با محتوای فسفر بالاتر از {{0}}.1% تا 0.2% دارای شکنندگی سرد است. محتوای فسفر فولاد عمومی در اندکی بیش از صفر درصد کنترل می شود.
توزیع ناخالصیهای نقطه ذوب پایین در زمینه فلزی تأثیر قابلتوجهی بر پلاستیسیته دارد.
به طور خلاصه، هرچه ترکیب شیمیایی فولاد پیچیده تر و فراوان تر باشد، تأثیر بیشتری بر مقاومت و انعطاف پذیری آن خواهد داشت. دقیقاً به همین دلیل است که برخی از فولادهای آلیاژی بالا برای انجام پردازش سرد (پرس کردن) دشوار است.
ب تاثیر سرعت تغییر شکل بر انعطاف پذیری و مقاومت تغییر شکل
سرعت تغییر شکل حجم جابجایی نسبی در واحد زمان است:
(فرمولهای 36-4)
سرعت تغییر شکل نباید با سرعت حرکت ابزار تغییر شکل اشتباه گرفته شود و همچنین باید از نظر مفهومی از سرعت حرکت ذرات در بدنه تغییر شکل متمایز شود.
به طور کلی، با افزایش نرخ تغییر شکل، مقاومت تغییر شکل افزایش یافته و انعطاف پذیری کاهش می یابد. در طول تغییر شکل سرد، به دلیل عدم وجود فرآیند حذف سخت شدن، تأثیر سرعت تغییر شکل به اندازه تغییر شکل گرم قابل توجه نیست. اما زمانی که سرعت تغییر شکل بسیار زیاد است، گرمای تولید شده توسط تغییر شکل پلاستیک (یعنی اثر حرارتی) نباید از بین برود. افزایش دما باعث افزایش انعطاف پذیری و کاهش مقاومت در برابر تغییر شکل می شود.
ج تأثیر حالت تنش بر انعطاف پذیری و مقاومت در برابر تغییر شکل
تحت نیروهای خارجی، نیروهای داخلی در داخل یک فلز ایجاد می شود و مقاومت در واحد سطح را تنش می نامند. فلز تحت تنش در حالت تنش قرار دارد.
یک مکعب اولیه کوچک از جسم تغییر شکل یافته جدا می شود و یک تنش با مقدار نامعلوم اما جهت مشخص بر روی مکعب انتخاب شده اعمال می شود. این نمودار که تعداد تنش های اصلی و نمادهای آنها را در یک نقطه نشان می دهد، نمودار تنش اصلی نامیده می شود. 9 نوع نمودار تنش اصلی وجود دارد که وضعیت تنش فلزات را نشان می دهد که چهار نوع نمودار تنش اصلی سه بعدی، سه نمودار تنش اصلی مسطح و دو نمودار تنش اصلی یک طرفه هستند که در شکل {{1} نشان داده شده است. }.
تنش اصلی ناشی از تنش کششی علامت مثبت است، در حالی که تنش اصلی ناشی از تنش فشاری علامت منفی است.
در پردازش فشار فلز، رایجترین موردی که با آن مواجه میشویم، سه نمودار تنش اصلی جهت دار با اعداد یکسان و متفاوت است. در نمودار تنش اصلی سه بعدی علائم مختلف، رایج ترین نمودار تنش اصلی با دو تنش فشاری و یک تنش کششی است.
هنگامی که تنش های فشاری در همه جهات در نمودار تنش فشاری سه جهته یکسان برابر باشد (б 1= б 2= б 3) علاوه بر این، در شرایط عدم شلی یا عیوب دیگر در داخل فلز ، از نظر تئوری تغییر شکل پلاستیک نمی تواند رخ دهد، فقط تغییر شکل الاستیک می تواند رخ دهد.
فرآیندهای تغییر شکل موجود در نمودار تنش سه محوری نابرابر شامل فورج حجمی، برهم زدن، پانچ بسته، اکستروژن به جلو و عقب، نورد صفحه و پروفیل و غیره است.
در تولید عملی، به ندرت می توان به نمودار تنش کششی سه محوری منحرف شد. فقط در آزمایشهای کششی، زمانی که گردنبندی اتفاق میافتد، خط تنش در نقطه گردن، نمودار تنش اصلی کشش سه محوری است.
در هنگام برهم زدن، به دلیل اثر اصطکاک، نمودار تنش فشاری سه بعدی نیز ارائه شده است.
به طور خلاصه، در حالت تنش یک فلز تحت تنش، تنش فشاری برای افزایش پلاستیسیته مفید است، در حالی که تنش کششی باعث کاهش انعطاف پذیری فلز می شود.
د تأثیر سخت شدن تغییر شکل سرد بر انعطاف پذیری و مقاومت تغییر شکل فلزات
فلز دستخوش تغییر شکل پلاستیک سرد می شود که باعث تغییراتی در خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی آن می شود. با افزایش درجه تغییر شکل، تمام شاخصهای مقاومت (حد الاستیک، حد متناسب، حد جریان و حد مقاومت) بهبود مییابند و سختی نیز بهبود مییابد. شاخص های پلاستیسیته (ازدیاد طول، کاهش سطح، و چقرمگی ضربه) تا حدی کاهش یافته است. افزایش مقاومت؛ مقاومت در برابر خوردگی و هدایت حرارتی کاهش می یابد و خواص مغناطیسی فلز تغییر می کند. در تغییر شکل پلاستیک به مجموع این تغییرات در خواص فلز سخت شدن با تغییر شکل سرد می گویند که به اختصار سخت شدن نامیده می شود.
ه. تأثیر تنش اضافی و تنش پسماند
توزیع تنش در فلزات تغییر شکل یافته ناهموار است و تغییر شکل بزرگتر در مناطق با توزیع تنش بیشتر مورد نظر است، در حالی که تغییر شکل کوچکتر در مناطق با توزیع تنش کمتر مورد نظر است. به دلیل یکپارچگی خود فلز تغییر شکل یافته، یک نیروی داخلی متعادل متقابل درون آن ایجاد می شود که به عنوان تنش اضافی شناخته می شود. پس از پایان تغییر شکل، این تنشهای متعادل در داخل بدنه تغییر شکل وجود دارند و تنشهای پسماندی را تشکیل میدهند که بر انعطافپذیری و مقاومت تغییر شکل فلز تغییر شکل یافته در فرآیندهای تغییر شکل بعدی تأثیر میگذارند.
1.1.4 اقدامات فرآیندی برای بهبود پلاستیک فلز و کاهش مقاومت در برابر تغییر شکل
در پاسخ به عوامل اصلی مؤثر بر انعطاف پذیری و مقاومت در برابر تغییر شکل فلزات، همراه با عمل تولید، می توان اقدامات فرآیندی موثری را برای بهبود پلاستیسیته فلز و کاهش مقاومت تغییر شکل آن انجام داد. اقدامات فرآیندی رایج در تولید عبارتند از:
آ. وضعیت مواد اولیه
برای مواد خام سرد، علاوه بر نیاز به ترکیب شیمیایی و ساختار یکنواخت بدون آخال فلزی، عملیات نرم کردن و بازپخت به طور کلی برای از بین بردن تنش پسماند داخل فلز در هنگام نورد، یکنواخت ساختن ساختار و کاهش سختی مورد نیاز است. سختی HRB فلز قبل از هدینگ سرد باید کمتر یا مساوی 80 باشد. برای فولاد کربن متوسط و فولاد آلیاژی، بازپخت کروی به طور کلی برای بهبود انعطاف پذیری تغییر شکل سرد فلز علاوه بر کاهش تنش و ریزساختار یکنواخت استفاده می شود. .
ب بهبود صافی قالب ها و بهبود شرایط روانکاری سطوح فلزی
هدف هر دوی این اقدامات کاهش اصطکاک بین بدنه قابل تغییر شکل و سطح کار قالب و به حداقل رساندن تنش کششی ناشی از اصطکاک در حین تغییر شکل است.
ج مشخصات تغییر شکل مناسب را انتخاب کنید
در فرآیند هدینگ سرد (اکستروژن)، محصولات بسیار کمی هستند که با یک آهنگری تشکیل میشوند و عموماً به دو یا چند فرآیند آهنگری نیاز دارند. بنابراین، لازم است هر بار به یک تخصیص معقول از تغییر شکل دست یافت، که نه تنها برای استفاده کامل از پلاستیسیته تغییر شکل سرد فلزات، بلکه برای شکلدهی فلزات نیز مساعد است. به عنوان مثال در تولید از هدینگ سرد، شکل دهی کامپوزیت اکستروژن سرد، احیای مضاعف پیچ و مهره ها و تغییر شکل کوچک مهره ها استفاده می شود.
2023 دسامبر5هفته WBMPتوصیه محصول:
نورد می میرد:
به عنوان یکی از تولید کنندگان حرفه ای ابزار، قالب نورد را با سختی بالا، تحویل سریع و خدمات خوب ارائه می دهد.
https٪3a٪2f٪2fwww.bearingroller.com٪2ftools٪2frolling-dies.html
