در فرآیند شکل دهی با استفاده از روشهای مختلف مانند نوردکاری، آهنگری، اکستروژن، کشیدن، پرس کاری چرخشی، الکترومغناطیسی و الکتروهیدرولیکی و غیره محصول به صورت نهایی شکل داده میشود.
• شکل دادن
• در فرآیند شکل دادن ، روشهای مختلفی برای تهیه محصول به‌صورت شکل نهایی بکار برده می‌شوند.
این روشها شامل نورد ، آهنگری ، اکستروژن ، کشیدن ، پرسکاری ، چرخشی ، چرخشی برشی ، انفجاری ، الکترومغناطیسی ، الکتروهیدرولیکی و غیره می‌باشند که برخی از مهمترین این روشها در زیر بررسی می‌گردند.
نورد کاری (غلتک کاری)
قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل میشود.
دستگاه نورد بطور ساده و ابتدایی از دو غلتک استوانه‌ای که روی هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است.
استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.
قسمت اعظم فولادی که در کارخانه‌های فولادسازی به‌صورت شمش تهیه می‌گردد، توسط دستگاههای نورد به ورق ، تیرآهن ، تسمه‌های فولادی ، ریل ، انواع پروفیل ، لوله و سیم تبدیل میشود.
استوانه‌های مذکور بوسیله موتورها در جهت عکس یکدیگر حرکت دورانی نموده ، بدین ترتیب اگر شمش بین آنها هدایت گردد، استوانه‌ها آن را گرفته و از شکاف بین خود عبور می‌دهند.
در اثر این عمل ، جسم پهن و طویل میشود.
با انجام این عمل به دفعات و نزدیکتر کردن استوانه‌ها به یکدیگر ، سیم پهن تر ، نازکتر و طویل‌تر خواهد شد.
محصولات نورد شامل میل گرد ، میل چهار و گوش ، تسمه باریک ، تیرآهن ، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه‌های فولادی با ضخامت‌های متفاوت ، لوله‌های بدون درز و با درز و با مقاطع دایره‌ای ، بیضی و چندضلعی می‌باشند.
آهنگری (پتک‌کاری( عملیات آهنگری توسط ضربه چکش یا دستگاه پرس انجام می‌پذیرد.
این روش ، شامل کار بر روی فلز توسط چکش‌کاری یا پرسکاری تا حصول شکل نهایی با قالب یا بدون قالب است.
چکش‌کاری به دو روش دستی و ماشینی قابل انجام است که امروزه اکثرا چکش‌های ماشینی بکار گرفته می‌شوند.
این چکش‌ها با بخار یا هوای فشرده کار می‌کنند و با اعمال ضربه‌های سنگین ، چکش‌کاری قطعات را انجام می‌دهند.
برای ساخت قطعاتی چون محور کشتی‌ها ، میل‌لنگ‌ها ، لوله‌های توپ ، دیگ‌های بخار و غیره توسط پرسکاری تهیه می‌گردند.
امروزه برای خم کردن وشکل دادن ورق در صنایع کشتی‌سازی و ماشین‌سازی نیز از پرس استفاده میشود.
اکستروژن (حدیده کاری( اکستروژن ، فرآیندی است که بوسیله آن میتوان قطعات و اشکالی را تولید نمود که تقریبا با هر روش ساخت دیگری غیر ممکن میباشد.
در این روش ، فلز را تحت تاثیر نیروی زیاد وارد قالبی نموده ، به شکل مورد نظر (نظیر لوله ، سیم و مقاطع مخصوص) بیرون می‌آورند.
آلومینیوم ، سرب ، روی ، قلع و برخی از فولادها از جمله موادی هستند که تحت فرآیند اکستروژن قرار می‌گیرند.
کشیدن کشیدن ، عبارت است از امتداد دادن و کشیدن ورق برای تولید اشکال با سطوح مختلف.
در این روش ، ورق فلزی حداقل در یک جهت فشرده میشود.
این فرآیند می‌تواند به‌صورت کشیدن قطعه از درون قالب (بر خلاف روش اکستروژن) انجام پذیرد و قطعاتی نظیر لوله‌های بدون درز ، قطعات سقف اتومبیل ، پوکه‌های فشنگ ، ظروف حلبی و ماهی‌تابه‌ها به این روش تهیه می‌شوند.
ماشین کاری فرآیند ماشین‌کاری عبارت از شکل دادن مواد توسط تراوش و برش میباشد.
این عمل بوسیله ابزارها و ماشین‌های تراوش و برش انجام می‌گیرد.
مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته میشود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراوش خور می‌نامند.
به‌منظور رعایت مسائل اقتصادی ، مقدار تراوش خور باید حداقل باشد تا مصرف فلز و هزینه‌های تراشکاری کاهش یابد.
در برش‌کاری )قیچی‌کاری) نیز برای برش و جدا کردن فلز از دو نیروی متقابل استفاده میشود.
این نیروها ، توسط دو تیغه (با فاصله از یکدیگر) اعمال می‌شوند که با نیروی کافی موجب از هم‌گسیختگی و شکسته شدن فلز می‌گردند.
در ماشین‌کاری قطعات ، بر حسب نوع کار از ماشین‌های تراوش ، فرز ، مته صفحه تراش ، کله‌زنی ، سنگ زنی ، تیز کاری و سوراخ‌کن استفاده میشود که معمولا این قطعات ، خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری ، آهنگری ، نورد و غیره می‌باشند.
ماشین‌کاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پر فرکانس نیز فرآِیند نسبتا جدید است که به میزان وسیعی بکار گرفته میشود.
این روش ، برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌هادی‌ها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌رود.
پرسکاری اجزای فرز CNC: ابزار کار( تیغه فرزها ومته ها و یا ساعتهای اندازه گیری جهت کالبیره کردن قطعه کار نسبت به دستگاه و...) شلنگی برای هدایت مایع سرد کننده ( آب وصابون محلول Z1 ویا آب وگازوییل و...) به سمت قطع کار وابزار .
فیکسچری جهت نگهداری قطعه (روبند فنری و...)سیستمی برای نوشتن برنامه های که ابزار را به سمت قطعه کار می کند.
ریلهای که در آنقطعه ساپورت شده و حرکات طولی وعرضی وجانبی انجام میدهد .مورس ودرن که برای نگهداری ابزار کار استفاده می شود .
جهت کالبیره کردن قطعه کار نسبت به دستگاه و...) شلنگی برای هدایت مایع سرد کننده ( آب وصابون محلول Z1 ویا آب وگازوییل و...) به سمت قطع کار وابزار .
ریلهای که در آنقطعه ساپورت شده و حرکات طولی وعرضی وجانبی انجام میدهد .
لوله هایی که برای تنظیم دما مورد نیاز دستگاه نصب می شوند زیرا که این دستگاهها به سرما یا گرما حساس می باشند.
روش کار با دستگاه CNC : ابتدا قطعه کار را نسبت به دستگاه fix کرده و وارد برنامه ء اصلی می شویم در محیط برنامهء اصلی زیر شاخه های موجود می باشد که هر زیر شاخهء برنامه عملیاتی مانند سوراخکاری و...
انجام می دهد .برنامه نویس اجزای قطعه را به زبان برنامه ترجمه مکند .
دراین ماشین دو روش برای تنضیم قطعه کار نسبت به ابزار داریم یکی صفر مطلق مباشد یکی دیگر صفر نسبی ، در صفر مطلق ماشین به وسیله ء برنامه نوشه شده نقطه ایی را به عنوان نقطهء مرجع؛ که برنامه نویس فاصله های موجود در عملیات را نسبت به آن می سنجد مزایای دستگاه فرز CNC نسبت به دیگر ماشینها: در این دستگاه به خاطر اینکه وظیفه ء اصلی را برنامه نویس انجام می دهد به کارگر ماهری نیاز نمی باشد .
سرعت کار و دقت بالا تری نسبت به دیگر ماشینها دارد .
قطعاتی که نیاز به تلرانس بالا تری نیاز دارند می توان با دستگاه CNC عمل نمود .
منحنی ها ویا قوسها را میتوان به وسیله ءاین دستگاه به وجود آورد .
در حین عملیات میتوان به برنامه اصلی رفته و عملکرد زیر مجموعه های دیگر را تغییر داد .
انتخاب زیر مجموعه ها به دست کارگر میباشد .
در این دستگاه که عمل نگهداری ابزارکار مورس و دورن به عهده دارند ،تعویض ابزار کار را راحتر کرده اند.
تفاوت اصلی فرز CNC با دیگر ماشین این است که قطعه ثابت و ابزار کار دوران دارد ، بنابر این در جایی که لازم باشد از این دستگاه استفاده می کنیم .
اجزای دستگاه پرس : بدنه که وظیفهء نگهداری اسکلت کلی پرس را دارد ، که عمدتاً از ریخته گیری حاصل می شود زیرا که قطعات ریخته گری دارند لرزش کمتر دارند ، فلایول ؛ که به میل لنگ متصل می باشد که فلایول همیشه باید در گردش باشد زیرا که به عنوان یک منبع زخیزهء انرژی عمل نموده و وقتی که ضربه زننده عمل می کند انرژی را به ما پس می دهد .میل لنگ که برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی به کار برده می شود .نگهدارندها که عنوان نقاطی که سنبه (ضربه زننده ) به آنها بسته می شود .
کلاچ که از حرکت دایمی ضربه زننده جلوگیری میکند .
سنبه ؛ که به وسیلهء آن قطعه کار برش یا خمش یا کشش ویا...
انجام می دهد .
توپی که به انتها ی سنبه متصل مکنند .
روبنده که به ماتریس متصل می شود .
مانع (STOP )؛که باعث گام دادن به نوار ورق در هر ضربه پرس می شود .
ماتریس که باعث انتقال قطعه های بریده شده به سمت بیرون میشود .
کفشک که قالب روی آن سوار می شود .که هر کفشک از چند گاید تشکیل شده است .
پدالی که کارگر با فشار دادن آن می تواند ضربه زننده را با قطعه کار درگیر نماید .
روش کار با دستگاه پرس : کارگرقطعه کار را با گیره به سمت داخل هدایت می کند زمانی که قطعه با مانع استوپ اولیه تماس می کند وقطعه ورق جایگیری شده است.
چرخ طیار(فلایویل ) که در حال دوران می باشد وقتی که کارگر پدال را فشار می دهد مانعی که بین چرخ طیار ومیل لنگ می باشد آزاد شده و حرکت دورانی چرخ طیار را به میل لنگ می دهد ، میل لنگ حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کند ، میل لنگ به دلیل داشتن لنگی کورسهای به سمت بالا و سمت پایین را تامین می کند.
فاصله لقی میل لنگ حداکثر کورس را به ما می دهد به دلیل نیروی زیادی که به سنبه وارد می شود ورقی به نام توپی پشت سنبه نصب می کنند .
یک قالب را می توان طوری طراحی کرد که در سه مرحله، سه کار متفاوت انجام داد .مانند : 1- سوراخ کاری 2- خم کاری 3- برش گسترده که بستگی به طراح قالب دارد .
باید طراح قالب لقی(تلرانس) را بین سنبه و ماتریس در نظر بگیرد زیرا که خطر شکستگی شاتون پرس را کمتر کرده و نیرو برش را نیز کمتر میکند اگر لقی سنبه و ماتریس در نظر گرفته نشود پارگی دو طرف ورق در یک امتداد قرار نمی گیرد و قطعه حاصل پلیسه های اضافی دارد.
ایجاد لقی نبود لقی هنگامی که سنبه پایین می آید سنبه به شکل جسم مورد بوش می باشد و ماتریس سوراخی دارد که جسم برش خورده در آن افتاده واز آن بیرون می افتد.
قطعه اصلی تغییر شکل پلاستیکی داده و شکل دهی داده شده است ، در قالبهای خم ماتریس قطعه را شکل دهی می کند مراحل کار: ابتدا قطعه کار را برای تمیز شدن اسید کاری می کنند سپس بعد از اسید کاری قطعه را به خاطر این که اسیدها را در خود حل کند درون محلول آب و روغن می گذاریم .
سپس بعد از این مرحله قطعه را در آب جوش گذاشته تا هیچ گونه مادهء زائدی نداشته باشد بعد از این مراحل قطعه را درون محلول فسفات می گذایم در این مرحله فسفات در حال جوش بوده و قطعه کار را با این محلول فسفات پوشش می دهیم .
مزایای این کار : به خاطر این که فسفات در جدول الکترونگاتیوتیه ( پتانسیل ) پتانسیل بالا تری نسبت به قطعه کار دارد بنابر این ابتدا فسفات خورده می شود سپس قطعه کار ، بنابر این قطعه کار نقش آند و فسفات نقش کاتد را انجام میدهد بنابر این از خوردگی ویا از زنگ زدگی جلوگیری به عمل می آ ید و قطعه کار سالم باقی می ماند .
معایب کار : به خاطر بخارات فسفات و مراحل اسید کاری برای محیط زیست زیان آور وبرای مسوئل این کار خطرناک می باشد .
ریخته‌گری ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای بنام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد.
این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است.
اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می‌کردند.
ریخته‌گری هم علم است و هم فن و هم هنر است و هم صنعت.
به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت میکند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است.
این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید میباشد.
به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند.
فلزاتی که خاصیت پلاستیکی کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.
ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای بنام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد.
ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد.
این روش ، قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است.
اولین کوره‌های ریخته‌گری خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد و برای هوادادن از دم (فوتک) بزرگی استفاده می‌کردند.
بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می‌شد.
شواهدی در دست است که چینی‌ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته‌گری آهن مبادرت ورزیدند.
ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه‌های شهر حسن‌لو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در سال 900 قبل از میلاد در ایران بوده است.
ریخته‌گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت.
به میزانی که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت میکند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب‌ساز و ریخته‌گر است که تضمین‌کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب میباشد.
این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید است، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین‌آلات به این طریقه ساخته می‌شوند.
برای ریخته‌گری ، از فولاد و چدن‌ها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج‌ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به‌عنوان مهمترین فلزات ریخته‌گری استفاده میشود.
معمولا روشهای ریخته‌گری را به نام ماده سازنده قالب اسم‌گذاری می‌کنند، مانند ریخته‌گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است.
مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از: ریخته‌گری در قالبهای موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز از مرکز