1. مقدمه
جعل رایگان ، همچنین به عنوان جعل Die نیز شناخته می شود ، یکی از اساسی ترین و تکنیک های شکل دهی فلزی است که در صنعت مدرن مورد استفاده قرار می گیرد. این فرآیندی است که در آن فلز توسط نیروهای فشاری که از طریق مرگ اعمال می شود ، شکل می گیرد که مواد را کاملاً محصور نمی کنند. بر خلاف جعل و جعلی ، جعل رایگان اجازه می دهد تا قطعه کار آزادانه جریان یابد ، مگر اینکه در سطوح قالب محدود شود. این فرایند در تولید اجزای بزرگ ، اشکال سفارشی و قطعات کم حجم که نیاز به قدرت ، قابلیت اطمینان و یکپارچگی ساختاری دارند ، مؤثر بوده است.
مقاله جامع زیر عمیقاً به هر جنبه ای از جعل رایگان می پردازد. از ریشه های باستانی خود گرفته تا ادغام های فن آوری مدرن ، به بررسی اصول ، تجهیزات ، عملیات ، مواد ، برنامه ها ، مزایا ، چالش ها و روندهای نوظهور می پردازد ، و چشم انداز عمیقی در مورد اینکه چرا جعل رایگان در صنایع حیاتی است ، ارائه می دهد.
2. زمینه تاریخی جعل رایگان
Forging یکی از قدیمی ترین فرآیندهای شناخته شده فلزکاری است که قدمت آن بیش از 6000 سال است. آهنگران باستان با گرم کردن فلز در آتش سوزی های باز و چکش زدن آن بر روی آنهایی که با استفاده از ابزارهای ابتدایی انجام می دهند ، جعل رایگان را انجام می دادند. با گذشت زمان ، با پیشرفت جوامع ، ابزارها و تکنیک ها نیز همین کار را کردند. ظهور انقلاب صنعتی باعث ایجاد چکش های بخار و بعداً ، پرس هیدرولیک شد که به طور قابل توجهی بهره وری و دقت را افزایش می داد.
جعل رایگان به دلیل انعطاف پذیری و توانایی پردازش قطعه های بزرگ ، اهمیت خود را حفظ کرد. تحولات مدرن کنترل CNC ، نظارت بر سنسور و دستکاری روباتیک را معرفی کرده است و باعث می شود جعل رایگان به یک راه حل پیشرفته تولید تبدیل شود.
3. اصول اساسی جعل رایگان
مفهوم اصلی جعل رایگان در شکل دادن به یک قطعه کار فلزی گرم بین مرگ است که آن را کاملاً محدود نمی کند. این فلز توسط نیروهای فشاری مکرر تغییر شکل می یابد و اپراتور حرکت خود را برای دستیابی به شکل مورد نظر کنترل می کند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:
-
عمل درجه حرارت بالا (دامنه تغییر شکل پلاستیک)
-
دستکاری دستی یا خودکار
-
بدون حفره های ثابت (رویکرد DIE باز)
-
شکل گیری افزایشی از طریق مراحل پی در پی
این فرآیند برای تشکیل اشکال خشن ، پیش فرض برای ماشینکاری بیشتر یا مؤلفه هایی که به خصوصیات مکانیکی برتر نیاز دارند ، ایده آل است.
4. تجهیزات جعلی رایگان
انواع مختلفی از ماشین آلات و ابزار در جعل رایگان استفاده می شود. انتخاب بستگی به اندازه قطعه کار ، مواد و پیچیدگی شکل دارد.
4.1 پرس هیدرولیک
مطبوعات هیدرولیک رایج ترین تجهیزات مورد استفاده در جعل رایگان مدرن هستند. آنها فشار کنترل شده و مداوم را فراهم می کنند و باعث تغییر شکل دقیق می شوند. آنها برای جعل قطعات بزرگ یا پیچیده با حداقل نقص مناسب هستند.
4.2 چکش مکانیکی
چکش های مکانیکی ، مانند چکش های تخته یا میل لنگ ، به دلیل عملکرد پر سرعت و اعتصاب تکراری شناخته شده اند. آنها برای اجزای کوچکتر ایده آل هستند و در جایی که تغییر شکل سریع لازم است.
4.3 چکش برق
چکش های برق ، از جمله انواع بخار و پنوماتیک ، ضربات پر انرژی را تحویل می دهند و شکل دادن به مواد سخت یا بزرگ را فراهم می آورد. گرچه امروزه کمتر رایج است ، اما هنوز هم در برخی از کارگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
4.4 دست سازها و سیستم های حمل و نقل
از دستگیره ها برای رسیدگی و قرار دادن قطعه های سنگین یا گرم در هنگام جعل استفاده می شود. دستگیره های خودکار ایمنی ، دقت و توان را به ویژه در عملیات در مقیاس بزرگ بهبود می بخشند.
5. عملیات کلیدی در جعل رایگان
جعل رایگان شامل چندین عملیات استاندارد است که برای اصلاح شکل و ابعاد قطعه کار استفاده می شود.
5.1 ناراحت کننده
در حالی که طول را کاهش می دهد ، سطح مقطع را افزایش می دهد. معمولاً برای ایجاد فلنج یا سر استفاده می شود.
5.2 ترسیم
سطح مقطع را کاهش داده و طول را افزایش می دهد. ایده آل برای تشکیل شفت و میله.
5.3 مشت زدن و سوراخ کردن
با استفاده از مشت یا اسکنه ، سوراخ یا تورفتگی را در قطعه کار معرفی می کند.
5.4 خم شدن
بخش های خمیده یا زاویه دار را در میله ها یا صفحات تشکیل می دهد.
5.5 برش
قطعه کار را با استفاده از اسکنه ها یا تیغه ها به قسمت های کوچکتر جدا می کند.
5.6 مسطح و برنامه ریزی
سطوح صاف و ضخامت ، به ویژه برای صفحات را تضمین می کند.
6. مواد مناسب برای جعل رایگان
جعل رایگان به لطف رویکرد بازش ، با طیف گسترده ای از فلزات و آلیاژها سازگار است.
-
فولاد کربن: به طور گسترده در مهندسی عمومی استفاده می شود.
-
فولاد آلیاژ: قدرت و سختی بالاتری را ارائه می دهد.
-
فولاد ضد زنگ: در برابر خوردگی مقاومت می کند ، که در بخش های دریایی ، شیمیایی و غذایی استفاده می شود.
-
آلومینیوم و آلیاژها: سبک و مقاوم در برابر خوردگی.
-
تیتانیوم و آلیاژها: نسبت قدرت به وزن بالا ، ایده آل برای هوافضا و کاربردهای پزشکی.
-
مس و برنج: هدایت الکتریکی و حرارتی بالا.
-
آلیاژهای نیکل: استحکام عالی درجه حرارت بالا ، که در توربین ها و راکتورها استفاده می شود.
-
آلیاژهای منیزیم: سبک وزن ، که در برنامه های کاربردی خودرو و هوافضا استفاده می شود.
7. برنامه های جعل رایگان
جعل رایگان در تولید اجزای مهم در صنایع مختلف استفاده می کند:
-
هوافضا: دنده فرود ، شفت ها ، دیسک های توربین.
-
انرژی: شفت های ژنراتور ، قطب های توربین بادی.
-
نفت و گاز: یقه های مته ، بدنهای دریچه.
-
حمل و نقل: محورهای راه آهن ، شفت های دریایی.
-
تجهیزات سنگین: اجزای سیلندر هیدرولیک ، قطعات ساختاری.
-
ارتش: بشکه های اسلحه ، قطعات خودرو زرهی.
8. مزایای جعل رایگان
Freging Free مزایای مختلفی را نسبت به سایر فرآیندهای تشکیل فلز ارائه می دهد:
-
تطبیق پذیری: مناسب برای شکل ها و اندازه های مختلف.
-
خصوصیات مکانیکی برتر: اجزای جعلی مقاومت و مقاومت در برابر خستگی عالی دارند.
-
هزینه های پایین تر: نیازی به مرگ دقیق نیست.
-
زمان سرب کوتاه تر: ایده آل برای نمونه سازی یا اجرای دسته ای کوچک.
-
ساختار متالورژی بهبود یافته: جریان دانه جهت دوام را افزایش می دهد.
9. محدودیت های جعل رایگان
علی رغم نقاط قوت ، جعل رایگان دارای اشکالاتی ذاتی است:
-
محدودیت شکل: دستیابی به هندسه های پیچیده دشوار است.
-
پایان سطح: به طور معمول نیاز به پردازش پس از آن دارد.
-
فشرده کار: اپراتورهای ماهر مورد نیاز هستند.
-
با دقت پایین: تحمل ها در مقایسه با جعل DIE بسته گسترده تر هستند.
10. پیشرفت اتوماسیون و فناوری
فن آوری های فرفری مدرن برای بهبود کیفیت و کارآیی.
-
مطبوعات جعلی CNC: تغییر شکل مداوم و کنترل قابل برنامه ریزی را ارائه دهید.
-
سیستم های حمل و نقل رباتیک: ایمنی و دقت را افزایش دهید.
-
سنسورهای زمان واقعی: دما ، نیرو و تغییر شکل را کنترل کنید.
-
نرم افزار شبیه سازی فرآیند: جریان مواد را پیش بینی می کند و به بهینه سازی مردن و عملیات کمک می کند.
11. کنترل کیفیت در جعل رایگان
اطمینان از کیفیت اجزای جعلی ضروری است:
-
آزمایش اولتراسونیک (UT): نقص های داخلی را تشخیص می دهد.
-
آزمایش رادیوگرافی (RT): برای بازرسی جوش یا بخش های پیچیده استفاده می شود.
-
آزمایش نفوذ رنگ: ترک های سطح را مشخص می کند.
-
بازرسی ذرات مغناطیسی: نقص سطح/زیر سطح را در مواد فرومغناطیسی پیدا می کند.
-
آزمایش مکانیکی: شامل تست های کششی ، ضربه و سختی است.
12. مقایسه: جعل رایگان در مقابل فرآیندهای دیگر
| نشان | جعل رایگان | جعل | ریخته گری |
|---|---|---|---|
| پیچیدگی | کم | عالی | عالی |
| هزینه ابزاری | کم | عالی | معتاد |
| قدرت | عالی | عالی | کم متوسط |
| تحمل | گسترده | تنگ | معدل |
| مناسب بودن حجم | مدیوم | عالی | عالی |
| پایان سطح | زبر | خوب | خوش |
13. ملاحظات زیست محیطی و ایمنی
جعل رایگان شامل درجه حرارت بالا و ماشین آلات سنگین ، ایجاد ایمنی و خطرات زیست محیطی است:
-
کنترل انتشار: جعل های مدرن مجهز به فیلترها و اسکرابرها هستند.
-
بهره وری انرژی: سیستم های گرمایش و بازیابی انرژی القایی باعث کاهش مصرف می شوند.
-
ایمنی در محل کار: PPE ، آموزش و اتوماسیون باعث کاهش قرار گرفتن در معرض انسان می شود.
14. روند آینده در جعل رایگان
صنعت جعل رایگان همچنان در حال تکامل است:
-
ادغام دیجیتال: استفاده از سیستم عامل های IoT و ابری برای نظارت و تشخیص.
-
جعل AI به کمک AI: سیستم های تطبیقی برای پاسخ به متغیرهای فرآیند در زمان واقعی.
-
تولید ترکیبی: ترکیب جعل با تولید افزودنی.
-
شیوه های پایدار: تأکید بر بازیافت ، کوره های کم انتشار و روان کننده های سبزتر.
15. نتیجه گیری
جعل رایگان یک فرآیند حیاتی در تولید صنعتی است و انعطاف پذیری ، قدرت و قابلیت اطمینان بی نظیر را ارائه می دهد. علیرغم رقابت از روشهای با حجم بالا و فن آوری های نوظهور ، سازگاری آن ، هزینه های کم ابزار و برتری مکانیکی ، اهمیت مداوم آن را تضمین می کند. از آنجا که ابزارهای دیجیتالی و روشهای سازگار با محیط زیست دامنه آن را بیشتر می کنند ، جعل رایگان برای پاسخگویی به خواسته های چالش های پیشرفته مهندسی فردا آماده است. $ $
