پرس اصطکاکی پیچ نوعی پرس مکانیکی است که از اصطکاک برای ایجاد نیرو و فشار دادن یا شکل دادن به مواد استفاده می کند. که شامل فریم، فلایویل، مکانیزم پیچ و یک میز است.
پرس های پیچ اصطکاکی به طور گسترده در صنایع مختلف برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شوند، به عنوان مثال، این پرس ها معمولاً برای عملیات شکل دهی فلزات مانند آهنگری، مهر زنی و سکه زنی استفاده می شوند. آنها می توانند قطعات فلزی مختلف مانند قطعات ماشین آلات، ابزارها با کاربری های خودرو، کشاورزی و صنایع گوناگون را شکل دهند.
از آنجایی که پرس پیچ می تواند انرژی ضربه را کنترل کند، انرژی اضافی در قالب آزاد نمی شود، به همین دلیل است که این پرس می تواند عمر قالب را افزایش دهد. به طور معمول، عمر قالب پرس اصطکاکی حداقل حدود 4000 قطعه و حداکثر می تواند تا 15000 قطعه، و بیشتر یعنی حدود 50000 قطعه نیز باشد.
انرژی آهنگری پرس پیچ را می توان دقیقاً در هر مرحله از فورج، توسط PLC کنترل کرد. پرس پیچ را می توان به نحوی برای فورج برنامه ریزی کرد که بارها و بارها طبق برنامه ورودی، در چند مرحله با تناژهای متفاوت عمل کند.
کلید عملکرد پرس پیچ اصطکاکی، اصطکاک بین فلایویل و گل پیچ اسکرو می باشد. این اصطکاک یک نیروی محوری (که به آن رانش محوری نیز می گویند) در طول پیچ ایجاد می کند. مقدار این نیرو به عواملی مانند گام رزوه پیچ اسپیندل، طراحی مهره و گشتاور اعمال شده توسط موتور بستگی دارد.
جزء اصلی پرس پیچ اصطکاکی یک پیچ با گل پیچ گرد بزرگ است، که به صورت عمودی از وسط پرس و پیچ شده با مهره اصلی عبور می کند. این پیچ اغلب “پیچ اسپیندل” نامیده می شود و انرژی را در حین کار بصورت عمودی انتقال می دهد.
پیچ یک محور بلند و رزوه دار است که در حین کار پرس می چرخد. معمولاً از فولاد با استحکام بالا ساخته می شود و در طول آن دارای یک یا چند نخ مارپیچ است.
مهره یک جزء ثابت است که در زیر پیچ قرار دارد. دارای سطح رزوه ای داخلی است، که با رزوه پیچ مطابقت دارد و جنس آن فسفر برنز می باشد. پیچ به مهره بسته می شود.
رام که به پیچ متصل می شود و همراه با آن به صورت عمودی حرکت می کند. ابزار آهنگری یا قالب هایی را حمل می کند که به قطعه کار فشار وارد می کند.
دو عدد چرخ طیار (فلایویل) که توسط شفت به هم کوپل شده اند و با سیستم کلاچ، جابجایی در محور را دارند، وظیفه بالا و پایین بردن پیچ اسپیندل را دارند. فلایویل انرژی جنبشی را ذخیره می کند و با فعال شدن پرس این انرژی به اسپیندل منتقل می شود.
برای چرخاندن چرخ طیار (فلایویل) از موتور یا منبع محرک استفاده می شود. حرکت چرخشی موتور توسط تسمه تخت از فولی موتور به یکی از چرخهای طیار منتقل می شود. و چرخ طیار حرکت چرخشی خود را به گل پیچ اسپیندل منتقل می کند.
برای انجام عملیات پرس، اپراتور پرس را با درگیر کردن موتور یا منبع تغذیه فعال می کند. کلاچ یکی از چرخهای طیار، عمل کرده (کلاچ پایین رونده) و روی محور افقی، آن را به جلو حرکت می دهد تا چرخ طیار با پیچ اسپیندل که دور آن را با چرم و یا در نمونه های کوچکتر با لنت احاطه نموده اند، درگیر نماید. و بر اثر اصطکاک با چرم پیچ اسپیندل، آن را در جهت بسته شدن در مهره، به چرخش در آورد. پیچ اسپیندل در داخل مهره، که روی بدنه اصلی پرس بسته شده، به پایین حرکت کند. در این حالت رزوه های پیچ به داخل مهره می روند و حرکت پیچ در مهره، نیروی محوری قابل توجهی را در طول پیچ ایجاد می کند. نیروی محوری هنگامی که بر روی رام و قالب فورج متصل به آن وارد می شود، به نیروی فشاری تبدیل می شود. نیروی فشاری به ماده قرار داده شده روی قالب پایینی وارد شود. این نیرو همان چیزی است که پرس را قادر می سازد تا قطعه کار را تغییر شکل داده و شکل دهد. به محض رسیدن به نقطه محدود کننده پایین، درگیری کلاچ از چرخ طیار برداشته شده و چرخ طیار به عقب برمی گردد.
پس از این مرحله کلاچ چرخ طیار دوم (مقابل)، درگیر شده (بالا رونده) و آن را درهمان محور طولی به سمت جلو رانده و چرخ طیار بر اثر نیروی اصطکاک، پیچ اسپیندل را به بالا حرکت می دهد. در این مرحله با رسیدن پیچ اسپیندل به نقطه محدود کننده بالایی، کلاچ از درگیری خارج شده و همزمان سیستم ترمز نیز درگیر می شود، تا از ادامه حرکت پیچ اسپیندل به سمت بالا جلوگیری نماید.
چرخش پیچ، و در نتیجه حرکت رام را می توان دقیقاً کنترل کرد. این کنترل امکان اعمال دقیق نیرو و کنترل دقیق بر فرآیند آهنگری را فراهم می کند.
سیستمهای کنترل ممکن است شامل مکانیسمهای بازخورد، حسگرها و اتوماسیون، برای حفظ فشار ثابت و اطمینان از کیفیت قطعات تولیدی باشد.
موادی که قرار است پردازش شوند، مانند یک قطعه کار فلزی یا یک قطعه آهنگری، روی قالب یا سندان پایینی پرس قرار می گیرد.
حرکت پیچ به سمت پایین باعث میشود که مواد، بین قالب بالایی (که به پیچ وصل شده است) و قالب پایینی (سندان) فشرده، شکل داده یا تشکیل شود. نیروی اعمال شده را می توان بر اساس نیازهای برنامه کنترل و تنظیم کرد.
در حین عمل پرس، انرژی از فلایویل به پیچ منتقل می شود و این انرژی به صورت نیروی مکانیکی آزاد می شود و عمل پرس را ایجاد می کند.
عمل پرس را می توان در صورت نیاز با تنظیمات نیرو، سرعت و سایر پارامترها برای دستیابی به نتایج مورد نظر تکرار کرد.
پرس های پیچ اصطکاکی ساختار نسبتاً ساده و محکمی دارند که نگهداری و کارکرد آنها را آسان می کند.
پرس های پیچ اصطکاکی امکان کنترل دقیق نیروی فشار و سرعت را فراهم می کنند و آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردها مناسب می کند.
این پرس ها به دلیل بهره وری انرژی خود شناخته شده اند، زیرا انرژی جنبشی ذخیره شده در فلایویل می تواند برای چرخه های پرس بعدی مورد استفاده مجدد قرار گیرد.
همچنین پرس های پیچ اصطکاکی معمولاً انرژی کمتری نسبت به پرس های هیدرولیک و لنگ مصرف می کنند که به هزینه های عملیاتی کمتر و اثر زیست محیطی کمتر، کمک می کند.
پرس های پیچ اصطکاکی ماشین های همه کاره ای هستند که برای کارهایی مانند آهنگری، اکستروژن، خالی کردن، خم کردن و سایر عملیات شکل دهی استفاده می شوند.
آنها قادر به اعمال نیروهای فشاری بالا هستند که آنها را برای کاربردهای سنگین در صنعت فلزکاری مناسب می کند.
پرس های اصطکاکی پیچ ماشین های قوی و قابل اعتمادی هستند که اغلب در فرآیندهای تولید مداوم استفاده می شوند.
پرس های پیچ اصطکاکی مدرن به ویژگی های ایمنی برای محافظت از اپراتورها و جلوگیری از حوادث مجهز هستند.
این پرس ها در مقایسه با پرس های هیدرولیک دارای طراحی ساده تر و اجزای کمتری هستند که در نتیجه هزینه های تعمیر و نگهداری کمتر و عیب یابی آسان تری دارد.
کار با آنها نسبتاً آسان است و در مقایسه با پرس های هیدرولیک به آموزش تخصصی کمتری نیاز دارند و برای طیف وسیع تری از کاربران مناسب هستند.
در مقایسه با پرس های هیدرولیک، خرید و نگهداری پرس های اصطکاکی اسکرو هزینه کمتری دارند.
حرکت چرخشی فلایویل از طریق اصطکاک بین فلایویل و دیسک یا تسمه اصطکاک به مکانیزم پیچ منتقل می شود. این اصطکاک نیروی مورد نیاز برای حرکت سر پرس به سمت پایین و فشار دادن قطعه کار را ایجاد می کند.
مکانیزم پیچ حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند و کنترل دقیقی بر نیروی اعمال شده به قطعه کار فراهم می کند. این نیروی کنترل شده، شکل دهی یکنواخت جزء فلزی را تضمین می کند.
طول ضربه و سرعت فشار را می توان برای مطابقت با مواد خاص و الزامات شکل دهی تنظیم کرد. این قابلیت تنظیم امکان شکل دهی بهینه طیف وسیعی از اجزای فلزی را فراهم می کند.
پرس های پیچ اصطکاکی برای آهنگری اجزای فلزی با حرارت دادن قطعه کار تا دمای بالا و سپس فشار دادن آن در یک حفره قالب برای تشکیل شکل مورد نظر استفاده می شود.
پرس های پیچ اصطکاکی برای مهر زنی اجزای فلزی با فشار دادن قطعه کار از طریق قالب برای برش یا شکل دادن آن به شکل دلخواه استفاده می شود.
پرس های پیچ اصطکاکی برای سکه کردن اجزای فلزی با فشار دادن قطعه کار بین پانچ و قالب برای ایجاد طرح برجسته یا برجسته روی سطح استفاده می شود.
پرس های پیچ اصطکاکی را می توان برای برجسته کردن اجزای فلزی با فشار دادن قطعه کار روی قالب بافت دار برای ایجاد یک طرح یا طرح برجسته استفاده کرد.
پرس های پیچ اصطکاکی را می توان برای جابجایی اجزای فلزی با فشار دادن قطعه کار از طریق قالب برای کاهش قطر یا تغییر شکل آن استفاده کرد.
آهنگری یک فرآیند تولید است که شامل شکل دادن به فلز یا مواد دیگر از طریق اعمال نیروهای فشاری است. این یک فرآیند حیاتی است که برای ایجاد طیف گسترده ای از قطعات و برای صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا، ساخت و ساز و تولید استفاده می شود. آهنگری معمولاً قطعات قوی، بادوام و با کیفیت بالا با خواص مکانیکی بهبود یافته در مقایسه با قطعات ریختهگری یا ماشینکاری شده تولید میکند. در اینجا مروری بر فرآیند آهنگری و جنبه های کلیدی آن می کنیم:
در فورج قالب باز، قطعه کار فلزی بین قالب های مسطح با کمی لبه قرار می گیرد، و نیروهای فشاری از بالا و پایین اعمال می شود. این فرآیند باعث انعطاف پذیری بیشتر می شود و می توان از آن برای شکل دادن به قطعات بزرگ و پیچیده استفاده کرد.
آهنگری قالب بسته که به نام فورج فلش لس نیز شناخته می شود، شامل قرار دادن قطعه کار در یک حفره قالب است که دارای شکل مورد نظر است. سپس فلز در داخل حفره قالب فشرده می شود و در نتیجه یک قطعه دقیق و با جزئیات بسیار بالا ایجاد می شود.
آهنگری رول از دو یا چند غلتک استوانه ای برای تغییر شکل قطعه کار استفاده می کند. غلتک ها در حین چرخش فشار وارد می کنند و به تدریج سطح مقطع مواد را کاهش می دهند و آن را به شکل دلخواه در می آورند.
فرآیند آهنگری با انتخاب یک ماده مناسب، معمولاً یک آلیاژ فلزی با خواص مکانیکی مطلوب آغاز می شود.
ماده انتخاب شده تا دمای خاصی گرم می شود تا شکل پذیرتر و راحت تر شکل بگیرد. دما بسته به ماده متفاوت است اما معمولاً بالاتر از دمای تبلور مجدد آن است.
مواد گرم شده بین قالب های آهنگری قرار می گیرد و نیروهای فشاری اعمال می شود. این باعث تغییر شکل مواد به شکل دلخواه می شود. انتخاب فورج قالب باز یا قالب بسته به پیچیدگی قطعه و دقت مورد نیاز بستگی دارد.
پس از شکل گیری، قسمت آهنگری اغلب به آرامی خنک می شود تا تنش های داخلی کاهش یابد و از ترک خوردن یا اعوجاج جلوگیری شود. این عمل به عنوان عملیات حرارتی شناخته می شود.
قسمت آهنگری ممکن است برای دستیابی به ابعاد نهایی و کیفیت سطح، نیاز به ماشینکاری، برش یا عملیات تکمیلی بیشتری داشته باشد.
قطعات فورج شده به دلیل استحکام، چقرمگی و دوام بالا شناخته می شوند که آنها را برای کاربردهای حیاتی مناسب می کند.
آهنگری ساختار دانه بندی مواد را اصلاح می کند و خواص مکانیکی آن مانند مقاومت در برابر خستگی و استحکام ضربه را افزایش می دهد.
آهنگری قالب بسته امکان تولید قطعات با تلورانس های محکم و اشکال پیچیده را فراهم می کند.
آهنگری می تواند یک روش تولید مقرون به صرفه باشد، به ویژه برای مقادیر زیادی از قطعات با هندسه پیچیده.
حداقل ضایعات مواد، در حین آهنگری به دلیل شکل دهی دقیق و تغییر شکل کنترل شده، ایجاد می شود.
آهنگری می تواند قطعاتی با اندازه ها و اشکال مختلف تولید کند که برای کاربردهای خاص طراحی شده است.
آهنگری، خطر تخلخل و آخال در مواد را کاهش می دهد و در نتیجه قطعات با کیفیت بالاتری تولید می شود.
آهنگری نقش مهمی در صنعت تولید ایفا می کند و اجزای سازنده را برای همه چیز از خودرو و هواپیما گرفته تا ماشین آلات صنعتی و ابزار دستی تولید می کند. توانایی این فرآیند برای ایجاد قطعات با استحکام بالا و قابل اعتماد، آن را به یک تکنیک اساسی برای طیف گسترده ای از کاربردها تبدیل می کند.