فهرست مطالب

ریخته گری و متالوژی پودر ۶

شکل دهی پوسته ۷

پخت نهایی و ریزش ۷

مراحل تهیه و ساخت قالب گری پوسته ای ۸

قالب گیری Invesment ) (بسته‌ای) ۹

پوشاندن مدل ۱۲

قالب گیری فلز ۱۳

مزایای پوشاندن قطعه ۱۴

قالب ریخته گری فلزی ۱۵

فلزقالب ریخته گری فلز ۱۵

دای کست ثقلی ۱۶

دای کست تحت فشار (فشار بالا) ۱۷

قالب های ریخته گری تحت فشار ( دای کست ) ۲۰

ویژگیهای مراحل مختلف قالب ریزی ۲۲

متالوژی پودری ۲۲

همگن سازی ۲۴

محدودیت ها و ملاحظات طرح ۲۵

اندازه گیر ۲۸

تطبیق گرها ۲۸

تطبیق گر مکانیکی ۲۹

تطبیق گر با تسمه پیچشی ۳۰

تطبیق گر الکترونیک ۳۲

تطبیق گر نوری ۳۴

روش های اندازه گیری فشار باد ۳۵

روشهای اندازه گیری ۳۷

لنزهای موازی ۴۱

پروژه عدسی ۴۱

انواع پرتو افکن ها ۴۲

روشهای اندازه گیری ۴۳

پروژه‌ای از نمودارهای پیچیده ۴۴

کاربردهای اتوکولیماتور ۴۹

اندازه گیری گوشه‌ها و زوایا ۵۳

زاویه دکور: ( Dekkor ) 54

تراز دقیق ۵۶

اندازه‌گیری سطح تمام شده ۵۷

آرایش ۵۸

سیستم اندازه‌گیری ۵۸

روشهای اندازه‌گیری ۵۹

وسایل ثبت الکتریکی ۶۲

آزمایشات برای مرغک ماشین تراش ۶۴

محور موازنه ماسوره با بخش متحرک ماشین تراش ۶۵

گونیای متحرک لغزنده مقطع ( عرضی ) با محور ماسوره ۶۶

محور موازنه انتهای بدنه تیغه همراه با بستر ۶۷

آزمایش هایی برای ماشین های فرز افقی ۶۷

میز متحرک موازی با تی اسلات مرکزی ۶۷

گونیای محور ماسوره‌ای با تی اسلات مرکزی ۶۸

میز گونیای شکل با استفاده از شیوه‌های عمودی ۶۹

آزمایش‌های ماشین‌های سوراخکاری ۷۰

حدود و انطباق‌ها ۷۲

سیستم های محدودیات و تناسبها ( timit -&-fits ) 76

انحراف اساسی ۷۷

تعیین نوع اندازه مبنا ۷۹

حد اندازه‌گیری ۸۱

تلرانسهای مقیاسی ( نمونه ) و دقت مجاز فرسایشی ۸۳

 

 

ريخته گري و متالوژي پودر: 

مقدمه: به ويژه در جايي كه ريخته ها احتياج به جزئيات دقيق دارد، جهت از بين بردن اين محدوديت ها فرايندهاي ريخته‌گري ديگري كه هزينه توليد كمتري هم دارند به وجود آمده اند، اين روش شامل: 

(i) قالب گيري پوسته‌اي 

( ii ) قالب‌گيري بسته‌اي 

(iii ) داي كاست يا ( ريخته گري حديده اي كه علاوه برفرآيندهاي ريخته گري شكل دهي قطعات با استفاده از پودرهاي فلزي نيز شامل اين فصل مي باشد. 

 قالب گيري پوسته اي: اين فرآيند را مي توان به عنوان فرآيند گسترش داده شده ريخته گري ماسه اي دانست. اصولاً اين روش از 2 نيمه مصرف شدني قالب يا پوسته قالب از ماسه مخلوط شده با يك چسب مناسب جهت ايجاد استحكام در برابر وزن فلز ريخته شده، پخته شده است تشكيل مي شود. 

 

شكل دهي پوسته: 

براي تشكيل پوسته ابتدا يك نيم الگوي فلزي ساخته مي شود كه معمولاً از جنس فولاد يا برنج مي باشد و به صفحه الگو چسبانده مي شود. يك الگوي راه گاه بر روي اين صفحه تعبيه مي شود. بر روي الگو يك زاويه 1 تا 2 درجه براي راحت جدا شدن ايجاد مي شود. همچنين بر روي صفحه الگو دستگيره هايي براي جدا كردن صفحات ايجاد مي شود.

پخت جزعي: اين مجموعه تا درجه حرارت   در كوره يا توسط هيترهاي مقاوم الكتريكي كه در داخل الگو نصب شده اند گرم مي شوند. از هر كدام از روشهاي حرارت دهي كه استفاده شده باشد صفحه الگو به جعبه هاي ماسه مخلوط شود. با چسب تر متوسط متصل مي شود اين جعبه سپس وارونه شده تا مخلوط ماسه و چسب بر روي الگوي حرارت ديده ريخته شود تا رزين يا چسب ذوب شده و باعث چسبيدن ماسه شود. پس از 10 تا 20 ثانيه را برگردانده تا يك لايه ( حدوداً   نيمه پخته شده پوسته كه به الگو چسبيده باقي بماند. 

 پخت نهايي و ريزش: 

مجموعه صفحه الگو به همراه پوسته به داخل كوره براه شده تا پخته نهايي در درجه حرارت 300 الي   در مدت زمان 1 الي 5 دقيقه صورت گيرد. زمان و درجه حرارت دقيق جهت اين كار بستگي به نوع رزين مصرف شده دارد. پس از پخت پوسته از صفحه الگو جدا مي شود هر دوي پوسته ها به اين روش ساخته مي شود. و قالب به هم چسباندن 2 نيمه توسط چسب يا كلمپ يا پيچ كامل مي شود. 

قالب همگون آماده ريختن مي باشد. در جاهايي كه احتياج به قسمتهاي تو خالي 

مي باشد. فنري قرار داده مي شود و اين ماسه مشابه روش ريخته گري ماسه اي انجام 

نمي شود. مراحل ساخت يك پوسته قالب در شكل (1. 2) نشان داده شده است.

مراحل تهيه و ساخت قالب گري پوسته اي: 

در مقايسه با روش ريخته گري ماسه اي قالب گيري پوسته اي داراي مزاياي زير 

مي باشد: 

a) دقت ابعادي بهتر يا تلرانس (   ). 

b) تكميل سطح بهتر يا قابليت دوباره توليد جزئيات دقيق تر. 

c) اين فرآيند جهت كاركردهاي غير ماهر يا با مهارت كم مي توانند استفاده كنند. 

اشكال اين روش قسمت بالاي الگوها و ماسه قالب گيري آنها مي باشد. ( هر چند ) چون فرآيند نيمه مكانيزه مي باشد زمان توليد يك پوسته قالب در مقايسه با ساخت يك قالب براي ريخته گري ماسه اي به صورت قالب ملاحظه اي كمتر مي باشد. بنابراين اين فرآيند جهت توليد ريخته  اثر بالا كه هزينه هاي اوليه در آن قابل جبران مي باشد مناسب مي باشد. 

 قالب گيري Invesment )   (بسته‌اي)

اين روش ريخته گري قدمتي مانند ريخته گري ماسه اي دارد توسط قديميان جهت ساخت قطعات با جزئيات دقيق مانند دسته شمشير و جواهرات مورد استفاده قرار گرفته است. در طول قرن ها اين فرآيند محدود شده بود به مجسمه هاي برنزي و به درستي تني فرآيندي است كه امروزه در اين حرفه مورد استفاده قرار مي گيرد در پانزده سال اوليه اين قرن بوده كه قالب گيري Invesmemt جهت فرآيندهاي صنعتي به ويژه در جابه جائي كه ريخته ها با دقت ابعادي و تكميل سطح بالا مورد نياز است مناسب تشخيص داده شده. 

اساساً رويه فوم از مراحل ساختن و شكل دادن تشكيل شده است كه از مواد نسوز (مقاوم در مقابل حوادث ) براي شكل دادن قالب پوشانده مي شود. 

وقتي پوشانده سخت مي شود فوم مذاب از حفره هاي قالب بيرون زده و از آهن مذاب پر مي شود. زماني كه آهن مذاب به درجه انجماد رسيد و قالب نسوز شكسته 

 شد، چدن ريخته گري ظاهر مي شود. 

I) مدل ساخته مي شود.  II) مدل پوشانده مي شود. III ) آهن ريخته گري مي شود. 

ساختن مدل 

براي رويه فوم به يك قالب دو نيمه اي لازم است كه اساساً از يك يا دو روش زير ساخته مي شود. 

1) زمانيكه انتظار دوام طولاني داشته باشيم، قالبها معمولاً از آهن، استيل، برنج، آلومينيوم ساخته مي شوند. شكل معكوس قالب را در فلز تراش داده و آن را براي راحتي انقباض مقداري بزرگ مي سازند، كه مقدار دقت و مهارت در اين مرحله خيلي بالاست. دقيقاً مانند مرحله ساخت قالبهاي پلاستكي. 

2) اگر دوام قالب مهم نباشد. از قالبهاي ارزاني كه با آلياژ هاي نقطه ذوب پائين ساخته شده استفاده مي شود. مراحل در شكل (2-2) نشان داده شده است.

 

اولين لازمه قالب اصلي است كه از برنج يا استيل ساخته شده است كه از سطح صاف و صيقلي ساخته شده، براي انقباض موم مقداري اندازه آن را بزرگ مي سازند. شكل تا 

عمق نصف قالب داخل ماسه فرو مي رود و قالب استيلي دور بقيه شكل قرار داده ميشود و با آلياژهاي بانقطه ذوب پائين 19 درجه سانتيگراد پر ميشود.

پس از انجماد شدن آلياژ دو نيمه قالب از هم جدا مي شود و ماسه اطراف آن عوض ميشود با همان آلياژ نقطه ذوب پائين مانند قبل.

هر كدام از روشهاي ساخت نوع قالب استفاده شده را معين مي كند. و پس از انتخاب موم گداخته شده را داخل آن تزريق مي كنيم و آن را مونتاژ مي كنيم. بعد از انجماد موم قالب را دو نيمه كرده و موم شكل گرفته را از آن خارج مي كنيم.

 

پوشاندن مدل:

به پوشش نسوزي كه به روي شكل كشيده مي شود كه قالب را تكميل كند و به آن پوشاننده مي گويند. و در دو مرحله انجام مي گيرد.

پوشانده اوليه از رنگ كردن يا فرو بردن شكل در آبي كه مخلوطي از سديم سليكات و اكسيد كروميك و آرد زارگون است تشكيل شده قبل از خشك شدن پوشش معمولاً مقداري پودر خاك نرم روي آن ريخته، براي پوشاندن و زمينه را براي پوشاندن نهائي فراهم مي كند. بعد از خشك شدن يك قالب فلزي دور شكل پوشيده شده مي گيرند و با پوشش دوم كه معمولاً از موادي كه آب با آلومينيوم گداخته شده يا خاك رس مذاب تشكيل شده پر مي كنند. براي اطمينان مواد نسوز دور اولين لايه پوشش را فرا مي گيرد و معمولاً قالب را تكان مي دهند. قالب را در كوره با درجه حرارت كم قرار مي دهند تا اينكه هم پوشش سخت مي شود و هم موم ذوب مي شود و از قالب خارج مي شود كه در دفعات بعد استفاده شود. اين مراحل معمولاً 8 ساعت در دماي 95 درجه سانتيگراد طول مي كشد. زمان و حرارت دقيقاً به نوع جنس موم بستگي دارد. سپس درجه حرارت تا 1000 درجه سانتيگراد افزايش مي يابد. تا اينكه قالب كاملاً سخت شده و هيچگونه اثري از موم باقي نماند. قالب براي قالبگيري آماده است. (در شكل 4-2)

 

قالب گيري فلز:

زمانيكه قالب گرم است آنرا در كوره اي كه با برق گرم مي شود و مواد مذاب در آن موجود است قرار مي دهند (شكل 5-2) در درجه حرارت مناسب كوره را بر عكس كرده تا مواد مذاب وارد قالب شود. براي اطمينان از اينكه مواد مذاب درون تمام حفره‌ها را پر كرده، معمولاً مواد را با فشار زياد تزريق مي كنند. بصورتيكه تمام جزئيات نشان داده شود. سپس بعد از سرد شدن (انجماد) قالب كوره به حالت اوليه برگردانده مي شود و قالب برداشته مي شود. سپس با چكش هاي بايد و قلم مواد را از قالب خارج 

مي كنند.

 

مزاياي پوشاندن قطعه:

برتريهاي اين رويه بطور خلاصه در زير توضيح داده شده است.

الف ) اين نوع قالب گيري دقت دقيقي دارد و با تلرانس 8/0+ ميلي متر ممكن است.

ب ) سطح صيقلي بسيار مناسبي دارد كه ديگر به صاف كاري احتياج ندارد و اين در قالب گيريهائي كه با فلز درست مي شوند و سخت هستند مهم مي باشد، براي عمليات دوباره صاف كاري (آلياژهاي كروم و نيكل) در پروانه توربينها استفاده مي شود.

برتريهاي اين رويه بطور خلاصه در زير توضيح داده شده است.

الف) اين نوع قالب گيري دقت دقيقي دارد و با تلرانس 8/0 + ميلي متر ممكن است. 

ب) سطح صيقلي بسيار مناسبي دارد كه ديگر به صاف كاري احتياج ندارد و اين در قالب گيريهائي كه با فلز درست مي شوند و سخت هستند مهم مي باشد، براي عمليات  دوباره صاف كاري ( آلياژهاي كروم و نيكل ) در پروانه توربينها استفاده مي شود. 

ج) از آنجائي كه شكل موم دقيقاً مانند قالب نهائي است و تمام قسمتها مشخص 

مي شود و به قطعات ريز ديگر احتياجي نمي باشد. 

د) قطعات ممكن است در يك واحد درست  بشوند. اگر از روش ديگر استفاده 

مي گرديد، ممكن بود قطعه از چند قسمت تشكيل شود و در كنار همديگر مونتاژ شود. 

شكل اصلي اين رويه اين است كه وسايل و هزينه توليد بسيار بالاست ولي چون تراشكاري اضافي احتياج نمي باشد. مانند قالب گيريهاي ديگر اين هزينه سنگين با صرفه و مورد قبول است. 

قالب ريخته گري فلزي: 

در قالب گيري كه توضيح داديم از پوششهاي مصرفي استفاده مي كنيم. ولي قالبهاي ريخته گري بر مبناي استفاده از قالبهاي فلزي دائمي است كه به اسم قالبها مي باشند. از آنجائيكه طراحي و توليدشان گران است و از ماشين هاي گران قيمت استفاده مي شود. اين روش زماني اقتصادي است كه در حجم زياد توليد شود. 

فلزقالب ريخته گري فلز: 

فلز مورد استفاده براي قالب ريخته گري بطور كلي محدود به گروهي از فلزات غير آهني است، بدين ترتيب براي مدت زيادي عمر مي كنند كه نقطه ذوب آنها پايين تر از آلياژها است. 

دو شرط در اين است كه بايد سياليت خوب داشته باشند و در ضمن در برابر «تردي داغ» هم حساس نباشد. تردي داغ عبارتي است كه براي توصيف تردي قطعات ريختگي در دماي بالا به كار مي رود آلياژهاي مورد استفاده شامل آلياژهاي پايه آلومينوم روي منيزيم قلع و سرب و به مقدار محدودي برنج و برنز هستند تا كنون رايج ترين فلزات مورد استفاده در اين روش آلياژهاي پايه آلومينيوم به صورت زير است:

مس 4% سيلسيم 5% آهن 3% نيكل 2% و منيزيم 5/0% از قطعات ريخته گري تحت فشار آلومينيوم در جاهايي استفاده مي شود كه نسبت به استحكام به وزن بالايي موردنياز است يك آلياژ پايه روي معمولي شامل 4% آلومينيوم 7/2% مس و 3% منيزيم است اين آلياژ خواص ريخته گري خوبي دارد و به علاوه اين مزيت را هم دارد كه دماي ريخته گري آن در مقايسه با آلياژهاي پايه قلع و سرب محدود است كاربرد اصلي آنها در ساخت ياتاقانهاي فشار پايين و قطعاتي ديگر است كه در آنها استحكام يك فاكتور با اهميت نيست آلياژهاي منيزيم كه گاهي اوقات با نام تجاري Elektron شناخته مي شوند در بين آلياژهاي فوق از همه سبكتر هستند و در جايي استفاده مي شود كه مسئله وزن و مقاومت در برابر خوردگي بهترين ملاحظات موجود باشند.

فرآيند داي كست (ريخته گري تحت فشار)

ريخته گري تحت فشار به طور عمده شامل دو نوع فرايند است.

1) ثقلي  2) فشار بالا (تحت فشار)

 

داي كست ثقلي:

اين فرآيند شبيه به ريخته گري ماسه است با اين تفاوت كه قالب از چدن يا از فولادهاي آلياژهاي مخصوص ساخته مي شوند در اينجا هم بايد از سيستم راه گاهي استفاده كرد اما از آنجا كه بر خلاف ريخته گري ماسه نمي توان قالب را پس از استفاده خُرد كرد بايد قالب را به گونه اي استفاده كرد كه بتوان دو تكه آن را از هم جدا كرد و قطعه را خارج نموده ساده ترين قالب مورد استفاده در اين روش از دو لنگه قالب تشكيل مي شود اما به دليل پيچيدگي بسياري از قطعات قالب بايد طوري طراحي شود كه تعدادي قطعات متحرك و قابل جداشدن هم داشته باشد و ماهيچه هاي هم درون آن قرار گيرد در هر حال طراح قابل سعي مي كند كه تعداد اين گونه قطعات را به حداقل برساند تا هم هزينه قالب كاهش يابد وهم زمان سر هم كردن قالب قبل از ريختن مذاب بعدي كمتر شود علاوه بر پيش بيني براي جبران انقباض ناشي از انجماد و سرد شدن، طراح بايد سيستم تهويه مناسبي را هم در نظر بگيرد تا از ايجاد تخلخل و حفره در قطعه جلوگيري شود.

سيستم تهويه يا همان راه خروج هوا را معمولا با ايجاد شيارهايي در فصل مشترك دو لنگه قالب (با عمق تقريبي mm5/0) ايجاد مي كنند كه موقعيت و تعداد آنها به طبيعت و پيچيدگي قطعه ريختگي بستگي دارد.

براي اينكه مذاب خيلي سريعتر منجمد نشود، قالب را پيشگرم مي كنند (تقريباً با c200) البته پيشگرم كردن قبل از اولين مذاب ريزي انجام مي شود. بعد از ريختن اولين مذاب در هر مرحله حرارت ناشي از فلزات مذاب به اندازه كافي قالب را براي مراحل بعد گرم كرده از آنجا كه از قالبهاي فلزي استفاده مي شود مي توان به دقت ابعادي و كيفيت سطحي بهتري نسبت به قطعات حاصل از ريخته گري در قالبهاي ماسه اي دست پيدا كرد.

داي كست تحت فشار (فشار بالا):

در اين روش فلزات مذاب با فشار بسيار زياد به دال يك قالب فلزي بسته تزريق 

مي شوند در مقايسه با داي كست ثقلي داي كست تحت فشار مزيتهاي زير را دارد

1- مي توان سطوح نازكتر و جزئيات بيشتري را توليد كرد.

2- كيفيت سطحي و ابعادي بهتري به دست مي آيد

3- ساختار دانه بندي بهتري به دليل فلز تحت فشار به دست مي آيد داي كست تحت فشار به دو دسته تقسيم مي شود.

1- فرآيند محافظ سرد

2- فرآيندمحافظ داغ

انتخاب روش داي كست تحت فشار عمدتاً به نوع فلزي كه قرار است ريخته گري شود و آهنگ توليد مورد نياز بستگي دارد فرآيند محافظ سرد:

مشخصات اصلي و عمده ماشينهاي محفظه سرد در شكل 6-2 نشان داده شده فلز مذاب به صورت دستي در سيلندر تزريق ريخته مي شود و پس از آنها به وسيله بازوهاي هيدروليكي به داخل محفظه قالب تزريق مي شود.

 

فشار مورد استفاده در تزريق بسته به حجم و نوع فلز تزريقي مي كند اما معمولا در محدوده 14 تا mn/m 70 قرار دارد.

بعد از انجماد و سرد شدن قالب باز مي شود و قطعه معمولا به وسيله پينهاي بيرون انداز بيرون انداخته مي شود فلزات مورد استفاده در اين روش شامل آلياژها پايه آلومينيوم و منيزيم برنج و برنز هستند.

فرآيند محفظه داغ: در شكل 7-2 نشان داده شده ماشين اين فرآيند معمولا يك سيلندر تزريق دارد كه داخل پاتيل فلز مذاب قرار دارد.

 

در عمل بازوي هيدروليكي جابجا مي شود تا مقداري فلز مذاب به درون سيلندر تزريق وارد شود و پس از آن به درون قالب تزريق 5/2 تا mn/m5/3 است وقتي قطعه منجمدشد، قالب باز و قطعه خارج مي شود معمولا بازكردن، بستن و تزريق در يك سيكل اتوماتيك قرار داده مي شود و با يك ماشين تمام اتوماميك مي تواند 2000 قطعه در ساعت توليد كرد. آلياژهاي پايه آلومينوم به ندرت با روش محفظه داغ ريخته گري مي شوند چون آلومينيوم با پاتيل دستگاه واكنش مي دهد. بنابراين فرآيند بيشتر به آلياژهاي روي و منيزيم محدود شده. در مقايسه با فرآيند محفظه سرد، اين روش بسيار سريعتر است. 

 

قالب هاي ريخته گري تحت فشار ( داي كست ):

 طراحي و ساخت قالب هاي داي كست نيازمند مهارت زياد و رعايت استانداردهاي دقيق و نكات هندسي بسيار است به همين دليل ساخت قالب بسيار گران است. اما اين هزينه زياد با تعداد زياد قطعات بايد در برابر سايش مقاوم باشند تا عمر قالب حتي الامكان افزايش يابد به همين دليل فولادهاي آلياژي خاصي توسعه يافته‌اند كه حاوي مقدار زيادي كروم و وانيوم به عنوان عناصر آلياژي اصلي هستند كه در طراحي يك قالب بايد تدابير لازم براي جبران مذاب در حين انقباض ناشي از انجماد در نظر گرفته شود پين‌هاي بيرون انداز هم بايد به گونه اي طراحي شوند كه باعث صدمه خوردن  يا اعوجاج قطعه ريخته شده نشوند سرعت سرد شدن هم مهم است و با استفاده از سيستم آب گرد در قالب تنظيم مي شود. 

عمدتاً از 3 نوع قالب استفاده مي شوند. 

1- تك حفره اي 

2- چند حفره اي 

3- مختلط

قالب هاي تك حفره اي ساده ترين نوع قالب هستند و هدف از طراحي آنها توليد يك قطعه پرسيكل است قلابهاي چند حفره اي داراي تعدادي حفره مشابه هستند و در مواقعي به كار مي روند كه سرعت تولي بالا است با استفاده از قالبهاي چند حفره اي حتي ال 120 قطعه را هم مي توان در يك سيكل توليد كرد قالبهاي مختلف حفره هاي متعدد دارند كه متشابه نيستند  و بطور كلي در مواقعي استفاده مي شوند كه قطعات كوچك يك مجموعه كامل را مي‌خواهند در يك سيكل توليد كنند.

 بسياري از قالب ريزي ها مستلزم خصوصياتي مانند سوراخهاي قلاويز شده و دندانه ها و شيارهاي خاردار مي باشند. كه براي طراحي آنها بايستي ساخته شوند. عليرغم اينكه اين خصوصيات را مي توان در قالب ريزي ماشيني كرد اغلب از لحاظ كاربردي و اقتصادي به صرفه است كه آنها را به شكل  تيغچه اي بسازيم لازم است كه اين انيزرت‌ها ( تيغچه ) كاملاً به فلز محاطي قالب بندي شده وصل شده باشد همانگونه كه در مثال شكل (8-2) نشان داده شده است. اين مسأله نيز مهم است كه اطمينان حاصل 

نمائيم كه اينزرت ها به گونه اي در قالبها قرار دارند كه بوسيله فلز ذوب شده تغيير مكان ندهد. 

 

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.