فایل PowerPoint (اسلاید ها) بررسی سیستم های اندازه گیری

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

بخشی از متن فایل PowerPoint (اسلاید ها) بررسی سیستم های اندازه گیری :

ریخته گری و متالوژی پودر:

مقدمه: ریخته گری در اشكال مختلف آن یكی از مهمترین فرایندهای شكل دهی فلزات می باشد. گرچه روش ریخته گری ماسه ای یك فرایند متنوع بوده و قادر به تولید ریخته با اشكال پیچیده از محدوده زیادی از فلزات می باشد، ولی دقت ابعادی و تشكیل سطح مختلف ساخته شده به این روش نسبتاً ضعیف می باشد. علاوه بر این ریخته گری ماسه ای عموماً برای حجم تولید بالا مناسب نمی باشد. به ویژه در جایی كه ریخته ها احتیاج به جزئیات دقیق دارد، جهت از بین بردن این محدودیت ها فرایندهای ریخته‌گری دیگری كه هزینه تولید كمتری هم دارند به وجود آمده اند، این روش شامل:

(i) قالب گیری پوسته‌ای

( ii ) قالب‌گیری بسته‌ای

(iii ) دای كاست یا ( ریخته گری حدیده ای كه علاوه برفرآیندهای ریخته گری شكل دهی قطعات با استفاده از پودرهای فلزی نیز شامل این فصل می باشد.

قالب گیری پوسته ای: این فرآیند را می توان به عنوان فرآیند گسترش داده شده ریخته گری ماسه ای دانست. اصولاً این روش از 2 نیمه مصرف شدنی قالب یا پوسته قالب از ماسه مخلوط شده با یك چسب مناسب جهت ایجاد استحكام در برابر وزن فلز ریخته شده، پخته شده است تشكیل می شود.

شكل دهی پوسته:

برای تشكیل پوسته ابتدا یك نیم الگوی فلزی ساخته می شود كه معمولاً از جنس فولاد یا برنج می باشد و به صفحه الگو چسبانده می شود. یك الگوی راه گاه بر روی این صفحه تعبیه می شود. بر روی الگو یك زاویه 1 تا 2 درجه برای راحت جدا شدن ایجاد می شود. همچنین بر روی صفحه الگو دستگیره هایی برای جدا كردن صفحات ایجاد می شود.

پخت جزعی: این مجموعه تا درجه حرارت در كوره یا توسط هیترهای مقاوم الكتریكی كه در داخل الگو نصب شده اند گرم می شوند. از هر كدام از روشهای حرارت دهی كه استفاده شده باشد صفحه الگو به جعبه های ماسه مخلوط شود. با چسب تر متوسط متصل می شود این جعبه سپس وارونه شده تا مخلوط ماسه و چسب بر روی الگوی حرارت دیده ریخته شود تا رزین یا چسب ذوب شده و باعث چسبیدن ماسه شود. پس از 10 تا 20 ثانیه را برگردانده تا یك لایه ( حدوداً نیمه پخته شده پوسته كه به الگو چسبیده باقی بماند.

پخت نهایی و ریزش:

مجموعه صفحه الگو به همراه پوسته به داخل كوره براه شده تا پخته نهایی در درجه حرارت 300 الی در مدت زمان 1 الی 5 دقیقه صورت گیرد. زمان و درجه حرارت دقیق جهت این كار بستگی به نوع رزین مصرف شده دارد. پس از پخت پوسته از صفحه الگو جدا می شود هر دوی پوسته ها به این روش ساخته می شود. و قالب به هم چسباندن 2 نیمه توسط چسب یا كلمپ یا پیچ كامل می شود.


قالب همگون آماده ریختن می باشد. در جاهایی كه احتیاج به قسمتهای تو خالی
می باشد. فنری قرار داده می شود و این ماسه مشابه روش ریخته گری ماسه ای انجام
نمی شود. مراحل ساخت یك پوسته قالب در شكل (1. 2) نشان داده شده است.

مراحل تهیه و ساخت قالب گری پوسته ای:

در مقایسه با روش ریخته گری ماسه ای قالب گیری پوسته ای دارای مزایای زیر
می باشد:

a) دقت ابعادی بهتر یا تلرانس ( ).

b) تكمیل سطح بهتر یا قابلیت دوباره تولید جزئیات دقیق تر.

c) این فرآیند جهت كاركردهای غیر ماهر یا با مهارت كم می توانند استفاده كنند.

اشكال این روش قسمت بالای الگوها و ماسه قالب گیری آنها می باشد. ( هر چند ) چون فرآیند نیمه مكانیزه می باشد زمان تولید یك پوسته قالب در مقایسه با ساخت یك قالب برای ریخته گری ماسه ای به صورت قالب ملاحظه ای كمتر می باشد. بنابراین این فرآیند جهت تولید ریخته اثر بالا كه هزینه های اولیه در آن قابل جبران می باشد مناسب می باشد.

قالب گیری Invesment ) (بسته‌ای)

این روش ریخته گری قدمتی مانند ریخته گری ماسه ای دارد توسط قدیمیان جهت ساخت قطعات با جزئیات دقیق مانند دسته شمشیر و جواهرات مورد استفاده قرار گرفته است. در طول قرن ها این فرآیند محدود شده بود به مجسمه های برنزی و به درستی تنی فرآیندی است كه امروزه در این حرفه مورد استفاده قرار می گیرد در پانزده سال اولیه این قرن بوده كه قالب گیری Invesmemt جهت فرآیندهای صنعتی به ویژه در جابه جائی كه ریخته ها با دقت ابعادی و تكمیل سطح بالا مورد نیاز است مناسب تشخیص داده شده.

اساساً رویه فوم از مراحل ساختن و شكل دادن تشكیل شده است كه از مواد نسوز (مقاوم در مقابل حوادث ) برای شكل دادن قالب پوشانده می شود.

وقتی پوشانده سخت می شود فوم مذاب از حفره های قالب بیرون زده و از آهن مذاب پر می شود. زمانی كه آهن مذاب به درجه انجماد رسید و قالب نسوز شكسته
شد، چدن ریخته گری ظاهر می شود.

I) مدل ساخته می شود. II) مدل پوشانده می شود. III ) آهن ریخته گری می شود.

ساختن مدل

برای رویه فوم به یك قالب دو نیمه ای لازم است كه اساساً از یك یا دو روش زیر ساخته می شود.

1) زمانیكه انتظار دوام طولانی داشته باشیم، قالبها معمولاً از آهن، استیل، برنج، آلومینیوم ساخته می شوند. شكل معكوس قالب را در فلز تراش داده و آن را برای راحتی انقباض مقداری بزرگ می سازند، كه مقدار دقت و مهارت در این مرحله خیلی بالاست. دقیقاً مانند مرحله ساخت قالبهای پلاستكی.


2) اگر دوام قالب مهم نباشد. از قالبهای ارزانی كه با آلیاژ های نقطه ذوب پائین ساخته شده استفاده می شود. مراحل در شكل (2-2) نشان داده شده است.

اولین لازمه قالب اصلی است كه از برنج یا استیل ساخته شده است كه از سطح صاف و صیقلی ساخته شده، برای انقباض موم مقداری اندازه آن را بزرگ می سازند. شكل تا

عمق نصف قالب داخل ماسه فرو می رود و قالب استیلی دور بقیه شكل قرار داده میشود و با آلیاژهای بانقطه ذوب پائین 19 درجه سانتیگراد پر میشود.

پس از انجماد شدن آلیاژ دو نیمه قالب از هم جدا می شود و ماسه اطراف آن عوض میشود با همان آلیاژ نقطه ذوب پائین مانند قبل.

هر كدام از روشهای ساخت نوع قالب استفاده شده را معین می كند. و پس از انتخاب موم گداخته شده را داخل آن تزریق می كنیم و آن را مونتاژ می كنیم. بعد از انجماد موم قالب را دو نیمه كرده و موم شكل گرفته را از آن خارج می كنیم.

پوشاندن مدل:

به پوشش نسوزی كه به روی شكل كشیده می شود كه قالب را تكمیل كند و به آن پوشاننده می گویند. و در دو مرحله انجام می گیرد.

پوشانده اولیه از رنگ كردن یا فرو بردن شكل در آبی كه مخلوطی از سدیم سلیكات و اكسید كرومیك و آرد زارگون است تشكیل شده قبل از خشك شدن پوشش معمولاً مقداری پودر خاك نرم روی آن ریخته، برای پوشاندن و زمینه را برای پوشاندن نهائی فراهم می كند. بعد از خشك شدن یك قالب فلزی دور شكل پوشیده شده می گیرند و با پوشش دوم كه معمولاً از موادی كه آب با آلومینیوم گداخته شده یا خاك رس مذاب تشكیل شده پر می كنند. برای اطمینان مواد نسوز دور اولین لایه پوشش را فرا می گیرد و معمولاً قالب را تكان می دهند. قالب را در كوره با درجه حرارت كم قرار می دهند تا اینكه هم پوشش سخت می شود و هم موم ذوب می شود و از قالب خارج می شود كه در دفعات بعد استفاده شود. این مراحل معمولاً 8 ساعت در دمای 95 درجه سانتیگراد طول می كشد. زمان و حرارت دقیقاً به نوع جنس موم بستگی دارد. سپس درجه حرارت تا 1000 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. تا اینكه قالب كاملاً سخت شده و هیچگونه اثری از موم باقی نماند. قالب برای قالبگیری آماده است. (در شكل 4-2)

قالب گیری فلز:

زمانیكه قالب گرم است آنرا در كوره ای كه با برق گرم می شود و مواد مذاب در آن موجود است قرار می دهند (شكل 5-2) در درجه حرارت مناسب كوره را بر عكس كرده تا مواد مذاب وارد قالب شود. برای اطمینان از اینكه مواد مذاب درون تمام حفره‌ها را پر كرده، معمولاً مواد را با فشار زیاد تزریق می كنند. بصورتیكه تمام جزئیات نشان داده شود. سپس بعد از سرد شدن (انجماد) قالب كوره به حالت اولیه برگردانده می شود و قالب برداشته می شود. سپس با چكش های باید و قلم مواد را از قالب خارج
می كنند.

مزایای پوشاندن قطعه:

برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.

الف ) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس 8/0+ میلی متر ممكن است.

ب ) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد كه دیگر به صاف كاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی كه با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف كاری (آلیاژهای كروم و نیكل) در پروانه توربینها استفاده می شود.

برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.

الف) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس 8/0 + میلی متر ممكن است.

ب) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد كه دیگر به صاف كاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی كه با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف كاری ( آلیاژهای كروم و نیكل ) در پروانه توربینها استفاده می شود.

ج) از آنجائی كه شكل موم دقیقاً مانند قالب نهائی است و تمام قسمتها مشخص
می شود و به قطعات ریز دیگر احتیاجی نمی باشد.

د) قطعات ممكن است در یك واحد درست بشوند. اگر از روش دیگر استفاده
می گردید، ممكن بود قطعه از چند قسمت تشكیل شود و در كنار همدیگر مونتاژ شود.

شكل اصلی این رویه این است كه وسایل و هزینه تولید بسیار بالاست ولی چون تراشكاری اضافی احتیاج نمی باشد. مانند قالب گیریهای دیگر این هزینه سنگین با صرفه و مورد قبول است.

قالب ریخته گری فلزی:

در قالب گیری كه توضیح دادیم از پوششهای مصرفی استفاده می كنیم. ولی قالبهای ریخته گری بر مبنای استفاده از قالبهای فلزی دائمی است كه به اسم قالبها می باشند. از آنجائیكه طراحی و تولیدشان گران است و از ماشین های گران قیمت استفاده می شود. این روش زمانی اقتصادی است كه در حجم زیاد تولید شود.

فلزقالب ریخته گری فلز:

فلز مورد استفاده برای قالب ریخته گری بطور كلی محدود به گروهی از فلزات غیر آهنی است، بدین ترتیب برای مدت زیادی عمر می كنند كه نقطه ذوب آنها پایین تر از آلیاژها است.

دو شرط در این است كه باید سیالیت خوب داشته باشند و در ضمن در برابر «تردی داغ» هم حساس نباشد. تردی داغ عبارتی است كه برای توصیف تردی قطعات ریختگی در دمای بالا به كار می رود آلیاژهای مورد استفاده شامل آلیاژهای پایه آلومینوم روی منیزیم قلع و سرب و به مقدار محدودی برنج و برنز هستند تا كنون رایج ترین فلزات مورد استفاده در این روش آلیاژهای پایه آلومینیوم به صورت زیر است:

مس 4% سیلسیم 5% آهن 3% نیكل 2% و منیزیم 5/0% از قطعات ریخته گری تحت فشار آلومینیوم در جاهایی استفاده می شود كه نسبت به استحكام به وزن بالایی موردنیاز است یك آلیاژ پایه روی معمولی شامل 4% آلومینیوم 7/2% مس و 3% منیزیم است این آلیاژ خواص ریخته گری خوبی دارد و به علاوه این مزیت را هم دارد كه دمای ریخته گری آن در مقایسه با آلیاژهای پایه قلع و سرب محدود است كاربرد اصلی آنها در ساخت یاتاقانهای فشار پایین و قطعاتی دیگر است كه در آنها استحكام یك فاكتور با اهمیت نیست آلیاژهای منیزیم كه گاهی اوقات با نام تجاری Elektron شناخته می شوند در بین آلیاژهای فوق از همه سبكتر هستند و در جایی استفاده می شود كه مسئله وزن و مقاومت در برابر خوردگی بهترین ملاحظات موجود باشند.

فرآیند دای كست (ریخته گری تحت فشار)

ریخته گری تحت فشار به طور عمده شامل دو نوع فرایند است.

1) ثقلی 2) فشار بالا (تحت فشار)

دای كست ثقلی:

این فرآیند شبیه به ریخته گری ماسه است با این تفاوت كه قالب از چدن یا از فولادهای آلیاژهای مخصوص ساخته می شوند در اینجا هم باید از سیستم راه گاهی استفاده كرد اما از آنجا كه بر خلاف ریخته گری ماسه نمی توان قالب را پس از استفاده خُرد كرد باید قالب را به گونه ای استفاده كرد كه بتوان دو تكه آن را از هم جدا كرد و قطعه را خارج نموده ساده ترین قالب مورد استفاده در این روش از دو لنگه قالب تشكیل می شود اما به دلیل پیچیدگی بسیاری از قطعات قالب باید طوری طراحی شود كه تعدادی قطعات متحرك و قابل جداشدن هم داشته باشد و ماهیچه های هم درون آن قرار گیرد در هر حال طراح قابل سعی می كند كه تعداد این گونه قطعات را به حداقل برساند تا هم هزینه قالب كاهش یابد وهم زمان سر هم كردن قالب قبل از ریختن مذاب بعدی كمتر شود علاوه بر پیش بینی برای جبران انقباض ناشی از انجماد و سرد شدن، طراح باید سیستم تهویه مناسبی را هم در نظر بگیرد تا از ایجاد تخلخل و حفره در قطعه جلوگیری شود.

سیستم تهویه یا همان راه خروج هوا را معمولا با ایجاد شیارهایی در فصل مشترك دو لنگه قالب (با عمق تقریبی mm5/0) ایجاد می كنند كه موقعیت و تعداد آنها به طبیعت و پیچیدگی قطعه ریختگی بستگی دارد.

برای اینكه مذاب خیلی سریعتر منجمد نشود، قالب را پیشگرم می كنند (تقریباً با c200) البته پیشگرم كردن قبل از اولین مذاب ریزی انجام می شود. بعد از ریختن اولین مذاب در هر مرحله حرارت ناشی از فلزات مذاب به اندازه كافی قالب را برای مراحل بعد گرم كرده از آنجا كه از قالبهای فلزی استفاده می شود می توان به دقت ابعادی و كیفیت سطحی بهتری نسبت به قطعات حاصل از ریخته گری در قالبهای ماسه ای دست پیدا كرد.

دای كست تحت فشار (فشار بالا):

در این روش فلزات مذاب با فشار بسیار زیاد به دال یك قالب فلزی بسته تزریق
می شوند در مقایسه با دای كست ثقلی دای كست تحت فشار مزیتهای زیر را دارد

1- می توان سطوح نازكتر و جزئیات بیشتری را تولید كرد.

2- كیفیت سطحی و ابعادی بهتری به دست می آید

3- ساختار دانه بندی بهتری به دلیل فلز تحت فشار به دست می آید دای كست تحت فشار به دو دسته تقسیم می شود.

1- فرآیند محافظ سرد

2- فرآیندمحافظ داغ

انتخاب روش دای كست تحت فشار عمدتاً به نوع فلزی كه قرار است ریخته گری شود و آهنگ تولید مورد نیاز بستگی دارد فرآیند محافظ سرد:

مشخصات اصلی و عمده ماشینهای محفظه سرد در شكل 6-2 نشان داده شده فلز مذاب به صورت دستی در سیلندر تزریق ریخته می شود و پس از آنها به وسیله بازوهای هیدرولیكی به داخل محفظه قالب تزریق می شود.

فشار مورد استفاده در تزریق بسته به حجم و نوع فلز تزریقی می كند اما معمولا در محدوده 14 تا mn/m 70 قرار دارد.

بعد از انجماد و سرد شدن قالب باز می شود و قطعه معمولا به وسیله پینهای بیرون انداز بیرون انداخته می شود فلزات مورد استفاده در این روش شامل آلیاژها پایه آلومینیوم و منیزیم برنج و برنز هستند.

فرآیند محفظه داغ: در شكل 7-2 نشان داده شده ماشین این فرآیند معمولا یك سیلندر تزریق دارد كه داخل پاتیل فلز مذاب قرار دارد.

در عمل بازوی هیدرولیكی جابجا می شود تا مقداری فلز مذاب به درون سیلندر تزریق وارد شود و پس از آن به درون قالب تزریق 5/2 تا mn/m5/3 است وقتی قطعه منجمدشد، قالب باز و قطعه خارج می شود معمولا بازكردن، بستن و تزریق در یك سیكل اتوماتیك قرار داده می شود و با یك ماشین تمام اتومامیك می تواند 2000 قطعه در ساعت تولید كرد. آلیاژهای پایه آلومینوم به ندرت با روش محفظه داغ ریخته گری می شوند چون آلومینیوم با پاتیل دستگاه واكنش می دهد. بنابراین فرآیند بیشتر به آلیاژهای روی و منیزیم محدود شده. در مقایسه با فرآیند محفظه سرد، این روش بسیار سریعتر است.

قالب های ریخته گری تحت فشار ( دای كست ):

طراحی و ساخت قالب های دای كست نیازمند مهارت زیاد و رعایت استانداردهای دقیق و نكات هندسی بسیار است به همین دلیل ساخت قالب بسیار گران است. اما این هزینه زیاد با تعداد زیاد قطعات باید در برابر سایش مقاوم باشند تا عمر قالب حتی الامكان افزایش یابد به همین دلیل فولادهای آلیاژی خاصی توسعه یافته‌اند كه حاوی مقدار زیادی كروم و وانیوم به عنوان عناصر آلیاژی اصلی هستند كه در طراحی یك قالب باید تدابیر لازم برای جبران مذاب در حین انقباض ناشی از انجماد در نظر گرفته شود پین‌های بیرون انداز هم باید به گونه ای طراحی شوند كه باعث صدمه خوردن یا اعوجاج قطعه ریخته شده نشوند سرعت سرد شدن هم مهم است و با استفاده از سیستم آب گرد در قالب تنظیم می شود.

عمدتاً از 3 نوع قالب استفاده می شوند.

1- تك حفره ای

2- چند حفره ای

3- مختلط

قالب های تك حفره ای ساده ترین نوع قالب هستند و هدف از طراحی آنها تولید یك قطعه پرسیكل است قلابهای چند حفره ای دارای تعدادی حفره مشابه هستند و در مواقعی به كار می روند كه سرعت تولی بالا است با استفاده از قالبهای چند حفره ای حتی ال 120 قطعه را هم می توان در یك سیكل تولید كرد قالبهای مختلف حفره های متعدد دارند كه متشابه نیستند و بطور كلی در مواقعی استفاده می شوند كه قطعات كوچك یك مجموعه كامل را می‌خواهند در یك سیكل تولید كنند.

لینک کمکی