دانلود تحقیق اهنگری دقیق

آهنگری دقیق

لغت آهنگری دقیق یک فرآیند مجزای آهنگری نیست تنها به معنایی از آهنگری نزدیک می‌شود.

هدف از این نگرش تولید یک شکل خالص است یا حداقل نزدیک به آن در مقایسه با قطعه آهنگری شده.

عبارت خالص نشان دهنده عدم نیاز به ماشینکاری یا فرآیندهای نهائی کردن سطح آهنگری شده می‌باشد.

بنابراین یک شکل خالص آهنگری شده به هیچ کار اضافی در هیچ یک از سطوح آهنگری شده نیازی ندارد.

گرچه اعمال ثانوی ممکن است برای ایجاد سوراخها، رزوه ها و جزئیاتی از این دست نیاز باشد.

یک آهنگری نزدیک به خالص می‌تواند برخی سطوح و نه در تمام آنها تنها نیاز به یک ماشینکاری حداقل یا نهائی کاری داشته باشد.

آهنگری دقیق گاهی با آهنگری تلرانس بسته یاد می‌شود تا تا کیدی داشته باشد به هدف بدست آمده.

فقط در طی عملیات آهنگری ابعاد و دقت نهائی سطوح مورد نیاز است در قطعه تمام شده.

فرآیند های آهنگری سرد به صورت سنتی، دقیق تلقی می‌شوند.

ودر مباحث اکستروژن سرد در باره آن بحث خواهد شد.در این جلد درباره جزئیات صحبت نخواهد شد.

به صورت مشابه فرآیند های آهنگری پودری نیز در گروه آهنگریهای دقیق طبقه بندی می‌شوند.

(مبحث آهنگری پودری را ببینید) باید توجه شود که آهنگری پودری تنها هنگامی‌اقتصادی است که تهیه قطعه از یک توده خام قابل انجام نباشد.

در بیشتر مواقع سعی شده دقت بیشتری روی فرآیند های سرد انجام شود.

بطور سنتی آهنگریهای گرم جز فرآیندها ی دقیق به شمار نمی‌روند.

آهنگری نیم گرم حالتی است که در زیر دمای تک فاز انجام شود و مزایای هر دو روش آهنگری سرد وگرم را دارا می‌باشد.

مثالهای این مبحث روی آهنگری فولاد متمرکز شده است.

اطلاعات جزئی تر مربوط به آهنگری دقیق آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم نیز در مبحث آهنگری آلیازهای آلومینیوم و آهنگری آلیاژهای تیتانیوم قابل دستیابی است.

مزایای آهنگری دقیق:
در ارتباط با مشکلات دسترسی به تلرانسهای بسته و کیفیت سطح قابل قبول آهنگری گرم به صورت سنتی با یک وسعت ماشینکاری طراحی شده اند (در حدود3mm یا بیشتر).

انگیزه برای آهنگری دقیق حذف ویا کاهش فرآیند گران ماشینکاری است این هزینه ها نه تنها قیمت ماشینکاری است که هزینه مواد براده شده نیز شامل می‌شود.

صرفه جوئی ناشی از مواد به وضوح صرفه جوئی ناشی از ماشینکاری نکردن نیست ولی می‌تواند لحاظ شود.

وزن یک قطعه که به صورت سنتی آهنگری شده است اغلب دو برابروزن قطعه تمام شده ماشینکاری شده است.

و این مربوط به نوع قالبهائی است که استفاده می‌شود.

یک مطالعه انجام شده توسط انجمن صنعتی آهنگری تخمین زد که حدود 20 تا 40 درصد وزن هر قطعه آهنگری شده پرت می‌باشد.

گرچه گاهی اوقات جهت اطمینان از پر شدن قالب در تمامی‌گوشه ها این پرت ها ضروری است.

در طراحی دقیق این پرتها کاهش داده شده ویا گاها حذف می‌شوند.(مثال 1 را ببینید).

علت دیگر جهت استفاده از آهنگری دقیق این است که خواص یک قطعه آهنگری دقیق شده اغلب از ماده ای که پس از آهنگری معمولی ماشینکاری می‌شود بهتر است.

واین به علت ساختار مولکولی در این فرآیند است.

و مزیت دیگر استفاده از آهنگری دقیق در کارگا ه های تولید ی، نرخ بالاتر تولید آن است.

کاربرد آهنگری دقیق : پس از اینکه تصمیم بر این گرفته شود که یک قطعه باید به روش آهنگری تولید شود باید یا به روش سنتی ویا به روش دقیق انجام شود.

وتمام قطعات قرار نیست به روش دقیق انجام شوند.

و همینطور که قبلا گفته شد دقت یک فرآیند آهنگری بستگی به دقت نهائی تولید، هندسه مورد نیاز، تلرانسهای ابعادی وکیفیت سطح دارد.

این نیازها باید برای هرقطعه تشخیص داده شوند.

اثر این نیازها در پارامترهای تولید باید در تحلیل طراحی مورد نظر قرار گیرد.

ماهیت فرآیند آهنگری بازه وسیع هندسی قطعات مورد استفاده خواص مشخصه این فرآیند هستند.

فرضیات هندسی : فرض اولیه براین است که آهنگری باید قابلیت این را داشته باشد که پس از عملیات، به راحتی قطعه جدا شود.

پس قطعات با شیب منفی نمی‌توانند بااین فرآیند تولید شوند.

علاوه بر این صفحات موازی با محور آهنگری اغلب نیروه های اصطکاکی زیادی هنگام فورج قطعه ایجاد می‌کنند.

بنابراین آهنگری اغلب با اضافه کردن مقداری شیب به اینچنین سطوحی انجام می‌شود.

واین ایجاد زاویه نیز مسائلی ایجاد می‌کند.

ـ ظرفیت مکانیزم خروجی وسایل آهنگری که بار مورد نیاز را تهیه می‌کند.

ـ کشش مواد قطعه در دمای خروجی، قطعه باید بار مورد نیاز جهت خروج را تحمل کند.

ـ خوردگی قالب وصدمه دیدن سطح قطعه ممکن است بخاطر اصطکاک اتفاق بیافتد.

فیزیک جریان فلز طی عملیا ت آهنگری همچنین کاربرد های آهنگری دقیق را محدود می‌کند.

بعنوان مثال برای فلزات این امکان وجود ندارد که تیغه های نازک ویا گوشه های تیز را پر کنند.

علاوه بر این نیروهای زیاد در قالب نیز ممکن است باعث بروز مشکلات در جریان فلز شود.

خنک شده قطعه توسط قالب نیز جریان فلز را محدود می‌کند.

واین یکی از دلایل استفاده از آهنگری قالب داغ یا هم دما می‌باشد.

(قسمت آهنگری در قالب داغ ـ هم دما را ببینید) و همچنین جریان فلز در آهنگری دقیق نیز می‌تواند باعث بروز مشکلاتی بشو د.

دیدگاه اقتصادی : دید گاه های اقتصادی نیز کاربردهای آهتگری دقیق را تحت تاثیر قرار میدهد.

اگر تنها قیمت فرآیند آهنگری در نظر گرفته شود آهنگری دقیق عموما از نوع سنتی آن گرانتراست.

این بر عوامل موثر در آهنگری دقیق بر می‌گردد.

که در ادامه در بالا آن بحث خواهد شد.

که مقدار زیاذی از آنها در آهنگری سنتی صرف نظر میشوند.

اگر تعداد قطعات کم باشد استفاده از آهنگری دقیق اقتصادی نیست.

آهنگری دقیق هنگامی‌جالب تراست که هدف تولید قطعه ای با سطوح پیچیده و مشکل جهت ماشینکاری است.

واین روش از لحاظ هزینه قابل مقایسه با فرزکاری، تراشکاری ویا سنگ زنی است.

دقت ابعادی قابل وصول با این روش می‌باشد ودر بعضی مواقع دقتهای بهتر نیز بدست آمده است.

و دوباره اگر مقایسه ای انجام شود بین قطعه ای که با آهنگری دقیق تمام سطوح آن نهائی شده است با قطعه های که نیاز به ماشینکاری دارد.

نقع این روش مشخص می‌شود.

دیدگاه طراحی قالب : طراحی ابزار جهت آهنگری باید شامل تحلیل تمامی‌اثراتی که می‌توانند در دقت قرآیند موثر باشد بگردد.

باید در نظر گرفته شود که قالب مقداری انبساط انجام می‌دهد به علت تماس با قطعات داغ، وهمین دید گاه باید برای قطعه کار باشد که پس از آهنگری شدن انقباض خواهدداشت.

تاثیرات حرارتی قطعه وقالب تقریب زده شده است.(معادله 1 را ببینید) تغییر شکل ارتجاعی ابزار و وسایل آهنگری حین فرآیند رخ می‌دهد وباید اثر آن روی دقت قطعه در نظر گرفته شود.

در اکثر موارد این تغییر شکل ناچیز می‌تواند صرف نظر شود.

ابعاد قطعه آهنگری شده متناسب با ابعاد حفره قالب کاهش خواهد داشت.

یک لایه روغن نیز روی قالب موجود است که اکثرآن نیز میتواند نادیده گرفته شود.

ضخامت بیشتر روغن باعث جلوگیری از اکسیدا سیون سطحی می‌گردد.

چنانچه قبلا در باره آن بحث شد جریان فلز فرض مهمی‌در آهنگری دقیق می‌باشد.طراحی قالب بایستی طوری باشد که پر شدن تمامی‌حجم قالب را کنترل کند.

کار پذیری قطعه نیز یک مبنای بررسی است.

این امر درآهنگری دقیق بسیار بحرانی تر است چون تغییر شکلهای بیشتری نیاز است تا به دقتهای لازم برسیم.

در عمل لحاظ کردن پارامترهای فوق بسیار مشکل است.

تحلیل دقیق دمای قطعه وقالب نیازمند یک تحلیل دقیق انتقال حرارت است.

محاسبات تغییر شکل ارتجاعی نیازمند داشتن نیروی آهنگری و تحلیل تنش می‌باشد وتحلیل جریان فلز برای طراحی از تمام اینها مشکل تر است.

مدل ریاضی : مدل ریاضی فرآیند آهنگری بر اساس روش اجزا محدود، توسعه پیدا کرده برای کمک به مهندس طراح که نیازمند این تحلیل هاست.

این مدلها در قالب برنامه های کامپیوتری ارائه شده ومی‌تواند نمودارهای تنش ودما را به طراح نشان دهد.

بررسی شبیه سازی و مدل در قسمت (تکنیکهای مدل کردن) آمده است تحلیل آهنگری دقیق بر اساس مدل کامپیوتر مفید است اگر قالب نیز با همین روش طراحی و ساخته شده باشد.

هدف از شکل خالص ویا حداقل نزدیک آن، باعث این خواهد بود که آهنگری دقیق و ابزارهای آن دقیقتر و مشکلتر باشد.

علاوه براین محاسبات دقیق مربوط به حجم وسطح که به طور خودکارتوسط نرم افزار انجام می‌شود در قالبهای آهنگری دقیق بحرانی هستند.

شبیه سازی فیزیکی : شبیه سازی فیزیکی یکی از انتخابها برای شبیه سازی ریاضی آهنگری دقیق توسط کامپیوتراست شبیه سازی فیزیکی ساخت یک مدل و قطعه قالب را در گیر میکند.

بعنوان مثال مشاهد ه جریان یک ما ده خمیری در دمای اتاق مفید واقع شده ه جهت دریافت جریان فلز حین آهنگری قالب در شبیه سازی فیزیکی نوعی مخصوص پلاستیک شفاف است که قادر می‌سازد مارا که مشاهده پیوسته ای از فرآیند داشته باشیم.

الگوهای جریان فلز نیز می‌تواند با استفاده از مداد رنگی مشاهده شود.

شبیه سازی فیزیکی در مبحثی بنام تکنیک های شبیه سازی استفاده شده در آهنگری دقیق بحث شده است.

حتی با استفاده از روشهای تحلیلی با هم نکاتی در ساخت قالب فقط جنبه تجربی داشته ودر کارگاه قابل دسترسی است.

در برخی موارد پارامترهای آهنگری ویا ابعاد حفره قالب می‌تواند تنظیم شود برای دستیابی به دقت های لازم.

میزان توسعه عموما با مقدارزیاد کار تحلیلی افزایش پیدا می‌کند.

راهبرد بهینه برای آهنگری دقیق ایجاد تعادل مابین سعی وخطا در ساخت واستفاده از روشهای تحلیلی است.

نگرش تحلیلی برای حالتی که تجربه ای موجود نیست می‌تواند مفید واقع شود.

نرم افزارهای قدرتمندی نیز جهت این امر موجود می‌باشد واز تلفیق آن با دانش وتجربه می‌تواند به پیش فرضهایی در زمینه ساخت قالبهای آهنگری دقیق دست یافت.

فرضیات کنترل فرآیند : پس از معین کردن یک قطعه برای آهنگری دقیق، در ساخت قالب باید به کنترل فرآیند توجه شود.

ودر ارتباط با عوامل مطرح شده در زیر بایستی حداقل مطالعه صورت گیرد.

دقت قالب : یک آهنگری دقیق نیاز به قالب دقیق دارد.

دقت ابعادی بدست آمده، بهترازدقت ابعادی قالب نخواهد بود.

پس بایستی دقت ساخت قالب از دقت مورد نظرجهت قطعه بالاترباشد.

این همانند کاربرد گیج ها می‌باشد که بایستی دقت ساخت آنها ازآنچه مورد اندازه گیری می‌باشد، بیشترباشد.

پس از ساخت قالب بایستی بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که احتیا جات طراحی را شامل شود یا خیر.

این بازرسی مشکل خواهد بود اگر قالب دارای سطوح منحنی باشد.

و اگر قالب بازرسی نشود، مشکل خواهد بود تا منشا خطاهای بوجود آمده را پیدا کرد.

اساس اندازه گیری توسط گیج برروی قطعات نمی‌تواند برای اندازه گیری قالب مورد استفاده قرار گیرد.

ماشینهای اندازه گیری محوری (cmm) اغلب برای بازرسی قالب استفاده می‌شوند.

برای طراحی قالب لازم است دقت ماشینهای مورد استفاده در ساخت قالب را بداند.

بعنوان مثال : اگر قرار است حفره قالب توسط اسپارک انجام شود دقت الکترود ودقت باربرداری بایستی دانسته شود.

پس از قرارگیری قالب در تولید دقت آن فرق خواهد کرد بعلت وجود فرسایش در سطح قالب واین از عوامل مهم تغییر دقت ابعادی است.

وقتی فرسایش اندک می‌تواند خروج از اندازه مورد نظر را در پی داشته باشد.

هزینه تعمیر قالب ویا جاگذاری هسته جدید بایستی در بعد اقتصادی طراحی دید ه شود.

دقت تنظیم : کنترل جهت وتنظیم قالب در پرس نیز همانقدر مهم است.

نگهدارنده هایی که برای بستن بلوکه های قالب استفاده می‌شوند نیز از درجه اهمیت بالایی برخوردارند.

تنظیم قالب، ضخامت قطعه آهنگری شده را تحت تاثیر قرار می‌دهد و ضخامت، خود جزو عوامل هندسی قطعه است که می‌تواند درجه اهمیت زیادی داشته باشد.

از طرف دیگر ضخامت وحجم نهائی قطعه به یکدیگر وابسته هستند.

از آنجائیکه آهنگری دقیق برای پرت کم ویا بدون پرت طراحی می‌شود، مورد ضخامت کاملا بهرانی است.

اگر تنظیم قالب طوری باشد که پرت درخط جدایش تشکیل شود، در آنصورت گوشه های تیز پر نخواهند شد.

واگر تنظیم از حد معمول دو کف قالب را به هم نزدیکتر کند، قالب صدمه خواهد دید.

دقت ماده اولیه: در آهنگری دقیق یک مرحله ای ماده اولیه، برشی از میلگرد ویا یک مقطع استاندارد دیگر است ولی در نوع برنامه ای یا چند مرحله ای progressive)) محصول هر مرحله ماده اولیه است برای مرحله بعدی.

ولی در هرصورت دقت ماده اولیه اثر مستقیم در دقت محصول هر مرحله دارد.

همانطور که در بالا بحث شد ارتباط تنظیم قالب با حجم ماده اولیه و حجم محصول کاملا بحرانی است.

هنگامی‌که شکل ماده اولیه پیچیده است، گسترش ماده در آن مهم است جهت اطمینا ن از صحت جریان فلز حین فرآیند.

آهنگری دقیق نیاز به ماده اولیه دقیق دارد.

درآهنگری چند مرحله ای، هر مرحله بایستی به عنوان یک فرآیند دقیق در نظر گرفته شود.

حجم همچنین می‌تواند با وزن کردن نیز کنترل شود.

ویا پیش بینی مکانی جهت فرار مواد اضافی در قالب در صورت اضافه بودن مواد به آنجا هدایت شود.

کیفیت سطح ماده اولیه نیز مهم است چرا که می‌تواند کیفیت سطح قالب را تحت شعاع قراردهد.

جلوگیری از اکسید اسیون یکی از عوامل مهم است ودر بخش فرآیند های حرارتی درباره آن بحث شده است.

کیفیت سطوح برش خورده نیز مهم است گرچه گاهی اوقات قالبها طوری طراحی می‌شوند که آن سطوح در سطوح غیر بحرانی محصول واقع شوند.

کنترل ترکیبات شیمیایی وریز ساختارهای متالورژی ماده خام می‌تواند در کاربردها آهنگری دقیق مهم باشد.

بعنوان مثال: هنگام آهنگری، فولاد نباید کربن از دست بدهد وبرای مواد خالص نباید تغییری در ساختارمولکولی آنها حاصل شود.

کنترل روانکاری : از میان تمام متغییرهای آهنگری، روانسازی به سختی قابل اندازه گیری است گرچه روانسازی بعنوان بحرانیترین عامل موفقیت یک فرآیند آهنگری دقیق شناخته شده است.

روانسازی بر نیروی آهنگری، وضعیتی که مواد، حفره قالب را پر می‌کنند، یکنواختی متالورژیکی محصول، ساختارمولکولی و کیقیت سطحی اثر می‌گذارد.

ابزارهای خودکاردراین زمینه موجود است.

کنترل دمای قطعه کار: دمای قطعه کاریک متغییر بحرانی در آهنگری دقیق می‌باشد.

این قسمت به کنترل این عامل می‌پردازد قطعه کار دچار یک تغییر دمای است حین فرآیند آهنگری.

در اکثر موارد دمای قطعه کار، دمای خروجی از کوره درنظر گرفته می‌شود در آهنگری دقیق بایستی روی این دما بین +_10 C تا+_20 C کنترل وجود داشته باشد.

واین بازه کوچکترخواهد شد درمواقعی که دقت بالاتری مورد نیاز است.

عموما نه عملی است ونه لزومی‌دارد که تغییرات دمایی قطعه مستقیما اندازه گیری شود.

قطعه به محض خروج از کوره شروع به از دست دادن دما می‌کند.

نوع انتقال قطعه از کوره تا پرس نیز می‌تواند موثر باشد و در این مرحله می‌توان از ابزارهای خودکار استفاده کرد.

قطعه بیشترسرد می‌شود هنگامی‌که درتماس باقالب قرار می‌گیرد.

این انتقال حرارت به ضریب هدایت گرمایی قطعه وقالب و ضخامت ماه روانسازی بستگی دارد.

هنگام عملیات آهنگری که تما س بیشتر و نزدیکتری بین قطعه و قالب صورت می‌گیرد، این انتقال حرارت بیشتر می‌شود.

بنابر این زمان تماس قالب یا قطعه با اعمال نیرو نیز بر سرد شدن قطعه اثر می‌گذارد.

برای یک قالب با هندسه معلوم زمان تماس با قطعه ثابت است.زمان تماس یک عامل مهم است اگر چه اشکال قالب فرق کند.

در برخی تحلیل های دمایی آهنگری ممکن است ضرورت احساس شود که روی دمای تغییر شکل نیر حساب شود.

درصد بالایی (معمولا بالای 90%) از انرژی مکانیکی فرآیند آهنگری تبدیل به حرارت می‌شود.

و دمای افزایش پیدا می‌کند.

پس دمای قطعه در طی آهنگری بایک تعادل مابین حرارت از دست داده شده به محیط و حرارت تولید شده حین تغییر شکل نتیجه می‌شود.

دمای قطعه دقت آهنگری را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

ـ اثر انقباض حرارتی ـ اثر حرارت بر جریا ن مواد تنش و حالت الاستیک قطعه و قالب ـ اثر حرارت بر خواص روانسازی چنانچه در بالا بحث شد با بررسی طراحی قالب، ابعاد قطعه آهنگری شده مستقیما به حرارت آهنگری وابسته است به علت انقباضات حرارتی.

برای بررسی اثرات حرارتی یک دمای میانگین برای قطعه در نظر گرفته می‌شود.تحلیل انتقال حرارت در آهنگری برای این مقصود توسعه پیدا کرده است.

معادله یک می‌تواند برای تخمین مقدار انبساط حرارت بکاررود.

معادله (1) که درآن D یک بعد خطی، T دما، ضریب انبساط حرارتی می‌باشد.

اندیسهای FوD به Die – Forging باز می‌گردند.

اندیس O به دمای محیط اشاره می‌کند.چنانچه در بالا نشان داده شد دمای قطعه یک مقدار میانگین خواهد بود.

دمای قالب نیز همچنین یک مقدار میانگین میباشد.

اگر انبساط حرارتی برای قطعه و قالب خطی نباشد یک مقدار میانگین بایستی بکار رود.

علاوه بر انقباض حرارتی، درجه حرارت دقت فرآیند + آهنگری را به علت اختلاف جریان تنش در مواد قطعه تحت الشعاع قرار می‌دهند.

هم چنانکه در محث انتخاب فرآیند حرارتی آمده است.

چنانچه در مبحث " فرضیات طراحی قالب" بحث شد دمای آهنگری می‌تواند انتخاب شود و جریان تنش می‌تواند تخمین زده شود.

و مقدار نیروی آهنگری می‌تواند محاسبه شود.

تغییر شکل ارتجاعی قالب در برخی مواد و وسایل آهنگری می‌تواند تخمین زده شود.

و حالت مناسب میتواند در طراحی قالب استفاده شود.

اگر تغییر شکل ارتجاعی مهم باشد تغییر در دمای قطعه رخ دهد، این اهمیت، جریان تنش را تغییر می‌دهد.

جریان تنش بسیارحساس است نسبت به تغییرات دمایی در دماهای بالا.

و جداول جریانهای تنش نیز در دماهای بالا بیشتر هستند.

پس اثرات ارتجاعی پیش از پیش مهم خواهند بود.

دمای قطعه می‌تواند رفتار روانساز را عوض کند.

اهمیت یک روانسازی ثابت برای رسید ن به یک فرآیند دقیق را قبلا متذکر شدیم.

دمای قطعه اثر مهم و خاصی درآفریند روانسازی دارد.

اگر یک پوشش روان کننده بصورت مستقیم روی قطعه پیش از شکل دهی وجود داشته باشد.

اکسید اسیون قطعه اهمیت داشته باشد باید توجه شود که عامل دما می‌تواند موثر باشد.

و در مبحث انتخاب فرآیند های گرمایی درباره آن بحث شده است.

و بطور کلی اکسید اسیون بایستی درآهنگری دقیق مورد توجه قرارگیرد.

کنترل دمای آهنگری می‌توانند کنترل متالورزیکی فرآیند را در برداشته باشد.

فرآیند سخت شدن شکل گیری مجدد شیک بلوری دقیقا با دمای آهنگری در ارتباط است.

جابجائی های متالورزیکی نیز میتواند حین فرآیند آهنگری روی دهد.

در نظر گرفتن رفتارهای متالورزیکی اگر پس از فرآیند عملیات حرارتی لازم است، باید انجام گیرد : جابجایی های متالورزیکی همچنین می‌تواند اثرات ابعادی نیز داشته باشد.

واین باید در آهنگری فولاد که در دمای 815 تا 340 انجام می‌شود در نظر گرفته شود.

جابچائی فازی در فولاد اندکی بالای دمای آهنگری روی می‌دهد.

این امر با تغییر ی در حجم همراه است.

دمای وقوع این مسئله بستگی به نوع آلیازبکار رفته دارد.

ارتباط دمای آهنگری و دمای جابجائی متالورزی، ریز ساختارها را معین می‌کند.

بنابراین تنوع دمای آهنگری می‌تواند تعیین کننده دیگر خواص ها باشد.

نهایتا نحوه خنک کردن قطعه پس از آهنگری نیز بایستی مورد توجه قرار گیرد که از تشکیل ساختارهای ناخواسته جلوگیری شود.

کنترل دمای قالب: دمای قالب در آهنگری دقیق دارای اهمیت می‌باشد.

به دلیل اهمیت دمای قطعه که قبلا درباره آن صحبت شد.

دمای قالب مستقیماً دمای قطعه را تحت تأثیر قرار می‌دهد (به‌واسطه انتقال حرارت هدایتی).

سردشدن قطعه توسط قالب اهمیت پیدامی‌کند اگر دیواره‌های نازک آهنگری شده‌باشند.

اگر دمای قالب از دمای محیط بیشتر شود، انبساط قالب، اثرات ابعادی نیز خواهد داشت.

دمای قالب همچنین روانسازی رانیز دستخوش تغییرات می‌کند.

دماهای خیلی بالا یا خیلی پایین کیفیت روغن را عوض می‌کند.

پس توجه شد که قطعه نمی‌تواند در یک دمای خاص نگاه داشته شود.

به علت عوامل تغییردهنده همچنین تغییر از سطح تا عمق قطعه.

قالبها عموماً پیش‌گرم می‌شوند یکی از دلایل استحکام نه‌چندان زیاد قالبها دربرابر تغییرات زیاد دمایی است.

علت دیگر، اندازه تقریباً ثابت قالب، حین تولید است.

اطلاعات راجع به تغییرات دمایی هرقالب مهم است چراکه اثرات آن درنقاط خاص،‌ درقالب می‌تواند مسئله‌ساز شود.

چقرمگی یکی از خواص مواد است که دراثر مام تغییر می‌کند.

اگر این خاصیت مورد اهمیت باشد بایستی اثر دما بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

قابلیت خستگی حرارتی نیز درقالب می‌تواند به این تغییر دمایی ارتباط داشته باشد.

تنش می‌تواند در سطح قالب بوجود بیاید.

دمای قالب می‌تواند به کمک روانساز یا خنک کننده‌ها ثابت نگاه‌داشته شود.

دمای سطح قالب می‌تواند اندازه‌گیری شود.

دمای داخلی هم به کمک ترموکوپل‌های کارگذاشته شده در قالب می‌تواند اندازه‌گیری شود.

فرضیات تجهیزات : فرضیات مهم انجام شده و تجهیزات به‌کار گرفته شده در آهنگری دقیق، می‌تواند کامل کننده این مبحث باشد.

وسایل مورد استفاده جهت روانسازی مورد بحث قرار گرفت جزئیات بیشتر راجع به وسایل مختلف مورد استفاده در بخش زیر به‌طور کامل آمده است.

تجهیزات برش قطعه : برای دستیابی به دقتهای لازم و کیفیت‌های سطحی بایستی راجع به جدایش و برش قطعه اولیه دقت بیشتری شود.

برش با پرس مهمترین روش بدست‌آوردن مواد اولیه آهنگری است.

کنترل طول قطعه اولیه از این جهت مورد اهمیت است که عامل اصلی حجم محصول را باعث می‌شود.

کنترل قطری مواد اولیه نیز به همان اندازه مهم است.

برش مواد اولیه می‌تواند خودکار باشد که نیاز به سیستم تغذیه در وسیله برشی می‌باشد.

علاوه بر حجم قطعه برش خورده کیفیت دوسطح بریده شده نیز دارای اهمیت می‌باشد.

درحالت کلی سطح بریده شده بایستی عاری از حفره و هرگونه نابجایی باشد.

دوسطح بایستی موازی و عمود بر محور قطعه باشد.

چنانچه دربالا بحث شد، فرآیند برش مهمترین راه برای تولید مواد اولیه است.

درمواردی قطرهای بالای مواد اولیه یا موادی با استحکام بالا به سختی برش می‌خورد، دراین موارد شمش قبل از برش می‌تواند پیش گرم شود.

دستگاههای برش پرسی خودکار نیز می‌تواند دراینگونه مواقع مفتولهای پیش گرم شده را برش دهد.

شمش می‌تواند توسط اره نیز برش بخورد.

فرایند اره‌کاری کند و پرهزینه است ولی کنترل روی اندازه، به اندازه کافی می‌تواند داشته باشد.

کیفیت سطح برش نیز قابل قبول است.

بعلاوه اره‌کاری قابلیت سازگاری با اندازه‌های مختلف شمش فلزی را دارا می‌باشد.

برای قطرهای بیشتر و مواد دارای استحکام بالاترنیز می‌تواند استفاده شود.

وسایل گرماساز : همچنانکه درباره وسایل آماده‌سازی مواد اولیه بحث شد، گرم‌کردن قطعات نیز احتیاج بعدی هست.

ایجاد یک لایه اکسید یکی از مشکلات آهنگری مواد آهنی است.

این مشکل می‌تواند با سریع گرم کردن مرتفع شود.

نرخ اکسیداسیون در دماهای پایین اغلب برای آهنگری دقیق استفاده می‌شود.

(شکل 7 را ببینید) که در دمایC ْ1100 اگر قطعه باقی بماند اکسیداسیون مشکل ایجاد خواهد کرد.

درجاییکه گرم کردن سریع امکانپذیر نباشد و ضخامت لایه اکسید قابل قبول نباشد دریک محیط عاری از اکسیژن (مثلاً ازت) می‌تواند عملیات گرم کردن انجام شود و چنانچه بحث شد کنترل دمایی کاملاً بحرانی است در آهنگری دقیق.

پخش حرارت توسط قطعه بایستی کنترل شود جهت ایجاد اختلاف در جریان تنش یا ساختارهای متالورژیکی.

تغییرات دمایی قطعه می‌تواند چنانچه مواد اولیه گرم شود رخ دهد.

نحوه خروج مواد برش خورده از کوره، تماس با انبر، یا نوار نقاله و نحوه گذاشتن در قالب تماماً مؤثر بر میزان کاهش دمای قطعه می‌شوند.

بازه دمایی تا درجه سانتیگراد دراغلب فرایندهای آهنگری موجود می‌باشد.

بازه مورد نیاز بستگی به جزئیات کاربرد هر حالت دارد.

بازه‌های کوچکتر و کنترل بیشتر منجر به فرآیند دقیق‌تر می‌شود.

ایجاد حرارت القایی اغلب برای آهنگری دقیق استفاده می‌شود.

هرچند استفاده از کوره‌های گازی نیز مرسوم است.

کنترل گرمایش القایی بستگی به قطر شمش، قطر سیم‌پیچ و جریان الکتریکی دارد.

تجهیزات آهنگری : اکثر تجهیزات مورد استفاده در آهنگری معمولی به نوعی در آهنگری دقیق نیز مورد استفاده قرارمی‌گیرند.

جهت یک آهنگری دقیق بایستی تجهیزات لازم بدقت مورد استفاده قرار گیرند.

برای هر قطعه مخصوص با اندازه معلوم، تجهیزات مجزا انتخاب می‌شوند.

نوع ماده اولیه، نرخ تولید نیز عوامل دیگر هستند.

هزینه‌های سربار و نرخ انرژی را نیز نباید فراموش کرد.

یک تعادل بهینه میان عوامل فوق منتهی به تولید با قیمت حداقل می‌شود.

پتکها می‌توانند به عنوان وسیله تولید در آهنگری دقیق به‌کار روند هرچند رسیدن به الزامات کنترل فرآیند بسیار مشکل است چراکه پتکهای برقی اغلب به‌عنوان وسیله تولید در آهنگری دقیق به‌کارنمی‌روند.

بلوکه‌هایی به‌عنوان شرط محدود کننده ضخامت می‌توانند به‌کارروند جهت کنترل اندازه.

حساسیت جریان تنش و حرارت می‌تواند باعث بروز مشکلاتی بشود.

به‌علاوه اگر سردکردن قطعه نیز اتفاق بیفتد.

طبیعت کاربرد پتکها باعث بروز این مسائل می‌شود.

پرسهای هیدرولیک نیز می‌توانند استفاده شوند.

همانند پتکها با استفاده از بلوکه‌های ثابت درون قالب می‌توان روی ضخامت کنترل داشت.

اگر سرعت زیاد تغییرشکل لازم باشد باید پرس پیچی استفاده شود.

گرچه پرس پیچی هم مانند پتک نمی‌تواند دقت زیادی روی ضخامت داشته باشد.

و اینجاهم استفاده از بلوکه‌های ثابت جهت کنترل ضخامت می‌تواند مفید باشد.

به‌علت نوع ساختار مکانیکی پرس پیچی می‌تواند طوری استفاده شود که تنها مقدار انرژی مورد نیاز را به قطعه واردکند.

برای قطعاتی که نیروی زیاد تغییر شکل نیاز دارند نمی‌توان از پرس پیچی استفاده کرد گرچه پرسهای پیچی با ظرفیت بالا نیز ساخته شده اند.

اکثر آهنگری‌های دقیق روی پرسهای ضربه‌ای انجام می‌شوند.

و به‌علت نوع طراحی، اختلاف ساختاری با پتکها و پرسهای پیچی و هیدرولیکی دارا می‌باشند.

دارای کورس متغیر با دقت بالا درکنترل میزان آن، به‌همین علت می‌توان کنترل زیادی روی ضخامت قطعه تولید شده داشت.

مشکلی که می‌تواند به‌وجود بیاید به‌علت ثابت شدن کورس حین فرآیند، اگر تغییر دمایی در تجهیزات رخ دهد کورس خودبخود تغییر خواهدکرد و دقت را تحت‌الشعاع قرارخواهدداد و اجزای مختلف نیز ممکن است تحت اثر نیروهای آهنگری تغییرشکل دهند.

گرچه اثر این عوامل بسیارکم و قابل صرفنظرکردن است.

اثرآنها درحدود صدم میلیمتر است.

یک پرس مکانیکی دارای مزایایی جهت تولید در آهنگری دقیق است.‌ (شکل 1 را ببینید) پرسهای افقی نیز در تولید استفاده می‌شوند.

نرخ بالای تولید، خنک‌کردن سریعتر قالب ازجمله خصوصیات این‌نوع تولید است.

این ماشینها برای تولید فولاد در تعدادی قالب که کنارهم قراردارند ساخته شده‌اند.

مواد خام به‌صورت سیم‌پیچ و از طریق القایی گرم شده و به‌درون قالب تغذیه می‌شوند.

اینگونه مواد خام ابتدا به صورت پرسی بریده‌شده و سپس مرحله به مرحله درون قالب هدایت می‌شوند.

نرخ تولید به اندازه قطعه بستگی دارند.

بین هزار تا پنج‌هزار قطعه در ساعت می‌تواندباشد.

جهت سرشکن کردن نرخ قالب بایستی حداقل 100000 قطعه تولید شود.

کنترل دمایی قالب و قطعه در تولید خودکار بحرانی است.

زیرا قطعات کوچک و نرخ تولید بالاست و هرگونه خطا و تغییری، مشکلات زیادی ایجاد خواهد کرد.

انتخاب دمای فرآیند : همانطور که در تعریف این مبحث آمده، بالاترین دقتها در آهنگری سرد به‌دست می‌آید پس در مواردی که دقت بالا مورد نظر است بایستی آهنگری سرد انجام شود.

آهنگری در دماهای بالا هنگامی‌استفاده می‌شود که : 1- نیروی آهنگری در دمای محیط از ظرفیت پرسهای موجود فراتر رود.

2- مواد مورد استفاده نمی‌توانند جریان خواسته‌شده را داشته‌باشند.

3- سخت شدن کرنشی ناشی از کار سرد مطلوب نباشد.

با استفاده از عوامل فوق خواهیم دید که بسیاری از تولیدات بایستی توسط آهنگری گرم تولید شوند.

افزایش دما، استحکام قطعه را کم کرده و جریان فلزی راحتتر انجام می‌شود.

برخی مواد که آهنگری سرد آنها امکانپذیر نیست براحتی می‌توانند آهنگری گرم شوند.

بسیاری مواد قبل از آهنگری سرد بایستی آنیل شوند.

مانند فولادهای کربن متوسط یا کربن بالا.

و درصورت استفاده از آهنگری گرم لزومی‌به این کار نیست.

برخی شکلهایی که در آهنگری سرد تولید آنها محدودیت دارد نیز می‌توانند در حالت گرم آهنگری شوند به‌عنوان مثال گوشه‌های تیز یا تیغه‌های نازک.

انتخاب دمای فرایند برپایه خواص مواد و استحکام آن می‌‌باشد.

ضرایب وابسته به کرنش و ضرایب مستقل از کرنش استفاده می‌شوند برای بیان رابطه زیر : d=k(e)n : جریان تنش e: کرنش حقیقی K و n ثابت دردماهای بالا رابطه فوق فرق خواهد کرد و خواهیم داشت : d=c(e)m در جدول 3 و 4 و 5 ارتباط دما و جریان تنش آمده است.

درمورد فلزات آهنی، آهنگری گرم، معمولی‌ترین روش برای تغییر شکل دقیق است.

جداول 1 و 2 دماهای مورد استفاده برای آهنگری مواد آهنی را نشان می‌دهد.

برخی داده‌ها برای آلیاژهای فولادی در شکل 5 آمده است.

و شکل 6 اثر کربن بر شکل‌پذیری گرم را نشان می‌دهد.

گرچه دمای بالا شکل‌پذیری را آسانتر می‌کند، ولی ایجاد لایه اکسید مشکل بزرگ است.

برای آهنگری فولاد اثر دما در شکل 7 نمایش داده شده‌است.

اثر حرارت قطعه بر قالب نیز مهم است.