پرسکاری چیست؟
پرسکاری (همچنین به عنوان مهرزنی شناخته می شود ) فرآیند قرار دادن ورق فلزی مسطح به صورت خالی یا سیم پیچ در یک پرس مهرزنی است که در آن سطح ابزار و قالب فلز را به شکل توری در می آورد. پرسکاری شامل انواع فرآیندهای تولید شکل دهی ورق فلز، مانند پانچ کردن با استفاده از دستگاه پرس یا پرس مهرزنی ، خالی کردن، برجسته کردن، خم شدن، فلنج زدن و سکه گذاری است. این میتواند یک عملیات تک مرحلهای باشد که در آن هر ضربه پرس شکل مورد نظر را بر روی قسمت ورق فلزی ایجاد میکند، یا میتواند طی یک سری مراحل رخ دهد.
این فرآیند معمولاً روی ورق فلزی انجام می شود ، اما می تواند روی مواد دیگری مانند پلی استایرن نیز استفاده شود . قالب های پیشرو عموماً از یک سیم پیچ فولادی، حلقه سیم پیچ برای باز کردن سیم پیچ به یک صاف کننده برای تراز کردن سیم پیچ و بعد از آن به یک فیدر که در طول تغذیه از پیش تعیین شده مواد را به درون پرس و قالب هدایت می کند، تغذیه می شود. بسته به پیچیدگی قطعه، می توان تعداد ایستگاه ها را در قالب تعیین کرد.
پرسکاری معمولا روی ورق فلزی سرد انجام می شود.
تاریخچه پرسکاری
اعتقاد بر این است که اولین سکه ها توسط لیدیایی ها در ترکیه امروزی در قرن هفتم قبل از میلاد ضرب شد تا سال 1550، روش چکش کاری سکه ها روش اصلی ساخت سکه باقی ماند. مارکس شواب در آلمان فرآیند جدیدی را برای پرسکاری ابداع کرد که شامل 12 مرد بود که چرخ بزرگی را برای فشار دادن فلز به سکه می چرخاندند. در دهه 1880، فرآیند پرسکاری بیشتر ابداع شد .
قطعات پرس شده برای دوچرخه های تولید انبوه در دهه 1880 استفاده می شده است. پرسکاری جایگزین فورج قالب و ماشینکاری شد که منجر به کاهش شدید هزینه شد. اگرچه به اندازه قطعات فورج شده مقاوم نبودند، اما از کیفیت کافی برخوردار بودند.
قطعات دوچرخه مهر شده در سال 1890 از آلمان به ایالات متحده وارد شد. سپس شرکت های آمریکایی شروع به ساخت ماشین های پرسکاری سفارشی توسط سازندگان ماشین ابزار آمریکایی کردند. وسترن ویل از طریق تحقیق و توسعه توانست بیشتر قطعات دوچرخه را مهر و موم کند.
چندین خودروساز از پرسکاری قطعات استفاده کردند. هنری فورد در برابر توصیههای مهندسان خود مبنی بر استفاده از قطعات مهر شده مقاومت کرد، اما زمانی که شرکت او نتوانست تقاضای قطعات فورج شده را برآورده کند، فورد مجبور به استفاده از پرسکاری شد .
در طول تاریخ پرسکاری فلزات، آهنگری و کشش عمیق، انواع پرس ها ستون فقرات تولید فلزات هستند. عملیات در جابجایی فلز بیشتر در یک فشار پرس بهبود می یابند. دستگاه های اتوماسیون پرس و متصل به هم نرخ تولید را افزایش می دهند، هزینه های نیروی کار را کاهش می دهند و ایمنی بیشتری را برای کارگران فراهم می کنند.
عملیات پرسکاری
- خم شدن: ماده در امتداد یک خط مستقیم تغییر شکل داده یا خم می شود.
- Flanging : مواد در امتداد یک خط منحنی خم می شوند
- برجسته کردن : مواد به یک فرورفتگی کم عمق کشیده می شوند. در درجه اول برای افزودن الگوهای تزئینی استفاده می شود.
- خالی کردن : یک قطعه از یک ورق از مواد بریده می شود، معمولا برای ساختن یک قسمت خالی برای پردازش بیشتر.
- سکه زنی : یک الگو در مواد فشرده یا فشرده می شود. به طور سنتی برای ساخت سکه استفاده می شده.
- طراحی: سطح یک قسمت خالی از طریق جریان کنترل شده مواد به شکل متناوب کشیده می شودکشش – مساحت سطح یک خالی با کشش افزایش می یابد، بدون حرکت به سمت داخل لبه خالی. اغلب برای ساخت قطعات صاف بدنه خودرو استفاده می شود.
- اتو کردن : مواد فشرده شده و ضخامت آن در امتداد دیوار عمودی کاهش می یابد. برای قوطی های نوشیدنی وهمینطور جعبه های فشنگ مهمات استفاده خواهد شد.
- Reducing /Necking :برای کاهش آهسته قطر انتهای باز یک رگ یا لوله استفاده می شود.
- پیچش : تغییر شکل مواد به یک پروفیل لوله ای . لولای درب یک مثال رایج است.
- Hemming :یک لبه را روی خود تا کنید تا ضخامت بیشتری داشته باشد. لبه های درهای خودرو معمولاً لبه دار هستند .
سوراخ کردن و برش را می توان در پرس های مهرزنی نیز انجام داد. پرسکاری پیشرونده ترکیبی از روش های فوق است که با مجموعه ای از قالب ها در یک ردیف انجام می شود که نواری از مواد در یک مرحله از آن عبور می کند.
روان کننده
فرآیند Tribology باعث ایجاد اصطکاک می شود که نیاز به استفاده از یک روان کننده برای محافظت از ابزار و سطح قالب در برابر خراش یا خراش دارد. روان کننده همچنین از ورق فلز و قسمت نهایی در برابر سایش سطح مشابه محافظت می کند و همچنین جریان مواد الاستیک را تسهیل می کند و از پارگی، پارگی و چین و چروک جلوگیری می کند. روان کننده های مختلفی برای این کار موجود است. آنها شامل فیلم های خشک مبتنی بر روغن های گیاهی و معدنی، چربی حیوانی یا چربی حیوانی، بر پایه گرافیت ، صابون و فیلم های خشک مبتنی بر اکریلیک هستند. جدیدترین فناوری در این صنعت، روان کننده های مصنوعی مبتنی بر پلیمر است که به عنوان روان کننده های بدون روغن یا روان کننده های غیر روغنی نیز شناخته می شوند . اصطلاح روان کننده “بر پایه آب” به دسته بزرگتری اشاره دارد که شامل ترکیبات سنتی روغن و چربی نیز می شود.
شبیه سازی
شبیهسازی شکلدهی ورق فلزی ، فناوری است که فرآیند پرسکاری ورق فلز را محاسبه میکند، عیوب رایج مانند شکاف، چین و چروک، برگشت فنری و نازک شدن مواد را پیشبینی میکند. این فناوری که به عنوان شبیهسازی شکلدهی نیز شناخته میشود، یک کاربرد خاص از تحلیل اجزای محدود غیرخطی است . این فناوری مزایای زیادی در صنعت تولید به ویژه صنعت خودرو دارد ، جایی که زمان رسیدن به بازار، هزینه و تولید ناب برای موفقیت یک شرکت حیاتی است.
تحقیقات اخیر توسط شرکت تحقیقاتی آبردین (اکتبر 2006) نشان داد که مؤثرترین تولیدکنندگان زمان بیشتری را صرف شبیهسازی اولیه میکنند و در پایان پروژههای خود از مزایای آن بهره میبرند.
شبیهسازی پرسکاری زمانی استفاده میشود که یک طراح قطعات فلزی یا ابزارساز بخواهد احتمال تولید موفقیتآمیز یک قطعه ورق فلزی را بدون هزینهای برای ساخت ابزار فیزیکی ارزیابی کند. شبیه سازی پرسکاری اجازه می دهد تا هر فرآیند شکل گیری قطعات ورق فلزی در محیط مجازی رایانه شخصی با کسری از هزینه آزمایش فیزیکی شبیه سازی شود.
نتایج حاصل از شبیهسازی پرسکاری به طراحان قطعات ورق فلزی اجازه میدهد تا طرحهای جایگزین را خیلی سریع ارزیابی کنند تا قطعات خود را برای تولید کم هزینه بهینه کنند.
برنامه های کاربردی خاص صنعت
پرسکاری فلز را می توان بر روی انواع مواد بر اساس کیفیت منحصر به فرد فلزکاری آنها برای تعدادی از کاربردها در طیف گسترده ای از صنایع اعمال کرد. پرسکاری فلزات ممکن است به شکل گیری و پردازش فلزات پایه معمولی به آلیاژهای کمیاب به دلیل مزایای خاص کاربرد آنها نیاز داشته باشد. برخی از صنایع به رسانایی الکتریکی یا حرارتی مس بریلیم در مناطقی مانند هوافضا، برق و صنایع دفاعی یا کاربرد فولاد با استحکام بالا و آلیاژهای فراوان آن برای صنعت خودروسازی نیاز دارند.
پرسکاری فلز در صنایع برای موارد زیر استفاده می شود:
• هوافضا
• کشاورزی
• مهمات
• لوازم اصلی
• لوازم کوچک
• خودرو
• تجاری
• ساخت و ساز
• الکترونیک
• سلاح های آتشین
• تهویه مطبوع
• جواهرات
• مراقبت از چمن و تجهیزات
• نورپردازی
• قفل سخت افزاری
• دریایی
• پزشکی
• لوله کشی
• ذخیره سازی نیرو
• ابزارهای برقی
• موتور کوچک