فرایند کار سرد

: استاد محترم جناب آقای دکتر حسین پور

:گردآورنده سارا موسوی

:مجوز کار سرد

.اعمال یا شرایط مخاطره آمیزی کھ نیاز بھ دریافت مجوز کار سرد دارندمراجع مسئول و گردش عملیات صدور مجوز کار سرد

ارزیابی شرایط جھت صدور مجوز کار سرد)LEL(ارزیابی میزان گازھا و بخارات قابل اشتعال و شاخص حد پایین انفجار •ارزیابی میزان اکسیژن محیط•ارزیابی میزان مواد سمی، خورنده و محرک موجود در ھوای محیط•ارزیابی تجھیزات و ابزارآالت انجام عملیات با توجھ بھ شرایط محیط•ارزیابی منابع مورد میاز جھت واکنش در شرایط اضطراری•ھای مجریان و مراقبین عملیاتارزیابی تجارب و آموزش•

آشنایی

از آنجا کھ سخت . فرآیندھای تغییر شکل در حالت سرد، دارای چندین ویژگی مطلوب استشدن کرنشی موجب استحکام مواد می شود، می توان مواد اولیھ ی ضعیف تر و ارزان تر

با تنظیم . انتخاب کرده و یا عملیات حرارتی پرھزینھ ی محصول تمام شده را حذف نمود. آخرین عملیات تاب کاری می توان خواص ویژه ی مورد نیاز محصول را در آن ایجاد کرد

اگر چھ نیروھای بیش تری . پرداخت سطح و دقت ابعاد در این فرآیندھا کامال خوب استبرای تغییر شکل مورد نیاز است، ولی از آنجا کھ ھیچ حرارتی برای رساندن قطعھ بھ .دمای تغییر شکل صرف نمی شود، لذا صرفھ جویی در مصرف انرژی امکان پذیر است

با توجھ بھ این ویژگی ھا، فرآیندھای متعدد کار سرد برای انواع شکل دھی بھ وجود آمده فشردن، خم کردن، .این فرآیند ھا را می توان بھ چھار دستھ ی اصلی تقسیم بندی کرد. اند

.بریدن، و کشیدن

فرآیندھای فشردن

بھخودمشابھفرآیندھایدارایسردصورتبھفلزاتفشردنفرآیندھایاغلب

عملیاتاینیعمدهدلیل.باشندمیھاآنیادامھدریاوھستندگرمکارصورت

مواردازبسیاریدر.استقطعھبھترپرداختوابعاددقتسرد،صورتبھھا

استحکامبربتوانندتاباشندمیتربیشقدرتدارایتنھاوھستندگرمکاروسایل

میحاصلکرنشیشدنسختاثردرکھاستحکامیچنینھمواولیھیمادهتربیش

تغییرمقداریاقطعھیاندازهبینبایدباشدمحدوددستگاهقدرتکننداگرغلبھشود

.شودمصالحھشکل

نورد سرد

برای تھیھ ی محصوالتی با . بیش ترین حجم فرآوردھای کار سرد بھ روش نورد سرد تھیھ می شوندپرداخت سطح خوب و ابعاد دقیق، مانند ورق، تسمھ، میلھ، و لولھ ھای فلزی، آن ھا را درحالت سرد نورد

قسمت عمده ی ) در مقایسھ با نورد گرم(بھ علت اندازه ی کوچک تر و استحکام بیش تر ماده . می کنند.فرآورده ھای نورد سرد با غلتک ھای چھار طبقھ بندی خوشھ ای و یا اقماری تھیھ می شوند

نورد پوستھ ای ، ربع سخت، نیم سخت و : تسمھ و صفحھ ی فلزی را می توان بھ چھار حالت نورد کرددر نورد پوستھ ای کھ بھ منظور صاف کردن سطح و یک نواخت نمودن صفحھ فلز صورت .تمام سخت

. می گیرد ، فقط نیم تا یک درصد از ضخامت فلز کاستھ می شود تا پدیده ی نقطھ تسلیم ماده از بین بروداین مواد برای عملیات ) بھ دین معنا کھ از تشکیل نوارھای لودرز در ادامھ ی شکل دھی جلوگیری شود(

کار سرد بیش تر ، در شرایطی کھ بھ شکل پذیری خوبی نیاز باشد ، مناسب ھستند ورقھ ھا و تسمھ ھای ربع سخت ، نیم سخت و تمام سخت بھ ترتیب بیش تر و بیش تر بھ صورت سرد کاھش ضخامت یافتھ اند

در نتیجھ تنش تسلیم آن ھا باال رفتھ و از شکل پذیر یشان کاستھ کرده و روی خود ) . در صد۵٠تا(درجھ ۴۵درجھ و ٩٠برگرداند، ولی فوالد نیم سخت و تمام سخت را فقط می توان بھ ترتیب تا زاویھ ی

.با شعاع انحنایی برابر ضخامت خود خم کرد

شکل ھای نورد سرد

و با ابعاد عرضی ) یا تقریبا یک نواخت(اگر فرآورده ھای با مقاطع یک نواخت مورد نظر باشد، فرآیند ) اینچ٢(سانتی متر یا۵کم تر از حدود (نسبتا کوچک

نورد سرد مطلوب تر از فرآیندھای نورد سرد مطلوب تر از فرآیندھای حدیده در این روش سخت شدن کرنشی موجب افزایش . کاری یا ماشین کاری است

درصد می گردد و ھم چنین پرداخت سطح و دقت ابعاد ٢٠استحکام ماده تا شکل ھای تولید شده توسط نورد سرد نیز محتاج مجوعھ . خوبی حاصل می شود

تولید یک محصول خاص ممکن است مستلزم . ای از عملیات شکل دھی ھستندجھت تصحیح ) با نورد ھا و شیارھای متفاوت(گذراندن ماده از دستگاه ھای مجزا

اندازه، تغییر شکل اولیھ، خشن کاری ، نیمھ خشن کاری، نیمھ پرداخت و حداقل تولید الزم برای جبران ھزینھ ی ابزار بندی و تنظیم مورد .پرداخت باشد

نیاز در یک تولید اقتصادی ، در حدود چند تن است

نورد پیچ

یک فرآیند تخصصی تر کار سرد بھ عنوان . روش جایگزین رزوه تراشی نورد پچ است

آھن گری قرار

اگر قبل از چکش کاری ، سمبھ ای شکل دار داخل لولھ قرار گیرد ، می توان ھم زمان داخل و خارج لولھ را

.شکل داد

آھن گری سرد

در . تھیھ می شوند) شکل دھی سرد(امروزه مقادیر انبوھی از فرآورده ھای کار سرد بھ روش آھن گری سرد.این خانواده فرآیندھا فلز را با فشردن بھ درون محفظھ ی قالب می فرستند تا بھ شکل و اندازه ی دقیق در آید

با بھره گیری از قالب ھای متفاوت و ترکیب اعمال سر پخ کردن ، پرچ کاری ، حدیده کاری ، خم کاری، سکھ زنی، نورد پیچ، و آج زنی می توان قطعات با شکل ھای پیچیده را با دقت و ظرافت و سرعت زیاد بھ

آھن گری سرد از روش ھای تولیدی بدون تراشھ است و بھ کمک آن می توان .صورت سرد تھیھ کردمحصوالتی را تولید کرد کھ در غیر این صورت باید با ماشین کاری میلھ یا قطعات خام حاصل از آھن گری

.در نتیجھ ، اتالف ماده بھ میزان بسیار زیادی کاھش می یابد. گرم ایجاد شوند

در این روش نیز آھنگ تولید باال و خورند ابعاد و پرداخت سطح عالی است و میزان ماشین کاری را می سخت شدن کرنشی موجب افزایش استحکام می شود و می ). صرفھ جویی در مواد اولیھ. (توان کاھش داد

البتھ ترکیب عواملی چون سرعت باال و ھزینھ ی ابزار بندی این . تواند جریان دانھ ای مطلوب بھ وجود آورد.روش مستلزم تولید زیاد است

)حدیده کاری ضربھ ای(حدیده کاری سرد

ساقھ ی پیچ با عمل حدیده کاری مستقیم باریک تر و سر .آن با پرچ کاری کلفت تر می شود

حدیده کاری ھیدرواستاتیک

یکی از قابلیت ھای انحصاری این روش فرآیند از فشار بھ فشار است کھ طی آن در نتیجھ تغییر . محصول از یک طرف تحت فشار بھ طرف دیگر وارد می شود

. تشکیل ترک متوقف می شود. شکل ماده در شرایط فشارزیاد صورت می گیردمواد نسبتا ترد مثل .و پدیده ای بھ نام شکل پذیری در اثر فشار بروز می کند

بریلم، مولیبدن و تنگستن و انواع ترکیب ھای بین فلزی را می توان بدون ترک .برداشتن شکل داد و مواد با شکل پذیری محدود، کامال موم سان می شوند

بنابراین می توان فرآورده ھایی تولید کرد کھ بھ روش ھای دیگر قابل تولید نیستند و موادی را مطرح ساخت کھ بھ دلیل شکل پذیری محدودشان در دمای

.و فشار اتمسفر از فھرست گزینھ ھا حذف شده انداتاق

حدیده کاری پیوستھ

در روش ھای معمولی حدیده کاری از شمش ھایی با طول محدود استفاده می شود و در نتیجھ محصول نیز دارای اعمال شود، می توان ) تغذیھ(لیکن ، اگر نیروی فشار بھ جای انتھا بھ پیرامون شمش ورودی . طولی محدود است

اولین بار حدیده .این فرآیند بھ حدیده کاری پیوستھ موسوم است. از تغذیھ ی پیوستھ ، محصول مداوم بھ دست آوردانجام شد و ازآن زمان تا کنون فنون زیادی برای برآورده ساختن این ھدف ١٩٧٠کاری پیوستھ ی فلزات در سال

.بھ بازار آمده اند کھ ھر کدام تا حدی موفق بوده اند

حدیده کاری پیوستھ مکمل و جایگزین کشیدن سیم و نورد مقاطع برای شکل دھی محصوالت غیر اھنی کوچک با از آن جا کھ . این روش بھ ویژه برای مقاطع پیچیده کھ یک یا چندسوراخ دارند مناسب است. مقاطع یکنواخت است

در عمل حدیده کاری تغییر شکل ھای بسیار زیاد یک عبور از حدیده صورت می گیرد ، با فرایند تطبیق می توان عالوه بر این . عبور در روش کشیدن معمولی یا نورد سرد ایجاد کرد١٠تغییر شکلی برابر تغییر شکل حاصل از

اگر سرعت زیاد باشد آن قدر حرارت ایجاد می شود کھ در اثر آن محصول در حالت تاب کاری شده از حدیده .خارج می شود و برای عملیات شکل دادن بعدی نیازی بھ ھیچ گونھ عملیات حرارتی واسطھ نیست

حدیده کاری غلتکی

تھیھ ی استوانھ ای جدار نازک از لولھ ھای با جدار کلفت .تر طی فرآیند حدیده کاری غلتکی امکان پذیر است

)تصحیح اندازه(اندازه کردن

اندازه کردن بھ عمل فشردن قطعات ریختگی یا محصوالت آھن گری فلزات شکل بھ این وسیلھ . پذیر بھ منظور تغییر ضخامت شان بھ حد مورد نظر ، گفتھ می شود

طراح می تواند با استفاده از خورند اولیھ ی بیش ترابعاد قطعھ از طریق فرآیند ھای ساده تر ، مخارج تولید را بھ میزان قابل توجھی کاھش داده و سپس طی یک یا چند

معموال اندازه .عمل اندازه کردن ساده ضخامت قسمت ھای حساس را تصحیح نماید.کردن در قالب ھای ساده و بھ وسیلھ ی پرس ھای مکانیکی صورت می گیرد

پرچ کاری

بھ منظور ایجاد اتصال دایمی بین دو ورق یا صفحھ ی فلزی ، نام این عمل پرچ کاری . انتھای ساقھ ی میخ پرچ را سر پخ می کنند

اگر چھ پرچ کاری اسکلت فلزی معموال در حالت گرم . استصورت می گیرد ، ولی در کارھای تولیدی تقریبا ھمیشھ بھ صورت

.سرد است

استیکینگ

عمل اتصال دو قطعھ کھ یکی از آنھا زایده دار است ودر .سوراخ قطعھ ای دیگر قرار می گیرد، استیکینگ نام دارد

سکھ زنی

سکھ زنی بھ عمل فشردن فلز حبس شده بین سمبھ و قالب .در اثر جابھ جایی مثبت سمبھ ، گفتھ می شود

قالب سازی

قالب سازی فرآیند کار سردی است کھ برای ایجاد مورد .استفاده قرار می گیرد

بھبود کیفیت سطح بھ کمک کار سرد

.برای ایجاد تغییرات یا بھبود کیفیت سطح فلزات از فرآیندھای کار سرد بھ مقیاس وسیعی استفاده می شود

کوبیدن نام فرآیندی است کھ طی آن با پرتاب ساچمھ ھای سخت یا سمبھ ی نوک گرد، ضربات متوالی بر سطح فلز چون فلز الیھ . ضربات کامال نقطھ ای ، موجب تغییر شکل وکش آمدن سطح می شوند . مورد نظر وارد می کنند

این وضعیت .ھای زیرین در مقابل تغییر شکل سطح مقاوت می کند، سطح فلز تحت تنش فشاری قرار می گیرد برای مقابلھ با ترک خوردگی در بیش تر حالت ھای بارگذاری از جملھ خستگی مطلوب است، زیرا قسمتی از تنش

بھ این دلیل ، معموال قطعاتی از قبیل محور، میل لنگ، دستھ . کششی ایجاد شده با تنش فشاری جامانده خنثی می شود.شاتون ، دندانھ ھای چرخ دنده و دیگر قطعات مشابھ را کھ تحت بارھای متناوب قرار می گیرند ، می کوبند

بھ علت انقباض در اثر انجماد و انقباض حرارتی جوش ، سطح بیش تر قطعات جوش کاری شده در معرض تنش برای رفع این عیب و کاھش اعوجاج و ترک خوردگی ھمراه با آن ، از عمل کوبیدن . ھای جامانده کششی است

.برای این نوع کوبیدن از چکش ھای دست یا ھوایی استفاده می کنند. استفاده می شود

خم کردن

خم کردن تغییر شکل موم سان فلز فلز . پیش از آغاز بحث در مورد خم کردن ، توجھ بھ چند تعریف ضروری است ایجاد چند خم بھ طور ھم زمان امکان پذیر است ، ولی .حول محور مستقیم با تغییر ناچیز یا بدون تغییر مساحت است

اگر بخواھیم آن را خم کردن واقعی بدانیم و با نظریھ ھای ساده ی خم کردن بررسی کنیم ، ھر کدام از محورھا باید اگر . ھنگامی کھ چند خم با یک قالب ایجاد شوند، فرآیند شکل دادن خوانده می شود. مستقیم و مستقل از بقیھ باشند

این فرآیندھا در . کردن است محورھای خمش مستقیم و یا مستقل از یک دیگر نباشند، نام فرآیند کشیدن یا منبسط.بخش ھا ی بعدی ھمین فصل مورد بحث قرار می گیرد

این . در سمت داخلی خم بھ علت نیروھای فشاری ، فلز در این ناحیھ تغییر مقطع می دھد و قدری کلفت تر می شوداین انقباض قسمت کششی واپیچش چشم گیری در لبھ ھی . بیرون گسترش می دھدمقطع لبھ ھای آزاد را بھ طرف

.در مورد قطعات باریک و ضخیم این نقص کامال مشھود است. انتھای خم بھ وجود می آورد

از دیگر پیامدھای ترکیب شرایط کشش و فشار ، برگشت مختصر فلز از حالت خم شده ی نھایی طی پدیده ای بھ نام در نتیجھ برای بھ دست آوردن زاویھ ی خم مطلوب باید فلز را کمی بیش تر از اندازه خم کرد تا پس از . فنریت است

.خم کردن با توجھ بھ برگشت کش سان، فلز شکل مطلوب رابھ دست آورد

)خم کن اھرمی(خم کردن ورق

۵/١برای خم کردن ورق ھای فلزی با ضخامت کم تر از ١۵٠اینچ تا زاویھ ھای کم تر از (۶٢۵٠/٠(میلی متر

.درجھ،از دستگاه خم کن اھرمی استفاده می شود

طراحی خم کردن

ھنگام طراحی قطعات خم کردن رعایت چندین نکتھ مھم ترین مسالھ، حداقل شعاعی است کھ می . ضروری است

اندازه ی این . توان فلز را بدون ترک برداشتن، خم نمودشعاع بھ شکل پذیری فلز وابستھ است، کھ از روی مقدار کاھش مساحت قبل از پارگی در آزمایش کشش استاندارد

.قابل محاسبھ است

خم کردن ھوایی و قالب ھای کفی و سکھ زنی

.برای خم کردن می توان می توان از قالب ھای ھوایی، سکھ زنی، یا کفی نیز استفاده کرد

از آنجا کھ زاویھ ی . در مقابل، در قالب ھای خم کاری ھوایی، شکل خم در اثر خمش سھ نقطھ ای حاصل می شودتا زاویھ ی داخلی قالب ١٨٠نھایی با موقعیت انتھایی قالب باالیی تعیین می شود، گستره ای از ھندسھ ھای خم از

را می توان با یک دست ابزار تولید کرد و فشار مورد نیاز برای ایجاد خم کم ترین مقدار در میان سھ روش خم کنترل تطبیقی و تصحیح در حین . قابلیت تکرار از طریق کنترل مسافت حرکت سمبھ انجام می شود. کاری است

.حرکت سمبھ با روش خم کاری ھوایی میسر است

اگر حرکت قالب ھای کفی ورای حد پایینی ادامھ یابد، ماده ی بین قالب ھای باالیی و پایینی تغییر شکل موم سان فنریت بھ میزان چشم گیری تقلیل می یابد و نتایج یک نواخت تر با . می دھد و فرآیند بھ سکھ زنی تبدیل می شود

موادی با موادی کھ ضخامت و ساختار غیر یک نواخت دارند کفی و سکھ زنی از پرس ھای مکانیکی ، و برای .ھوایی از پرس ھای ھیدرولیکی استفاده می شود

خم کردن غلتکی

برای خم کردن .یک روش خم کاری سھ نقطھ ای پیوستھ، خم کردن غلتکی استمواد پھن، یجاد تکیھ گاه در ھر دو انتھا برای غلتک ھای بزرگ تر ضروری است

یکی از تکیھ گاه ھا را می توان حول لوالیی کھ آن را بھ قاب متصل کرده است . از بین غلتک ھا چرخانید تا امکان بیرون آوردن شکل ھای بستھیا نیمھ شکل

بھ دلیل تنوع کاربرد کاربرد، خم کن ھای غلتکی در انواع اندازه ھا . فراھم شودسانتی متر ٢۵و برخی از این دستگاه ھا صفحات تا ضخامت . ساختھ می شوند

.را خم می کنند) اینچ10)

خم کردن کشیدنی و خم کردن فشاری

ماشین ھای خم کن می توانند با استفاده از گیره و ابزار .فشار دھنده ورق را حول یک قالب شکل دار خم کنند

)شکل دادن سرد با نورد غلتکی(شکل دادن غلتکی

ایجاد مقاطع پیچیده ای پیوستھ از باریکھ ھای فلزی با نورد غلتکی سرد روشی بسیار پیشرفتھ است کھ بھ خوبی با .فرآیندھای شکل دھی پرسی، حدیده کاری و مھرش رقابت می کند

از جملھ ی این مواد ورقھ ھای فلزی نورد گرم و . ھر ماده ای را کھ بتوان خم کرد می توان با نورد غلتکی شکل داد۴/٣تا/.٠٠۵(میلی متر٢٠تا/. ١٢۵نورد سرد شده، پرداخت شده، رنگ شده، و آب کاری شده با ضخامت بین

ھستند انواع پروفیل، سپری، آب رو ناودان، سپراتومبیل و دیگر قطعات با مقطع یک نواخت را می توان را می )اینچ.توان با این ماشین ھا شکل داد

از آنجا کھ تعویض ابزار و تنظیم .با تعویض غلتک ھا می توان یک دستگاه را برای تھیھ ی مختلف بھ کار بردمحصول مقرون بھ ) فوت١٠٠٠٠(متر٣٠٠٠مجدد ممکن است چندین ساعت ساعت طول بکشد، از نظر کم تر از

معموال برای تھیھ ی لولھ یا مقاطع بستھ، دستگاه جوش مقاومتی یا واحد درز بندی بھ دستگاه نورد . صرفھ نیست.غلتکی اضافھ می شود

درزبندی و فالنژ سازی

درزبندی نوعی عمل خم کاری است کھ می تواند برای اتصال دادن دو انتھای ورق فلزی با نوعی درگیری

.مکانیکی بھ کار رود

صاف کاری

غالبا عمل صاف . ھدف از صاف کاری یا مسطح کردن عکس عمل خم کردن استکاری را قبل از یک فرآیند کار سرد دیگر بھ منظور اطمینان و مسطح بودن قطعھ

صاف کردن :صاف کردن بھ دو روش صورت می گیرد. ی خام انجام می دھند.غلتکی یا تسطیح غلتکی

.برای صاف کردن ورق ھای فلزی می توان از روش تسطیح کشیدنی استفاده کرددر این روش ورق را بین دو دھانھ دستگاه گرفتھ و با کشیدن آن ورای حد

.شطح بھ اندازه ی دل خواه صاف می شودتسلیم

با تشکر از حسن توجھ شما