مقاله بررسی کاربرد ریخته گری در سيستم هاي اندازه گيري(متالورژي پودر)

مقاله بررسي کاربرد ريخته گري در سيستم هاي اندازه گيري(متالورژي پودر) در 86 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست مطالب

ريخته گري و متالوژي پودر ?
شکل دهي پوسته ?
پخت نهايي و ريزش ?
مراحل تهيه و ساخت قالب گري پوسته اي ?
قالب گيري Invesment ) (بسته‌اي) ?
پوشاندن مدل ??
قالب گيري فلز ??
مزاياي پوشاندن قطعه ??
قالب ريخته گري فلزي ??
فلزقالب ريخته گري فلز ??
داي کست ثقلي ??
داي کست تحت فشار (فشار بالا) ??
قالب هاي ريخته گري تحت فشار ( داي کست ) ??
ويژگيهاي مراحل مختلف قالب ريزي ??
متالوژي پودري ??
همگن سازي ??
محدوديت ها و ملاحظات طرح ??
اندازه گير ??
تطبيق گرها ??
تطبيق گر مکانيکي ??
تطبيق گر با تسمه پيچشي ??
تطبيق گر الکترونيک ??
تطبيق گر نوري ??
روش هاي اندازه گيري فشار باد ??
روشهاي اندازه گيري ??
لنزهاي موازي ??
پروژه عدسي ??
انواع پرتو افکن ها ??
روشهاي اندازه گيري ??
پروژه‌اي از نمودارهاي پيچيده ??
کاربردهاي اتوکوليماتور ??
اندازه گيري گوشه‌ها و زوايا ??
زاويه دکور: ( Dekkor ) 54
تراز دقيق ??
اندازه‌گيري سطح تمام شده ??
آرايش ??
سيستم اندازه‌گيري ??
روشهاي اندازه‌گيري ??
وسايل ثبت الکتريکي ??
آزمايشات براي مرغک ماشين تراش ??
محور موازنه ماسوره با بخش متحرک ماشين تراش ??
گونياي متحرک لغزنده مقطع ( عرضي ) با محور ماسوره ??
محور موازنه انتهاي بدنه تيغه همراه با بستر ??
آزمايش هايي براي ماشين هاي فرز افقي ??
ميز متحرک موازي با تي اسلات مرکزي ??
گونياي محور ماسوره‌اي با تي اسلات مرکزي ??
ميز گونياي شکل با استفاده از شيوه‌هاي عمودي ??
آزمايش‌هاي ماشين‌هاي سوراخکاري ??
حدود و انطباق‌ها ??
سيستم هاي محدوديات و تناسبها ( timit -&-fits ) 76
انحراف اساسي ??
تعيين نوع اندازه مبنا ??
حد اندازه‌گيري ??
تلرانسهاي مقياسي ( نمونه ) و دقت مجاز فرسايشي ??








ريخته گري و متالوژي پودر:

مقدمه: ريخته گري در اشكال مختلف آن يكي از مهمترين فرايندهاي شكل دهي فلزات مي باشد. گرچه روش ريخته گري ماسه اي يك فرايند متنوع بوده و قادر به توليد ريخته با اشكال پيچيده از محدوده زيادي از فلزات مي باشد، ولي دقت ابعادي و تشكيل سطح مختلف ساخته شده به اين روش نسبتاً ضعيف مي باشد. علاوه بر اين ريخته گري ماسه اي عموماً براي حجم توليد بالا مناسب نمي باشد. 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)




لنزهاي موازي

فعاليت اين لنز از فشرده سازي منبع نور در ميله نوري موازي مي باشد، اين اندازه‌گيري پرتو افكن براي كار اهميت بسياري دارد كه با تابش نور روشن شده توسط ميله موازي نوري اندازه ثابتي را پرتو افكن مي نمايد.

با مطالعه تصوير 12. 3 به اين اصل پي خواهيد برد.

















پروژه عدسي

عمل كرد اين نوع عدسي ها به اين صورت است كه يك تصويري از عملكرد وابسته و مناسب بزرگ سازي و توسعه در روي پروژه مي باشد.

نوع بزرگ سازي سودمند مفيد آن شامل درصدهاي يعني از 10، 15، 25، 50، 100
مي باشد در اين پروژه عدسي نشان مي دهد كه در شكل 11. 3 كه مشابه عدسي گفته شده مي باشد كه كفايت كننده آن مي باشد.

از نوعي از عدسي هاي نامناسب براي پروژه هاي برنامه نويسي استفاده مي شود. هر چند كه اين نوع ممكن است احياء كننده با ملاحظه توسط فرهنگ نوري باشد كه در يك نوع سيستم كلي عدسي به كار مي رود كه در شكل 13. 3 نمايش داده مي شود.
















انواع پرتو افكن ها

در ابتدا استحكام و درست شدن پرتو افكن ها از وسايل موجود در كارگاه ها و در ميان پيوستگي انجام مي شد عدسي ها منبعي براي روشن سازي استفاده مي شود. اين پرده و عدسي ها ثابت بود و در روي ديوار كه پروژه تصويري روي آن انجام مي شد مطابق كار پرتو افكن ها ايجاد مي شود.

اين سيستم يك اشكالي دارا بود كه در وضعيت اصلي و در يك مساحت كم بزرگ سازي مي كرد كه براي دوربين مخصوص فواصل دور استفاده مي شد.

پرتو افكن هاي امروزي هر چند داراي يك نظام بسته كاملاً نوري بودند كه در يك محفظه بسته مناسب وجود دارد. كه اين محفظه ممكن است عمودي يا از نوع افقي باشد كه در شكل 14. 3 نمايش داده شده است.










روشهاي اندازه گيري

روشهاي اندازه‌گيري در اين پروژه اندازه‌گيري يك روش ساده بوسيله بكار بردن قانون فولادها مي‌باشد. اين روش معقول قوانين فولادي مي‌تواند بكار برده شود.

براي اندازه‌گيري با دقت از mm 3/0 ميليمتر بكار مي‌رود و اگر چه بوسيله اين دقت كار به خوبي انجام شدني مي‌باشد كه با زياد كردن دورهاي بزرگ سازي مي‌توان آن را بهتر كرد.

اين بدان منظور است كه براي مثال وقتيكه يك بزرگ سازي از ضريب15 را به كار مي‌بريم وقت واقعي وابسته به آن انجام مي‌شود تا بزرگي آن به 02/0، 15/3 ميليمتر برسد.

براي راحتي و بالا بردن اعتبار معمولاً اندازه‌گيري خطي ابعاد متناسب با پايه انجام مي‌شود.

اين اختراع واحد اندازه‌گيري براي اين كار بود كه در يك وسيله حركت براي كنترل مقدار عددي در دو صورت هدايت كننده مي‌باشد كه در درجه يكديگر را در بخش افقي مماس هم مي كنند. اين كار برد اولين موقعيت در مقابل يك ماخذ و منبع در به شكل درآوردن يك خط عرضي و مارپيچ روي پرده و مطالعه روي يك ميكرومتر مناسب مي‌باشد و در آن منبع يك ميكرومتر ديگري مطالعه مي‌شود كه تفاوتهايي كه در اين دو مطالعه وجود دارد كه نشانگر دقت ابعاد اندازه‌گيري گوشه‌اي از اين ابعاد ممكن است از نظر مقدار مشابه روش قبلي باشد كه در اين دقت يك پرده سنجش را انجام داده كه به طور واحد به كار برده مي‌شود. كه اين كار با يك كنترل كننده مقدار ميكرومتر يا درجه‌بندي فرعي تنظيم مي‌شود كه در شكل 15/3 نمايش داده مي‌شود.

















پروژه‌اي از نمودارهاي پيچيده:

در بازرسي و بازديد پروژة نوري بكار برده شده و رسيدگي كردن اجزائي از شكل پيچيدة e.g كه شكل ابزار و نوعي نمودار فرانوري مي‌باشد. اين كار اغلب دست يابي بوسيله سنجش نمودار با يك الگو مي‌باشد. اين آمادگي مخصوص بوسيله بزرگي نقشهاي نمودار مي‌باشد كه ( متناظر با بزرگ‌سازي نوري ) وابسته به يك فيلم و اشكال شفاف كننده مي‌باشد.كه معمولاً نصب مي‌شود در روي شيشه براي محافظت از نور نصب مي‌شود و عموماً وقتي كه اين منبع در جلو قرار مي‌گيرد انجام مي‌شود و تلرانس اجزاء متعلق به آن نمايش داده مي‌شود. بنابراين ساختن آن ممكن است با تاريخچه داير كردن آن يكي شود. اگر اجزاء درون آن در اندازه مخصوص ساخته شده باشد وقتي كه پروژه نوري كه در شكل وجود دارد مانند پيچاندن باريك خطي مي باشد كه اين كار بوسيله هجوسازي اشكال انجام مي‌شود كه در شكل 16/3 نمايش داده مي‌شود كه شكل مورد نظر به دو صورت a b مي‌باشد كه هر دو شكل در صفحة بعد نمايش داده مي‌شود.












روشن است كه يكي از مؤثرترين هم تراز كننده يك ريسمان مارپيچ است كه اين كار با هجوسازي ممكن است. معمول‌ترين كار قبول مدل اين پروژه مي‌باشد. كه اول سنجش شكل خارجي نقطه اثر كه از خارج آن اندازه‌گيري مي‌شود.

اين هجوسازي يك نوع بلعيدگر و همچنين كه اين حاشيه و لبه پوشيده مي‌شود. بعد از اين كه نشان دادن شكل ممكن شد براي سيماي دروني نقاط و توليد نقاط و پيدا كردن صحيح نمودار مي‌باشد.

شكل دروني هر يك از اشكال باريك نمي‌تواند بصورت يك پروژه مستقيم باشد. تنها راه ممكن پيروزي اين مسئله در ساختن يك پروژة صحيح و كلي از همان راه براي اشكال باريك مي‌باشد. در اين روش از اشكال باريك مهم‌ترين عمل آن است كه در بخش خارجي آن را غير جدي گرفته شود و بي‌توجهي همچنين به كوچكترين شكل خطري از تعريف آن مي‌باشد.