پیچ و مهره یکی از اساسی ترین مولفه های مهندسی و ساخت و ساز هستند، با این وجود تولید آنها یک فرایند پیشرفته با مراحل چندتایی و با تکنولوژی بالا تبدیل شده است. در این پست از سری مقالات آموزشی آکادمی کسب و کار تک ایده فرا می گیریم چگونه فولاد خام به ابزار دقیق و دقیق فلزی تبدیل می شود.
پیچ و مهره ها می توانند در طیف گسترده ای از اندازه ها و شکل های مختلف وجود داشته باشند، اما به طور کلی روند تولید پایه ای همچنان ثابت است.
فرایند تولید با استفاده از آهنگری سرد (Cold forging) مفتول فولادی با شکل و اندازه صحیح آغاز می شود و سپس با استفاده از فرایند حرارت دهی مقاومت و دوام محصول افزایش می یابد. با این حال، برای طراحی پیچ و مهره پیشرفته تر، روند تولید می تواند با چند مرحله دیگر گسترش یابد.
آهنگری سرد با سیم های مفتول فولادی شروع می شود و پس از باز شدن کامل مفتول، با طول مناسب برش می خورند. گرید فولاد (grade of steel) با توجه به الزامات ISO 898‑1 در سراسر صنعت استاندارد شده است.
با استفاده از ابزارهای ویژه، سیم به شکل درست آهنگری سرد می شود. این اساساً همان جایی است که فولاد در حالی که در دمای اتاق قرار دارد، به شکل دلخواه در آورده می شود. این ابزار به خودی خود می تواند کاملاً پیچیده باشد و شامل 200 قسمت مختلف با تلرانس صدم میلی متر باشد.
پس از کامل شدن، آهنگری سرد تضمین می کند که پیچ و مهره به سرعت، در حجم زیاد و با یکنواختی بالا تولید می شود. برای طراحی پیچ و مهره پیچیده تر، که نمی تواند فقط از طریق آهنگری سرد تولید شود، ممکن است به برخی دیگر از پیچ ها یا حفاری ها نیاز باشد. پیچش شامل چرخش پیچ و مهره با سرعت زیاد است، در حالی که فولاد برش داده می شود تا به شکل و طرح دلخواه برسد.
می توان از سوراخکاری برای ایجاد سوراخ داخل پیچ و مهره استفاده کرد. در صورت لزوم، در این مرحله از فرآیند ممکن است واشرهایی نیز متصل شوند.
عملیات حرارتی یک فرآیند استاندارد برای همه پیچ و مهره ها است، که شامل قرار گرفتن پیچ در دمای شدید برای سخت شدن فولاد است. رزوه کاری معمولاً قبل از عملیات حرارتی استفاده می شود، یا با نورد یا برش در هنگام نرم شدن فولاد. از آنجا که عملیات حرارتی باعث می شود خواص فولاد سخت شود، سخت تر و مقرون به صرفه تر است که قبل از استفاده از رزوه استفاده شود.
مرحله حرارت دهی پیچ ها جهت افزایش مقاومت و دوام
برای پیچ و مهره های بلند، که طول آنها بیش از ده برابر قطر پیچ است، عملیات حرارتی می تواند باعث شود که فولاد به شکل گرد سیم فولادی اصلی برگردد. بنابراین، یک فرآیند صاف کردن اغلب باید اعمال شود. انتخاب روش تصفیه سطح با توجه به کاربرد پیچ و مهره و نیاز مشتری تعیین می شود. غالباً، نگرانی اصلی اتصال دهنده ها مقاومت در برابر خوردگی است و بنابراین یک روکش اندود روی که از طریق تیمار الکترولیتی اعمال می شود، یک راه حل معمول است. این فرایندی است که به موجب آن پیچ در مایع حاوی روی غوطه ور می شود و جریان الکتریکی اعمال می شود تا روی روی یک پیچ را ایجاد کند. با این حال، آبکاری الکترولیتی با افزایش خطر تردی هیدروژن همراه است. گزینه دیگر، پوسته های روی است که حتی بیشتر در برابر خوردگی مقاومت می کنند، البته با قیمت بالاتر. هنگامی که مقاومت در برابر خوردگی مسئله ای نیست – مانند داخل موتور یا برنامه ای که به طور منظم در معرض روغن قرار می گیرد – استفاده از فسفات گزینه مقرون به صرفه تری است. پس از استفاده از سطح درمانی ، پیچ و مهره های استاندارد معمولاً آماده بسته بندی هستند. با این حال، طراحی های پیشرفته تر ممکن است به برخی مونتاژهای اضافی مانند براکت ها نیاز داشته باشند. سایر پیچ و مهره ها نیز به نوعی وصله یا پچ قفل کننده یا وصله مایع نیاز دارند. یک پچ قفل کننده از یک لایه نایلون ضخیم روی نخ ها تشکیل شده است که به بهبود گرفتن کمک می کند. وصله مایع به بهبود گشتاور تشکیل دهنده نخ کمک می کند. پس از اتمام این مراحل، فرایند تولید محصول به پایان می رسد. اکنون تنها نوعی کنترل کیفیت باقی مانده است تا از یکنواختی و سازگاری قبل از بسته بندی و ارسال پیچ و مهره اطمینان حاصل شود.
خلاصه ای از روند تولید پیچ و مهره
سیم – نازک شده ، صاف شده و به طول بریده می شود.
آهنگری سرد – قالب گیری فولاد به شکل مناسب در دمای اتاق.
سر پیچ – با مجبور کردن فولاد به قالبهای مختلف در فشار بالا ، به تدریج تشکیل می شود.
عملیات حرارتی – پیچ در معرض حرارت شدید برای سخت شدن فولاد قرار می گیرد.
پرداخت سطح – بستگی به کاربرد دارد.آبکاری روی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی معمول است.
بسته بندی / انبار کردن – پس از کنترل کیفیت برای اطمینان از یکنواختی و سازگاری، پیچ و مهره ها بسته بندی می شوند.
