مطالعه تجربي و شبيه سازي اجراء محدود پيچ زني غلطكي خارجي بر روي لوله با دو جنس متفاوت

كارشناسي ارشد

پيچ¬ها وسيله¬اي براي اتصال و حركت هستند و در بيشتر ماشين‌ها و سازه¬ها به كار مي‌روند و در صنايع مختلف از اهميت بالايي برخوردار هستند. پيچ¬ها پرمصرف‌ترين اجزاي غير دائم ماشين‌آلات محسوب مي‌شوند. در توليد پيچ¬ها علاوه بر دقت هندسي، به دست ‌آوردن محصولي با خواص مكانيكي مطلوب نيز حائز اهميت است. توليد پيچ با فرآيندهاي مختلف ازجمله ماشينكاري، سنگ¬زني و پيچ¬زني غلطكي انجام مي‌شود كه دراين‌بين فرآيند پيچ¬زني غلطكي بيشترين سهم را در توليد به خود اختصاص مي‌دهد. نرخ توليد بالا، مقاومت در برابر خستگي، كيفيت سطح مطلوب، كاهش دورريز ماده و استحكام مكانيكي بالا از مزاياي پيچ¬هاي توليدشده‌ با فرآيند پيچ¬زني غلطكي است. يكي از روش¬هاي اتصال لوله¬ها به ‌صورت غير دائم اتصال پيچي است. در ايجاد رزوه بر روي لوله‌ها به علت نازك شدن جداره¬ و كاهش استحكام مكانيكي بايد ملاحظه¬هايي را در نظر گرفت. يكي از انواع لوله‌ها كه در صنايعي نظير نفت، گاز و پتروشيمي كاربرد دارد لوله¬ي دوجداره است. از مهم‌ترين خواص مطلوب اين لوله‌ها دارا بودن هم‌زمان خواص مطلوب دو جنس مختلف در يك قطعه است. براي مثال در يك لوله¬ي دوجداره كه لايه¬ي داخلي آن از جنس مس بوده و لايه¬ي خارجي آن فولادي باشد مي‌توان از خواص مطلوب مس مانند ضدزنگ بودن و انتقال حرارت بالا و همچنين خواص مطلوب فولاد مانند استحكام بالا هم‌زمان در يك قطعه بهره برد. در اين پايان¬نامه به مطالعه¬ي تجربي و شبيه‌سازي رزوه¬ي توليد شده با فرايند پيچ¬زني غلطكي بر روي لوله‌هاي دوجداره از جنس فولاد(لايه¬ي خارجي)-فسفر برنز(لايه¬ي داخلي) پرداخته ‌شده است. نتايج شبيه¬سازي سه¬بعدي فرايند پيچ¬زني غلطكي بر روي لوله¬هاي دوجداره در خصوص نحوه¬ي جريان مواد و توزيع آن در اين فرايند با نتايج آزمايش¬هاي عملي مطابقت مناسبي داشت. توزيع تنش و كرنش در فرايند پيچ¬زني غلطكي با توجه به نتايج حاصل از شبيه¬سازي مورد بررسي قرار گرفته است. بعد از ايجاد رزوه بر روي لوله¬هايي با اندازه¬هاي مختلف، ريزساختار آن¬ها مورد مطالعه¬ي عملي قرار گرفت. نتايج نشان داد ساختار دانه‌بندي ماده در حين فرايند پيچ¬زني غلطكي دچار تغيير و تحول مي‌شود درحالي‌كه اين ساختار در فرايندهاي ماشينكاري دچار تغيير زيادي نمي‌شود. نتايج حاصل از ميكرو سختي سنجي حاكي از آن بود كه سختي رزوه¬هاي توليدشده با فرآيند پيچ¬زني غلطكي20-5 درصد در لوله¬هاي فولادي و 50-20 درصد در لوله¬هاي دوجداره¬ي توليدشده با فرايند پيچ¬زني غلطكي بيشتر از سختي رزوه¬هاي توليدي با فرايند ماشينكاري است. دليل اين تفاوت سختي در دو فرايند، اعمال بيشتر كرنش¬سختي و كار سرد در فرايند پيچ¬زني غلطكي نسبت به فرايند ماشينكاري است. در بررسي استحكام رزوه¬¬ها، نتايج حاكي از آن است كه استحكام قطعه¬هاي رزوه شده‌ با فرايند پيچ¬زني غلطكي حدود 50 درصد بيشتر از استحكام قطعه¬هاي رزوه شده‌ با فرايند ماشينكاري است. علت اين نتيجه وجود هم‌زمان فولاد و فسفر برنز در دندانه¬ي رزوه¬هاي توليدي با فرايند پيچ¬زني غلطكي است و رزوه¬هايي كه در اين فرايند روي لوله¬هاي دوجداره ايجاد مي¬شوند داراي استحكام مناسبي هستند.

189838

دانشگاه علم و صنعت ايران

ساخت و توليد

دكتر بهنام داودي