اطلاعات تخصصی پیچ و مهره
پیچ و مهره
تعریف پیچ – Bolt :
در واقع استوانه ای است که شیارهای مارپیچ آن را احاطه کرده است. طراحی شیار پیچ ها برای بریدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شیارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نیم دایره روی سطح جانبی بدنه ایجاد می شود.
برای شناخت پیچ ها وتعریف پیچ ها به 4 مشخصه نیازمندیم :
الف ) قطر پیچ ب) طول پیچ ج ) نوع کله پیچ د ) نوع دنده وگام پیچ فاصله قله دو نخ رزوه کنار هم
تعریف مهره – Nut :
مهره جسمی حلقه‌ای شکل، گرد یا چند ضلعی است که داخل سوراخش رزوه شده است. مهره‌ها یراقی کمکی برای پیچها هستند تا به واسطه آنها پیچها سفت تر در مسیر پیچش خود بسته شوند.مهره و پیچ اصطلاحاً با حالت مادگی و نری درون هم چفت می‌گردند. رزوه و شیار مهره‌ها با رزوه و شیار پیچها باید دارای تناسب خاص برای چرخش صحیح پیچ درون مهره باشد.مهره‌ها معمولاً از جنس فولاد، آهن یا دیگر فلزات هستند اما برای پیچهای پلاستیکی مهره‌های پلاستیکی هم ساخته شده است .
تعریف واشر – Washer :
واشر، در حقیقت، واسطه بین مهره و بدنه بوده و حلقه‌ای است از جنس فلز و یا گاه لاستیک. واشرها معمولاجهت توزیع بار پیچ و مهره‌ها استفاده می‌شوند. استفاده از واشر دلایل گوناگونی دارد؛ :1. زیر مهره قرار می گیرد تا چرخش مهره به قطعه ی اصلی آسیب نرساند. 2. از باز شدن مهره یا پیچ براثر لرزش جلوگیری می كند. 3. فشار حاصل از بستن مهره بر قطعه یكار را بهتر انتقال می دهد .
رده‌ی مقاومتی پیچ:
رده‌ی مقاومتی در پیچها بر اساس استاندارد DINبا سه عدد ۸٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹تعریف شده است .
شایع ترین کاربرد پیچ برای نگه داری اشیا و قطعات به یکدیگر می باشند. بخش استوانه ای از قسمت انتها تا نوک پیچ را پای پیچ گویند که ممکن است کل یا بخشی از آن رزوه شده باشد. به فاصله میان هر شیار با شیار دیگر گام پیچ گفته می شود.
پیچ های قدرت که گاهی محرک های خطی یا پیچ های انتقال نیز نامیده می شوند، برای تبدیل حرکت دورانی مهره یا پیچ به حرکت خطی نسبتا آهسته در امتداد محور پیچ به کار می روند. هدف بسیاری از آن ها اخذ مزیت مکانیکی بیشتر است، مانند جک ها و پرس ها و هدف برخی حصول به جا به جایی دقیق حرکت محوری است.
جنس پیچ ها
جنس پیچ ها میتواند از فلز، چوب، پلاستیک باشد. پر مصرف ترین مواد در تولید این نوع اتصالات فولاد میباشد و نوع آن فولادهای کم کربن و کربن متوسط میباشد. ولی استفاده کردن از فولادهای با کربن بالا، فولاد زنگ نزن(استنلس استیل )(صنایع دریایی -صنایع غذایی -مکانهای مرطوب )، آلومینیوم (ظروف تفلون)، مس، برنج نیز معمول میباشد.
یکی از مهمترین نکاتی که در تولید این گونه اتصالات مانند پیچ ومهره و پرچ باید توجه داشت نوع و جنس مواد اولیه میباشد. جنس و نوع مواد اولیه نه تنها در کیفیت این نوع اتصالات تاثیر دارد در قیمت تمام شده آنها نیز تاثیر زیادی دارد. نوع مفتول فولادی که در تولید پیچ و پرچ و مهره ها استفاده میشود باید قابلیت و فرم پذیری سرد را داشته باشد( Cold heading quality (CHQ. این نوع فولادها معمولا از فولاد ساختمانی و معمولی گرانتر هستند و دلیل آن این میباشد که در فولاد های با قابلیت CHQ سعی میشود تا حبابهاب ریز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت یکنواخت تر و همگن تر باشد تا در هنگام تولید سطح قطعات تولیدی ترک نخورد وترک نداشته باشد.
فرآیند تولید پیچ
فرآیند تولید پیچ در واقع یك عملیات پرس كاری است كه طی آن مفتول كه ماده اولیه تولید پیچ است طی چند ضربه شكل نهایی را به خود می‌گیرد. این عملیات پرس كاری میتواند سرد یا گرم انجام شود كه معمولاً برای تولیداتی تا قطر 24میلی از پرس كاری سرد و برای بالاتر از آن پرس كاری گرم استفاده میشود.
عملیات فرم دهی مفتول توسط قالبهای مخصوص این كار انجام میشود. معمولاً بخشی از مفتول كه درنهایت ساقه پیچ خواهد شد. توسط قالبهای ثابت یا ماتریس‌ها شكل داده میشود و آن بخش از مفتول كه كله پیچ خواهد شد توسط قالبهای متحرك یا پانچ و یا سینه شكل نهایی را به خود می‌گیرد.
برای اینكه مفتول مورد مصرف از نظر مشخصات مكانیكی نهایی یعنی پس از تبدیل شدن به پیچ و همچنین قابلیت فرم‌پذیری و كار سرد در حین تولید را داشته باشد باید دارای آنالیز مواد معین و مشخصات مكانیكی خاصی باشد كه در این مورد به تفصیل توضیح داده خواهد شد.
عملیات فرم دهی روی مفتول باتوجه به شكل و ابعاد پیچ طی چند مرحله صورت می‌گیرد تا پیچ شكل نهایی مورد نظر را به خود بگیرد. باتوجه به این مطلب در انتخاب ماشین برای تولید پیچ چند مشخصه عمده مورد نظر است:
1- تناژ ماشین
2- تعداد قالب
1- همانطور كه در بالا توضیح داده شد ماشینهای پیچ سازی در واقع پرس‌های ضربه‌ای از نوع افقی (خوابیده) هستند. این پرسها در واقع دارای كورس ثابت هستند و میزان تناژ ضربه آنها متفاوت است و بین حدود 5 تا 400 تن درحال تغییراست. از این رو تولید كننده براساس مشخصه تولید خود از نظر قطر پیچ ماشینی با تناژ مناسب را انتخاب می‌كند.
2- از آنجا كه عمل فرم دهی مفتول طی چند مرحله انجام میشود. تعداد مراحل كاری ماشین اهمیت خاص دارد ماشینهای پیچ زنی در انواع مختلف وجود دارند و آنها را براساس مراحل كاری كله زن دسته بندی می‌كنند مانند یك مرحله،دو مرحله، كه در این مورد ذیلاً به توضیح آن می‌پردازیم.
ماشین آلات
ساده ترین نوع ماشین پیچ سازی نوع تك قالب است كه دارای یك ماتریس و یك پانچ است كه برای تولید پیچهای كاملاً ساده مانند پیچها و یا پرچهای سرگرد و یا حتی میخ مورد استفاده قرار میگیرند
ماشین در قالب سه ضرب
این ماشین دارای دو ماتریس و سه پانچه است روش كاری آن به این صورت است كه بر روی یك ماتریس دو ضربه و بر روی ماتریس دیگر یك تك ضربه وارد میشود. این ماشین توانایی تولید انواع مختلف پیچها را از قبیل سرشش گوش، سرگرد، آلن و غیره را داراست و از نظراقتصادی نیز بسیار مناسب است البته لازم به ذكر است كه در انواع پیشرفته‌تر این ماشین این امكان وجود دارد كه بر روی ماتریس اول دو ضربه و بر روی ماتریس اول دو ضربه و بر روی ماتریس وم یك ضربه زده میشود و یا اینكه با با تغییری روی ماشین یك ضربه روی ماتریس اول و دو ضربه روی ماتریس دوم زده میشود.
– سه قالب سه ضربه
این ماشین دارای سه ماتریس و سه پانچ است بدین معنی كه هر ماتریس یك پانچ دارد این ماشینها از نر تناژ از ماشینهای قبلی قویتر هستند و برای تولید پیچهایی با قطر بالا استفاده میشود.
– چهار قالب چهار ضرب(چهار مرحله‌ای)
این ماشینها كه به ماشینهای چهار مرحله‌ای معروفند دارای چهار ماتریس و چهار پانچ هستند و با توجه به تعداد قالب از قابلیتهای خوبی برخوردارند. تقریباً همه نوع پیچ را میتوان با این ماشینها تولیدكرد از این رو با درنظرگرفتن تعداد قالب دست طراحی برای طراحی برای طراحی خیلی باز است .
انواع پیچ ها از نظر كار برد :
پیچ ها در صنعت به دوصورت مورد استفاده قرار میگیرند.
الف: پیچ های محكم كننده : این پیچ ها به منظور وصلكردن دو چند قطعه مختلف به یكدیگر به كار می روند كه معمو لا فرم دندانه ی آنمثلثی (v) می باشد.
ب: پیچ انتقال حركت : این پیچ ها شامل انو اع پیچهاوحلزون هایی است كه جهت انتقال حركت یا تبدیل حركت دورانی به حركت مستقیم الخط ویاتغیر سرعت به كار می رود. فرم مقطع پیچ های انتقال حركت اغلب ذوزنقه ای یا مربعهای می باشد. وازموارد استفاده ی آ نها هدایت سوپرت ماشین و میز صفحه تراش و فرز میباشد.
سیستم های پیچ :
پیچ ها را در دو سیستم استاندارد كرده اند :
1- سیستم DIN= فرم صنعتی المان
2- سیستم ISO= سازمان استاندارد بین المللی
روش واستاندارد DIN تا سال 1960 متداول بود وهماكنون سیستم ISO
جایگزین ان شده است . درسیستم DIN به دلیل اینكه سر دندانه هاتیز می باشد و باعث خراب شدن سریع پیچ ها میشود یكی از عیب های این سیستم می باشد.
جهت گردش دندانه های پیچ :
اگر جهت حركت دندانه پیچ ها به طرف راست باشدپیچ راست گرد گفته می شود. برای شناخت ان كافی است به ان عمود نگاه كنیم درصنعت موارد استفاده پیچ های راست گرد بیشتر از چپ گرد است . پیچ های چپ گرد برایاتصال لوله هایی كه برای گاز های قابل اشتعال مورد استفاده قرار می گیرد .
اتصالات بیچ شده به صورت اینکه چگونه بار اعمالی را انتقال می دهند دسته بندی می شوند. اگر بار به صورت موازی با محور پیچ ها وارد شود . اتصال با نام اتصال کششی شناخته می شود .
هنگامی که بار وارده بر اتصال به صورت عمود بر محور پیچ ها باشد اتصال به نام اتصال برشی نامیده می شود.
دراتصال برشی پیچ ها می توانند به صورت بین برشی بارها ی اعمالی را انتقال دهند یااینکه پیچ های سفت شده تا یک اتصال اصطکاکی را به وجود آورند.
حالت مرکب نیز می تواند وجود داشته باشد . که درآن بار به صورت حالت مرکبی از دو حالت انتقال پیدا کند. از لغزش در اتصالات اصطکاکی توسط نیروی فشاری بین اجزا جلوگیری می شود که این نیروی فشاری با کشش پیچ حاصل می شود . این نیروی اصطکاکی که باعث نگهداری اتصال می شود به چند عامل مهم بستگی دارد که در این میان نیروی پیچ بارپیچ و مقاومت لغزشی سطوح اعضای اتصال دو عامل مهمتر می باشند .
اتصال برشی به طور معمول در سازه های هوافضایی ،ساختمانی ، خطوط راه آهن و پل ها یافت می شوند.
شرح انواع مختلف پیچ ها:
در بیشتر واحدهای صنعتی از پیچ ها برای سوار کردن و اتصال قطعات روی یکدیگر و نیز تنظیم دستگاههای صنعتی و یا جهت انتقال حرکت استفاده می شود. در کمتر دستگاهی است که از پیچها استفاده نمیشود به همین دلیل است که اهمیت آنها در صنعت بسیار زیاد می باشد. مواردی که از پیچها استفاده می شود عبارتند از:
ماشینهای ابزار، انواع گیره ها، وسائط نقلیه، ابزرار و ادوات جنگی ، کشتی ها، هواپیماها، ساختمانهای فلزی، میز و صندلی، ماشینهای چاپ و ریسندگی و بافندگی ، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی ، لوازم خانگی و …
نوع جنس پیچ و مهره ها:
در بیشتر مواقع نوع جنس پیچ و مهره بر حسب اعداد و حروف معتبر بین المللی بر روی گل پیچ حک می شود و برای پی بردن
به نوع آلیاژ پیچ و مهره کافیست معنی اعداد و حروف درج شده بر روی آن را بدانید .
انواع رزوه‌های پیچ :
1) مجموعه رزوه درشت
2)مجموعه رزوه ریز
3) مجموعه رزوه فوق‌العاده ریز
4) مجموعه هشت رزوه‌ای
5) مجموعه دوازده رزوه‌ای
6)مجموعه شانزده رزوه‌ای
7) رزوه امریكایی
8) رزوه دندانه ارّه‌ای
9) رزوه چهارگوش
10) رزوه پیچ حلزونی 29 درجه.
پیچ های غیر خودکار یا ساده :
این نوع پیچ ها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یاقطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد. معروفترین پیچ از این نوع را میتوان انواع پیچ های شش گوش ذکر کرد همچنین پیچ هایی دیگر مثل پیچ اتاقی، پیچ جوشی، پیچ استوانه، پیچ آلن و … را میشود نام برد .
پیچ های عادی برای اتصال دادن قطعات در جایی که اتصال غیر دائمی موردنیاز باشد به کار می روند .
پیچ های خودکار :
پیچ های مخروطی معمولاً دارای دندانه های درشت می باشند وبرای اتصال قطعات نرم مانند چوب و پلاستیک بکار می روند.
پیچ های خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثابت شدن درقطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارند و درون کار فرو میروند و نوک آنها معمولامانند میخ تیز هست و حتی می توانند قطعه کار شده را سوراخ کنند مثل پیچ های سرمته ای،پیچ چوب ،…
سرپیچ ها از نظر ظاهری نیز با هم متفاوت می باشند. برخی پیچ ها دوسو، برخی چهارسو، برخی آلن خور، برخی آچارخور، برخی پنج پر و… می باشند .
پیچ های ساختمانی
انواع پیچ، مهره، واشرهای فولادی با قابلیت کشش بالا دراستانداردهای Din6916/HV- Din6914/HV – Din6915/HV درگرید 10/9 جهت پیچ ها و گرید10 برای مهره، مورد استفاده در ساختارهای فولادی، ساخت پل، انواع داربست و چوب بست چهارچورب های ساختمانی و بپج های مختلف مطابق استاندارد و گریدها :
ASTMA325/A325M
ASTMA490/A490M
پیچ های صنایع خودروسازی
پیچ و مهره و واشرهای مخصوص صنایع خودروسازی که شامل انواع پیچ های خودکار و خاص می باشد
پیچ های صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع دریایی
ASTM A193 – A194 – L7 – B7 – B7M – L7M – 2H – A4_80( 316) – A2_70 (304)
مطابق استانداردها و گریدهای مختلف
شرح اجزاء مختلف پیچ و طریقه تراشیدن آنها:
قبل ازاینکه به تراش پیچ ها اقدام نمائیم لازم است که اجزاء مختلف آنرا بشناسیم برای این منظور بطور خلاصه بشرح هر یک بصورت زیر می پردازیم.
۱- قطر خارجی Mujor D – بزرگنرین قطر پیچ و یا مهره را قطر خارجی آن گویند که عبارت است از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل که آنرا با حرف OD نمایش می دهند.
۲- ارتفاع یا گودی دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم میان سر دندانه تا ته دندانه پیچ که آنرا با علامت h مشخص می نمایند.
۳- قطر داخلی Minor D که کوچکترین قطر پیچ و یا مهره را قطر داخلی گویند که اندازه آن عبارت است از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن یا به عبارت دیگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر ارتفاع دندانه که با حرف I نشان میدهند.
۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در یک اینچ روی محیط در طول پیچ که برای تعیین آن خط کش یا کلیس را روی پیچ قرار داده و سپس دندانه های بین یک اینچ را میشماریم که معمولاًآنرا با حرف N نمایش میدهیم. علاوه بر آن میتوان با طرق مختلف دیگری آنرا اندازه گیری نمود که عبارت از استفاده از شابلن به این ترتیب که شابلن مورد نظر را رویدندانه ها قرار داده و در صورتیکه نوری از بین دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هائیکه روی شابلن نوشته شده است همان تعداد دندانه پیچ خواهد بود.
۵- گام یا تقسیم دندانه Pitch – فاصله نوک یک دنده تا دنده مجاور و یا فاصله یک نقطه از ته دنده تا نقطه مشابه از ته دنده دیگر را گام یا تقسیم دنده گویند که با علامت P مشخص میکنند.
۶- تارک یا پهنای سر دنده Crest – سر دندانه پیچ های یکنواخت ملی دارای سطح باریکی است که طرفین یک دندانه را بهم متصل میسازد با f علامت گذاری شده است.
۷- پهنای ته دندانه root – کف شیتر بین دو دندانه محور که طرفین آنها را بهم متصل میسازدپهنای ته دندانه گویند که با علامت C یا R نمایش میدهند.
۸- قطر متوسط (قطر میانه) پیچ Pitch D. – قطر میانه عبارت است از استوانه فرضی که دنده های پیچ را درمحلی قطع میکند که در آن قسمت هر دندانه مساوی پهنای شیار مجاور آنست و یا بعبارت دیگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده که با علامت DP و یا E نمایش داده میشود.
۹- گام محوری پیچ Lead – گام محوری پیچ عبارت است از فاصله ای که پیچ در داخل مهره یامهره روی پیچ در یک دور گردش این گام درست شبیه گام دندانه می باشد. گامهای محوریمتعددی را نشان میدهد. قسمت بالا یک نوع پیچ یک راهه که دارای یک گام میباشد معرفی مینماید.
تراش پیچها اصولاً دو روش درنظر گرفته شده که عبارتند از:
۱- پیچ تراشی با دور معکوس
۲- پیچ تراشی بکمک ساعت پیچ بری
