پیچ و مهره یکی از قطعات اساسی در صنعت و ساخت و ساز است که دارای اهمیت بسیاری می‌باشند. تولید پیچ و مهره با استفاده از روشهای مختلف انجام می‌شود. در ادامه به معرفی روشهای تولید پیچ و مهره و ویژگی‌های هرکدام می‌پردازیم. آشنایی با روشهای ساخت پیچ و مهره، به شما کمک می‌کند تا انتخاب درستی در این زمینه داشته باشید. در ادامه این مقاله از سایت پولادان سازه با ما همراه باشید.
مواد اولیه تولید پیچ و مهره چیست؟
پیچ و مهره از قطعاتی هستند که برای اتصال و ثبات قطعات در صنایع مختلف استفاده میشوند. مواد اولیه تولید پیچ و مهره بسته به نوع پیچ و مهره و کاربرد آن متفاوت است؛ با این وجود برخی از مهم‌ترین مواد اولیه‌ای که در تولید پیچ و مهره بکار می‌رود عبارتند از:
- فولاد: فولاد به عنوان مواد اولیه اصلی در تولید پیچ و مهره استفاده می‌شود. این ماده از خصوصیاتی مانند سختی، استحکام و انعطاف‌پذیری بالا برخوردار است؛ از این رو برای تولید پیچ و مهره بسیار مناسب خواهد بود. فولاد در انواع مختلفی مانند فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- آلومینیوم: این فلز به دلیل وزن کم و خواص مکانیکی خود، بهترین گزینه برای تولید پیچ و مهره‌های سبک و با مقاومت بالا به حساب می‌آید. در حال حاضر درصد زیادی از پیچ و مهره‌های موجود در بازار با این فلز تولید میشوند.
- مس: فلز مس نیز به دلیل خواص خود مانند خواص الکتریکی و حرارتی، مقاومت بالا، ضد خوردگی، ضد زنگ و… نیز برای تولید پیچ و مهره‌های خاص استفاده می‌شود. با توجه به اینکه قیمت این فلز کمی بالا است، قیمت پیچ و مهره‌های مسی نیز گران خواهد بود.
- تیتانیوم: تیتانیوم یکی از فلزهای دیگری است که معمولا برای ساخت پیچ و مهره استفاده می‌شود. از ویژگی‌های این فلز می‌توان به وزن کم، مقاومت بالا و خواص حرارتی اشاره کرد. با استفاده از این مواد، پیچ و مهره‌هایی با کاربردهای خاص تولید میشوند.
اهمیت ساخت پیچ و مهره
پیچ و مهره قطعات بسیار مهم و کاربردی هستند که در اتصال قطعات و ساخت ماشین‌آلات و تجهیزات مختلف استفاده میشوند. در ادامه به برخی از دلایل اهمیت ساخت پیچ و مهره در صنایع مختلف خواهیم پرداخت:
اتصال قطعات
پیچ و مهره‌ها به عنوان اجزای اتصالی برای اتصال قطعات مختلف بکار می‌روند. این ابزار‌ها برای حفظ استحکام و پایداری ساختار قطعات، از اهمیت بالایی برخوردارند.
قابلیت تعویض
پیچ و مهره‌ها به دلیل طراحی ساده و استفاده از مواد با کیفیت، امکان تعویض آسان را فراهم می‌کنند؛ بنابراین در صورت خرابی یا نیاز به تعویض، می‌توانید فقط پیچ و مهره‌ها را تعویض کنید، بدون اینکه قطعات اصلی نیازی به تعویض داشته باشند.
قابلیت تنظیم
استفاده از پیچ و مهره، امکان تنظیم فشار یا ایجاد نیروی لازم برای اتصال دو قطعه به یکدیگر را به وجود می‌آورد. با توجه به این موضوع می‌توانید در صورت نیاز به تنظیم فشار یا اتصال، پیچ و مهره را باز و یا بسته کنید.
استحکام ساختار
استفاده از پیچ و مهره‌های با کیفیت و استاندارد، در حفظ استحکام و پایداری ساختار قطعات و تجهیزات تاثیر بسزایی دارد.
پایداری در شرایط سخت
پیچ و مهره‌های با کیفیت و استاندارد، در شرایط سخت و زیاد مانند تحمل وزن سنگین، تغییر دمای قطعات و… می‌توانند پایداری لازم را حفظ کرده و از خرابی و یا آسیب دیدن سایر قطعات جلوگیری کنند.
اطمینان از کیفیت
ساخت پیچ و مهره با استفاده از مواد با کیفیت و استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، به مشتریان اطمینان می‌دهد که محصولی با کیفیت و عمر مفید بالا دریافت می‌کنند.
استفاده در صنایع مختلف
پیچ و مهره‌ها در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، هوافضا، صنایع دریایی، الکترونیک، ساختمانی، پزشکی و… استفاده میشوند؛ به همین دلیل اهمیت آنها در این صنایع، ساخت پیچ و مهره با کیفیت و استاندارد، بسیار زیاد است.
روشهای تولید پیچ و مهره
پیچ و مهره‌های مورد استفاده در صنایع مختلف با روش‌ها و متدهای مختلفی تولید میشوند. هر یک از این روش‌ها دارای ویژگی‌ها و خاصیت‌هایی خاص خود هستند؛ در نتیجه برای انواع پیچ و مهره مناسب خواهند بود. در ادامه برخی از رایج‌ترین روشهای تولید پیچ و مهره را معرفی خواهیم کرد.
تولید پیچ و مهره به روش ریخته گری
فرآیند ریخته‌گری به عنوان یکی از روشهای تولید قطعات فلزی در صنعت استفاده می‌شود. با استفاده از این روش می‌توان پیچ و مهره‌های مختلفی را تولید کرد. در فرآیند ریخته گری، مواد اولیه معمولاً به صورت فلزات گرم و مایع در یک قالب قرار می‌گیرند؛ سپس فلزات به صورت یکدست در قالب تراکم می‌یابند و پس از خنک شدن، پیچ و مهره‌ها از قالب خارج میشوند.
برای تولید پیچ و مهره با فرآیند ریخته گری، ابتدا باید قالب مربوطه طراحی شود. قالب‌های مختلفی برای تولید پیچ و مهره وجود دارند؛ اما معمولاً از قالب‌های چند قسمتی استفاده می‌شود که شامل قسمت‌های بالا و پایین، هسته و شیارهای تزریق فلز می‌باشد. برای افزایش کیفیت و دقت تولید، ممکن است پس از خنک شدن قطعات، آنها را به عنوان پرهای اصلاحی برش داده و سپس با استفاده از دستگاه‌های CNC، شکل دقیق و نهایی پیچ و مهره را تولید کرد.
انواع پیچ و مهره‌هایی که با روش ریخته گری تولید میشوند
معمولاً پیچ و مهره‌های استاندارد مانند پیچ و مهره فولادی با مقاومت بالا، پیچ‌های استیل، پیچ‌های مسی، پیچ‌های آلومینیومی و… با استفاده از روش ریخته گری تولید میشوند. همچنین، پیچ‌های با سر صفحه‌ای (Flat Head)، سر بریده (Countersunk)، سر هگزاگونال (Hexagonal)، سر گرد (Round Head) و… نیز می‌توانند با استفاده از روش ریخته‌گری تولید شوند.
ساخت پیچ و مهره به روش ماشین کاری
ساخت پیچ و مهره به وسیله فرایند ماشین کاری، یکی از رایج‌ترین روشهای تولید این محصولات است. در این فرآیند، ابتدا مواد اولیه به صورت قطعات فلزی به اندازه مناسب بریده و سپس در ماشین قرار می‌گیرند. در ماشین کاری، قطعات فلزی با استفاده از ابزارهای برش و حفره‌کاری به شکل پیچ و مهره‌ای تبدیل میشوند. در این فرآیند، ابتدا نقشه‌های مربوط به پیچ و مهره طراحی شده و به کامپیوتر منتقل میشوند؛ سپس با استفاده از نرم‌افزارهای ماشین کاری، مسیر حرکت ابزارهای برش و حفره‌کاری برای تبدیل قطعات فلزی به پیچ و مهره تعیین می‌گردد.
در این فرآیند، قطعات فلزی با دقت و سرعت بالایی برش و حفره‌کاری میشوند تا شکل نهایی پیچ و مهره حاصل شود. پس از اتمام این فرآیند، پیچ و مهره‌ها به مرحله بعدی انتقال داده میشوند که شامل تمیزکردن، حرارت دادن و پوشش دادن به رنگ یا روغن است.
فرآیند ساخت پیچ و مهره با استفاده از ماشین کاری، به سه شکل گوناگون انجام می‌شود که به شرح ذیل می‌باشند:
- روش تراشکاری: در این روش پیچ و مهره با استفاده از دستگاه تراش کاری آماده میشوند. دقت برش کاری در این روش بسیار کم است؛ به همین دلیل پیچ و مهره‌هایی با استحکام کمتر تولید میشوند.
- روش قلاویز: برای ساخت قطعات با آلیاژ‌های نرم مناسب است و بهترین روش برای تولید رزوه‌های داخلی پیچ و مهره است.
- روش حدیده: روش حدیده نیز مانند دو روش قبل، یکی از روشهای پر هزینه و زمان بر برای ساخت پیچ و مهره است. با این حال، پیچ و مهره‌های تولید شده با این روش نیز کیفیت مناسبی نخواهند داشت.
انواع پیچ و مهره‌هایی که با روش ماشین کاری تولید میشوند
با روش ماشین کاری، می‌توان انواع پیچ و مهره‌ها مانند پیچ‌های فولادی با مقاومت بالا، پیچ و مهره استیل، پیچ‌های مسی، پیچ‌های آلومینیومی و… تولید کرد؛ همچنین، پیچ‌های با سر صفحه‌ای (Flat Head)، سر بریده (Countersunk)، سر هگزاگونال (Hexagonal)، سر گرد (Round Head) و… نیز می‌توانند با استفاده از روش ماشین کاری تولید شوند.
ساخت پیچ و مهره با استفاده از فرآیند نورد
فرآیند نورد یکی از روشهای صنعتی برای ساخت قطعات فلزی است. برای ساخت پیچ و مهره با استفاده از این روش، مراحل زیر را می‌توان دنبال کرد:
ابتدا مواد خام را برش می‌دهند تا اندازه مورد نیاز برای پیچ یا مهره ساخته شده به دست آید؛ سپس مواد خام را به کمک فشار و حرارت نورد می‌کنند. در این مرحله، مواد خام به شکل یک ورقه فلزی باریک شده و اندازه آنها به شکل دایره یا شش ضلعی قالب شکل می‌گیرد. در مرحله بعدی، پیچ یا مهره با استفاده از دستگاه‌های خاصی شکل داده می‌شود. برای شکل دادن به پیچ یا مهره، اندازه ورقه فلزی به شکل مورد نظر بریده می‌شود و سپس به شکل یک پیچ یا مهره تغییر شکل می‌دهد.
در نهایت، پیچ یا مهره با استفاده از دستگاه‌های خاصی از جمله ماشین‌های تراش، ماشین‌های CNC یا ماشین‌های دیگر به شکل نهایی خود می‌رسند. در این مرحله، ابعاد نهایی، شکل، و کیفیت سطح قطعه بررسی می‌شود و در صورت نیاز، به عنوان قطعه‌های مجزا با پوشش‌های مختلف، از جمله پوشش‌های ضد زنگ، پوشش‌های گالوانیزه یا پوشش‌های دیگر پایان داده می‌شود.
انواع پیچ و مهره‌هایی که با روش ماشین کاری تولید میشوند
با استفاده از روش نورد، می‌توان پیچ و مهره‌هایی با اندازه‌های متفاوت تولید کرد. به عنوان مثال، پیچ‌های نوردی با قطر بزرگ (مانند پیچ‌های تیره)، پیچ‌های مربع، پیچ‌های استیل و فولادی و… می‌توانند با استفاده از روش نورد تولید شوند. در کل، روش تولید پیچ و مهره با استفاده از هر یک از روشهای نورد، ریخته‌گری و ماشین کاری بستگی به نوع پیچ و مهره مورد نظر، شکل و اندازه آن و همچنین شرایط استفاده آن دارد.
تولید پیچ و مهره با استفاده از متد کله زنی (فورج سرد و گرم)
متد کله زنی (فورج سرد و گرم) یکی از روشهای صنعتی برای تولید پیچ و مهره است. پیچ و مهره خشکه از مدل هایی هستند که با این روش تولید میشوند؛ در این روش، قطعه فلزی به صورت یک قالب محکم و با دقت بالا شکل داده می‌شود. برای تولید پیچ و مهره با استفاده از این روش، مراحل زیر را می‌توان دنبال کرد:
در ابتدا، قالبی که شکل پیچ یا مهره در آن قرار می‌گیرد، آماده می‌شود. این قالب می‌تواند به صورت یک قالب یک قطعه باشد یا به صورت یک قالب چند قطعه‌ای که در آن پیچ‌ها و مهره‌ها در یکباره تولید میشوند. موادی که برای تولید پیچ و مهره استفاده میشوند، معمولا فلزی هستند و توانایی شکل‌دهی با کمک متد کله زنی را دارند. موادی همچون فولاد، آلومینیوم، و مس معمولاً برای تولید پیچ و مهره با استفاده از این روش استفاده میشوند.
در این مرحله، مواد خام به دمایی بالاتر از نقطه‌ی نرمال خود می‌رسند (سرد یا گرم می‌شود) و بین دو قالب که در مرحله قبلی آماده شده بودند، قرار می‌گیرد. برای فورج کردن پیچ و مهره، فشار قوی به کار می‌رود تا مواد خام در داخل قالب شکل داده شوند. در صورت استفاده از فورج سرد، این فرآیند با استفاده از فشار بالایی انجام می‌شود، در حالی که در فورج گرم، مواد خام به دمای بالایی گرم شده و فشار قوی به کار می‌رود.
پس از فورج کردن، قطعات فرم‌گرفته شده از داخل قالب خارج میشوند. در صورتی که قطعات بیشتر از یک قطعه در یک قالب شکل داده شده‌اند، باید آنها را از هم جدا کرد و پس از این مرحله، قطعات خام پیچ و مهره حاصل شده‌اند. قطعات حاصل شده در مرحله قبل، باید با استفاده از دستگاه‌های قطعه‌سازی به طول و ابعاد مورد نظر برش داده شوند. پس از قطعه‌سازی، قطعات پیچ و مهره باید تمیز شوند تا از هرگونه خطر برای استفاده‌ی بعدی جلوگیری شود. در این مرحله، قطعات با استفاده از ماشین آلاتی که برای تمیز کردن قطعات فلزی طراحی شده‌اند، تمیز شده و سپس به فرآیند پایانی شامل گالوانیزه کردن، رنگ‌آمیزی و … می‌رسد.
جمع بندی
پیچ و مهره از قطعات بسیار پر کاربرد هستند که در صنایع مختلف به کار می‌روند. برای تولید پیچ و مهره، از روشهای مختلفی مانند ریخته‌گری، ماشین کاری، نورد، فورج سرد و گرم استفاده می‌شود. هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خود را دارند. انتخاب روش مناسب برای تولید پیچ و مهره با توجه به نوع و شکل قطعه، نوع مواد استفاده شده و نیازمندی‌های صنعتی، بسیار مهم است؛ بنابراین باید قبل از هر کاری با آنها آشنا شوید.
بهترین ماده واسه ساخت پیچ و مهره کدومه؟
مواد مختلفی مثل فولاد زنگ نزن برای ساخت پیچ و مهره ها به کار میره ولی اینکه کدوم مواد بهتر باشن به کاربرد و نوع پیچ و مهره بستگی داره.