Sa tionscal déantúsaíochta, is minic a mhúnlaítear agus a chuirtear an táirge le chéile le huirlisí déanta as cruach. Tá raon leathan uirlisí ann, ó na cinn is coitianta agus neamhspeisialaithe, amhail druileanna agus scriúirí, go trealamh níos speisialaithe amhail básanna le haghaidh miotal leáite a theilgean nó chun páirteanna amhail painéil gluaisteán a mhúnlú (san innealtóireacht, ciallaíonn múnlú brionnú nó stampáil). Tá go leor cineálacha cruach uirlisí ann. De ghnáth, roghnaítear cruach uirlisí le haghaidh miotail a ghearradh ó theaghlach ar a dtugtar na cruach ardluais (HSS), a bhfuil an t-ainm sin orthu toisc go bhfanann siad crua agus frithsheasmhach in aghaidh caitheamh suas le 600 céim Celsius (C). Is féidir le HSS miotail a ghearradh ag luasanna arda i gcomparáid le huirlisí déanta as cruach níos gnáth, a thosódh ag maolú os cionn 200 céim C, thart ar. Tá idirdhealú comhchosúil ann idir na cineálacha cruach a úsáidtear chun miotal a theilgean nó a mhúnlú. Sna hoibríochtaí sin, labhraíonn innealtóirí faoi chruach uirlisí oibre te agus cruach uirlisí oibre fuar. Úsáidtear cruach uirlisí oibre te le haghaidh básanna a choinníonn miotail leáite amhail alúmanam agus since ina n-áit go dtí go soladaíonn an leacht, nó chun miotal a fhoirmiú os cionn 200 céim C (thart ar), agus úsáidtear cruach uirlisí oibre fuar chun miotal a fhoirmiú faoi bhun na teochta céanna.
Réamhrá
Sa tionscal déantúsaíochta, tá brí theicniúil speisialta ag baint leis na téarmaí 'uirlis' agus 'cruach uirlisí'. Úsáidtear iad chun cur síos a dhéanamh ar chuid den innealra déantúsaíochta a thagann i dteagmháil leis an táirge, agus an cruach as a ndéantar an chuid seo, má dhéantar í as cruach (mar a bhíonn de ghnáth).
Féadfar uirlisí, a shainmhínítear amhlaidh, a úsáid chun críocha gearrtha, réitigh nó foirmithe.
gearradh an gníomh a dhéanann druil, nó an uirlis aonphointe ar dheil. Is é an gníomh a dhéanann uirlisiú ilphointe meaisín muilleoireachta nó lann sábha freisin.
Réitigh is é an gníomh ina gcoinnítear miotal leáite, nó aon ábhar leáite eile, ina áit go dtí go soladaíonn sé.
Ag cruthú is ea gníomh brionnú, lúbadh nó stampála píosa oibre soladach, sa chaoi is go n-athraítear a chruth gan ábhar a chailleadh.
Uaireanta déantar na gníomhartha seo a chomhcheangal, mar shampla, nuair a ghearrann preas ciorcal i mbileog miotail agus ag an am céanna déanann sé bun sáspan de.
Sa úsáid theicniúil seo, is gnách tagairt a dhéanamh don mheaisín ina bhfuil an uirlis, agus do na hábhair as a bhfuil an meaisín ina bhfuil an uirlis déanta, ar leithligh ón uirlis féin.
Stair na Cruach Uirlisí
Is dócha gur iad na chéad chruach uirlisí ná na cinn a úsáideadh chun uirlisí traidisiúnta ar nós casúir, inneoin, sceana agus tuaghanna a dhéanamh. Is ar éigean a bhí sé seo indéanta idirdhealú a dhéanamh idir an iarann gnáth a rinneadh leis na teicnící is primitive ar dtús.
Ach le himeacht ama, d'fhoghlaim gabha traidisiúnta airíonna iarainn a athrú chun é a dhéanamh níos deacra le haghaidh úsáidí áirithe, agus níos déine le haghaidh úsáidí eile. Ba iad na foirmeacha modhnaithe seo d'iarann na chéad fhíorfhoirmeacha cruach.
I laethanta tosaigh na cruach-déantúsaíochta, breis agus trí mhíle bliain ó shin, d’aimsigh gaibhne gur féidir iarann de chomhdhéanamh áirithe a théamh agus ansin é a thumadh in ola nó in uisce, a dhéanamh níos deacra ná mar a dhéanfaí dá mbeadh sé ligthe dó fuarú go nádúrtha. Le “comhdhéanamh áirithe,” is éard atá i gceist agam le hiarann ina raibh thart ar aon faoin gcéad de réir meáchain, nó mar sin, de charbón tuaslagtha nuair a bhí sé te. Chuirfeadh múchadh tobann cosc ar an gcarbón teacht amach as an tuaslagán chun cáithníní móra de charbaid iarainn a fhoirmiú i maitrís d’iarann bog agus íon. Ina áit sin, ghlas an próiseas múchta na hadaimh charbóin ina n-áit i maitrís brúite d’iarann agus de charbón ar a dtugtar martensite anois, atá níos deacra a dhífhoirmiú.
Ar ndóigh, ní raibh an ceimic seo ar fad ar eolas ag an am. Ina áit sin, d’oibrigh na gaibhne a bhí ann fadó de réir rialacha ordóige éagsúla. Sa Bhéarla, is as seo a thagann an abairt “ealaín dhubh”. Ba ealaín seachas eolaíocht obair na ngaibhne, bhí sí salach agus dubh ó thaobh na fisice de, agus thar sin ní raibh a fhios ag aon duine i ndáiríre cad a bhí á dhéanamh ag na gaibhne. An raibh siad i gcomhghuaillíocht le deamhain ó pholl Ifrinn a bhí chomh tine céanna? Ar na cúiseanna seo go léir, tugadh an ‘ealaín dhubh’ ar obair an ghabha, téarma a chuirtear i bhfeidhm ar aon phróiseas mistéireach eile den chineál céanna inniu.
Íomhá fearainn phoiblí de ghabha traidisiúnta (1606 CE) trí Cómhaoin Wikimedia
Le himeacht ama, d'éirigh ealaín na ngaibhne níos casta agus níos oilte, cé gur ealaín í fós. Chuirfí píosaí den chruach is deacra san áit a mbeadh imeall na lanna agus chuirfí iad le chéile le píosaí cruach níos boige ach níos déine chun formhór na lanna a fhoirmiú. Ba mhodh ullmhúcháin tosaigh eile é deascadh deindrídí cairbíde i mbloc cruach amháin. Mar sin féin, tháinig sé chun cinn ar dtús, ansin bhuailfí, théadh agus fhilleadh an cumaisc go minic chun eisíontais agus boilgeoga gáis a d'fhéadfadh a bheith ina gcúis le brioscadh a bhriseadh, agus chun lanna le coirp righne agus imill chrua a fhoirmiú. Na teicnící seo, a raibh na Seapánaigh mar ainm orthu... móim-géine modh agus an Meánoirthear Damaisc leis an modh sin, tháirgtear cruach le patrúin rothlacha a nocht an struchtúr bunúsach, go háirithe nuair a bhí sé greanta. Mar sin féin, ní raibh mórán tuisceana eolaíoch ann ar a raibh ar siúl i ndáiríre, i gcomparáid le tuiscint níos iomasach agus níos ealaíonta.
Claíomh Seapánach déanta leis an teicníc mokume-gane ar chúlra slabhra-mhála. Grianghraf le 'Dafannin', 12 Bealtaine 1986, CC BY-SA 4.0 via Cómhaoin Wikimedia.
Tháinig feabhas ar eolaíocht na 1700idí agus ar thús na 1800idí. Le teacht chun cinn na ceimice nua-aimseartha, léirigh sé go soiléir gur cóimhiotal, nó cumaisc, d’iarann agus dúile eile a bhí i gcruach na linne; gur carbón an príomhbhreiseán; agus go raibh foirmeacha éagsúla ar an gcarbón i gcruach bhog, i gcruach chrua, agus in iarann teilgthe (áit a raibh tiúchan an charbóin thart ar cheithre faoin gcéad de réir meáchain).
Trí chion an charbóin sa chruach a mhéadú ar bhealach rialaithe, bhí sé indéanta cruach thar a bheith crua, cé go raibh siad beagáinín sobhriste, a tháirgeadh a bhí go maith chun cineálacha eile cruach a ghearradh. Mar sin rugadh na chéad chruach uirlisí de chineál nua-aimseartha.
Chomhcheangail na cruach uirlisí luatha seo maitrís martensite (cruaite múchta) den chuid is mó le cuimsithe breise de charbaíd iarainn.
Mar sin féin, bhí an míbhuntáiste acu go mbíodh claonadh acu bogadh os cionn 200 céim Celsius, agus chuir sé seo teorainn leis an ráta ag a bhféadfaí iad a úsáid chun cruach eile a ghearradh.
Sa bhliain 1868, cheap an t-innealtóir Albanach Robert Mushet, mac le duine de na chéad mháistrí iarainn a thuig tábhacht an charbóin, cineál cruach a d’fhan crua ag teochtaí níos airde.
Ar a dtugtar cruach Mushet, bhí ní hamháin na méideanna carbóin is gnách sa chóimhiotal nua ach méideanna níos mó fós de mhangainéis agus tungstan. Bhí an airí neamhghnách ag cruach Mushet freisin nach raibh gá í a mhúchadh i leacht. Ba í an chéad chruach 'aer-chruaite' í: cruach a chruaigh go leibhéil cosúil le martensite trí fhuarú síos ó theas dearg i scaird aeir.
Go luath sna 1900idí, feabhsaigh an t-innealtóir Meiriceánach Frederick Winslow Taylor agus a chomhghleacaithe airíonna cruach Mushet tuilleadh. Tháinig an toradh chun bheith ar a dtugtar cruach ardluais (HSS). Fanann HSS crua go húsáideach suas le 500 nó fiú 600 céim Celsius: as sin a ainm, toisc gur féidir é a úsáid chun cruach eile a ghearradh ag luasanna níos airde fós ná cruach Mushet. Chomh maith leis an iarann agus an carbón atá coitianta i ngach cineál cruach, tá méideanna móra tungstain, móide cróimiam, i bhformhór na gcóimhiotal HSS, a tháinig in ionad mhangainéis fhoirmliú tosaigh Mushet.
Na laethanta seo, is minic a úsáidtear bairr charbaid le haghaidh na bhfeidhmeanna gearrtha miotail is déine, cé gurb iad cruach ardluais an t-ábhar is fearr fós chun lanna sábha agus giotán druileála casta a mhonarú, agus de ghnáth ní bheadh sé praiticiúil bairr charbaid a chur isteach iontu, go háirithe sna trastomhais níos lú agus sna gráid fiacla níos míne.
Ach cad faoi Réitigh agus Foirmiú?
Go dtí seo, tá cur síos déanta agam ar fheabhsuithe i gcruach uirlisí a úsáidtear chun rudaí a ghearradh, ó lanna luatha go huirlisí tionsclaíocha nua-aimseartha HSS. Mar sin féin, baineann an t-idirdhealú nua-aimseartha idir cruach uirlisí fuar-oibre agus cruach uirlisí te-oibre i ndáiríre le cruach a úsáidtear le haghaidh réitigh agus foirmithe.
Úsáidtear cruach oibre te le haghaidh próiseas ina rachaidh teocht an uirlis thar 200 céim Celsius (392 céim Fahrenheit).
Úsáidtear cruach uirlisí fuar-oibre le haghaidh próiseas ina bhfanann teocht na huirlise faoi bhun 200 céim Celsius.
Níl an líne dheighilte 200 céim Celsius go hiomlán diana agus gasta, ós rud é go bhfuil go leor cóimhiotail éagsúla ann a bhfuil airíonna difriúla acu, ach is líne dheighilte thraidisiúnta í a ndéantar tagairt di go forleathan sa litríocht.
Le gach cineál cruach uirlisí, is iad na príomhchúiseanna le teip ná briseadh, dífhoirmiú (go háirithe dífhoirmiú buan nó 'plaisteach'), caitheamh dromchla, agus forbairt scoilteanna tuirse dromchla de bharr strusanna timthriallacha. Is de bhunadh meicniúil agus teirmeach araon strusanna timthriallacha; is saincheist thar a bheith tromchúiseach iad strusanna teirmeacha i gcás cruach uirlisí oibre te.
Steels Uirlis Fuar Oibre
Is cruach ardcharbóin iad cruach uirlisí oibre fuar de ghnáth, agus bíonn thart ar aon go leith faoin gcéad carbóin iontu de réir meáchain de ghnáth. Is iad na cineálacha is coitianta ná gráid ísealchóimhiotail a chruasaítear le hola, gráid mheánchóimhiotail a chruasaítear le haer, agus gráid ardcharbóin agus cróimiam ard.
Is iad gráid íseal-chóimhiotail a chruaitear le hola na cinn is saoire. Ach amháin go bhfuil níos lú eisíontais iontu, tá siad beagnach mar an gcéanna leis na seanchineálacha cruach uirlisí a úsáideadh roimh chruach Mushet.
Cruaiteann gráid chóimhiotail mheánacha a chruaítear san aer le níos lú saobhadh ná cruach a chaithfear a mhúchadh. Is féidir iad a chruachadh freisin i gcodanna níos tibhe ná cruach a mhúchadh in ola, suas le 100 milliméadar nó níos mó.
Is iad gráid ardcharbóin ard-chróimiam, a chruaítear trí mhúchadh ola nó trí chruasú san aer ag brath ar a gcomhdhéanamh cruinn, na cinn is frithsheasmhacha in aghaidh caitheamh.
De ghnáth, úsáidtear cruach uirlisí fuar-oibre le haghaidh go leor úsáidí tionsclaíocha laethúla, lena n-áirítear:
- Réitigh bás plaisteach
- Básanna chun painéil miotail tanaí a mhúnlú amhail painéil choirp cuartha gluaisteán
- Chuckaí agus ionaid deil
- Rollóirí
- Básanna foirmithe rolla le haghaidh snáitheanna scriú agus cnagaireachta
- Broitsí, reamairí, sconnaí agus mandrels
- Rothaí agus sealbhóirí ag obair as sreang agus feadáin fuara
- Siosúr, lanna agus uirlisí gearrtha eile, le haghaidh feidhmeanna ina mbíonn an gearradh gearr agus nach nginfear mórán teasa
- Tomhaisí
- Básanna bánaithe, líníochta agus pollta
Steels Uirlisí Oibre Te
Cosúil le cruach Mushet agus na chéad chruach ardluais, bhí méideanna móra tungstain mar eilimint chóimhiotail i gcruach uirlisí oibre te go traidisiúnta. Mar sin féin, tá cruach uirlisí oibre te ann freisin a bhfuil cróimiam mar an bpríomheilimint chóimhiotail iontu, agus gráid eile a bhfuil moluibdín mar an bpríomheilimint chóimhiotail iontu.
Chomh maith le gearradh agus druileáil miotail ardluais, úsáidtear cruach uirlisí oibre te de ghnáth le haghaidh:
- Réitigh miotail bás
- Easbhrúite
- Gaibhnithe
- Déantúsaíocht táirgí gloine
Roghnú Ábhar le haghaidh Réitigh
Tugtar réitigh bás-réitigh ar phróisis réitigh ina n-úsáidtear cruach uirlisí, ina bhfeidhmíonn an uirlis mar bhás, ag tabhairt cruth mionsonraithe nó sách beacht don alt deiridh ar bhealaí atá níos dílse agus in-athdhéanta ná mar is féidir le réitigh i múnlaí gainimh.
Is dócha gur tháinig an teilgean bás chun cinn le teilgean litreacha le haghaidh cló soghluaiste sna 1400í CE, i mbásanna oscailte i gcruth gach litreach. Sa chiall nua-aimseartha, instealltar an miotal faoi bhrú i múnla déanta as dhá uirlis os coinne a chéile, a líonann sé go beacht.
Is gnách go ndéantar uirlisí bás le haghaidh plaistigh as gráid speisialta cruach fuar-oibre ar a dtugtar cruach P, as alúmanam, nó as cóimhiotail bheiriliam-copair. I measc na mbuntáistí a bhaineann le copar agus alúmanam, don úsáid seo, tá seoltacht theirmeach i bhfad níos airde agus dá bhrí sin fuarú níos tapúla agus níos cothroime ná cruach.
Ar an láimh eile, maireann múnlaí cruach níos faide (suas le milliúin timthriallta) agus is féidir leo creimeadh ó scairdeanna plaisteacha atá ag gluaiseacht go tapa a sheasamh níos fearr, go háirithe má tá athneartú ilchodach scríobach ann amhail snáithín gloine. Ní féidir roinnt bailchríocha dromchla a bhaint amach go hiontaofa ach le cruach chomh maith.
Roghnú Ábhar le haghaidh Próisis Fhoirmithe
De ghnáth, ní bhíonn dífhoirmiú mórchóir ar an miotal i gceist le próisis mhúnlaithe miotail a n-úsáidtear cruach uirlisí fuar-oibre ina leith. Is gnách go mbíonn snáitheanna scriú á gcur ar dhromchla slat trí rolladh, nó bileog chomhréidh miotail á brú isteach i gcuar casta phainéil choirp gluaisteáin.
Foirmiú fuar-rolla snáithe scriú. Grafaic le 'Tosaka', 12 Deireadh Fómhair 2009, CC BY 3.0 via Cómhaoin Wikimedia.
Is minic a chuireann próisis oibre fuar feabhas ar cháilíocht an mhiotail trí athdhíriú struchtúr criostalach an mhiotail agus obair chrua, cé go mbíonn an éifeacht ar struchtúr an chriostail teoranta don dromchla de ghnáth agus nach mbíonn sé chomh drámatúil agus atá i gcás brionnú, a phléifidh mé sa chéad chuid eile.
Bíonn obair the (os cionn 200 céim Celsius) i gceist le gach próiseas níos déine a bhaineann le miotalú. Mar a luadh, áirítear leis seo:
- Easbhrúite, agus
- Gaibhnithe
Mar a luadh againn freisin, is feidhmchlár mór eile é déanamh earraí gloine do chruach uirlisí oibre te.
Easbhrúite Is é an próiseas trína mbrúitear ábhar téite agus bogtha trí mhúnla chun earra fada de phróifíl trasghearrthach tairiseach a chruthú. Is iad na samplaí is aithnidiúla d'earra easbhrúite ná rannóga plaisteacha agus alúmanaim, a bhféadfadh cruthanna casta a bheith acu. Is féidir rannóga plaisteacha a easbhrú trí mhúnlaí cruach uirlisí fuar-oibre, ach ní mór rannóga alúmanaim a easbhrú trí mhúnlaí cruach uirlisí te-oibre.
Catagóir speisialta easbhrúite is ea easbhrú suaite, a úsáidtear chun rudaí ar nós coirp cannaí alúmanaim agus feadáin piolla a fhoirmiú. Le heasbhrú suaite, brúitear bás síos i bpíosa miotail bán a shreabhann ansin ar ais timpeall an bháis chun an canna nó an feadán a fhoirmiú. Is iontach an rud é gur féidir cannaí agus feadáin le ballaí chomh tanaí, ach cothrom, a fhoirmiú leis an modh seo.
Déantar feadáin gan uaim a mhonarú trí easbhrú freisin. Téitear billet soladach agus ansin polltar sa lár é. Ansin cuirtear thar mhaindrín é agus tugtar a mhéid deiridh agus a thiús balla dó trí easbhrú.
Gaibhnithe Is é an próiseas trína ndéantar píosa miotail te, atá dearg-the go minic, a bhualadh isteach ina chruth deiridh le casúr tionsclaíoch, agus gan ach oibríochtaí beaga meaisínithe (gearrtha) le leanúint. Sampla maith de tháirge a dhéantar de ghnáth trí bhrionnú is ea castaire. Is féidir an casúr a thiomáint go meicniúil sa dá threo, nó is féidir é a ardú go meicniúil agus a scaoileadh trí dhomhantarraingt ('brionnú titim').
Boinn chruach á gaibhniú le haghaidh rothaí traenach iarnróid. Grianghraf le Rainer Halama, 19 Meitheamh 2010, CC BY-SA 3.0 via Cómhaoin Wikimedia.
Is sliocht díreach tionsclaíoch é an gaibhniú ó theicnící sean-cheardaíochta ar nós mokume-gane agus Damaisc. Tá éifeacht chomhchosúil aige, eadhon, go scaiptear agus go ndúntar eisíontais ghloineacha agus boilgeoga gáis, agus go ndéantar na criostail mhóra nó na 'gráinní' a fhaightear de ghnáth taobh istigh de mhiotal teilgthe - cosúil leis na spangles ar fhál iarainn ghalbhánuithe, ar cineál criostail miotail iad féin - a bhriseadh agus cinn níos lú a chur ina n-áit agus, i go leor cásanna freisin, a dhífhoirmiú i dtreo na gcuar seachtrach den chruth deiridh.
Mar a bheifeá ag súil leis, is fearr struchtúr gráin mhín ná struchtúr garbh; agus feabhsaíonn struchtúr gráin mhín ina leanann na gráin cruth an táirge airíonna meicniúla an earra chríochnaithe níos mó fós, rud a fhágann go bhfuil sé i bhfad níos lú seans ann go scoiltfidh an t-earra ag cúinne faoi ualaí troma ná mar a dhéanfadh sé murach sin.
Tá léiriú an-mhaith ar chriostail a leanann cruth ar shuíomh gréasáin dropforging.netIs léir an chosúlacht bhunúsach le táirgí na ngaibhne ba mhó oilte sna seanlaethanta, ach amháin sa chás seo gur earra tionsclaíoch seachas claíomh an toradh.
Is cuid mhór de na hearraí meicniúla is 'tromchúisí', míreanna a iompraíonn ualaí troma agus a mbeadh iarmhairtí tromchúiseacha nó ar a laghad an-chráite acu dá mbrisfeadh siad, brionnaithe. Chomh maith le spanairí, a d'fhéadfadh briseadh ag pointí an struis uasta, in aice leis an gcnó, dá ndéanfaí iad ar aon mhodh eile, áirítear ar na hearraí brionnaithe loineáin innill agus na slata ceangail a nascann na loineáin leis an loineán, cé go mbíonn na loineáin féin teilgthe de ghnáth. (Úsáidtear loineáin brionnaithe, áfach, in innill rásaíochta agus tá siad ag éirí níos coitianta i gcoitinne).
Tá dhá phríomhchineál brionnaithe ann: brionnú oscailte agus brionnú bás dúnta. Puntálann brionnú oscailte miotal i gcruth garbh agus feabhsaíonn sé a struchtúr inmheánach ginearálta ach ní thugann sé aon chruth nó patrún gráin ar leith dó. Táirgeann brionnú bás dúnta cruthanna agus patrúin gráin níos cinnte.
_14-n.PNG){kind=link}
