روش های تولید فنرهای صنعتی

روش های تولید فنرهای صنعتی

در صنایع مختلف و زندگی روزمره ما فنرها بسیار پرکاربرد هستند. به همین دلیل تولید فنر از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به گوناگونی انواع و کاربردهای مختلف فنرها، روش های مختلفی برای ساخت آن ها وجود دارد. هر یک از روش های تولید فنر در صنعت فنرسازی، با توجه به پارامترهای گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور کاهش هزینه ها در ساخت و تولید فنر و نیز برای ارتقای کیفیت آن، استفاده از تکنولوژی بروز و دستگاه های مخصوص و پیشرفته ایده آل تر خواهد بود. برای افزایش راندمان محصول تولید شده و بهبود مزیت ها و کارایی های آن، لازم است که از مهارت و تخصص کافی بهره مند بوده و تجربه کافی در این زمینه داشت. از این رو برخی تولیدکنندگان در تلاش هستند تا با بهره گیری از تجهیزات لازم و پیشرفته، محصولات خود را با کارایی و کیفیت بیشتری تولید نمایند. در ادامه این مقاله از شرکت فنرسازی عدالت فنر قصد داریم توضیحات جامعی در خصوص روش های تولید فنر ارائه دهیم.

انواع روش های تولید فنر

روش های تولید فنر با توجه به نوع و کارایی فنر متفاوت است. خروجی و محصول تولید شده توسط هر یک از دستگاه ها و تجهیزات مختلف در فنرسازی ها، با یکدیگر تفاوت دارد. از این رو بایستی با توجه به نوع فنر و کارایی مورد نظر، دستگاه مناسب را انتخاب کرد. با توجه به پرکاربرد بودن فنر و کاربردهای مختلف آن در بسیاری از کارخانه ها و صنایع، با تکیه بر تکنولوژی جدید و استفاده از دستگاه های مدرن می توان ظرفیت های تولید فنر را بالا برده و در صدد برطرف کردن نیاز مصرف کنندگان برآمد.

برای دستیابی به کیفیت مطلوب در محصول تولید شده باید استانداردهای خاصی را در نظر گرفت. در ادامه به شرح روش های تولید فنر می پردازیم:

تولید فنر با استفاده از دستگاه سیم پیچ

یکی از مرسوم ترین روش های تولید فنر، استفاده از دستگاه کویل است. این دستگاه، یک نوع دستگاه cnc محسوب می شود و به منظور تولید و ساخت فنرهای مخصوصی به کار گرفته می شود. از این دستگاه بیشتر جهت تولید فنرهای پیچشی استفاده می شود. در این روش تولید، سیم های فلزی که به عبارتی مواد اولیه تولید محسوب می شوند را باید در داخل دستگاه قرار داد. سیم ها در داخل دستگاه بین چند غلتک می چرخند و در نهایت به حالت فنری و سیم پیچ شده در می آیند. از این دستگاه برای تولید انواع فنرهای فشاری استفاده می شود. با استفاده از این دستگاه می توان قطر مورد نظر را برای فنر مشخص نمود و به این ترتیب فنرهای معمولی و مخروطی در اندازه های مورد نظر تولید می شود. از ویژگی های منحصر به فرد این دستگاه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت چرخش و برش مستقیم
• ویژگی حرکت داخل و خارج از مندرال
• داشتن دسته میکرو پالس
• داشتن فشار سنج غلتکی
• برخورداری از رابط داده USB
• قابلیت تشخیص روی صفحه

با قابلیت ها و کارایی های ویژه ای که این دستگاه در فرایند تولید فنر دارد، می توان انتظار تولید یک محصول با کیفیت را داشت. افزایش قابلیت ها و میزان كارايي دستگاه، در افزایش کارایی و کیفیت محصول تولید شده تأثیر بسزایی خواهد داشت.

فرایند تولید فنر با استفاده از دستگاه های شکل دهنده (فرمینگ)

یکی دیگر از روش های تولید فنر، استفاده از دستگاه هاي شكل دهنده یا فرمینگ می باشد. داخل این دستگاه ها، تعدادی ابزار اسلایدینگ قدرتمند قرار دارد که به سیم ها که به طور معمول از جنس استیل یا برنز هستند، شکل و حالت خاصی می دهد. قبل از ساخت، شکل و ابعاد مورد نظر برای ساخت فنر در دستگاه برنامه ریزی می شود. روش کار این دستگاه به این صورت است که سیمی که حول یک قرقره پیچیده شده است را وارد دستگاه می کنند و پس از اینکه سیم، شکل مورد نظر را می یابد، بریده می شود و روند کار به همین شکل ادامه می یابد. این دستگاه دارای شش تا هشت غلتک است. سیم ها به وسیله این غلتک ها تغییر شکل می یابند و در نهایت به شکل فنر از دستگاه خارج می شوند. این دستگاه قابلیت مانور و ساخت فنر در شکل های مختلف را دارد. خم کردن سیم در جهات مختلف و برش دادن آن، سیم پیچ کردن و زاویه دادن به سیم از جمله قابلیت های این دستگاه می باشد. این دستگاه مکانیزه بیشتر برای ساخت فنرهای فشاری، پیچشی، چرخشی و دوتایی به کار گرفته می شود.
البته نا گفته نماند که فنر فرم دار ساخته شده توسط این دستگاه، نسبتاً مقاومت و کارایی کمتری دارد و از آن جایی که تابع استانداردهای خاصی می باشد، شاهد کاهش کیفیت محصول تولید شده با این دستگاه ها هستیم.

فرایند تولید فنر با استفاده از دستگاه خم کننده

دستگاه خم كننده از یک مکانیزم خم کننده برای تولید فنر و شکل دادن به آن استفاده می کند و بیشتر برای تولید فنرهاي فرمينگ به کار گرفته می شود. سیم ها، توسط دستگاه به مجموعه ای از غلتک ها هدایت می شوند. سر ابزار متحرک موجود در دستگاه می تواند با ایجاد حالت های خم سیم ها را به شکلu ، شعاع، زیگزاگ و… درآورد. سر ابزار این دستگاه ها، قابلیت چرخش تا 360 درجه را دارد. به سبب این امر که از مهم ترین مزیت های این دستگاه به شمار می رود، می توان با ایجاد خمش در حالت های مختلف در سیم ها، فنرها را در شکل دلخواه تولید کرد.

فرایندهای تولید فنر

1. فرایند گرمایشی: فرايند گرمايشي از روش های رایج براي تولید فنر مي باشد. در فرایند گرمایشی، فلز مورد نظر با توجه به جنسی که دارد، در مدت زمان معین، تحت دمای مشخصی قرار می گیرد. با استفاده از گرما عمل فشرده سازي انجام شده و در فنرها قابلیت الاستیکی و ارتجاعی حفظ می شود. برای ایجاد مقاومت لازم و رسیدن به کیفیت مطلوب و مرغوبیت محصول تولید شده، لازم است که برای هر نوع فلزی که مورد استفاده قرار می گیرد، دمای مشخصی تعیین شود.
2. فرایند سنگ زنی و سابیدن فنر: فنرهایی که انتهايی مسطح دارند، نياز به فرايند سنگ زني دارند. با استفاده از اين روش، فنر امکان قرار گیری و ایستادن در حالت عمودی را پیدا می کند و تاب نمی خورد. این عمل با استفاده از دستگاه سنگ زني قابل انجام است. در چرخ دستی فنر، دو چرخ سنگزنی در حالت افقی و جدا از هم قرار دارد. فنرها با طول های متفاوت می توانند وارد دستگاه شوند. در صفحه بشقاب فنری دستگاه، سوراخ هایی وجود دارد که فنرها درون آن قرار می گیرند. این صفحه با سرعت بسیار کمی شروع به حرکت می کند. در این حالت انتهای فنرهایی که بین دو چرخ سنگ زنی قرار گرفته اند، ساییده شده و به شکل مورد نظر در می آیند.

انتخاب مواد اولیه در تولید فنر

کیفیت یک فنر تنها به دستگاه تولید آن وابسته نیست، بلکه انتخاب مواد اولیه نیز تاثیر مستقیمی بر استحکام، طول عمر و عملکرد آن دارد. به همین دلیل تولیدکنندگان معتبر، قبل از آغاز فرایند ساخت، نوع آلیاژ را با توجه به کاربرد فنر انتخاب می کنند.
در تولید فنرهای صنعتی معمولا از فولاد فنر، فولادهای آلیاژی، استیل ضد زنگ و در برخی کاربردهای خاص از آلیاژهای برنج یا فسفر برنز استفاده می شود. هر یک از این متریال ها ویژگی های متفاوتی از نظر مقاومت کششی، تحمل خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت ارتجاعی دارند.
برای مثال، فنرهایی که در محیط های مرطوب یا صنایع غذایی استفاده می شوند، اغلب از استیل ضد زنگ تولید می شوند، در حالی که برای فنرهای خودرو معمولا فولادهای آلیاژی با استحکام بالا انتخاب می شوند.

طراحی مهندسی؛ اولین مرحله قبل از تولید فنر

پیش از آنکه سیم وارد دستگاه های فنرسازی شود، مشخصات فنی فنر توسط مهندسان طراحی می شود. پارامترهایی مانند قطر سیم، قطر خارجی فنر، تعداد حلقه ها، طول آزاد، میزان سختی و مقدار نیروی مورد نیاز، همگی در این مرحله تعیین می شوند. استفاده از نرم افزارهای طراحی مهندسی باعث می شود تولیدکننده بتواند عملکرد فنر را قبل از ساخت شبیه سازی کرده و از مطابقت آن با نیاز پروژه اطمینان حاصل کند. این موضوع علاوه بر کاهش ضایعات، کیفیت نهایی محصول را نیز افزایش می دهد.

عملیات حرارتی؛ مرحله ای که کیفیت فنر را تضمین می کند

پس از شکل دهی، بیشتر فنرها وارد مرحله عملیات حرارتی می شوند. هدف از این فرایند، حذف تنش های داخلی ایجاد شده در هنگام فرم دهی و افزایش استحکام مکانیکی فنر است.
دمای عملیات حرارتی با توجه به نوع فولاد و کاربرد فنر تعیین می شود. اجرای صحیح این مرحله باعث می شود فنر در برابر تغییر شکل، شکست و خستگی مقاومت بیشتری داشته باشد و در طول زمان خواص ارتجاعی خود را حفظ کند.

شات پینینگ (Shot Peening) چیست و چه تاثیری بر عمر فنر دارد؟

یکی از فرایندهای مهم در تولید فنرهای صنعتی، شات پینینگ است. در این روش، ساچمه های فولادی با سرعت بالا به سطح فنر برخورد می کنند و تنش های فشاری کنترل شده ای در سطح قطعه ایجاد می شود. این عملیات باعث افزایش مقاومت فنر در برابر خستگی، ترک خوردگی و شکست می شود. به همین دلیل بسیاری از فنرهای مورد استفاده در صنایع خودرو، نفت و گاز، هوافضا و ماشین آلات صنعتی پس از عملیات حرارتی، تحت فرایند شات پینینگ نیز قرار می گیرند.

کنترل کیفیت فنرهای صنعتی چگونه انجام می شود؟

پس از پایان مراحل تولید، فنرها وارد بخش کنترل کیفیت می شوند تا از نظر ابعاد، استحکام و عملکرد بررسی شوند.
برخی از مهم ترین آزمون هایی که روی فنر انجام می شود عبارت اند از:

• اندازه گیری ابعاد و تلرانس ها
• تست نیروی فشاری یا کششی
• آزمون خستگی
• تست سختی
• بررسی کیفیت سطح و پوشش
• کنترل ترک های احتمالی

اجرای این آزمون ها باعث می شود تنها فنرهایی که مطابق استانداردهای تعیین شده هستند، وارد بازار شوند.

جدول مقایسه روش های تولید فنر

چگونه بهترین روش تولید فنر انتخاب می شود؟

انتخاب روش تولید به عوامل مختلفی بستگی دارد و نمی توان برای همه فنرها از یک روش استفاده کرد. عواملی مانند قطر سیم، جنس آلیاژ، تیراژ تولید، نوع کاربرد، میزان دقت مورد نیاز و هزینه تولید، همگی در انتخاب تجهیزات و فرایند ساخت تاثیرگذار هستند.برای مثال، تولید فنرهای ظریف مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی با روش های متفاوتی نسبت به فنرهای سنگین خودرو یا ماشین آلات صنعتی انجام می شود. به همین دلیل تولیدکنندگان حرفه ای پیش از آغاز تولید، تمامی این عوامل را بررسی می کنند تا محصول نهایی از نظر کیفیت، دوام و عملکرد مطابق استانداردهای مورد انتظار باشد.

سوالات متداول: خرید بهترین فنر

1. رایج ترین روش تولید فنرهای صنعتی چیست؟

رایج ترین روش تولید فنرهای صنعتی، استفاده از دستگاه های سیم پیچ (Coiling) است. این روش به دلیل دقت بالا، سرعت مناسب و امکان تولید انواع فنر فشاری، کششی و پیچشی، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

2. عملیات حرارتی چه تاثیری بر کیفیت فنر دارد؟

عملیات حرارتی باعث حذف تنش های ایجاد شده در فرایند تولید، افزایش استحکام، بهبود خاصیت ارتجاعی و افزایش مقاومت فنر در برابر خستگی و تغییر شکل می شود. اجرای صحیح این مرحله نقش مهمی در افزایش طول عمر فنر دارد.

3. چه عواملی در انتخاب روش تولید فنر موثر هستند؟

نوع فنر، جنس مواد اولیه، قطر سیم، تیراژ تولید، میزان دقت مورد نیاز، کاربرد نهایی و هزینه تولید از مهم ترین عواملی هستند که در انتخاب روش مناسب برای تولید فنر تاثیر دارند.

4. چگونه می توان از کیفیت فنر تولید شده اطمینان حاصل کرد؟

تولیدکنندگان معتبر پس از ساخت فنر، آزمون هایی مانند کنترل ابعاد، تست نیروی فشاری یا کششی، آزمون خستگی، تست سختی و بررسی کیفیت سطح را انجام می دهند تا از مطابقت محصول با استانداردهای فنی و عملکردی اطمینان حاصل شود.