رولینگ
رولینگ چیست؟
رولینگ روشی است که به‌صورت سرد روی یک قطعه، رزوه ایجاد می‌کند. پیچی که با این روش تولید شده باشد، استحکام کششی و خستگی بیشتری نسبت به پیچ‌هایی دارد که به روش براده‌برداری (تراشکاری یا سنگ‌زنی) ساخته شده‌اند. برای ایجاد رزوه به روش رولینگ، قطعه کار درون فک‌ها یا جایگاه مخصوص دستگاه قرار می‌گیرد؛ سپس دو یا چند غلتک که حول محور خود حرکت دورانی دارند، تحت فشار هیدرولیکی یا مکانیکی به قطعه نیرو وارد می‌کنند. از آنجا که این غلتک‌ها دارای پروفیل رزوه با گام مشخص هستند، فرم منفی خود را روی قطعه حک کرده و بدین ترتیب پیچ رزوه می‌شود. در این روش، محاسبه دقیق میزان شکل‌پذیری و سختی اولیه قطعه جهت جلوگیری از ترک‌های سطحی زیر فشار دستگاه الزامی است. استفاده از رولینگ برای تیراژهای پایین به دلیل هزینه تنظیم و ساخت قالب‌ها مقرون‌به‌صرفه نیست.
حدیده چیست؟
حدیده ابزاری برای ایجاد رزوه خارجی روی میله‌ها و شفت‌ها است. در روش فرم‌دهی سرد، قالب‌های رولینگ (که گاهی در اصطلاح عمومی حدیده رولینگ نامیده می‌شوند) بدون براده‌برداری و صرفاً با اعمال تنش فشاری فراتر از حد تسلیم ماده، فرورفتگی‌ها و برجستگی‌های دندانه را شکل می‌دهند. عدم تولید براده در این مکانیزم منجر به صرفه‌جویی چشمگیر در مصرف مواد اولیه می‌شود. قالب‌های رولینگ عموماً به‌صورت استوانه‌ای (قرقره‌ای) یا تخت (شانه‌ای/Flat Dies) طراحی و ساخته می‌شوند.
مزایای رولینگ
روش رولینگ یکی از استانداردترین و بهینه‌ترین فرآیندها برای تولید پیچ‌های صنعتی (استاد بولت، انکر بولت و پیچ‌های سازه‌ای) در حجم بالا است:
- صرفه‌جویی در مواد اولیه: از آنجا که فرم‌دهی بدون براده‌برداری انجام می‌شود، قطر اولیه میلگرد کمتر از قطر نامی پیچ انتخاب شده و حدود ۱۵ الی ۲۰ درصد در وزن فولاد مصرفی صرفه‌جویی می‌گردد.
- نرخ تولید بالا: یکی از سریع‌ترین متدهای رزوه‌کاری با سرعت چرخه چند ثانیه‌ای در خطوط پیوسته.
- دقت ابعادی و تلرانس بسته: کیفیت سطح بسیار بالا (کاهش زبری سطح یا Ra) و درصد خطای فوق‌العاده پایین.
- افزایش استحکام مکانیکی: به دلیل کار سختی (Work Hardening) حین تغییر شکل موم‌سان و پیوستگی خطوط جریان دانه‌بندی فلز (Grain Flow Lines)، مقاومت به سایش، تنش تسلیم و استحکام خستگی قطعه نسبت به روش‌های برشی ارتقا می‌یابد.
انواع رولینگ
دستگاه‌های رولینگ بسته به مکانیزم اعمال بار به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند؛ متداول‌ترین آن‌ها رولینگ دو قرقره (Two-Roll) و رولینگ سه قرقره (Three-Roll / سه توپی) هستند. با کمک این مکانیزم‌ها انواع پیچ‌های شش‌گوش (Hex Bolt)، آلن (Socket Head)، اتاقی، چهارگوش و استاد بولت‌ها در گریدهای مختلف آلیاژی تولید می‌شوند.
نحوه کار رولینگ
اساس تغییر شکل در رولینگ، کار مکانیکی سرد و تغییر شکل پلاستیک موضعی است. هنگامی که آج‌های سخت‌کاری‌شده غلتک با سطح خام قطعه تماس پیدا می‌کنند، نیروی فشاری متمرکز بر سطح مقطع مقادیر تنش را از حد تسلیم ماده (Yield Strength) عبور می‌دهد.
در این لحظه شبکه کریستالی ماده دچار لغزش موم‌سان می‌شود. از آنجا که حجم ماده ثابت است و توده فلز در لایه‌های زیرین و طرفین در حالت تنش محصورکننده قرار دارد، ماده فشرده‌شده به سمت فضاهای خالی (ریشه دندانه قالب) جریان می‌یابد و قله‌های رزوه شکل می‌گیرند. در نتیجه، بدون حذف ذره‌ای از فلز، قطر خارجی رزوه به ابعاد نامی مورد نیاز می‌رسد.
