چگونگی ساخت پیچ و انواع آن

[a.shina]

پیچ ها بخشی از خانواده اتصال دهنده ها (مانند میخ، چسب و ...) هستند. پیچ ها معمولاً برای اتصال قطعات مختلف و در عین حال تسهیل جداسازی قطعات مورد استفاده قرار می گیرند.

ویژگی های مکانیکی پیچ
پیچ بخش جدایی ناپذیر عصر مکانیک است. درواقع پیچ یکی از پراستفاده ترین دستگاه های مکانیکی ای است که در جهان مورد استفاده قرار می گیرد. پیچ ماشینی است که حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کند.
بدنه پیچ استوانه ای است که رزوه هایی (شیارهای روی بدنه پیچ به شکل مارپیچی) در طول آن وجود دارد. پیچ همچنین دارای یک سره است و به همین دلیل می توان از ابزار ویژه آن (برای مثال پیچ گوشتی یا آچار) برای چرخاندن پیچ استفاده کرد.

قدرت یک پیچ به پهنای رزوه ها و فاصله بین آنها (گام پیچ) بستگی دارد. رزوه های نزدیک تر و پهن تر، پیچ را محکم تر در محل اتصال نگه می دارند.
البته داشتن رزوه های بیشتر مستلزم چرخاندن بیشتر پیچ برای ایجاد اتصال است و رزوه های پهن تر نیز مستلزم وارد آوردن نیروی بیشتری برای چرخاندن است.
مزیت مکانیکی پیچ هنگامی افزایش می یابد که زاویه رزوه های مارپیچ افزایش می یابد.
پیچ ها قدرتمندتر از میخ ها هستند و بهتر هم اتصال را حفظ می کنند.
انواع پیچ ها
به طورکلی دو نوع پیچ وجود دارد که عبارتند از پیچ ماشینی و پیچ چوب. هر دو نوع پیچ از فلز ساخته شده اند منتها پیچ ماشینی با مهره در سوراخ قرار می گیرد درحالی که پیچ چوب، مخروطی شکل است و با مهره به جایی متصل نمی شود.
به عنوان مثالی از پیچ هایی که برای کارهای تخصصی مورد استفاده قرار می گیرند می توان به پیچ نجاری و پیچ هایی که در خودرو به کار می روند اشاره کرد. (قطعات یک خودرو با انواع و اقسام پیچ ها به هم متصل می شوند.)
رزوه های پیچ می تواند از سمت راست یا از سمت چپ، صاف یا موازی باشند.
پیچ ها با 4 شکل اصلی سره (شکل سر پیچ) و انواع مختلف رزوه ها ساخته می شوند. انواع پیچ ها براساس شکل سره آنها عبارتند از: پیچ سر پهن، پیچ سر بیضی، پیچ سر گرد، پیچ سرسورخدار.
برای بیشتر کارهای تعمیراتی خانه، پیچ های چوب کفایت می کنند.

تاریخچه ساخت پیچ
با این که قدمت مفهوم پیچ به حدود 200 پیش از میلاد می رسد اما پیچ های فلزی واقعی به صورتی که ما امروزه می شناسیم از دوره رنسانس به وجود آمدند. پیچ های اولیه با دست ساخته می شدند به طوری که هیچ دو پیچی یکسان نبودند. مدت زمانی که برای فرایند شکل دادن به پیچ صرف می شد نیز تولید انبوه آن را غیر ممکن می کرد.
در سال 1586، اولین ماشین تراش پیچ به وسیله ژاک بسون فرانسوی ابداع شد و راه را برای نوآوری های بیشتر هموار کرد.
الهام گرفتن از طراحان و سازندگان ابزارهای علمی مانند میکروسکوپ و هچنین ساعت و تفنگ به یافتن راهی برای طراحی ماشین آلات تراش پیچ منجر شد. در سال 1760، دو برادر انگلیسی به نام های جاب و ویلیام وایت، برای اولین بار حق امتیاز دستگاه خودکار تراش پیچ را ثبت کردند. ماشین آنها می توانست در هر دقیقه 10 پیچ را تراش دهد. این ماشین یکی از ماشین هایی بود که طلیعه دار ماشین آلات تولید انبوه پیچ شناخته می شوند.
در اوایل قرن نوزدهم، هنری مودلی انگلیسی از روشی در تولید پیچ استفاده کرد که امروزه هم به کار می رود. ماشین ساخت او اولین ماشین تراش پیچ قدرت محور بود. (به وسیله انرژی الکتریکی و مکانیکی و بدون دخالت دست کار می کرد.)
نوآوران جدید به زودی کار این مخترعان را دنبال کردند. در سال 1845، استفان فینچ ماشین تراش برجک را ساخت و بلافاصله پس از جنگ داخلی آمریکا، کریستوفر واکر یک ماشین تراش کاملاً خودکار اختراع کرد.
اولین کارخانه پیچ به نام ابوم و جکسون، در سال 1810 در جزیره رُد افتتاح شد. در سال 1895 سازندگان پیچ در امریکا اولین اتحادیه خود را تشکیل دادند و حداقل دستمزد را برای سازندگان و شاگردان تعیین کردند.
نوآوری ها در مقیاس کوچک تر باز هم ادامه یافته تا بهره وری بهبود یابد.
امروزه روش «نورد رزوه ای» جایگزین ماشین کاری پیچ ها شده است. در سال 1836، ویلیام کین آمریکایی فرآیند نورد رزوه را ابداع کرد اما در آن زمان موفقیت کمی به دست آورد. دلیلش این بود که فلز آهنی ای که برای ساخت پیچ ​​های نورد رزوه مورد استفاده قرار داد کیفیت پایینی داشت و در هنگام ساخت ترک برمی داشت. نیاز به تولید انبوه پیچ و هزینه بسیار کم روش نورد رزوه در مقایسه با روش ماشین کاری باعث شد ساخت پیچ با این شیوه مورد ارزیابی مجدد و استفاده قرار گیرد.
امروزه روش ماشین کاری تنها برای طراحی های منحصر بفرد و یا برای ساخت پیچ های بسیار کوچکی که راه دیگری برای ساختشان وجود ندارد مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور کلی فرایند ماشین کاری دقیق اما بسیار وقت گیر و گران است. بنابراین بخش عمده پیچ ها به صورت انبوه با استفاده از روش نورد رزوه ساخته می شوند.
مواد خام مورد استفاده در پیچ ها
پیچ ها به طور کلی از جنس سیم فولادی با میزان کم تا متوسط کربن ​​ساخته می شوند اما دیگر فلزات سخت و ارزان قیمت هم ممکن است جایگزین آن شوند از جمله می توان به فولاد ضد زنگ، برنج، آلیاژهای نیکل یا آلیاژ آلومینیوم اشاره کرد. کیفیت فلز مورد استفاده در پیچ برای اجتناب از ترک خوردن اهمیت زیادی دارد. فولاد ممکن است با روی، کادمیوم، نیکل یا کروم پوشانده شود تا بیشتر از آن حفاظت شود.
چگونگی ساخت پیچ
ماشین کله زنی سرد طولی از سیم را به میزانی که طراحی شده می برد و ضرباتی به انتهای آن می زند و بر اساس برنامه ریزی ای که انجام شده شکل مورد نظر در سر پیچ ایجاد می شود. سپس براساس نیاز یک یا دو شیار در سر پیچ به وجود می آید. سپس شیارهایی در محیط پیچ ایجاد می شود.

رزوه ها را می توان با چند اسلوب در صفحه پیچ ایجاد کرد. در اسلوب متقابل، صفحه پیچ بین دو قالب چرخانده می شود. در اسلوب استوانه ای صفحه پیچ در مرکز چند غلطک چرخانده می شود

در روش نورد رزوه پیچ ها با کیفیت بالا و بدون اتلاف ماده خام تولید می شوند. دلیلش این است که در این روش به جای این که رزو ها با تراش درست شوند، قلاویز (ابزار تراش رزوه ها روی پیچ) اثر خود را روی صفحه فلز حک می کند. بنابراین، هیچ مواد فلزی ای اتلاف نمی شود و از ضعیف شدن فلز هم اجتناب می شود. رزوه ها هم دقیق تر در جای خود حک می شوند. ضمن این که سرعت تولید پیچ بالا می رود و در دقیقه 60 تا 2000 قطعه پیچ تولید می شود.
برای کنترل کیفیت پیچ ها سازمانی بین المللی وجود دارد.
منابع:
http://www.madehow.com/Volume-3/Screw.html
http://mocomi.com/screw/
http://home.howstuffworks.com/screws.htm