unconventional machining n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
توليد مخصوص Unconventional Machining PowerPoint Presentation
Download Presentation
توليد مخصوص Unconventional Machining

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 110

توليد مخصوص Unconventional Machining - PowerPoint PPT Presentation


  • 102 Views
  • Uploaded on

توليد مخصوص Unconventional Machining. دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل دانشكده مهندسي مكانيك - حسيني. مراجع. Modern Machining Processes P. C. PANDEY & H. S. SHAN – University of Roorkey, Roorkey. Tata McGraw-Hill Publishing. Hand Book of ASM, Vol.16 Reference Hand Book for Engineers

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'توليد مخصوص Unconventional Machining' - terri


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
unconventional machining

توليد مخصوصUnconventional Machining

دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل

دانشكده مهندسي مكانيك - حسيني

slide2
مراجع
  • Modern Machining Processes

P. C. PANDEY & H. S. SHAN – University of Roorkey, Roorkey.

Tata McGraw-Hill Publishing.

  • Hand Book of ASM, Vol.16
  • Reference Hand Book for Engineers
  • روشهاي ماشينكاري مدرن

ترجمه فرزاد بيغال - نشر طراح

  • روشهاي نوين توليد

تأليف دكتر رمضانعلي مهدوي نژاد – انتشارات دانشگاه تهران

slide3
فصل اولكليات
  • مقدمه
  • دسته بندي روشهاي مدرن توليد
  • پارامترهاي مؤثر در انتخاب فرآيند
slide6
پارامترهاي مؤثر در انتخاب فرآيند

شامل موارد زير مي باشد:

  • پارامترهاي فيزيکي
  • خصوصيتهاي جنس و شکل ظاهري قطعهکار
  • قابليتهاي فرآيند
  • جوانب اقتصادي
slide7
پارامترهاي فيزيكي
  • بعنوان نمونه روش EDM و USM بطور تقريبي توان مورد نياز يکساني دارند (2700 و2400 وات ) درحاليکه ECM تواني در حدود 40 برابر توان دو مورد قبلي را براي ماشينکاري نياز دارد.
slide8
شكل هندسي و پيچيدگي كار
  • ECM عليرغم اينکه بيشترين توان الکتريکي را مصرف مينمايد بهترين روش براي سوراخکاري سوراخهاي طولاني با قطر کم با نسبت طول به قطر بيشتر از 20 ميباشد.
slide9
خصوصيات قطعه كار
  • در قطعات نارساناي الکتريکي روشهاي ECM و EDM روشهاي نامناسبي جهت ماشينکاري ميباشند درحاليکه روشهاي مکانيکي دستيابي به نتايج مطلوب را امکانپذير ميسازد.
slide10
قابليت هاي هر فرآيند
  • اگرچه ECM بهترين پرداخت سطح را نتيجه ميدهد ولي در مقايسه با AJM يا USM سطح آسيب ديده متالورژيکي وسيعي را ايجاد مينمايد.

نرخ باربرداري

slide11
خوردگي تجهيزات و ابزار
  • يکي ديگر از مزاياي ECM خوردگي و فرسايش بسيار کم ابزار (مطابق جدول(1-6) ) مي باشد از طرفي مشکل اساسي با آلودگي الکتروليت مورد استفاده در فرآيند و نيز خوردگي اجزاي مختلف ماشين در اين روش وجود دارد.

1نسبت حجم برداشته شده از كار به حجم برداشته شده از ابزار

slide14
فصل دومماشينكاري با پرتو الكتروني EBM
  • مقدمه و تاريخچه
  • اجزا و نحوه كار
  • نرخ براده برداري
  • نيروها در منطقه ماشينكاري
slide15
مقدمه
  • دلايل وسعت كاربرد اين روش:
    • خواص مطلوب اين روش، شامل رزلوشن زياد و نيز عمق ماشينکاري زياد نسبت به ضخامت کم قطعه کار مي باشد که از طول موج کوتاه و انرژي زياد امواج اشعه الکتروني ناشي مي گردد.
    • دانسيته تواني درحدود نيز در اين روش قابل دستيابي مي باشد که قادر است کليه مواد مهندسي و مورد مصرف در صنعت را ظرف کوتاهترين زمان ممکن تبخير نمايد. سرعت اشعه الکتروني توليد شده در اين روش به حدود دوسوم سرعت نور مي رسد.
slide16
در دو نوع مي باشد:
    • Thermal type:
      • توانايي زياد اشعه الکتروني در ايجاد حرارت از مدتها قبل شناسايي شده است. در دهه 1930 از اشعه الکتروني براي سوراخکاري دهانه ميکروسکوپهاي الکتروني استفاده شد. در سال 1947 استيگروالد (Steigerwald) و همکارانش در A.G. (Germany) Carl Zeiss يک ماشين فرز با اشعه الکتروني ساختند.
    • Non-thermal type:
      • توانايي انجام واکنش شيميايي توسط اشعه الکتروني با انرژي کم براي اولين بار توسط کار(P. H. Carr) مشاهده گرديد و مورد بررسي قرار گرفت.
slide17
اجزا و نحوه كار
  • دسنگاه EBM از اجزاي زير نشكيل يافته
    • تفنگ الکتروني
    • محفظه خلأ و پمپ خلأ
    • ميز قابل حرکت
    • سيستم کنترل
    • وسايل مونيتورينگ فرايند ماشينکاري
slide18
نرخماشينكاري

R= η P/W

η

: راندمان بار برداري

J/s

P : توان بر حسب

W : انرژي ويژه لازم به منظور تبخير ماده بر حسب

slide19
نيروها در منطقه ماشينكاري
  • نيروهاي وارد بر مذاب
    • نيروي حاصل از برخورد الکترونها
    • نيروي عکس العمل حاصل از تبخير قطعه کار
    • نيروي حاصل از کشش سطح
    • نيروي ناشي از فشار هيدرواستاتيکي مذاب
    • نيروي الكترواستاتيك
slide20
نيروي حاصل از برخورد الکترونها
  • مقدار آنرا مي توان از تغييرات مومنتوم اشعه الکتروني قبل و بعد از برخورد به سطح قطعه کار مطابق رابطه زير تخمين زد.

:فشار حاصل از بمباران الکتروني و برحسب

: جرم الکترون

: سرعت الکترون بر حسب

: دانسيته جريان بر حسب

e

: بار الکترون

slide21
سرعت الکترون را مي توان از ولتاژ استفاده شده براي شتاب دهي به الکترونها (V) بدست آورد:

نيروي حاصل از بمباران الکتروني برابر خواهد بود با :

که در آن r شعاع حفره ايجاد شده و Iجريان الکتريکي کل است.

slide22
نيروي عکس العمل حاصل از تبخير قطعه کار
  • با درنظر گرفتن اثر مومنتوم حرارتي حاصل از تبخير مواد و با فرض ثبات مومنتوم

: فشار ناشي از نيروي عکس العمل حاصل از تبخير قطعه کار

: جرم ماده جدا شده در واحد سطح در واحد زمان

: سرعت حرکت اتم در حال تبخير و جدا شدن

: جرم پروتون

K : ثابت بولتزمن

M : وزن اتمي ماده

T : دما

نيروي کل حاصل از عکس العمل تبخير ماده

: جرم ماده جدا شده در واحد زمان

slide23
نيروي حاصل از کشش سطح
    • برابر با حاصل ضرب محيط حفره در نيروي انبساطي (بر حسب N/m ) مي باشد.
  • فشار هيدرواستاتيکي حاصل از ماده مذاب در کناره حفره

: کشش سطح

: شعاع حفره r

  • مقدار نيروي کشش سطح براي مس، نقره، طلا و... در دماي ذوب درحدود (dynes/cm) 2000-500 مي باشد.
slide24
اگر نيروي کشش سطح از نيروي عکس العمل تبخير بيشتر باشد ماده مذاب تمايل به پايين رفتن از ديواره حفره دارد که تحت تأثير اشعه الکتروني تبخير مي شود و در صورتيکه اين نيرو از نيروي عکس العمل تبخير کمتر باشد (اين حالت در حفره هاي بزرگ اتفاق مي افتد) ماده مذاب به سمت بيرون از حفره هدايت مي شود.
slide25
پارامترهاي باربرداري
  • جريان يا شدت جريان خروجي الکترونها

شدت جريان حاصل از تخليه الکترونها

جريان اشعه الکتروني

slide26
انرژي پالس و سرعت باربرداري

زمان روشني پالس ها عموماً در حدود µs 50تاms 10 مي باشد.

سرعت ماشينکاري و گرم شدن سطح قطعه کار درگرو شدت تواني است که در هر پالس بر واحد سطح اعمال مي گردد.

شدت توان

slide27
عمق فرسايش:عبارت است از عمقي از قطعه کار که به ازاي تابش يک پالس اشعه الکتروني تبخير و برداشته مي شود.

عمق فرسايش با مجذور ولتاژ شتاب دهنده رابطه مستقيم دارد

کاژمارک :

يک مقدار بهينه براي ولتاژ شتاب دهنده وجود دارد که به ازاي آن عمق فرسايش بيشينه خواهد بود.

با افزايش عمق تعداد پالسهاي لازم براي رسيدن به عمق مشخص از قطعه کار بصورت هايپربوليک افزايش مي يابد.

slide28
سرعت براده برداري
  • سرعت براده برداري :تعداد پالسهاي لازم براي برداشتن جرم مشخصي از قطعه كار(بصورت حجمي) يا رسيدن به عمق مشخص
  • عوامل مؤثر در سرعت باربرداري:
    • دماي جوش
    • ضريب انتقال حرارت
    • رسانايي الكتريكي
    • انرژي وارد شده بر واحد سطح
    • مدت زمان پالس
    • جابجايي از فاصله كانوني
slide31
زبري سطح كار

زبري سطح تابع جنس كار(خصوصيت حرارتي) و انرژي هر پالس بر سطح تماس دارد.

slide33
كاربردهاي EBM
  • اين روش براي سوراخكاري ظريف قطعات سخت، (با ضخامت تا 10 ميليمتر)كه دقت ابعادي در حدود 25 ميكرون است و تعداد سوراخها روي قطعات زياد است مناسب بوده چرا كه توانايي ماشينكاري با سرعت 5 سوراخ در ثانيه را دارد.
    • فيلتر و شبكه هاي صنايع غذايي
    • كله نخ ريسي(در توليد فايبرگلاس) با 11800 سوراخ در ماده اي با ضخامت 4.3 تا 6.3 ميليمتر كه قطر سوراخها و دقت ابعادي آنها است.
    • در شابلون هاي مربوط به ساخت ICها
slide34
مزاياي فرآيند ماشينكاري EBM
    • سرعت سوراخكاري بسيار زياد
    • عدم وابستگي به جنس ماده
    • قابليت كنترل فرآيند توسط كامپيوتر
    • دقت ابعادي بسيار زياد
  • معايب فرآيند ماشينكاري EBM
    • سرمايه گذاري زياد براي تجهيزات
    • وجود زمان زياد مرده ماشينكاري
    • ايجاد لايه انجماد مجدد در موضع ماشينكاري شده
    • نياز به اپراتور ماهر
    • محدوديت در ضخامت قطعه كار (تا 10 ميليمتر)
slide35
فصل سومماشينكاري به روش الكتروشيمياييECM
  • مقدمه
  • اساس كار ماشين
  • اجزاي ماشين
slide36
مقدمه
  • الكتروليز:

با عبور جريان مستقيم (و در بعضي موارد غير مستقيم) از بين دو جسم رسانا كه در ظرفي از الكتروليت غوطه ورند، ماده از قطب مثبت(آند) حركت كرده و روي قطب منفي(كاتد) مي نشيند.

  • ماشينكاري الكتروشيميايي از حدود 50 سال پيش توسط L. A. Williams كشف شد.
slide37
اساس كار
  • ECM:

عبارت است از براده برداري از قطعه خام و فرم نيافته توسط ابزار فرم يافته، تحت ولتاژ كم كه بفاصله كمي از هم قرار گرفته اند و در بين آنها جريان قوي و كنترل شده الكتروليت كه از طرف ابزار به قطعه كار مي باشد، وجود دارد.

slide40
ابزار(كاتد):معمولاً از جنس برنج، مس يا برنز

الكتروليت:معمولاً از مخلوط كلريد سديم يا نيترات سديم يا سولفات مس با آب

  • مولد قدرت:DCبا دامنه ولتاژ 5 تا 25 ولت و شدت جرياني برابر 1.5 تا 8 آمپر بر ميليمتر مربع. مقدار جريان برابر 5 تا 40000 آمپر
  • نرخ نفوذپذيري ابزار:متناسب است با شدت جريان. سرعت ماشينكاري 2.5 تا 12 ميليمتر بر دقيقه
  • خوردگي ابزار:تقريباً صفر
  • استفاده از جريان مستقيم براي مواردي كه ابزار احيا كننده شديد و اكسيد آن تقريباً عايق باشد(مانند Al و Ti و ...)
slide41
اجزاي موجود در فرآيند ECM
  • ابزار كاتدي:عموماً بصورت تصويري از بخش ماشينكاري(حفره) است.
  • قطعه كار آندي:كه در نزديكي آند نگه داشته مي شود.
  • منبع قدرت DC :بايد قابليت ايجاد جريان كافي بين ابزار و قطعه كار را داشته باشد.
  • الكتروليت:مايعي با قابليت هدايت الكتريكي بالا كه بين ابزار و قطعه كار در جريان است.
slide42
ابزار كاتدي
    • دقت ابعادي و پرداخت نهايي كار به دقت و پرداخت ابزار بستگي دارد.
    • جنس ابزار: Al ، Brass ، برنز ، مس ، كربن ، فولاد زنگ نزن و پلاستيك هاي تقويت شده و ...
    • براي فرم دهي ابزار از روشهاي مختلف مانند فورج دقيق استفاده مي شود.
  • قطعه كار آندي
    • خصوصيت لازم هدايت الكتريكي خوب
    • خواص شيميايي قطعه كار روي نرخ ماشينكاري تأثير دارد.
    • جنس فيكسچرها از اپوكسي رزين، رزين و پشم شيشه يا PVC كه مقاومت حرارتي بالا و جذب رطوبت كم دارند، است.
slide43
منبع قدرت DC و سيستم كنترل
  • اين فرآيند نياز به ولتاژي در حدود 5 تا 25 و در موارد نادر 30 ولت دارد. شدت جريان نرمال مورد نياز حدود 800 آمپر بر سانتيمتر مربع و در شرايط خاص ممكن است افزايش يابد.
slide44
الكتروليت
  • وظايف الكتروليت:
    • كامل كردن و به جريان انداختن مدار بين ابزار و قطعه كار
    • اجازه به فرآيند براي رخ دادن واكنش هاي مطلوب ماشينكاري
    • انتقال حرارت حاصل از واكنش شيميايي
    • انتقال مواد حاصل از واكنش به فضاي دورتر
  • خصوصيت هاي ضروري الكتروليت:
    • هدايت الكتريكي زياد
    • ويسكوزيته خيلي كم و ضريب انتقال حرارت زياد
    • مقاومت دربرابر شكل گيري فيلمي از سيال روي كار
    • پايداري شيميايي
    • آماده سازي آسان و ارزان
slide45
اگر مقاومت الكتروليت 10اهم متر و جريان 40000 آمپر باشد، حرارت ايجاد شده در گپ 1.6مگا وات خواهد بود.
  • اگر ظرفيت حرارتي(C) زياد باشد به ازاي حرارت معيني كمتر گرم مي شود.
  • ضريب هدايت حرارتي(K) اگر زياد باشد تغيير دما در الكتروليت كمتر و درنتيجه نوسانات ماشينكاري كمتر خواهد بود.
  • نقطه جوش بالا باعث مي شود ديرتر بخار شود و مشكلات ماشينكاري را كاهش مي دهد.
  • ويسكوزيته كم، باعث زياد شدن عدد رينولدز و مغشوش شدن جريان مي گردد درنتيجه ذرات هيدروكسيد براحتي از روي فلز كنده مي شوند. هدايت حرارتي نيز افزايش مي يابد. پمپ كوچكتري نيز لازم خواهد بود.
slide46
دبي الكتروليت براي شست و شو
  • دبي بهينه تابع شرايط ماشينكاري، جنس الكتروليت، جنس قطعه كار و شرايط ژنراتور مولد قدرت است.
    • دبي كمتر از مقدار بهينه شود:
      • انتقال حرارت به راحتي و به ميزان كافي صورت نمي گيرد.
      • IGA (Inter Granular Affect) رخ مي دهد.
      • عدم يكنواختي سطح كار
      • عدم توانايي كنترل تولرانس و ايجاد گشادي كناري
      • امكان نشستن ماده روي ابزار
slide47
دبي بيشتر از دبي بهينه شود:
    • كاويتاسيون رخ مي دهد(با افزايش سرعت جريان افت فشار ايجاد مي شود) و حباب بخار بوجود مي آيد:
      • بخار ايجاد مي شود
      • ايجاد ارتعاش و سر و صدا
      • لاغر شدن ابزار
slide48
NaCl:ضريب هدايت الكتريكي در طول ماشينكاري نسبتاً پايدار وPH ثابت است. خورنده است . براي تنگستن-كاربايد استفاده نمي شود.
  • KCl: مانند NaCl است.
  • NaNo3: خورندگي كمتري دارد. براي Al و Cu توصيه مي شود. لايه اكسيدي روي كار ايجاد مي كنند و صافي سطح مناسب نيست.
slide49
روابط نرخ براده برداري و مقدار پيشروي

اگر جرم اتمي عنصري A باشد و هر اتم آن n الكترون آزاد داشته باشد، بار الكتريكي يك اتم گرم آن برابر خواهد بود با:

slide50
s:تصوير پيشاني ابزار

f:سرعت پيشروي ابزار در كار

slide51
نمونه محاسبه
  • براي قطعه كاري از جنس آهن و الكترودي از جنس مس و الكتروليت NaCl، با مقاومت ويژه 5 ohm.cm درصورتيكه ولتاژ مولد 18 v ، جريان 5000Amp ، اندازه گپ ابزار و قطعه كار 0.5mm باشد، مطلوب است نرخ براده برداري حجمي و سرعت پيشروي ابزار.
slide52
معادل الكتروشيميايي براي آلياژها
  • برحسب درصد عناصر تشكيل دهنده (ECE متوسط)

: درصد جرمي از كل آلياژ مربوط به عنصر

: جرم كل آلياژ

: جرم عنصر i اماز آلياژ

ظرفيت عناصر

slide53
Superposition of Charges:با فرض اينكه به همه عناصر بطور يكنواخت حمله شده و بار برداشته مي شود.
slide54
سيستم تغذيه بار

اگر ابزار با سرعت f به قطعه كار نزديك شود، تغييرات گپ برابر خواهد بود با:

slide55

اگر باشد سيستم در وضعيت تعادل بوده و تغذيه ابزار بسوي قطعه كار برابر ميزان باربرداري از قطعه كار خواهد بود:

با افزايش ميزان پيشروي، گپ كوچكتر شده، دانسيته جريان افزايش يافته و نرخ ماشينكاري افزايش مي يابد.

اگر f=0 باشد، تغييرات گپ تابعي از زمان مي باشد:

مقدار بهينه براي سرعت پيشروي

پتانسيل الكتريكي حاصل از اثرات پارامترهاي ماشينكاري در ولتاژ، بين ابزار و قطعه كار است كه تايع جنس قطعه كار، الكتروليت، شست و شو، درجه حرارت، فشار و Ph

تابع جنس الكتروليت، شست و شو، درجه حرارت، فشار و Ph الكتروليت

slide56

: حداكثر سرعت پيشروي

:

  • سرعت باربرداري كم
  • صافي سطح خراب
  • IGA
  • گشادي كناري
  • گپ زياد
  • مقاومت زياد
  • جريان كم
  • دانسيته جريان كم
  • :
  • برخورد با قطعه كار
  • كاهش ميزان شست و شو
  • نشست ابزار ذرات روي ابزار
  • كاهش سرعت براده برداري
  • كاهش اندازه گپ و مقاومت آن
  • پديده هاي آرك و اتصال كوتاه
slide57
ساختار ماشين
  • ابعاد و اندازه ماشين بسيار بزرگ است; فشار الكتروليت در محدوده 60 Pa تا2.7MPa است كه منجر به وارد آمدن نيروي زياد به ماشين و قطعه كار مي گردد.
  • از نظر شيميايي بايد تمامي اجزاء در برابر خوردگي مقاوم باشند; استفاده از كامپوزيت و پوشش دهي كروم يا رنگهاي پخته
  • ياتاقانها، بلبيرينگها و گيربكس درون جعبه اي تحت پوشش در مسير عبور جريان هوا قرار مي گيرند.
  • محل ماشين بايد در محيطي بسته و جدا از ساير ماشينها و خارج از فضاي كارگاه قرار گيرد.
  • هيدروژن توليد شده توسط فن به محيط خارج هدايت مي شود.
slide58
طراحي ابزار

خواص لازم براي ابزار:

  • مقاومت در برابر خوردگي
  • قابل ماشينكاري و فرم پذير
  • سفتي مناسب

در خشنكاري و پرداخت تفاوت تنها در تغيير دانسيته جريان و مقدارپيشروي است.

مس، برنج، فولاد زنگ نزن، آلومنيوم، برنز، گرافيت و آلياژهاي Mn-Cu ، Ni-Cu ، Cu-W و تيتانيوم

حداقل سطح مقطع ابزار براي جلوگيري از Overheat شدن به ازاي I=1000Amp بر حسب سانتيمتر مربع:

مس: 6 برنز و قلع: 25 فولاد زنگ نزن: 250

در صورت نياز به ابعاد كوچكتر بايد دبي اضافه شود

  • مقاومت الكتريكي كم
  • ضريب انتقال حرارت زياد
  • ارزان و در دسترس
slide59
مزاياي ECM
  • ماشينكاري قطعات پيچيده سه بعدي با صافي سطح بسيار بالا
  • ماشينكاري قطعات بدون توجه به سختي آنها
  • عدم ايجاد تنش پسماند در قالبها
  • صافي سطح بسيار خوب در حد 0.5 ميكرون
  • عدم خوردگي ابزار
  • ماشينكاري قطعات ترد و شكننده
  • عدم آسيب حرارتي و مكانيكي قطعه
  • ماشينكاري بدون دندانه در سطوح ماشينكاري
slide60
معايب و محدوديتها
  • قطعه كار بايد هادي جريان باشد
  • ناتواني در ماشينكاري لبه هاي تيز و گوشه ها(ايجاد شعاع بزرگتر از 0.2 mm )
  • ايجاد خستگي در قطعه كار

كاربردهاي ديگر ECM

  • Facing and turning complex three-dimensional surfaces: Surface roughness: 0.12 micron , tolerance: 7micron, current:20000Amp
  • Die Sinking, particularly deep narrow slots and holes
  • Broaching
  • Deburring
  • Grinding
  • Honing: Depth of 600mm & diameter 9.5 to 150mm with surface roughness about 0.05 micron. Not for blind hole. Electrolyte pressure 0.5 to 1 Mpa.
slide64
مزايا و معايب ECG

Current density varies from for tungsten-carbide to for steels.

slide65
فصل چهارمماشينكاري فراصوت
  • مقدمه
  • اساس ماشينكاري فراصوت
  • مشخصات ماشينكاري فراصوت
  • اجزاي ماشين
slide66
مقدمه
  • Waves
  • Ultrasonic Applications:
    • Agglomeration
    • Emulsification
    • Atomization
    • Fragmentation
    • Forming
    • NDT
    • Welding
    • Machining
slide68
مشخصات ماشينكاري فراصوت
  • فركانس ارتعاشات
  • دامنه ارتعاش
  • گل ساينده
    • B4C
    • SiC
    • Al2O3
    • CBN
  • اندازه ذرات ساينده
  • قطعه كار
slide69
اجزاء ماشين
  • Power supply or Power generator: 500V AC, 10 to 12Amp
  • Transducer: Piezoelectric & Magnetic
  • Mechanical Amplifier or Concentrator
  • Tool holder
  • Tool
  • Abrasive suspension
  • Static Pressure of tool on work piece
slide70
۲- ترانسديوسر

ترانسديوسر پيزوالكتريك با استفاده از اثر پيزوالكتريك بعضي از مواد مانند كوارتز و ايجاد جريان ضعيف در هنگام فشردگي عمل مي كند.

داراي بازده 96% با توان 900 وات

ترانسديوسر مغناطيسي از توده اي از ورقهاي نازك از جنس نيكل يا آلياژهاي آن مي باشند كه در اثر اعمال ميدان مغناطيس تغيير طول مي دهند.

داراي بازده كم 35-20% با توان 2400 وات

پديده خودالقايي(Self Induction):

حاصل از اثر عبور جريان متناوب از سيم پيچ وميدان حاصل از آن روي خود سيم است.

slide71
خواص هسته مغناطيس(ترانسديوسر مغناطيس)
  • هسته بايد به راحتي مغناطيس شده و با قطع جريان خاصيت مغناطيسي خود را از دست بدهد مانند نيكل، كبالت و ... .
  • حداقل سطح هيسترزيس را داشته باشد.
  • افت جربان القايي(جريان گردابي با فوكو) كمترين مقدار ممكن باشد. دو راه براي كاهش افت جريان فوكو القايي:
  • مطابق رابطه (P : توان حرارتي حاصل در هسته و R : مقاومت هسته) هرچه مقاومت بيشتر توان حرارتي حاصل كمتر خواهد بود.
  • مطابق رابطه هرچه A كمتر باشد و L بزرگتر باشد، R بيشتر مي شود.
slide72
افت مكانيكي كمي داشته باشد.
  • كاملاً سيم پيچ بايد به هم مماس باشد.
  • افت حرارتي در سيم پيچ بايد كم باشد(طول سيم كم و مساحت زياد)
  • مقاومت خستگي هسته بالا باشد.
  • ضريب هدايت حرارتي زياد باشد.
  • هدايت مطلوب الكتريكي
slide73
۳- متمركزكننده
  • وظيفه آن تقويت دامنه ارتعاشات است.
  • خصوصيات متمركزكننده:
    • افت مكانيكي كمي داشته باشد.
    • Spring Back آن زياد باشد(فولاد كرم دار و تيتانيوم).
    • مقاومت در برابر خستگي
  • موارد قابل بررسي در متمركزكننده ها:
    • طول متمركزكننده: بايد فركانس تشديدي به اندازه فركانس ارتعاش مولد باشد.
    • محل تكيه گاه نگهدارنده
    • مقدار تقويت دامنه
slide74
انواع متمركزكننده

۱- متمركزكننده پله اي:

  • رابطه طول دو قسمت متمركزكننده

شعاع قسمت قطور و نازك

نسبت دامنه خروجي به دامنه ورودي حاصل از معادلات ارتعاشي:

slide75

a) منحني تغييرات طول قسمت هاي بزرگ و كوچك براي يك متمركز كننده پله ايb) اثر نسبت مقاطع بزرگ و كوچك يك متمركزكننده پله اي با ضريب بزرگنمايي واقعي

slide76
۲- متمركزكننده نمايي:

طول متمركزكننده :

ميزان اقزايش دامنه :

  • در تنشهاي ماكزيمم مساوي، دامنه اي كه از متمركزكننده نمايي مي توان گرفت از توع پله اي بيشتر است.
  • بزرگنمايي اين نوع بيشتر از نوع پله اي است.
  • محل تكيه گاه با فاصله l از تكيه گاه قطورتر:
slide80
نكاتي در رابطه با متمركزكننده ها:
  • تمركز تنش
  • ايجاد امواج عرضي در متمركزكننده هاي قطورتر
  • جذب ارتعاش(موادي مانند سرب، چدن و مس مناسب نمي باشند)
  • خستگي
  • محاسبه ماكزيمم تنش و محل اثر براي طراحي حد دوام و خستگي
  • تغيير توع متمركزكننده براي جلوگيري از تضعيف آن

(استفاده از شكل متمركزكننده با فرم تابع فوريه كه بين پله اي و نمايي است.)

slide81
۴- ابزارگير
  • انتقال ارتعاش به ابزار را برعهده دارد.
  • توسط پيچ و مهره به ترانسديوسر متصل ميشود.
  • خاصيت صوتي خوبي بايد داشته باشد و دربرابر خستگي مقاوم باشد.
  • عموماً از جنس منل(%68Ni,%29Cu,Fe,Mn,Si,%3C) با ضريب انبساط طولي %45 ، تيتانيوم و فولاد زنگ نزن
  • در دو نوع با تقويت كننده و بدون تقويت كننده
slide82
۵- ابزار
  • ابزار نبايد ترد باشد.
  • چقرمه باشد.
  • تمركز تنش وجود نداشته باشد.
  • هرچه سطح مقطع ابزار بيشتر باشد نرخ باربرداري كمتر مي شود.
  • اندازه گپ بايد به اندازه ذرات ساينده منظور گردد.
slide84
۷- مواد ساينده
  • خصوصيات مواد ساينده
          • - سختي
      • - عمرمفيد
      • - قيمت
      • - اندازه دانه ها

جنس مواد ساينده

  • برون كاربايد
  • برون نيترايد
  • آلومينا
  • سيليكون كاربايد
  • خواص مايع:
    • خنك كنندگي
    • ضريب هدايت حرارتي بالا
  • لزجت مناسب
  • خاصيت تركنندگي
slide85
پارامترهاي ماشينكاري

1- پارامترهاي ورودي

  • جنس قطعه كار، گل ساينده
  • جنس ابزار
  • نحوه شست و شوي موضع ماشينكاري
  • دامنه ارتعاشات نوك ابزار
  • فركانس ارتعاشات، بار استاتيك و عمق ماشينكاري

2- پارامترهاي خروجي

  • نرخ ماشينكاري
  • فرسايش ابزار
  • صافي سطح
  • گشادي كناري
  • تلرانس
slide95
فصل پنجمماشينكاري با تخليه الكتريكي
  • ويژگيهاي EDM
    • بيشترين دقت ماشينكاري0.0005 in) ( بعد از IBM با دقت 0.0001 in
    • عدم وابستگي به سختي قطعه كار
    • امكان ماشينكاري در زوايا و جهات مختلف
    • عدم نياز به نيروي مكانيكي زياد براي ماشينكاري قطعات ظريف
    • عدم نياز به گيره بندي قطعه كار
    • عدم نياز به عمليات حرارتي (ايجاد فاز مارتنزيت)
    • پليسه دار نبودن كار
    • ايجاد تنش پسماند حرارتي كششي
    • صافي سطح بالا در حدود Ra 0.04 μm
    • سرعت ماشينكاري بالا
    • ولتاژ پالسي است
slide97
پارامترهاي ماشينكاري
  • پارامترهاي ورودي
    • Off-line: شدت جريان جرقه(400- 1آمپر)، ولتاژ مدار باز(300-60 ولت)، زمان روشني پالس(3000-1 ميكرو ثانيه)، پلاريته ابزار، جنس و روش ساخت ابزار، نوع دي الكتريك و روش شست و شو
    • On-line: زمان خاموشي پالس (1500-1 ميكرو ثانيه)، فاصله دو الكترود و مقدار شست و شو
  • پارامترهاي خروجي
    • Off-line: سرعت باربرداري، صافي سطح، فرسايش ابزار و دقت ماشينكاري
    • On-line: ولتاژ و شدت جريان لحظه اي، ولتاژ و شدت جريان متوسط و زمان تأخير جرقه
slide98
انواع پالسها در EDM
  • جرقه عادي:با فركانس بين 2 تا 20KHz
  • جرقه Arc يا (Abnormal Discharge) :با فركانس بين 0.01 تا 3KHz
    • جرقه به آلودگي ها زده مي شود
    • سطح ناصاف مي شود
    • فرسايش ابزار زياد مي شود
    • نفوذ كربن در سطح كار
  • پالس اتصال كوتاه: صدايي شنيده نمي شود
  • پالس مدار باز: صدايي شنيده نمي شود
slide99
اجزاي مختلف ماشين اسپارك
  • مولد قدرت الكتريكي (Power Supply System)
    • ژنراتورهاي قدرت RC
    • Isofrequency
    • Isopulse
    • ...
  • سيستم كنترل گپ
  • سيستم دي الكتريك
  • اجزاء مكانيكي
slide100
مدارهاي RC
  • بيشتر براي پرداخت استفاده مي شود
slide101
ولتاژ دو سر خازن
  • اگر RC= t :
  • هرگاه R يا C زياد شود ولتاژ خازن ديرتر به ولتاژ منبع خواهد رسيد.
slide102
ولتاژ شكست و ثابت زماني(K) همزمان با هم افزايش يا كاهش مي يابند.

جنس ابزار، جنس قطعه كار، جنس دي الكتريك، فشار، درجه حرارت و فلوي دي الكتريك و گپ ابزار و قطعه كار روي ولتاژ شكست تأثير دارند.

  • در اين مدار صافي سطح به مقدار انرژي W كه تابع ظرفيت خازن و ولتاژ شكست است بستگي دارد. ولتاژ مدار باز و مقاومت خارجي R روي صافي سطح تأثير ندارند.
  • سرعت باربرداري به انرژي بستگي دارد كه تابعي از مقاومت خارجي(هرچه كمتر سرعت بيشتر)، ولتاژ مدار باز و ثابت زماني است. سرعت باربرداري تابع ظرفيت خازن نيست.
  • اگر زيادي R كاهش يابد جرقه پيوسته خواهد شد.
slide103
خصوصيات مدار RC
    • سرعت براده برداري كم است.
    • زمان تخليه بعنوان زمان مفيد باربرداري زمان كوتاهي از جرقه را تشكيل مي دهد.
    • تمامي پارامترها به اندازه گپ وابسته است و چون كنترل گپ مشكل است، كنترل پارامترها نيز مشكل است.
    • براي جلوگيري از فرسايش ابزار، ابزار به قطب منفي وصل مي شود.
slide105
قرارگيري ترانزيستورهاي قدرت در مدار
  • مدارهاي سري:
    • زماني جريان برقرار است كه ترانزيستور روشن باشد
    • خطر سوختن بيشتر است
    • توان مصرفي كمتر است
  • در مدارهاي موازي:
    • با خاموش شدن ترانزيستور جريان برقرار مي شود
    • مسئله خودالقايي وجود ندارد
    • اگر يكي از ترانزيستورها بسوزد پديده آرك اتفاق مي افتد.
slide106
تغييرات ولتاژ در مدارهاي سري و موازي

در مدار موازي ولتاژ بصورت پله اي است . زمان تأخير جرقه طولاني تر و گپ بزرگتري مي توان انتظار داشت.

در مدار آيزوفركانس زمان روشني و خاموشي پالس ثابت و زمان تأخير و رمان جرقه متغير است. زمان تأخير جرقه در زمان آلودگي دي الكتريك كوتاهتر خواهد بود.

slide110
در مدار آيزوفركانس هرچه طول زمان جرقه كمتر باشد فرسايش ابزار افزايش مي يابد.
  • هرچه پيك توان در ابتداي جرقه كمتر باشد، جريان كمتر و فرسايش ابزار نيز كمتر خواهد بود.
  • در زمانهاي كوتاهتر از 2 ميكروثانيه پلاريته ابزار بايد منفي باشد.
  • جنس ابزار و دي الكتريك و فرسايش ابزار
  • براي جلوگيري از گشادي كناري از دو ابزار استفاده شود.