فرآیندهای پیشرفته ماشینکاری
- توضیحات
- دسته: مجموعه شماره 5
- منتشر شده در پنج شنبه, 21 دی 1391 22:32
- نوشته شده توسط Mehdi Jahanbakhsh
فرآیندهای پیشرفته ماشینکاری Advansed machining processes
مقدمه
با پیشرفت صنایع خصوصا صنایع تکنولوژیکی مانند هوا فضاو صنایع هسته ای و خودروسازی لزوم استفاده از موادی که از نسبت استحکام به وزن بالائی برخوردار باشندو همچنین مقاومت در حرارتهای بالا و سختی فوق العاده بالاداشته باشند بیش از گذشته احساس میشود. از اینرو پژوهشگران حوزه علم مواد موادی میسازند که دارای سختی استحکام و چقرمگی فوق العاده بالائی هستند. از این نوع مواد میتوان به آلیاژهای تیتانیم ، نیمونیک ها ، آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت (HSTR) ، کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ، استیلت ها ( آلیاژهای پایه کبالت ) و سرامیکها را نام برد.
ماشینکاری اینگونه مواد با ماشینها و ابزارهای معمول و سنتی تقریبا غیر ممکن است و در صورت امکان سرعت برش مورد استفاده اقتصادی نخواهد بود. برای ماشینکاری اینگونه مواد از فرآیندهای مخصوصی استفاده میشود که در این روشها از انرژی در اشکال مختلف به صورت مستقیم استفاده میشود و مانند روشهای سنتی از ابزاری که با برخورد و سایش عمل براده برداری را انجام میدهد استفاده نمیشود از این رو به این روشها روشهای غیر قراردادی یا غیر سنتی نیز گفته میشود.
بزرگترین ایرادی که میتوان به روشهای غیر سنتی گرفت این است که در اکثر آنها نرخ برداشت ماده(MRR) پائین است اما از طرفی دیگر میتوان موادی را با این روشها ماشینکاری کرد که با ماشینکاری سنتی غیر ممکن است.
از دیگر محاسن روشهای پیشرفته میتوان به کیفیت سطح بالاتر و دقت بیشتر اشاره کردو علت این امر از آنجاست که در روشهای پیشرفته ماده به شکل براده های مشابه با ماشین کاری سنتی برداشته نمیشود.
همچنین اشکال بسیار پیچیده ، مقیاسهای بسیار کوچک و سوراخهای بسیار ریز را می توان با این روشها تولید کرد.
فرآیندهای پیشرفته ماشینکاری را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد :
1- مکانیکی
2- ترمو الکتریکی
3- الکترو شیمیائی و شیمیائی
فرآیندهایی نیز وجود دارند که ترکیب چند روش میباشند و به آنها فرآیندهای مختلط گفته میشود.
فرآیندهای مکانیکی پیشرفت خوبی داشته اند اما از آنجائی که موفقیت این روشها به سختی ، استحکام و دیگر خواص فیزیکی و مکانیکی مواد مورد استفاده به عنوان قطعه کار بستگی دارد محدودیتهائی را ایجاد میکند و همیشه نمی توان از آنها استفاده کرد. پس باید به دنبال روشهائی گشت که مستقل از خصوصیات فیزیکی ، متالوژیکی و مکانیکی قطعه کار باشد.
روشهای ترمو الکتریکی قادرند بر بعضی از این موانع غلبه کنند. در روشهای ترموالکتریکی انرژی به صورت گرما ، نور ، بمباران الکترونی و یا تخلیه الکتریکی اعمال میشود. ایراد این روش هم این است که در بعضی از حالتهای ماشینکاری مانند اسپارک قطعه کار باید مقاومت الکتریکی داشته باشد و یا به عبارت دیگررسانا باشد و مشکل دیگر آن است که قطعه کار تحت تاثیر حرارت ناشی از این روشها دچار تغییر خواص در منطقه ماشینکاری میشود .
فرآیندهای الکترو شیمیائی و شیمیائی نیز مشکلات و معایب مخصوص به خود را دارند . برای مثال ماشینکاری شیمیائی (Chm) دارای MRR بسیار پائین است و یافتن محلول شیمیائی مناسب با جنس قطعه کار ، کاری مشکل و وقت گیر است. ماشینکاری الکترو شیمیائی (ECM) دارای MRR نسبتا بالائی است اما قطعه کار حتما باید رسانا باشد. میتوان گفت که (ECM) بهترین روش در میان روشهای الکترو شیمیائی ، برای ماشینکاری موادرسانا میباشد ، چون در این روش سایش ابزار ، تنش های پسماند و صدمات حرارتی در قطعه کار ایجاد نمیشود و لبه های ماشینکاری شده نیز بدون پلیسه هستند.
همانگونه که ملاحظه میکنید نمیتوان یک روش و فرآیند را انتخاب کرد که برای تمام مواد و اشکال مناسب باشد و هر روشی محاسن و معایب مخصوص به خود را دارد.
در هنگام انتخاب یک فرآیند باید به موارد مختلفی توجه کرد ، مهمترین آنها عبارتند:
1- قابلیتهای فرآیند
2- پارامترهای فیزیکی
3- شکل قطعه کار
4- تلرانس قطعه کار
5- جنس قطه کار
6- مقرون به صرفه بودن فرآیند
و در پایان میتوان برخی از ویژگیهای مهم فرآیندهای پیشرفته ماشینکاری
( AMPs) را به شرح زیر نام برد:
1- عملکردشان مسقل از استحکام است.
2- عملکردشان به خواص حرارتی ، الکتریکی یا شیمیائی قطعه کار بستگی دارد.
3- از انواع انرژی به صورت مستقیم استفاده میکنند.
4- عموما MRR کم دارند اما محصولاتی با کیفیت بهتر تولید میکنند.
5- هزینه سرمایه گذاری اولیه شان نسبتا بالاست.
