ماشین کاری جریان ساینده

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: چکیده: ماشین کاری جریان ساینده(AFM) در سال 1960 به عنوان یک روش برای پرداخت سطحی و تراش یا صیقلی کردن سطوح سخت و لبه ها طراحی شد. این روش برای سطوحی با اشکال هندسی پیچیده و یا حاشیه های پیچیده استفاده می شود. جریان پلیمر ویسکوا لاستیک ساینده در این روش مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس کاربردها، 3 نوع ماشین در این فرآیند استفاده می شود که عبارتند از AFM یک طرفه، AFM دو طرفه و AFM اربیتال. به علت سادگی تحلیل ساختار فیزیکی، تحلیل فرآیندAFM همیشه بهAFM دوطرفه اشاره دارد.دراین جا ازدو سیلندرهیدرولیکی عمود استفاده خواهد شد.آنها بخش عقب بافشارمیانی دارند.بخش جلویی توسط قطعۀ کاروابزارسازی آماده خواهدشد.سایش زمانی روی می دهد که وسیله از یک محل محدودوتنگ عبور داده می شود.مؤلفه های مهم فرآیند مانند فشارکاری،تعداد چرخه ها،ترکیب دانه ای ونوع آن،نوع ابزارو طراحی وسایل همگی برواکنش خروجیAFM اثردارند.AFM می تواند پرداخت سطحیmm 05/0تولید کند وحفرات کوچکی با قطر Km 2/0 ولبه هایی باشعاع25/0تاmm 5/1 تولید نماید.AFM دارای کاربردهای زیادی در صنایعی مانند هواپیمایی، پزشکی، الکترونیک، اتومبیل سازی،قالب گیری ودیگر اقدامات ساخت وتولید می باشد. برای هماهنگی بهتر سطوح، بافت ها وعملکرد درست آنها، چندین نوع تغییردراین تکنولوژی وطراحی ماشینAFM صورت گرفته است.برای غلبه بر نقایص خاص مانند سرعت کم پرداخت سطحی وعدم توانایی اصلاح شکل هندسی،محققان از چند نسخۀ ماشین هایAFM استفاده کرده اندکه عبارتند ازDB,AFF,M-AFM صیقلی کردن مارپیچی وR-AFF .
1-پیشگفتار:ماشینی کردن جریان ساینده(AFM)توسط شرکتEnderude Hone درآمریکا در سال1960طراحی شد.3نوع ماشینAFM درابیات تحقیق گزارش شده اند که عبارت اند ازAFM یک طرفه،AFMدوطرفه وAFM اربیتال.AFM دو طرفه رایج تر است.دراین حالت سیلندرهای عمومی برپشت وسیله وجلوی آن فشارواردمی کنند.این روند ازطریق قطعۀ کارو یا ابزارشکل یک عملی خواهدشد. AFM برای سطوح درشت و لبه دار و صیقلی کردن آنها به کار می رود. محیط پلی مر ساینده با خواص رئولوژیکی ویژه در این فرآیند نقش مهم دارد. این فرآیند پرداخت سطحی برای شکل ها و سطوح پیچیده به کار می رود. محیط سایشی پلی مر که در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد دارای قابلیت جریان آزاد، تغییر شکل پذیری خودکار و قابلیت سایشی عالی است. ضخامت لایه- ای موادی که خارج می شوند بین 1 تا mm 10 است.
بهترین پرداخت سطحی در mm50 صورت می گیرد. تولرانس ها mm5/0 است. در این فرآیند ابزارسازی نقش مهمی در پرداخت سطحی ایفا می کند ولی به ندرت استفاده می شود. در AFM، صاف کردن سطوح و لبه ها و صیقلی کردن به طور همزمان در چند زمینه انجام می شوند، مانند مناطقی که به راحتی در دسترس قرار نمی گیرند. این روش می تواند شعاع های گرد روی لبه های پیچیده تولید کند. AFM سختی سطحی را بین 75 تا 90 درصد کاهش می دهد و می تواند چندین حفره و قطعۀ عبور با نتایج هماهنگ تولید کند. خنک کردن هوایی حفرات روی دیسک توربین و صدها حفره در یک لابیز احتراق نقش مهم در هماهنگ سازی دارند. AFM انعطاف پذیری خوبی دارد و در آن به مهارت زیادی نیاز است. صیقلی کردن دستی در عرض چند دقیقه عملی خواهد شد. AFM می تواند نتایج هماهنگ و قابل قبول در چندین عملیات تولید کند. ویژگی مهم تمایز دهندۀ AFM از دیگر روشهای پرداخت سطحی آزادست که در این روش می توان به کنترل شدت و محل سایش پرداخت. این از طریق طراحی وسیله، انتخاب وسیله و پارامترهای فرآیند عملی است. این روش در چندین زمینه کاربرد دارد مانند صنعت ، هواپیمایی، قالب سازی و اتومبیل سازی.
2- طبقه بندی ماشین AFM : همان طور که گفته شدماشین های AFM در 3 مقوله قرار می گیرند که عبارتند از AFM یک طرفه، AFMدو طرفه وAFM اربیتال. بحث مختصری از اینها در زیر آمده است.
AFM یک طرفه: ابزار این فرآیند شامل پیستون تقابل گرایی محرک هیدرولیکی و اطاقک وسیلۀ فشار است. آنها برای دریافت و فشاردارکردن تک جهتی وسیله و سطوح درونی قطعۀ کار استفاده می شوند، همان طور که در شکل 2 آمده است. وسیله جریان را از محل اطاقک فشار وارد مسیر درونی قطعۀ کار می کند و در عین حال یک کالکتور در محل، آن وسیله را هنگامی که از مسیر درونی تحت فشار قرار می گیرد جمع می کند. اطاقک وسیلۀ فشار دارای یک ورودی به محیط دریافت متناوب است و حرکت از کالکتور به اطاقک وسیلۀ فشار می باشد. پیستون محرک هیدرولیکی از محل فشار خود به اطاقک وسیلۀ فشار می رود و می تواند وسیله را در این اطاقک جمع آوری کند. وقتی اطاقک وسیلۀ فشار با وسیلۀ کاری باردار می شود عملیات از سر گرفته خواهد شد.
AFM دو طرفه: ماشین AFM دو طرفه دارای دو سیلندر هیدرولیک و دو سیلندر رسانه ای است. رسانه تحت فشار قرار می گیرد ( هیدرولیکی یا مکانیکی)، این فشار از اطاقک پر به اطاقک خالی می رود و از طریق یک مسیر محدود عبور می کند و سپس به سطح قطعۀ کار می رسد. این وسیله به عقب و جلو فشرده می شود در حالی که بین اطاقک ها قرار گرفته است. این فشار تا چند چرخۀ ثابت تکرار می شود. مناطق فشار و حفرات کور با کمک رستریکتورها پرداخت سطحی می شوند. پرداخت با استفاده از جریان وسیله در امتداد سطوح عملی خواهد شد.
فرآیند AFM اربیتالی:در این فرآیند، قطعۀ کار به دقت در2 تا 3 جهت تحت نوسان قرار می گیرد. آنها در یک صفحه با جریان کم و در محیط AFM پلاستیکی و الاستیک قرار خواهند گرفت. در این فرآیند، پرداخت سطحی سطوح و لبه ها با کمک نوسانات سریع و کم دامنۀ قطعۀ کار و متناسب با ابزار صیقلی سایشی پلاستیکی و ایستا عملی خواهد شد. این وسیله یک صفحه یا یک لایۀ محیط پلاستیکی و الاپلاستیک ساینده است ولی ویسکوزیتۀ بالاتر دارد و الاستیک می باشد. مفهوم AFM اربیتالی شامل حرکت قطعۀ کار است. وقتی قطعۀ کار که شکل هندسی پیچیده دارد استفاده شود جابجایی ورقه ها به طور مماس بر صفحۀ پلاستیک و الاستیک صورت خواهد گرفت. ورقه ها بر سطح یک جابجا کننده قرار می گیرند. این وسیله یک تصویر آینه ای از قطعۀ کار تولید می کند و یک فاصله نیز وجود دارد که لایۀ وسیله را در خود جای می دهد. یک نوسان اربیتالی کوچک به صورت دایره ای و غیر مرکزی برای قطعۀ کار اعمال می شود. بخشی از سطح وسیله به صفحۀ رسانه برخورد می کند. آنها تحت فشار الاستیک قرار می گیرند و بر روی وسیله می لغزند. در نهایت نوسان کامل دایره ای باعث وارد شدن هر بخش از سطح به بخش مرکزی می شود. برای اطمینان از هماهنگی، لازم است وسیلۀ سایندۀ الاستیک قوی نرم باشد به طوری که به صورت خود به خود شکل گرفته و وارد فاصلۀ صیقلی سازی شود. برای پرداخت سطحی، وسیلۀ AFM استفاده از آرایش بار ورودی و خالی کردن صفحۀ وسیلۀ ساینده را عملی می سازد. به این طریق می توان به نتایج مطلوبی دست یافت. مناطقی از صفحه که برای پر کردن فاصله به کار می روند به کنار می روند و با نوسان خود قطعۀ کار شکل پذیر می شوند. مناطقی از وسیله در این فاصله که تحت پردازش قرار گرفته اند گرمتر می شوند. این ناشی از حرارت تغییر شکل است. بنابراین وسیله الاستیک کمتر و نرم پذیری بیشترب خواهد داشت و در خارج از فاصلۀ کار فشرده خواهد شد. دامنۀ نوسان کوچک AFM اربیتالی در پرداخت سطحی اشکال پیچیده استفاده می شود زیرا تمام مناطق به جز ناطق درونی که کوچکتر از دامنۀ نوسان هستند به طور مساوی در این فرآیند تحت پردازش قرار می گیرند. ضربۀ کنترلی و بالشتکی قطعۀ کار در مقابل وسیلۀ فوق می تواند فشار باقی ماندۀ خوبی برای سطح کار تولید کند. جابجایی مماسی قطعۀ کار بر روی ذرات سایشی فشرده شده و غلتکی می تواند رشد زبری سطحی را عملی سازد. AFM اربیتالی برای قطعات زیادی به کار می رود، مانند قطعات مربوط به صنعت هواپیما سازی و چرخه های آلومینیوم.
قالب های مخروطی مورد استفاده برای تولید سکه ها ازmm5/0 صیقلی می شوند قبل از آنکه سطح به اندازۀ mm01/0 برسد و بعد از آنکه چند دقیقه پردازش AFM اربیتالی استفاده شد. AFM اربیتالی برای تولید پرداخت های خیلی نرم روی اشکال پیچیدۀ ابزار خاص استفاده می شود ولی تولرانس ابعاد در حال بحرانی حفظ می شوند.
قالب دحشی ظروف نوشیدنی با کمک این فرآیند پرداخت می شود. هزینه های پرداخت سطحی در این حالت کمتر است. در عین حال سازگاری و میزان تولید افزایش می یابد و نیاز به نیروی کار ماهر کمتر خواهد شد.
3-زمینه های اصلی تحقیقات در ماشین کاری جریان ساینده:
1-3: پارامترهای فرآیند و اثر آنها بر واکنش های خروجی ( RQ,MR ):
بررسی های تجربی توسط چند محقق انجام شد و اثرات پارامترهای فرآیند مورد کنترل قرار گرفت، مانند اثر فشار، تعداد چرخه، ویسکوزیته، غلظت سایشی و اندازۀ دانه ای بر واکنش های خروجی مانند پرداخت سطحی، و خارج سازی مواد در طی AFM . پارامترهای قابل کنترل ورودی در شکل 4 آمده اند. روداس اصل فرآیند AFM را مورد بررسی قرار داد و پارامترهای کنترل آنرا مورد بررسی قرار داد. او مشاهده کرد که وقتی وسیله تحت نیروی ناگهانی قرار می گیرد ویسکوزیته به طور موقتی افزایش می یابد. خارج کردن مواد فقط زمانی عملی است که وسیله ضخیم شده باشد. مقدار سایش در طی AFM به طرح ابزار، فشار مربوطه، ویسکوزیتۀ محیط و حجم جریان وسیله بستگی دارد. تمام این پارامترها بر تعداد ذرات تعامل یافته با قطعۀ کار و نیروی وارد بر هر دانه اثر دارند. حجم بالاتر جریان وسیله باعث افزایش تعامل دانه های سایشی با قطعۀ کار خواهد شد. بنابراین سایش افزایش می یابد. تعداد چرخه ها به ویسکوزیتۀ وسیله بستگی دارد. الگوی جریان وسیله نیز به سرعت جریان محیط قطعۀ کار، رئولوژی وسیله و اندازۀ مسیر بستگی خواهد داشت.
AFM می تواند در صنایع خاص مانند ایجاد حد فاصل حاشیه ای، پرداخت سطحی، و خارج کردن لایه های ریخته گری شدۀ گرمایی استفاده شود. ویلیامز و راجوراک از طرح آزمایشی تمام عاملی جهت بررسی اثر ویسکوزیتۀ رسانه و فشار مورد استفاده در خارج کردن فلز و سختی سطحی استفاده نمودند. اثر ویسکوزیتۀ وسیله در مورد خارج کردن مواد مهم تر است. تغییر زیاد پرداخت سطحی بعد از پرداخت سطحی برای چند چرخۀ معدود عملی شد. جاین و آدسول می گویند زبری و سختی سطحی اولیۀ قطعۀ کار بر خارج کردن مواد در طی AFM اثر دارند. دفع مواد و کاهش ارزش سختی سطحی در مورد موادی با قطعۀ کار نرم تر بیشتر خواهد بود.
دفع مواد و کاهش سختی سطحی زمانی افزایش می یابد که غلظت درصدی سایشی دروسیله افزایش یابد. آنها می گویند بین تمام پارامترهای مورد مطالعه، غلظت سایشی، اندازۀ شبکۀ سایشی و تعداد چرخه ها از همه مهمتر است. لاولاس می گوید نوع عملیات ماشینی کردن برای تهیۀ نمونه قبل از AFM مهم است و بر رشد پرداخت سطحی اثر دارد. در مقایسه با سطوح آسیابی شده، سطوح WEDM برای AFM مناسب تر هستند. مقدار دفع مواد از WEDMو سطوح آسیابی با آنچه که در حالت چرخشی کردن دیده شد متفاوت است زیرا این فرآیندها حد فاصل سطحی میکروی متفاوتی تولید می کنند. دیویس و فلچر یک ارتباطی را بین تعداد چرخه ها، دما و افت فشار در قالب برای نوع خاص پلی مر غلظت ساینده گزارش کرده اند. افزایش دما باعث کاهش ویسکوزیتۀ وسیله و افزایش میزان جریان حجمی خواهد شد با افزایش زمان پردازش، دمای وسیله افزایش می یابد و این باعث تغییر ویسکوزیتۀ وسیله خواهد شد. آنها می گویند افزایش دما به علت ترکیب نیروی برشی درونی وسیله و پرداخت سطحی دانه های ساینده است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 2046]