دانشنامه مکانیک

-->ali<-- · Oct 9, 2011

ساچمه زنی

ساچمه زنی

فرایند دیگری که لازم است در مورد آن توضیح داده شود، فرایند Stress-Peening یا اصطلاحا تنش زنی با وجود یک تنش کششی قبلی است. در شرایطی که قطعات تنها در یک جهت تحت تنش قرار دارند، فرایند تنش زنی بکار می رود و در آن قطعاتی که تحت یک کشش قبلی قرار دارند ساچمه زنی می شوند. در طی این فرایند، تنش فشاری درونی بسیار بیشتر از ساچمه زنی معمولی ایجاد شده و در حقیقت درست تا حد سیلان تنش فشاری درونی ماده پیش می رود. تنش زنی، صرفه جویی بیشتر در وزن و افزایش عمرکاری را در پی دارد. این افزایش عمر کاری در قطعات مختلف متفاوت می باشد، مثلا برای چرخ دنده ها و فنرهای مارپیچی بیش از ۱۰۰۰ درصد، درزهای جوش ۲۰۰ درصد و برای میله های تحت تنش پیچشی بین ۱۴۰ تا ۶۰۰ درصد است. به منظور افزایش مقاومت و دوام قطعه و اجتناب از ترک خوردگی تنشی(SCC)، باید تمام سطوح بحرانی و حساس کاملا ساچمه زنی شوند. برای کنترل این موضوع می‌توان از عدسی با بزرگنمایی x۱۰ استفاده کرد یا مایع خاصی را روی سطح قطعه پاشید یا رنگ کرد؛ در طی فرایند خشک کردن این مایع به شکل الاستیک در آمده و تنها توسط شکست سطح کنده می شود. برای کنترل این موضوع که آیا تمام سطحی که باید ساچمه زنی شود، با فیلم نازک پوشیده شده است یا نه، می توان از تابش پرتو فرابنفش استفاده کرد. یک دستگاه ساچمه زنی معمولا‌ از اجزاء زیر تشکیل شده است: چرخ دوار پرتاب کننده ساچمه، بخش جداکننده ساچمه که ساچمه های ساییده و فرسوده و خرد شده را از ساچمه های قابل استفاده جدا می کند، و جمع کننده گرد و غبار که برای تکمیل کار بخش قبلی ذرات ریز موجود در انبوه ساچمه ها را می گیرد. برای رسیدن به شدت مورد نیاز در ساچمه زنی نیازمند اجزاء مناسب در دستگاه هستیم. اصل کار ساچمه زنی با کمک چرخهای دوار پرتاب کننده ساچمه بر مبنای استفاده از انرژی جنبشی بالای ساچمه ها قرار دارد؛ این انرژی از سرعت و جرم ساچمه ناشی می شود. بنابراین عملکرد دستگاه ساچمه زنی به مقدار زیادی به بازدهی چرخ های پرتاب بستگی دارد. معمولا این چرخهای دوار بصورت Patent بوده و در انحصار سازندگان اندک خود قرار دارند. استفاده از یک یا چند چرخ بر روی ماشین، مزیت های بیشماری را در پی دارد، مانند: ضربه با انرژی زیاد، کنترل جهت و سطح پاشش، توان عملیاتی بالای ساچمه های ساینده، پاشش یکنواخت با شدت بهینه، و زمان مناسب پرداخت سطحی. بهبود استحکام خستگی: می دانیم که در فناوریهای جدید پرداخت سطحی و عملیات مربوط به سطح، ساچمه زنی از طریق پرتاب ساچمه بر روی قطعات با استفاده از چرخهای بزرگ دوار جایگزین دیگر فرایندهای گران قیمت و زمان بر شده است و امروزه به اثبات رسیده است که این عملیات در جهت افزایش استحکام خستگی فنرها موثر است. این فرایند هم از لحاظ زیست محیطی و هم از لحاظ اقتصادی مناسب بوده و همانطور که گفته شد امکان طراحی قطعات سبکتر و با هزینه کمتر را فراهم می آورد. این فرایند تاثیر اندکی بر روی قطعات تحت تنشهای پیچشی و فشاری غیر متناوب (مستقیم) دارد، اما برای قطعاتی که تحت تنش های خمشی یا پیچشی متناوب قرار دارند، مثل شیرها، سیستمهای تعلیق، فنرهای کلاچ، فنرهای مارپیچی بسیار مناسب هستند. چگونه خواص خستگی فنرها بهبود می یابد؟ در فرایندهای ساچمه زنی، به منظور دستیابی به توزیع موضعی تنشهای فشاری و کششی، قبل از آنکه فنرها تحت هیچ تنشی قرار بگیرند ساچمه های ساینده روی سطح فنرها پاشیده می شوند. ساچمه های ساینده که گاها با سرعت تا ۱۰۰ مایل بر ثانیه به سطح آنها برخورد می کنند، باعث به وجود آمدن دندانه های کروی شکل دائمی برروی آنها می شوند. سطح فلز زیر سطوح ساچمه زنی شده تغییر شکل می یابند. موازنه نیروها تنشی فشاری را در فلز ایجاد می کند. فرورفتگی ایجاد شده روی سطح بالایی مماسی و عمود بر سطح است. اما در لایه های زیرین کشش باعث تغییر شکل دائمی می شود. در نتیجه فنرهای ساچمه زنی شده قبل از آنکه در شرایط کاری واقعی قرار بگیرند، تحت تنشهای اولیه ای قرار می گیرند. تنشهایی که فنرها در طول عمر کاری خود آنها را تحمل می کنند، مشابه تنشهای اولیه ای هستند که در اثر ساچمه زنی در قطعه ایجاد می شوند. به ویژه در شرایطی که تنش کششی داریم، فشار سطحی که از قبل ایجاد شده، قله های کشش (تنشهای کششی ماکزیمم در سیکل خستگی) را کاهش می دهد و به این ترتیب استحکام خستگی فنر با ساچمه زنی افزایش می یابد. اتوماسیون خطوط ریخته گری: در صنایع ریخته گری امروز، مدرنیته کردن فرایند تمامکاری و پرداخت سطحی قطعات ریختگی، به دلیل تراکم بالای نیروی کار و هزینه بالایی که برای تمیزکاری قطعه صرف می شود، از اهمیت بالایی برخوردار است. فرایند تمامکاری و پرداخت سطحی قطعات ریختگی شامل مراحل زیر می باشد: ساچمه زنی، سنگ زنی، بریدن لبه‌های زائد، فرزکاری، مته کاری و تست کیفیت. هنگام طراحی سیستمهای پیشرفته تمامکاری در ریخته گری، موارد زیر باید در نظر گرفته شوند: ●زمان تمیزکاری ▪جریان مواد درون خط : در کارگاه یا کارخانه ریخته گری، باید جریان مواد متناسب با نیازمندیهای انواع تولیدات مختلف (مثلا آهن، آلومینیم، سری قطعات کوچک یا بزرگ) باشد و این مسئله منجر به بروز تنگناها و مشکلاتی در هنگام مراحل مختلف تمامکاری قطعات ریختگی می شود. کیفیت تمامکاری: کیفیت تمامکاری امروزه با دقت بالا بدست می آید و اگر دقت کار در حین انجام مراحل متغیر باشد (مانند حالتی که تمیزکاری بطور دستی انجام می‌شود)، کنترل کیفیت دچار مشکل می شود. زبازیافت برگشتی ها: برای برگرداندن مقادیر بالای برگشتی ها به فرایند ذوب، قطعه برگشتی نباید برنده و دارای لبه های نوک تیز باشد. در ماشینکاری مکانیکی، میزان تراشه های تولید شده می تواند بسیار راحتتر از تمیزکاری دستی کاهش پیدا کند. ▪انعطاف پذیری: تغییرات سریع امروزه در برنامه ها و طراحی‌های خطوط تولید و زمانهای کوتاه تولید نیازمند تغییرات سریع در میان محصولات مختلف است. رتبه نیروی انسانی: برای کاهش هزینه ها و بهبود شرایط کارگران معمولا کارخانه ها مایل به کم نگه داشتن نیروی کار خود هستند. ارزش و اعتبار کارگران نزد خودشان هم بالا می رود وقتی بدانند بعنوان اپراتور در کارخانه استخدام شده اند نه بعنوان تمیزکننده! عمق اتوماسیون: یعنی درجه بهم پیوستگی و اجرای مراحل مختلف هر فرایند در کل عملیات. همه مراحل ماشینکاری ترکیب شده و بطور مستقیم توسط انواع روشهای ترابری و نگهداری به هم مرتبط می شوند. هنگامی که روشها و تکنیکها در عملیات خودکار، انتخاب شد هم تنوع محصول و هم مراحل دستی باقیمانده باید بطور دقیق ترکیب شوند. ضوابط و معیارهای لازم عبارتند از: میزان تولید، پیچیدگی عملیاتهای انجام شده روی هر قطعه، میزان استفاده از هر کدام از اجزاء خط تولید، پیچیدگی وظایف و در نتیجه خطرهایی که بخاطر عدم شایستگی اپراتور بوجود می آید. امکانات ساختمانی درون کارخانه، محدودیت در سرمایه گذاری، ترکیب اجزاء موجود کارخانه و تطبیق اجزاء. در هنگام تعیین نیازها، موارد فوق باید با دقت در نظر گرفته شوند. ●مدلهای طرح بندی نیازمندیهای فرایندهای مختلف : سلولهای مجزا: راه حل سلولی به شکل ایجاد سلولهای مجزا به مفهوم اهمیت بالای تخصص گرایی به همان اندازه اهمیت انجام مراحل کار می باشد؛ اما به دلیل داشتن انبار موقت قطعات و جابجایی و حمل و نقل درونی به تلاش و مدیریت بیشتری نیاز دارد. استفاده از چنین سلولهایی امکان تغییر سریع در هر مرحله از فرایند را در یک شرایط ثابت فراهم می آورد. مفاهیم استانداردسازی و طبقه بندی به راحتی وارد شده و طراحی های جدید در خط تولید تسهیل می شود. مراحل مختلف ساخت همراه، با زمان کوتاه اصلاح و تغییر و تضمین قابل استفاده بودن سلول حذف شده، می تواند اضافه یا کم شود. تعداد سلولها بدون آنکه تغییری در طراحی کل کارخانه بوجود آید، می توانند اضافه شوند و خروجی را افزایش دهند. هنگامی که یک محصول اصلاح شود و تغییراتی در آن داده شود و یا تعداد قطعات محصول کاهش یابد، می توان یک سلول از خط برداشت یا مکان نصب آن را عوض کرد. طراحی سلولها همراه با محافظت کامل و کنترل دقیق، آنها را تبدیل به نقاط عطف کارخانه که به راحتی قابل تعویض هستند، می نماید. استفاده از روبوت نیز در این سلولها امکان پذیر است. پر و خالی کردن این سلولها توسط سیستمهایی با صفحه چرخان و متحرک انجام می شود.در این سیستم ماشینکاری و کنترل در یک زمان انجام شده و کل سیکل کوتاه تر می شود. هزینه قطعات به دلیل حذف تکنولوژی چندگانه حمل بار کاهش می یابد. در ضمن ایمنی کارگر نیز با استفاده از تجهیزات ایمن و پیشرفته (حصارهای ایمنی و پرده های ایمنی در مقابل نور) تامین می شود. حجم برگشتی ها به دلیل ماشینکاری کم شده و تراشه ها و برگشتی های قابل استفاده از هم جدا می شوند. دقت ماشینکاری توسط روباتهای صنعتی تامین می شود. در هر سلول کارهای متنوعی می تواند انجام شود که به نوع قطعه بستگی دارد. این سلولها، بهترین سیستم برای ترکیب چندین مرحله از کار برای محصولات مشابه است. مخصوصا سلولهای ریخته گری در قالب تحت فشار معمولا ساختمان پایه یکسانی دارند و قادر خواهند بود برای تولید تقریبا همه قطعات در یک دسته ابعاد یکسان انعطاف‌پذیری داشته باشند. انعطاف پذیری بوسیله کنترل با کمک روباتها و مهارت کارگران به دست می آید. جمع کردن چندین مرحله از کار در یک سلول فواید زیر را دارد: ▪ استفاده بهتر از امکانات موجود ▪ موقعیت سلول در جهت بهبود زمان سیکل است. ▪ تغییرات سریعتر برای انواع محصولات مشابه، تنوع در استفاده از مراحل کاری را در پی دارد. ▪ترکیب مراحل تست و کنترل با تمامکاری و کنترل بهتر قطعه. ▪فضای کاری کمتر ▪کاهش حمل و نقلهای میانی با ماشینکاری مستقیم در سلولهای ساخت و تولید. انتخاب مراحلی که باید ترکیب شوند، بسته به خواسته مشتری و احتیاجات داخلی او انجام می شود. روباتهای صنعتی: هر دو روبات یک قطعه ریختگی را بلند کرده و به مرحله بعدی منتقل می کند. در کل باید اذعان داشت که با اتوماسیون و خودکار کردن خطوط ریخته گری و استفاده از روباتهای صنعتی، هر گونه تغییر در خط تولید، نقل و انتقال برگشتی‌ها، خارج کردن قطعات تمام کاری شده، تست نفوذ هوا و عملیات مختلف چون فرزکاری آسانتر انجام می شود.

ansarweb · Nov 17, 2011

دانشنامه مکانیک

Threadlocker ها چسب های هستندکه در صنعت وارد استفاده فراونی دارند و از دلایل استفاده اون ها میتوان به:
دليل استفاده از چسب Threadlocker ها:

1. جلوگيري از زنگ زدگي : چسب ها در محيطي كه هوا وجود ندارد خشك مي شود بعنوان مثال بين رزوه ها در پيچ و مهره . بدين منظور فقط دو رزوه اول پيچ را كافي است(البته در بعضي محصولات بايستي تمامي رزوه را چسب بماليم بهتر است به دستعورالعمل بستن هر چسب مراجعه نمود ) چسب بزنيد مقداري از مايع لاكتايت بين خلل وفرج قرار ميگيرد و هوا را خارج مي كند. (چسب چون حالت مايع دارد خلل وفرج را پر ميكند) همانطور كه ميدانيد دو عامل زن زدگي آب و هوا مي باشد كه عملا با چسب زدن هوا خارج ميشود آب هم كه وجود ندارد پس پيچ زنگ نخواهد زد
2. استفاده در بيرينگ ها و بوشها ( بجاي خار، جوش وپين ......) : خار باعث تمركز تنش ميشود . جوش درجه حرارت بالا ايجاد مي كند كه باعث تغيير حالت فاز وساختار فلز مي شود(مثلا آستنيت به مارتنزيت كه ترد وشكننده است تبديل مي شود) و هم ممكن است باعث تغيير شكل يا تاب برداشتن شفت مي شود. ولي اگر چسب استفاده شود اولا سرد مي باشد و ثانيا چون در سطح بيرينگ و سطح بيرينگ پخش مي شود و مثل بار گسترده عمل مي كند

این چسب ها دارای کد بندی و رنگ بندی مخصوص میباشند که میتوان به سری کد 200 که برای مقاوم در برابر لرزش -استفاده درگيربكس ها موتورها جهت جلوگيري از باز شدن پيچ هاو همچنين جهت آببندي و سری کد 500 که به عنوان آب بندي لوله ها و رزوها ( فشار كم و آببندي فوري اتصالات) استفاده میشه نام برد

حالا کسی اطلاعات بیشتری داره تا بتونیم ازش بهره ببریم

ali hoseini · Dec 11, 2011

چشم آقای مدیر. دی
پریفرم تا اونجایی که من متوجه شدم به پیش فرم قطعات تولیدی تزریق پلاستیک گفته میشه. پریفرم هایی رو که من باهاشون آشنا شدم قطعاتی هستند شبیه لوله های آزمایش که بوسیله ی تزریق دمشی در قالبهای تزریق پلاستیک تولید میشوند. از این لوله ها که به پریفرم نامیده می شوند پیش ساخته ی قطعاتی چون ظروف یکبار مصرف مانند بطری های آب و نوشیدنی های دیگر و یا بطری های روغن نباتی و ... می باشند و پس از تولید آنها در قالبهای تزریق پلاستیک بصورت یک لوله ی آزمایشگاهی همراه با رزوه ی دقیقی که برای بستن درب این ظروف استفاده می شود، تولید میگردند.

فرصت خوبی میدانم تا آشنایی مختصری با اوناع قالب گیری های دمشی تزریق پلاستیک نیز آشنا بشیم.

قالب گیری دمشی( یا بادی ) ، یك فن آوری پیشرفته قالب گیری است. قالب گیری دمشی، مناسب ترین روش برای ساخت قطعات توخالی، مانند بطری های پلاستیكی محسوب می شود.یعنی جایی كه ضخامت دیواره ی ظرف در همه جا یكسان است و شكل خارجی اهمیت زیادی دارد. حدود 10 درصد از قطعات پلاستیكی به این روش تولید می شوند.
سه نوع فرآیند قالب گیری دمشی وجود دارد.

قالب گیری دمشی فشاری ( Extrusion Blow Molding )
قالب گیری دمشی تزریقی ( Injection Blow Molding )
قالب گیری دمشی كششی ( Stretch Blow Molding )

شماتیک فرآیند قالب گیری بادی

قالب گیری دمشی فشاری :
قالب گیری دمشی فشاری، ساده ترین نوع قالب گیری دمشی است. ماده پلاستیكی به شكلی لوله مانند، از روزنه ی اكسترودر، با فشار خارج شده و در محفظه ی یك قالب كه دیواره ی آن با آب خنك می شود، قرار می گیرد. وقتی كه قالب بسته می شود، هوا از قسمت بالایی یا گردنه ی محفظه به درون لوله ی پلاستیكی تزریق می شود. این مرحله درست مثل باد كردن بادكنك است. وقتی كه ماده پلاستیكی داغ، باد كرده و به دیواره قالب می رسد، منجمد می شود . و حالا ظرف پلاستیكی تولید شده، شكل صلب خود را حفظ می كند.
قالب گیری دمشی فشاری برای گستره ی متنوعی از ظرف ها با شكل ها و اندازه ها و دهانه های مختلف كاربرد دارد. بعضی از ماشین های اكستروژن، می توانند در هر ساعت 300 تا 350 بطری، تولید كنند. ظروف تولید شده با روش دمشی فشاری، می توانند با وزن های متفاوتی تنظیم شوند. به طور كلی این قالب ها بسیار ارزان تر از قالب های دمشی تزریقی هستند و زمان ساخت آنها نیز كوتاه تر است.
از مزایای قالب گیری دمشی فشاری، می توان به نرخ بالای تولید، هزینه ی كم ابزار و تولید وسیع ماشین های آن اشاره كرد. معایب آن هم معمولا شامل نرخ ضایعات بالا، كنترل محدود روی ضخامت دیواره و مشكلات اصلاح و برش پلاستیك های اضافه است.

قالب گیری دمشی فشاری، می تواند برای انواع مختلفی از پلاستیك ها مثل HDPE،PC, PP و PETG استفاده شود.
قالب گیری دمشی فشاری، سرمایه گذاری اولیه نسبتا كمی برای تجهیزات نیاز دارد.
قالب گیری دمشی فشاری، برای تولیدات كوچك بسیار مناسب است.

مراحل قالب گیری دمشی فشاری: 1)اكسترود پریزون ( Parison )، 2) همزمان با بسته شدن دو صفحه قالب، قسمت بالای پریزون قطع شده و قسمت پایینی آن دور نازل دمنده می چسبد. 3) پیش فرم آنقدر باد می شود تا شكل محفظه ی قالب را به خود بگیرد. 4) قالب باز می شود تا قطعه ی جامد شده برداشته شود.

قالب گیری دمشی تزریقی:
قالب گیری دمشی تزریقی، قسمتی از آن قالب گیری تزریقی و قسمتی قالب گیری دمشی است. قالب گیری دمشی تزریقی به طور كلی برای ظروف كوچك و البته بدون دسته مناسب است. قالب گیری دمشی تزریقی اغلب برای ظروفی كه گردنه های رزوه شده با تولرانس دقیق داشته و گردنه های بزرگ دارند، استفاده می شود : مثل دسته های صلب و شكل های فرم دار. ظروفی كه با این روش ساخته می شوند معمولا وزن ثابتی دارند كه برای تغییر وزن آن می بایست دسته ی كاملا جدیدی از ساقه ها ساخته شود. عموما ماده ی ظروف دمش تزریقی، در سراسر آن به طور یكنواخت و هموار توزیع می شود و همچنین احتیاجی به برش اضافات ندارد. هوا ی تزریق شده به پلاستیك فشاری در حدود 75 تا 150 psi دارد.
قالب گیری تزریقی را به سه مرحله می توان تقسیم كرد.
در مرحله ی اول، پلاستیك مذاب از روزنه تزریق، به حفره ی یك قالب فولادی دو تكه، تزریق می شود.
قالب یك پریزون( Parison ) پیش فرم تولید می كند كه شبیه یك لوله آزمایش است كه رزوه كاملی در قسمت بالایی آن دارد.
سپس پیش فرم( perform ) روی میله ای تو خالی، منتقل می شود تا دومین مرحله ی قالب گیری دمشی تزریقی انجام شود. آنگاه پیش فرم، درون یك قالب دمشی سرد كه معمولا جنس آن از آلومینیوم است، قرار می گیرد.
در اینجا هوا از میان میله ی تو خالی تزریق می شود تا پیش فرم شكل حفره را به خود بگیرد.
سپس در حالی كه هنوز ظرف، روی میله ی تو خالی است به مكانی دیگر انتقال داده می شود تا در مرحله ی سوم از ماشین بیرون انداخته شود.

قالب گیری دمشی تزریقی : 1) ماده دور میله ی دمش تزریق می شود. 2) قالب تزریق باز می شود و پیش فرم به قالب دمشی انتقال می یابد. 3) در پلیمر نیمه گرم دمیده می شود تا شكل قالب دمشی را به خود بگیرد. 4) قالب دمشی باز شده و محصول نهایی برداشته می شود.

قالب گیری دمشی كششی:
قالب گیری دمشی كششی، رایج ترین روش تولید بطری های برای آب، آبمیوه، و محصولات متنوع دیگر است . قالب گیری دمشی كششی برای اولین بار در سال های آغازین دهه1970 برای بسته بندی مواد شوینده به كار برده شد. و همزمان با حفظ كاربرد اصلی توسعه یافته و در ساخت بطری نوشابه های گازدار استفاده شد.
یكی از مهم ترین مزایای قالب گیری كششی دمشی توانایی كشش پیش فرم در هر دو جهت مقطعی و محوری است. كشش همزمان ماده از دو جهت، باعث افزایش استحكام كششی، خواص سختی ( Barrier Properties)، ضربه قطره ای ( Drop Impact ) ، وضوح( Clarity ) و حد بالای بارگذاری در ظرف می شود. با افزایش این خواص، معمولا می توان بین 10 تا 15 درصد از وزن كلی قطعه تولید شده با این روش نسبت به روش های مشابه كاست.
قالب گیری دمشی كششی، به دو دسته متفاوت تقسیم می شود: یك مرحله ای و دو مرحله ای.
در یك مرحله ای، از اكسترودر برای تزریق پریزون به داخل یك قالب پیش فرم استفاده می شود. در آنجا پلاستیك به سرعت خنك شده و پیش فرم شكل داده می شود. بعد از آن، پیش فرم دوباره گرم شده و در قالب بطری قرار داده می شود. سپس پریزون نرم شده تا حدود دو برابر طول اولیه كشیده می شود. در مرحله ی بعد، درون پریزون كش آمده، دمیده می شود تا به اندازه و فرم قالب بطری، منبسط شود. این روش در جایی كه نرخ تولید خیلی بالا نباشد، بسیار مناسب است. مثلا در كاربردهای خاص و قوطی های دهان گشاد.
قالب گیری دمشی كششی دو مرحله ای، مشابه یك مرحله ای است. به جز اینكه در این روش، پیش فرم ها از قبل آماده شده اند. فرآیند یك مرحله ای معمولا تنها از یك ماشین استفاده می كند، در حالی كه فرآیند دو مرحله ای پیش فرم هایی را استفاده می كند كه از قبل ساخته و سرد شده اند. این ویژگی، اختیار را به شركت سازنده می دهد كه پیش فرم های مورد نیازشان را از بیرون خریداری كرده یا خود تولید كنند.

قالب گیری دمشی كششی: 1) قالب گیری تزریقی پریزون 2) كشش و 3) دمش.
ترجمه شده از سایت : www.petmachine.in

http://milkyway.mihanblog.com/post/3

khosroshahiy · Dec 11, 2011

کارخانه‌ی ساخت بطری

پلاستیک‌ها یکی از اختراع‌های مفید بشر هستند که از ابتدا عمدتاً از نفت تهیه می‌شوند. این مواد پلی‌مری ضدآب بوده و به راحتی شکل می‌گیرند. پلاستیک‌ها از نظر مقاومت به گرما دو نوع‌اند. نوع اول کم‌تر مقاوم بوده و پس از شکل‌گیری نخست، در صورت گرم شدن مایلند به حالت اولیه‌ی خودشان که معمولاً یک صفحه‌ی صاف است برگردند (به این حالت حافظه‌ی پلاستیک می‌گویند). نوع دوم به گرما بسیار مقاوم است و در صورتی که دوباره گرم شود ذوب نمی‌شود و نمی‌توان آن را دوباره شکل داد.

بیش‌تر بطری‌ها از جنس پلی اتیلن و پلی اتیلن ترفتالات (PET) هستند و دلیل آن مقاومت بالا، نفوذپذیری بسیار کم و فرآیندپذیری این ماده می‌باشد. بطری‌ها در بسته‌بندی موارد زیادی از جمله آب معدنی، نوشابه‌های گازدار، لوازم آرایشی- بهداشتی و... مصرف دارد.

بازار ساخت بطری‌های PET بسیار داغ بوده و در سال‌های گذشته روندی رو به رشد داشته است. این بطری‌ها به علت شفاف بودن و نفوذ پذیری کم‌تر، مرغوب‌تر بوده و به لحاظ میزان مصرف با بطری‌هایی از جنس پلی‌وینیل کربن یا پلی‌وینیل اتانول (PVC) رقابت می‌کنند. ولی اقبال عمومی از بطری‌هایPET به علت توان بازیافت آن‌ها رو به رشد است. با توجه به روند رو به افزایش مصرف و کاربرد زیاد این نوع بطری‌ها، خوب است با ساخت آن‌ها در واحدهای تولیدی آشنا شوید. برای این هدف شما را به بازدید از کارخانه‌های تولید ظروف پلاستیکی دعوت می‌کنیم.

بطری‌های PET در کشورهایی مثل چین، هند و پاکستان و به تازگی در کشور ایران به میزان زیاد تولید می‌شوند.

تکنولوژی تولید PET در ایران
پری‌فرم‌های تولید کشور چین
رایج‌ترین شکل تولید بطری در دو مرحله انجام می‌شود: تولید پری‌فرم: مواد اولیه‌ی PET به صورت دانه‌های بسیار ریزی از پلی‌اتیلن به نام گرانول موجود است که به وسیله‌ی دستگاه مکنده‌ (شامل یک قیف و یک محور مارپیچ گردان شبیه چرخ گوشت)، به درون دستگاه تولید پری‌فرم کشیده می‌شود.

پس از گرم شدن گرانول‌ها در دمای بالا، آن‌ها به شکل خمیر در آمده و رنگ‌های مختلف در این مرحله به پلاستیک اضافه می‌گردند. سپس با فشار در قالب‌های مخصوص تزریق می‌‌گردند. پس از انجام این فرآیند پری‌فرم از قالب بیرون می‌آید و با سردکردن سفت می‌شود. آن‌گاه برای شکل‌گیری نهایی به مقاصد گوناگون که شامل کارگاه یا کارخانه‌های بسته‌بندی مواد غذایی هم هست، فرستاده می‌شود.

شکل‌دهی: قالب‌گیری تزریقی یکی از رایج‌ترین روش‌های شکل‌دهی بطری‌ها است. در این حالت پری‌فرم تولید شده داخل قالب قرار گرفته و دوباره گرم شده و نرم می‌شود اما نه به اندازه‌ای که ذوب شود. سپس توسط دستگاه‌های مخصوص، باد به درون پری‌فرم‌ها تزریق می‌شود و بطری‌ها به شکل قالبی که در آن قرار گرفته‌اند در می‌آیند. پس از سرد و جامد شدن بطری‌ها، قالب را باز کرده و قطعات تولید شده را از آن جدا می‌کنند. سپس قالب دوباره بسته شده و فرآیند تکرار می‌شود و به این ترتیب تعداد زیادی بطری در زمانی کوتاه از پری‌فرم‌ها تولید می‌شود. (لینک تصویر gif)

این دو مرحله می‌تواند یک‌جا و پشت‌سرهم انجام شود. اما جداسازی این دو مرحله برای این است که انتقال بطری‌های خالی با حجم زیاد به مقاصد به صرفه نیست و به‌تر است که ابتدا پری‌فرم‌ها با حجم کم به مقصد حمل شوند و در آن جا شکل نهایی به آن‌ها داده شود. (لینک تصویر gif)

حرارت بالا و میکس مواد و تولید پریفرم
بسته بندی وآماده سازی
تزریق گرانول
حرارت ملایم و تزریق هوا
سرد شدن و قالب گیری
بازگشت ضایعات به خط تولید

مراحل ساخت بطری PET در کارخانه

روش‌های شکل‌دهی پلاستیک‌ها متنوع بوده و بسته به نوع مصرف متغیرند. برای آشنایی با دیگر روش‌های تولید بطری‌ها و سایر محصولات پلاستیکی می‌توانید به کارخانه‌ی تولیدکننده‌ی آن‌ها مراجعه کنید و مراحل یادشده را از نزدیک ببینید.

منابع:
http://www.xarxatic.com/

بخش پژوهش های تبیان،

تهیه: سمانه محبوب
تنظیم: نسرین صادقی

-->ali<-- · Dec 11, 2011

شکل دادن فلزات در مقیاس نانو

شکل دادن فلزات در مقیاس نانو

مقدمه
بخش اول از این مجموعه‌ مقاله‌‌‌‌‌ها، به شکل‌دهی و شکل‌پذیری مواد و مصالح صنعتی اختصاص داشت. گفتیم مواد بسته به خواص گوناگون آن‌‌‌‌‌ها، کارکردهای مختلفی دارند. یکی از مهم‌‌‌‌‌ترین خواص برای شکل‌دهی، خواص مکانیکی‌اند. به علاوه، برای به دست آوردن محصول دلخواه از راه شکل‌دهی، باید روش‌هایی را تعریف کرد که بیشترین بازده را داشته باشند. هما‌ن‌طور که برای ایجاد انرژی حرکتی در خودروها به دنبال انواع مناسب سوخت و بهینه کردن سیستم احتراق خودرو هستیم، در شکل‌دهی روش‌‌‌‌‌هایی که پُربازده‌ باشند از توجه بیشتری برخوردارند.

خواص مکانیکی مواد
منظور از خواص‌ مکانیکى‌، واکنش مواد در برابر نیروها و بارهاست‌. عکس‌العمل‌ مواد در برابر نیروهاى‌ واردشونده،‌ به‌ ساختمان‌ مولکولى‌ آن‌‌‌‌‌ها بستگى‌ دارد. آن‌ قسمت‌ از علم‌ مکانیک‌ که‌ صرفاً به‌ بررسى‌ نیروها و واکنش‌ها مى‌پردازد «استاتیک‌» نامیده‌ مى‌شود و بخشی از آن که‌ واکنش ماده‌ به نیروهاى‌ اعمال‌شده‌ و تغییر شکل‌هاى‌ جزئىِ‌ ناشی این از نیروها را مورد بررسى‌ قرار گیرد، «مقاومت‌ مصالح» نام دارد.
قطعات‌ بر اثر اِعمال نیرو نباید از بین‌ بروند؛ بنابراین برای ای‌‌‌‌‌نکه مطمئن بشویم قطعه مورد نظر خواص فیزیکی لازم را دارد، باید هنگام انتخاب‌ جنس‌، شکل‌، اندازه‌ و طرز ساخت‌، محاسبه‌‌‌‌‌هایی انجام دهیم. مثلاً برای تولید رینگ‌های خودرو، باید محاسبات اولیه‌ای انجام دهیم تا شرایط مادة مورد نیاز بر حسب نوع خودرو، حداکثر سرعت و حداکثر بار قابل حمل توسط آن، مشخص شود.
در این‌‌‌‌‌جا به برخى‌ از اصطلاحات‌ رایج می‌پردازیم که مؤلفه‌هاى‌ مؤثر در بررسى‌ خواص‌ مکانیکى را توضیح می‌دهند‌.

1. تنش - ‌ stress‌ :
عبارت‌ است‌ از «مقدار نیروى‌ وارد‌ بر واحد سطح‌». مقدار تنش‌ از تقسیم‌ نیروى‌ وارد‌ بر جسم‌ بر مساحت‌ سطح‌ مقطع‌ جسم‌ به دست‌ مى‌آید. شاید فکر کنید این تعریف به مفهوم فشار در فیزیک دبیرستان خیلی نزدیک است، اما همان‌طور که دقت کرده‌اید، در این‌‌‌‌‌جا شرط عمود بودن مؤلفه‌‌‌‌‌ی نیروی وارد بر سطح، وجود ندارد.

2. خستگى - fatigue :
گاهی در قطعه‌ای از یک ماشین کارخانه، شکستگی‌هایی به وجود می‌آید. ولی پس از بررسی مشخص می‌شود که میزان تنش وارد بر قطعه، از حد مجاز کمتر بوده. اما چرا گسیختگی ایجاد شده است؟ علت این پدیده آن است که بطور پیوسته مقدار بار معینی بر قطعه وارد می‌شود. یعنی مقدار تنش خاصی، به‌دفعات بر آن وارد شده است. به این گسیختگی‌ها، «گسیختگی خستگی» می‌گویند.

3. کُرنش - ‌ strain:
به طور کلى، تمام‌ مواد بر‌ اثر نیرویی هرچند ناچیز، دچار تغییر شکل‌ (تغییر ابعاد) مى‌شوند. به تغییر ابعاد یا اندازه‌های جسم، بر اثر تنش‌ «کُرنش»‌ مى‌گویند؛ مثل فنری که به‌‌‌‌‌واسطه وارد کردن نیرو بر آن کشیده یا فشرده می شود.

تعریف‌‌‌‌‌های ذکر شده، اصلی‌ترین مفاهیمِ خواص مکانیکی‌اند. گروهی دیگر از اصطلاحات هستند که از این تعریف‌‌‌‌‌ها ناشی می‌شوند. مثلاً به مقاومت ماده در برابر تغییر شکل «استحکام» می‌گویند و یا مقاومت ماده در برابر خراشیدن، ساییدگی، بُراده‌برداری و بُرش را «سختی» می‌نامند.

فرایندهای شکل‌دهی
پیش از آن‌‌‌‌‌که به فرایندهای شکل‌دهی بپردازیم، باید به این سؤال پاسخ دهیم که اصلاً چرا از شکل‌دهی استفاده می‌کنیم؟
از زمانی که بشر به فکر ساختن ابزار افتاد، راه‌های بسیاری را تجربه کرد. مثلاً گاهی با بُراده‌برداری از چوب، کمان ساخت تا به شکار بپردازد. زمانی قطعات چوب را بُرید یا آن‌‌‌‌‌ها را سوراخ کرد. اما در نهایت، لازم داشت از مادة موجود - بدون آنکه از مقدار آن بکاهد – حداکثر استفاده را بکند. فکر اولیه‌‌‌‌‌ی شکل‌دهی از این‌‌‌‌‌جا ناشی شد. البته به مرور زمان این تعریف تغییر کرده است، بطوری‌‌‌‌‌که گاهی طول فرایند شکل‌دهی به مقدار ماده کم می‌شد.
در زیر به طور خلاصه به تعدادی از مشهورترین و متداول‌ترین فرایندها در شکل‌دهی فلزات می‌پردازیم:

1. خم‌کارى‌
همة‌ عملیات‌ ورق‌کارى،‌ شامل‌ خم‌کارى‌ هم‌ مى‌شود. در اغلب موارد، خم‌کارى‌ ویژگى‌ اصلى‌ ورق‌کارى‌ به‌ شمار مى‌رود و به همین دلیل است که جنبه‌هاى‌ مختلف‌ آن‌ قابل‌ توجه است. اگر در سپرهای فلزی خودروهای قدیمی دقت کرده باشید، می‌توانید آثار خم‌کاری در محل اتصال سپر با بدنه را ببینید.

نمونه یک شکل به دست آمده با روش خمکاری
2. کشش‌
فرایندى‌ است‌‌ براى‌ کاهش‌ سطح‌ مقطع‌ در ورق‌، سیم‌ یا مفتول‌ و دیگر مقاطع‌ استاندارد. کشش از پایه‌اى‌ترین‌ فرایندها در شکل‌دهى‌ به شمار می‌رود. در طول فرایند کشش، ماده از یک جهت کشیده می‌شود. در نتیجه، از ابعاد دیگر آن کاسته می‌گردد.

یک دستگاه کشش

3. نوردکاری
نوردکارى‌ از جمله‌ فرایندهاى‌ پُرکاربرد در تولید مقاطع‌ استاندارد، مثل ورق،‌ است. در نوردکارى‌ِ صفحه‌ها، ورق‌ها و تسمه‌ها، پهناى‌ قطعة‌ کار فقط‌ اندکى ‌افزایش‌ مى‌یابد. از عوامل‌ تأثیرگذار در این‌ فرایند، مى‌توان‌ به‌ ارتفاع‌ اولیه‌ و ثانویة‌ قطعه‌، پهناى‌ آن‌، سرعت‌ چرخش ‌غلتک‌، جنس‌ غلتک‌ و نیز دماى‌ کار و جنس‌ قطعة‌ کار اشاره‌ کرد. این‌ فرایند را مى‌توان‌ با چند غلتک‌ و در چند مرحله‌ تا زمانِ رسیدن‌ به‌ ارتفاع‌ و وضعیت‌ مطلوب ادامه داد. مثلاً اگر ورقی با ضخامت 5 میلی‌متر در اختیار دارید و می‌خواهید ضخامت آن را به 1.5 میلی‌متر برسانید، می‌توانید از یک یا چند غلتک که در یک ردیف قرار گرفته‌اند استفاده کنید. باهر بار عبور هر یک از غلتک‌‌‌‌‌ها، اندکی از ضخامت ورق ‌کاسته می‌‌‌‌‌شود تا اینکه ضخامت به مقدار دلخواه برسد.

عملیات نوردکاری در چند مرحله متوالی
5. فورجینگ‌ یا آهن‌کوبی
فورجینگ‌ که‌ در ادبیات‌ غیرفنى‌ به‌ آهنگرى‌ نیز ترجمه‌ شده است، به‌ فرایندى‌ گفته‌ مى‌شود که‌ در آن، فلز در فضاى‌ بین‌ قالب‌ و ضربة‌ محکم‌ِ پرس قرار می‌گیرد و پس از خارج شدن اضافه‌‌‌‌‌ها به‌ شکل‌ دلخواه درمى‌آید.

نگاه اجمالی ما به فرایند شکل‌دهی و مسائل مرتبط با آن، در این‌‌‌‌‌جا به پایان می‌رسد. فراموش نکنید که هنوز سخنی از مقیاس به میان نیاورده‌ایم. در واقع، مطالبی که تا کنون خواندید مربوط به مقیاس‌های رایج در صنعت‌اند و در صنایعی نظیر خودروسازی، قالب‌سازی و لوله‌سازی مطرح‌اند.

-->ali<-- · Dec 11, 2011

چرخدنده سیاره ای

چرخدنده سیاره ای

چرخدنده سیاره ای

قبل از اینکه به سراغ چرخدنده س یارهای برویم لازم است تعریفی از سیستم انتقال قدرت داشته باشیم.

در اینجا به تعریفی از سیستم انتقال نیرو در سیستم اتوماتیک اتومبیل می پردازیم :

سیستم انتقال نیرو چیست؟

سیستم انتقال نیرو مجموعه ای است که به انتهای موتور متصل است و قدرت موتور را به چرخ های محرک می رساند. هر اتومبیل در محدوده ی خاصی از دور موتور RPM (Reudution PER Minute) به حداکثر کارکرد خود می رسد. یک سیستم انتقال نیروی مناسب ضمن نگهداشتن دور موتور در این محدوده قدرت موتور را به چرخ های محرک انتقال می دهد تا اتومبیل به بهترین وجه رانده شود. این کار به وسیله ی ترکیب دنده ها و محورهای متعدد صورت می گیرد. زمانی که اتومبیل روی دنده ی یک است، دور موتور بسیار بالا تر از دور چرخ های محرک است. در حالی که در دنده های بالا موتور حتی در سرعت های بالا تر از 70 MPH (110km/h ) آزاد کار می کند. به غیر از دنده های جلو هر گیر بکس اتوماتیک دارای یک وضعیت خلاص است که سیستم انتقال نیرو را از چرخ های محرک جدا می کند. دنده ی عقب باعث می شود که چرخ های محرک در جهت معکوس گردش کنند که اجازه ی عقب رفتن به اتومبیل می دهد. در نهایت در این گیربکس ها یک وضعیت پارک (park position) نیز وجود دارد. در این وضعیت یک مکانیزم قفل کننده درون شفت اصلی وارد می شود و چرخ های محرک را قفل می کند تا آن ها را از چرخش باز دارد.

دو نوع سیستم انتقال نیرو وجود دارد:

1) دفرنسیال عقب (rear wheel drive)

2) دفرنسیال جلو(front wheel drive)

در اتومبیل های دیفرانسیل عقب سیستم انتقال نیرو معمولا پشت موتور ، زیر برآمدگی وسط کف اتومبیل در امتداد پدال گاز سوار می شود. برای اتصال محور محرک که عقب اتومبیل قرار دارد به سیستم انتقال قدرت از یک میل گردان (drive shaft) استفاده می شود تا قدرت را به محور انتقال دهد. شار قدرت در این سیستم ها ساده است؛ به صورتی که قدرت به صورت مستقیم از اتومبیل به مبدل گشتاور (torque converter) و سپس سیستم انتقال قدرت و میل گردان(drive shaft)منتقل می شود تا جایی که به محور محرک (final drive) برسد و در آن جا تقسیم شده و به دو چرخ فرستاده می شود.

در یک اتومبیل دیفرانسیل جلو ، سیستم انتقال قدرت و محور جلو با هم ترکیب شده و قطعه ای به نام ترانس اکسل (transaxle) ساخته می شود. در اتومبیل های دیرانسیل جلو موتور اصولا به صورت عرضی سوار می شود و اکسل در پایین، جلوی موتور قرار دارد. محور های جلو مستقیما به اکسل متصلند و نیروی رانشی چرخ ها را فراهم می کند. در چنین ساختاری شار قدرت از موتور به سمت مبدل گشتاور جاری می شود و سپس توسط سلسله شاره گر هایی پس از تغییر جهت °180 به سمت سیستم انتقال نیرو که در کنار موتور است می رود. در این قسمت قدرت از طریق سیستم انتقال قدرت مستقیما به محور محرک فرستاده می شود و پس از تقسیم به چرخ ها منتقل می شود.

چینش های دیگری در اتومبیل های دیفرانسیل جلو که موتور آن ها به صورت طولی قرار می گیرد، وجود دارد. همچنین خودرو هایی موجود است که هر دو محور عقب و جلو در آن ها محور محرک است؛ اما دو سیستم فوق الذکر معمول ترین چینش های انتقال قدرت هستند. از جمله ی دیگر چینش ها می توان به مدلی اشاره کرد که موتور، سیستم انتقال و تبدیل نیرو و محور محرک همگی در قسمت عقب ماشین قرار دارند. این چینش یشتر در ماشین های پورشه(Porsche) معمول است.

اجزای سیستم انتقال نیرو:

سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک مدرن از قطعات بی شماری تشکیل شده اند که همه به صورت یک سیستم مکانیکی، هیدرولیکی، الکترونیکی هوشمند کار می کنند. این تکنولوژی در طول سال های گذشته توسط افراد مستعد رشد و نمو داشته است. در این جا با توضیحات ساده و به دور از پیچیدگی های خاص به شرح کار می پردازیم. برای تصور کردن نحوه ی کار قطعات باید در تصور خود آن ها را مجسم کنید.

قطعات اصلی تشکیل دهنده ی یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک عبارت اند از:

a) گروه دنده های سیارکی ( (set planetary gearسیستم هایی مکانیکی اند که نسبت دور موتور و چرخ ها را تنظیم می کنند.

b) سیستم هیدرولیکی (hydraulic system) که با فشار روغن را توسط پمپ روغن از طریق محفظه ی سوپاپ به گیربکس می فرستد تا کلاچ ها و رشته ها عمل کنند و در نتیجه گروه دنده های سیارکی کنترل می شوند.

c) آب بند ها و واشرها (seals & gaskets) که برای جلوگیری از نشت روغن پر فشار استفاده می شوند.

d) مبدل گشتاور پیچشی (torque Converter) که شبیه به یک کلاچ عمل می کند و به اتومبیل در حالی که در دنده است و موتور در حال گردش با دور بالاست ، اجازه ی ایست یا کم کردن سرعت می دهد.

e) گاورنور ((governor و تعدیل کننده (modulator) که سرعت اتوموبیل ، وضعیت پدال گاز را کنترل می کند تا زمان تعویض دنده را محاسبه کند. در ماشین های جدید تر تعویض دنده توسط کامپیوتر کنترل می شود. کامپیوتر از بوبین های کوچک برای ارسال روغن در زمان مناسب به جزء مناسب برای تعویض دنده استفاده می کند.

دستگاه دنده خورشیدی:

تعریف اولیه: یکی از جالب ترین چرخ دنده هایی که اختراع شده است، چرخ دنده خورشیدی است. فرض کنید می‌خواهید دو چرخ دنده داشته باشید که سرعت یکی n برابر دیگری باشد، اما جهت چرخش آنها با هم یکی باشد. برای این کار از چرخ دنده خورشیدی استفاده می شود.

مجموعه چرخدنده سیاره ای

یک مجموعه خورشیدی و یا سیاره ای مطابق شکل شامل یک دنده خورشیدی یا دنده مرکزی (زرد) که با دنده های هرز گرد سیاره ای یا پنیونها که روی محور نگهدارنده ان به طور یکپارچه روی قفسه یا حامل سیاره ای(سبز) قرار گرفته و قفسه هم در داخل دنده داخلی یا رینگی(ابی) احاطه شده است. محور چرخ دنده خورشيدي ثابت و محور چرخ دنده هاي سياره اي متحرک است . مجموعه چرخ دنده هاي اپي سيكليك (سياره اي)اغلب زماني مفيد هستند كه نسبت سرعت به گشتاور زيادي در يك مجموعه فشرده از چرخ دنده ها مورد نياز باشد.

تنش های محرک روی دندانه های زیادی وارد میشود و بنابراین بار متعادل میگردد درنتیجه این طرح دوام زیادتری پیدا میکند . دنده های خورشیدی نسبت به دنده های استاندارد میتوانند مقاومتر باشند وگشتاورهای زیاد را انتقال دهند.

عضوهای مجموعه خورشیدی (رینگی ،خورشیدی ،قفسه )در گیربکسهای اتوماتیک به وسیله ی کلاچ ها و باندهایی ثابت و یا محرک میشوند. در حالت کلی میتوان پنج حالت مختلف را در مجموعه مورد بررسی قرار داد.البته باید دانست که مجموعه نمیتواند پنج حالت را در گیربکس داشته باشد.در گیربکس ها برای ایجاد نسبت دنده ی مناسب از دو و یا سه مجموعه استفاده میکنند.

برای بررسی حالت ها باید به چند نکته توجه کرد

تعداد دنده های خورشیدی < تعداد دنده های رینگی < تعداد دنده های قفسه

منظور از محرک ،عضوی است که گشتاور ورودی به ان وارد میشود و نیرو را به عضو متحرک منتقل میکند.

نسبت دنده برابر است با تعداد دنده های متحرک تقسیم بر تعداد دنده های محرک

حالت های مختلف موجود در دستگاه :

1)قانون خلاص : هیچ عضوی درگیر نمی باشد.

2)قانون مستقیم که کافی است دو عضو با هم یکپارچه شوند.

3) دنده عقب : در این حالت قفسه ثابت می شود و دو حالت خواهیم داشت که حالت مطلوب ان این است که خورشیدی محرک باشد و رینگی متحرک باشد. چون در این حالت افزایش گشتاور خواهیم داشت .حالت دوم افزایش نسبت دنده خواهیم داشت که برای دنده عقب مناسب نیست.

4) قانون دنده سنگین : که دو حالت دارد

(قفسه متحرک – رینگی محرک – خورشیدی ثابت)

( قفسه متحرک– رینگی ثابت – خورشیدی محرک )بیشترین افزایش گشتاور

5)قانون اور درایو:

(قفسه محرک – رینگی ثابت – خورشیدی متحرک )بیشترین افزایش نسبت دنده

(قفسه محرک – رینگی متحرک – خورشیدی ثابت)

بررسی انتقال قدرت در مجموعه خورشیدی

برای بررسی حالت ها باید ادراک خوبی داشت تا جهت دور اجزا را مجسم کرد. اگر ماکت این مجموعه را داشته باشید درک آن آسان تر خواهد بود .

برای هر دنده باید جهت دور خورشندی ،رینگی ، قفسه و پنیون ها را باید درنظر گرفت.

جهت چرخش رینگی و پنیون همواره موافق یکدیگرند به علت دنده داخلی بودن رینگی و جهت چرخش خورشیدی و پنیون مخالف یکدیگرند همانند دو چرخ دنده ی خارجی

بررسی یکی از حالت ها (قانون دنده سنگین )خورشیدی محرک - قفسه متحرک - رینگی ثابت

همانطور که مشاهده میکنید قدرت (دور) از خورشیدی که موافق عقربه های ساعت میچرخد به قفسه منتقل میشود ،چون رینگی ثابت است در نتیجه پنیون ها مخالف میچرخند. جهت چرخش قفسه (خروجی ) در جهت موافق خواهد بود چون راه گریزی ندارد.

در جدول زیر حا لت های کلی انتقال نیرو در مجموعه ی چرخدنده به نمایش در آمده است :

حالات مختلف	دنده رینگی	قفسه	خورشیدی
1	خروجی	ورودی	قفل
2	ورودی	خروجی	قفل
3	خروجی	قفل	ورودی
4	ورودی	قفل	خروجی
5	قفل	خروجی	ورودی
6	قفل	ورودی	خروجی
7	دو جزء قفل است=>حالت 1:1
8	هیچ جزئی قفل نیست=>حالت خلاص

کاربرد چرخدنده سیاره ای:

یک مورد کاربرد چرخدنده سیاره ای در سيستم تعويض دنده طراحي شده براي گيربكس‌هاي اتوماتيك موسوم به سيستم تعويض دنده آنتونو مي‌باشد. در گيربكس‌هاي اتوماتيك مرسوم، تعويض دنده از يك دنده به دنده ديگر به صورت پله‌اي اتفاق مي‌افتد و اين باعث تغيير لحظه‌اي سرعت مي‌گردد. در سيستم آنتونو، در حالت گذر از يك دنده به دنده ديگر، سيستم كلاچ وظيفه انتقال قدرت را بعهده مي‌گيرد، لذا هيچ وقت انتقال نيرو از موتور به چرخ منقطع نمي‌شود. همين امر موجب مي‌شود كه احساس رانندگي بهتري بوجود آيد. سيستم تعويض دنده خودكار آنتونو (AAD) از يك ايده كاملاً واضح و ساده استفاده مي‌كند. تغيير دنده‌ها بوسيله دو نيرويي كه بطور طبيعي در حين انتقال قدرت بوجود مي‌آيند صورت مي‌گيرد. دو نيرويي كه جايگزين المانهاي مصرف كننده انرژي در گيربكسهاي اتوماتيك موجود مي‌شوند. يكي از اين دو نيرو، نيروي محوري ايجاد شده در اثر درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ است كه تمايل دارد چرخ دنده‌هاي درگير را در امتداد شفت‌هايشان از يكديگر دور كند. ديگري نيروي گريز از مركز ايجاد شده بوسيله اجسام دوار مي‌باشد. اگر تعادل بين اين دو نيرو يعني نيروي گريز از مركز و نيروي محوري در يك نمونه كلاچ بررسي شود، عملكرد اين سيستم بهتر درك مي‌شود. كاملاً باز مي‌شود. بدين ترتيب نسبت تبديل كاهنده (دنده يك) بطور يكنواخت ايجاد مي‌گردد.در حين شتاب، گشتاور از طريق شفت ورودي اعمال مي‌شود. نيروي محوري ايجاد شده از درگيري چرخ دنده‌هاي مارپيچ، چرخ‌دنده حلقه‌اي را به سمت باز شدن كلاچ رانده و آن را در وضعيت باز نگه مي‌دارد و در نتيجه انتقال قدرت از طريق مجموعه چرخ دنده سياره‌اي اتفاق افتاده و يك نسبت تبديل كاهنده دور كه اولين نسبت تبديل است شكل مي‌گيرد. در اين حالت چرخ دنده خورشيدي مجموعه سياره‌اي با كمك يك سيسم جانبي قفل است. در وضعيت انتقالي (حالت گذر از دنده يك به دو) نيروي محوري با نيروي گريز از مركز برابر مي‌شود و كلاچ شروع به لغزش مي‌كند به محض اينكه اين لغزش افزايش مي‌يابد نيروي محوري كاهش خواهد يافت. بخشي از توان از طريق كلاچ انتقال مي‌يابد كه باعث مي‌شود نيروي محوري بطور تصاعدي حذف شده و كلاچ بطور كامل بسته شود. در اين حين، نسبت تبديل بصورت پيوسته تا لحظه يكي شدن دور شفت ورودي و خروجي كه نسبت تبديل دوم است، كاهش مي‌يابد. در حين حركت در دنده دو كه هيچ نسبت تبديلي از طريق چرخ‌دنده‌ها صورت نمي‌گيرد، نيروي گريز از مركز از نيروي محوري كه در اين حالت مقدار آن صفر است بزرگتر بوده و كلاچ را همواره بسته نگه مي‌دارد. در اين حال به منظور كاهش استهلاك چرخ‌دنده‌هاي مجموعه سياره‌اي مي‌توان قفل چرخ‌دنده خورشيدي مجموعه را برداشت.

در فرايند دنده معكوس، در اثر افزايش بار روي شفت خروجي يا كاهش گشتاور روي شفت ورودي دور پايين مي‌آيد. با پايين آمدن دور، نيروي گريز از مركز كاهش يافته و ديگر براي بسته نگه داشتن كلاچ كافي نبوده و بنابراين لغزش كلاچ شروع خواهد شد. به محض شروغ لغزش مجموعه، چرخ‌دنده خورشيدي مجدداً فعال شده و در اثر نيروي محوري درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ، كلاچ كاملاً باز مي‌شود. بدين ترتيب نسبت تبديل كاهنده (دنده يك) بطور يكنواخت ايجاد مي‌گردد.

-->ali<-- · Dec 11, 2011

جوشكاري زير آب

جوشكاري زير آب

جوشكاري زير آب

بيش از يك صد سال است كه قوس الكتريكي در جهان شناخته شده و بكار گرفته مي شود . اما اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد . در آن زمان يك كارخانه كشتي سازي براي آب بند كردن نشتي هاي موجود در پرچ هاي زير كشتي كه در آب واقع شده بود از جوشكاري زير آبي بهره گرفت . در كار هاي توليدي كه در زير آب انجام مي پذيرد جوشكاري زير آبي يك ابزار مهم و كليدي به شمار مي آيد .
در سال 1946 الكترودهاي ضد آب ويژه اي توسط وان در و وبلجين (1) در هلند توسعه يافت . سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دكل هاي حفاري چاه هاي نقت ، خطوط لوله و سكوهاي ويژه اي كه در آب ها احداث مي شوند ، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند . بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشكيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند كرد . در اين ميان هر گونه روش باز سازي و مرمت در اين گونه ساه ها مستلزم استفاده از جوشكاري زير آبي است .
جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد :

بيش از يك صد سال است كه قوس الكتريكي در جهان شناخته شده و بكار گرفته مي شود . اما اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد . در آن زمان يك كارخانه كشتي سازي براي آب بند كردن نشتي هاي موجود در پرچ هاي زير كشتي كه در آب واقع شده بود از جوشكاري زير آبي بهره گرفت . در كار هاي توليدي كه در زير آب انجام مي پذيرد جوشكاري زير آبي يك ابزار مهم و كليدي به شمار مي آيد .

در سال 1946 الكترودهاي ضد آب ويژه اي توسط وان در و وبلجين (1) در هلند توسعه يافت . سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دكل هاي حفاري چاه هاي نقت ، خطوط لوله و سكوهاي ويژه اي كه در آب ها احداث مي شوند ، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند . بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشكيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند كرد . در اين ميان هر گونه روش باز سازي و مرمت در اين گونه ساه ها مستلزم استفاده از جوشكاري زير آبي است .

جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد :

1- جوشكاري مرطوب

2- جوشكاري خشك

در روش جوشكاري مرطوب ، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيما ً با محيط مرطوب سرو كار دارد . در روش جوشكاري خشك ، يك اتاقك خشك در نزديكي محلي كه مي بايستي جوشكاري شود ايجاد شده و جوشكار كار خود را با قرار گرفتن در داخل اتاقك انجام مي دهد .

جوشكاري مرطوب :

نام جوشكاري مرطوب حاكي ازآن است كه اين نوع جوشكاري در زير آب صورت پذيرفته و مستقيما ً در تماس با محيط مرطوب قرار دارد . در اين روش از جوشكاري از نوعي الكترود ويژه استفاده شده و جوشكاري به صورت دستي درست مانند همان جوشكاري كه در فضاي بيرون آب انجام مي شود ، صورت مي گيرد . آزادي عملي كه جوشكار در حين جوشكاري در اين روش دارد ، جوشكاري مرطوب را مؤثر تر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است . تأمين كننده نيروي جوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود .

در جوشكاري مرطوب MMA (جوشكاري به روش دستي)(2) دو مشخصه زير به كار گرفته مي شود :

تأمين كننده نيرو : dc و قطبيت : منفي

اگر از جريان DC و قطب مثبت استفاده شود ، برقكافت روي داده و سبب خراشيدگي و از بين رفتن سريع اجزاء فلزي نگهدارنده الكترود مي شود . براي جوشكاري مرطوب از جريان AC نيز به دليل عدم امنيت كافي و وجود مشكلاتي كه در حفاظت از قوس در زير آب وجود دارد ، استفاده نمي شود .

منبع تغذيه مي بايستي يك دستگاه جريان مستقيم كه داراي رده بندي آمپر بين 300 تا 400 است ، باشد . دستگاه هاي جوشكاري ژنراتور موتور اغلب براي جوشكاري مرطوب مورد استفاده قرار مي گيرند.

پيكره دستگاه جوشكاري مي بايستي در پايين ، زير كشتي قرار داده شده باشد . مدار جوشكاري مي بايستي شامل نوعي سوئيچ مثبت باشد كه معمولا ً از يك كليد تيغه اي استفاده مي شود و از جوشكار غواص فرمان مي گيرد . كليد تيغه اي در مدار الكترود مي بايستي در تمام طول جوشكاري در برابر شكست مقاوم باشد و نيز از امنيت كافي برخوردار باشد . منبع تغذيه جوشكاري مي بايستي در حين فرايند جوشكاري تنها به نگهدارنده الكترود وصل باشد . در اين روش از جريان مستقيم همراه با الكترود منفي و نيز از نگهدارنده الكترود ويژه اي كه در برابر آب عايق است استفاده مي شود . نگهدارنده هاي الكترود جوشكاري كه در زير آب بكار گرفته مي شوند از يك سر خميده براي گرفتن الكترود و نگه داشتن آن در خود بهره مي برند و ظرفيت پذيرش دو نوع الكترود رادارد .

نوع الكترودي كه به كار گرفته مي شود بر طبق استاندارد AWS (انجمن جوشكاري آمريكا) (3) در طبقه بندي E6013 قرار گرفته است اين الكترود ها مي بايستي ضد آب باشند و تمامي اتصالات نيز بايد طوري عايق بندي شده باشد كه آب نتواند با قسمت هاي فلزي كوچكترين تماسي داشته باشد. اگر عايق بندي شكستگي داشته باشد و يا قسمتي از آن ترك داشته باشد ، آنگاه آب مي تواند به فلز رسانا تماس پيدا كرده ، موجب ايجاد نقص و در نهايت كار نكردن قوس شود . به علاوه اينكه ممكن است خوردگي سريع مس در قسمتي كه عايق ترك خورده است ، ايجاد شود .

جوشكاري بيش فشار (4) (جوشكاري خشك) :

جوشكاري بيش فشار در اتاقك هاي پلمپ شده در اطراف سازه يا قطعه اي كه مي خواهد جوشكاري شود ، استفاده مي شود . اين اتاقك در يك فشار معمولي پر از آب مي شود (كه معمولا ً از هليوم حاوي نيم بار (5) اكسيژن است ) . اين جايگاه روي خطوط لوله قرار گرفته و با هوايي مخلوط از هليوم و اكسيژن كه قابل تنفس باشد پرذ شده و در فشاري كه جوشكاري آنجا صورت مي گيرد و يا فشاري بيشتر از آن اجرا مي شود . در اين روش در اتصالات جوش بسيار با كيفيتي ايجاد مي شود به طوري كه با اشعه ايكس و جوشكاري قوس گاز تنكستن در اين قسمت به كار گرفته خواهد شد . محوطه زير جايگاه در معرض آب قرار دارد . بنابر اين جوشكاري در محل خشكي صورت گرفته ولي در فشار هيدرواستاتيكي آب دريا كه در محيط مجاور آن قرار دارد ، انجام مي گيرد .

خطرات بغرنج :

براي غواص يا جوشكار خطر شوك الكتريكي وجود خواهد داشت . اقدامات احتياطي كه انجام شده اند عبارتند از عايق بندي مناسب و در حد كافي تجهيزات جوشكاري ، بسته شدن منبع الكتريسيته درست زماني كه قوس به پايان مي رسد و نيز محدود كردن ولتاژ جوشكاري قوس فلزي دستي در مدار باز دستگاه جوشكاري ، خطر ديگر توليد شدن هيدروژن و اكسيژن در جوشكاري مرطوب توسط قوس است .

اقدام هاي احتياطي مي بايستي در مورد بلند كردن كپسول هاي گاز نيز رعايت شود . به اين دليل كه آنها به صورتي بالقوه توانايي زيادي براي منفجر شدن دارند. خطر بعدي اي كه سلامت يا جان جوشكار را تهديد مي كند نيتروژني ايست كه در فشار زياد در معرض هوا قرار گرفته و مي تواند به وي آسيب برساند . اقدامات احتياطي شامل فراهم آوري يك منبع گاز يا هواي اضطراري مي شود كه در كنار غواص قرار گرفته است و نيز اتاقك فشار زدايي براي جلوگيري از خفگي توسط نيتروژن كه بعد از اشباع شدن روي سطح پخش مي شود .

در سازه هايي كه از جوشكاري مرطوب زير آب استفاده مي كنند ، بازرسي بعد از جوشكاري ممكن است بسيار مشكل تر از جوشكاري هايي باشد كه در محيط بيرون و در معرض هوا انجام مي پذيرد . اطمينان از بي نقص بودن چنين جوشكاري هايي به مراتب اهميت بيشتري پيدا كرده و در واقع احتمال اينكه عيب و كاستي ناشناخته اي پديدار شود ، وجود دارد .

مزاياي جوشكاري خشك :

1- ايمني غواص – جوشكاري در يك اتاقك صورت گرفته كه موجب مصون ماندن جوشكار از جريانات اقيانوسي و يا احتمالا ً موجودات دريايي مي شود . اين جايگاه خشك و گرم از روشنايي مطلوبي برخوردار بوده و از سيستم كنترل محيط خاصي نيز بهره مي گيرد (ESC) (6)

2- كيفيت خوب جوش – اين روش توانايي ايجاد جوش هايي را دارد كه حتي مي توان آن را با جوش هاي موجود در فضاي باز و در مجاورت هوا مقايسه كرد . دليل اين امر اينست كه ديگر آبي وجود ندارد كه بخواهد جوش را خاموش و يا قطع كند و نيز اينكه ميزان هيدروژن توليدي آن خيلي كمتر از جوشكاري هاي مرطوب است .

3- كنترل سطح- آماده سازي اتصال ، همترازي لوله ، بررسي تست غير مخرب (NDT) (7) و غيره به صورت عيني كنترل و تنظيم مي شوند .

4- تست غير مخرب (NDT ) – تست غير مخرب براي محيط خشك جايگاه تسهيل شده است .

معايب جوشكاري خشك :

1- اتاقك يا جايگاه جوشكاري تجهيزات پيچيده و خدمات پشتيباني زيادي را مستلزم مي داند و خود اتاقك به طرز غير متعارفي پيچيده است .

2- هزينه و ارزش مالي اين اتاقك به صورت قابل ملاحظه اي بالا بوده و بسته به عمق محل كار هزينه آن افزايش مي يابد . عمق محل جوشكاري در كار تأثير مي گذارد ، به طوري كه در اعماق بيشتر جمع كردن قوس و استفاده از ولتاژهاي بالاتر و متناسب با آن لازم و ضروري مي باشد . انجام يك كار جوشكاري بدين شكل هزينه اي بالغ بر 80000 دلار دارد . و نيز گاهي اوقات نمي توان از يك اتاقك براي چند كار مختلف استفاده كرد ، كه البته اين مشكل بستگي به نوع كارها و ميزان تفاوت آنها دارد .

مزاياي جوشكاري مرطوب :

جوشكاري مرطوب كه درزير آب به صورت دستي صورت مي گيرد ، در مرمت و بازسازي سازه هاي فراساحلي در سالهاي اخير به سرعت در حال رشد و گسترش است . از جمله فوايد جوشكاري مرطوب مي توان به موارد زير اشاره كرد :

1- چند كاره بودن و داشتن هزينه كمتر در جوشكاري مرطوب باعث شده كه ميل و اشتياق بيشتري به اين روش وجود داشته باشد .

2- برخورداري از سرعت مناسب در هنگام اجراي طرح از ديگر مزاياي اين روش است .

3- در مقايسه با جوشكاري خشك هزينه كمتري دارد .

4- در اين روش جوشكار مي تواند به قسمت هايي از سازه هاي فراساحلي دسترسي داشته باشد كه با استقاده از روش هاي ديگر قابل جوشكاري نيست .

5- احتياج به هيچ نوع محصور سازي نبوده و بنابر اين زماني نيز براي آن تلف نخواهد شد و تجهيزات و دستگاه هاي استاندارد مرسوم به آساني قابل استفاده است . وسايل زيادي هم براي انجام يك كار جوشكاري مورد نياز نيست.

معايب جوشكاري مرطوب :

اگر چه جوشكاري مرطوب كاربرد گسترده اي پيدا كرده است ولي همچنان از وجود نواقصي رنج مي برد ، از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد :

آبديدگي سريع فلز جوشكاري :

دليل اين آبديدگي آبي است كه در اطراف آن وجود دارد . اگر چه آبديدگي نيروي تنش پذيري را در جوشكاري افزايش مي دهد ولي ميزان كش پذيري و مؤثر بودن جوش را كاهش داده ، سختي و روزن داري آن را بالا مي برد .

توليد زياد هيدروژن :

حجم بسيار زيادي از هيدروژن در منطقه جوشكاري ايجاد مي شود كه بر اثر تفكيك بخار آب در منطقه قوس به وجود آمده است .هيدروزن موجود در محيط تحت تأثير گرما( (HAZ(8)در فلز جوشكاري حل مي شود كه باعث ايجاد ترك و شكاف هاي ميكروسكوپيك مي شود .

3- از ديگر معايب آن ديد پذيري كم است . گاهي اوقات جوشكار نمي تواند به درستي منطقه مورد نظر را جوش بدهد .

نحوه عملكرد جوشكاري مرطوب :

پروسه ي جوشكاري مرطوب در زير آب طي مراحل زير صورت مي پذيرد :

قطعه كاري كه قرار است جوش داده شود به يك طرف مدار الكتريكي متصل بوده و الكترود فلزي در طرف ديگر مدار . اين دو قسمت از مدار ( الكترود و قطعه كار ) كمي به يكديگر نزديك شده ولي بعد از مدتي از يكديگر فاصله مي گيرند . در حين نزديك شدن الكترود به قطعه كار ، جريان الكتريكي وارد شكاف شده و باعث ايجاد يك جرقه الكتريكي پايستار مي شود (قوس ) و باعث ذوب شدن فلز در آن ناحيه و شكل گرفتن حوضچه جوش مي شود . در اين زمان ، نوك الكترود ذوب شده و ذره هاي كوچك فلز در حوضچه مذاب جمع مي شود . در طول اين عمل جريان مذابي نوك الكترود را پوشش داده و روكش گاز محافظ را ايجاد مي كند ، كه موجب استحكام بخشيدن به قوس شده و همان طور كه گفته شد از جريان فلز مذاب محافظت مي كند . قوس در يك منطقه حفره مانند ذوب مي شود و جوش را پديدار مي سازد .

پيشرفت هاي حاصل در زمينه جوشكاري در ايران :

مدت هاي مديدي جوشكاري مرطوب به عنوان يك تكنيك جوشكاري ، در زير آب مورد استفاده قرار مي گرفته و هنوز هم اين روش مرسوم است . اخيرا ً با پيشرفت هايي كه در زمينه ساخت سازه هاي فراساحلي صورت گرفته ، اهميت جوشكاري زير آبي را به طرز پيش بيني نشده اي بالا برده است . اين امر منجر به توسعه يافتن روش هاي جوشكاري ديگري از قبيل : جوشكاري سايشي (9) ، جوشكاري انفجاري (10) و جوشكاري عمودي (11) شده است كه هم اكنون مطالب قابل قبول و كافي در اين زمينه براي ارائه وجود ندارد .

گستره ي پيشرفت هاي آينده :

جوشكاري قوس فلزي دستي مرطوب همچنان براي نوسازي و احياء سازه هاي زير آبي مورد استفاده قرار مي گيرد ، اما كيفيت آن كافي نبوده و مستع شكست هيدروژني مي باشد . ازاين رو جوشكاري هاي بيش فشار خشك كيفيت بهتري نسبت به جوشكاري هاي مرطوب دارند . امروزه گرايش و رويه ميل به سوي اتوماسيون دارد . THOR-1(12) يا ربات تحت كنترل مدار بيش فشار كه از گاز بي اثر تنگستن استفاده مي كند ، توسعه بخشيده شد تا در جاهايي كه غواص عمليات لوله كشي و نصب خط لوله را انجام مي دهد ، بقيه پروسه كار را به عهده گيرد .

-->ali<-- · Dec 22, 2011

بررسی کیفیت اتصال در فرآیند جوشکاری انفجاری

بررسی کیفیت اتصال در فرآیند جوشکاری انفجاری

مقدمه
در فرآیند جوشکاری انفجاری[SUP]1[/SUP] از هیچ گونه واسطه و گرمای خارجی استفاده نمی شود و عمل نفوذ در طول فرآیند اتفاق نمی افتد. اگر چه این حالت انفجاری گرمای قابل ملاحظه ای ایجاد می کند، ولی برای انتقال حرارت به فلزات تشکیل دهنده زمانی باقی نمی ماند؛ بنابراین افزایش درجه حرارت چشمگیری در فلزات به وجود نخواهد آمد و این امر عدم وجود منطقه متاثر از حرارت را در این فرآیند درپی خواهد داشت. همچنین در طی این فرایند،ریزساختار، خواص مکانیکی و نیز خواص خوردگی اولیه اجزاء حفظ خواهد شد.
این روش برای اولین بار، در جنگ جهانی اول در اثر جوش خوردن ترکش های ناشی از متلاشی شدن پوسته فلزی گلوله ها و بمب ها به بدنه جنگ افزارها کشف شد، این حوادث شروعی بر مطالعات در زمینه جوشکاری انفجاری در دهه 1960 میلادی بود. در طول این سال ها فرایند جوشکاری انفجاری در رنج وسیعی از حالت های جوشکاری نظیر جوش های نقطه ای در مقیاس میکرونی برای صنایع الکتریکی، جوش لب به لب لوله ها برای صنایع انتقال گاز، شکل دهی و روکش دهی هم زمان قطعات و ... توسعه یافت.

شکل 1- فصل مشترک موجی شکل ناشی از جوشکاری انفجاری.

فصل مشترک بین دو جزء در جوشکاری انفجاری تقریباً همواره در مقیاس میکرون به صورت موجی شکل می باشد که این فصل مشترک موجی شکل، در نتیجه محصور شدن و سیلان دو ماده در یکدیگر و نیز امواج ناشی از انفجار حاصل می شود (شکل 1)؛ البته با کنترل متغییرهای فرآیند می توان حتی فصل مشترکی صاف داشت. با انتخاب مناسب پارامترهای جوشکاری انفجاری، ناحیه پیوندی را می توان به گونه ای تغییر داد که شرایط برای ایجاد محصول مورد نیاز فراهم گردد. بررسی کیفیت اتصال کیفیت جوش انفجاری وابسته به ماهیت فصل مشترک و اثرات انفجار بر روی خواص اجزای فلزی می باشد. تاثیرات جوش بر روی خواص فلزی نظیر استحکام، سختی و شکل پذیری را می توان به وسیله مقایسه نتایج تست های کشش، ضربه، خمکاری و خستگی جوش و مواد جوشکاری شده مشخص کرد. کیفیت پیوند جوش با تست های مخرب و غیر مخرب قابل تشخیص است. این تست ها می بایست منعکس کننده شرایط دوام جوش در طول سرویس دهی باشند. 1- تست های غیرمخرب به موجب ماهیت جوش های انفجاری، بازرسی های غیرمخرب عموماً با روش آلتراسونیک انجام می گیرد. بازرسی از طریق رادیوگرافی تنها برای جوش هایی قابل کاربرد یا عملی می باشد که بین فلزات اختلاف چشمگیری در چگالی وجود داشته باشد و یا دارای اشتراکی با الگوی موجی بزرگ باشند. بازرسی آلتراسونیک بازرسی آلتراسونیک، به صورت گسترده ای در روش غیرمخرب برای آزمایش جوش های انفجاری مورد استفاده قرار می گیرد. از طریق روش آلتراسونیک استحکام جوشی نمی توان مورد ارزیابی قرار داد، اما به کمک آن می توان به سلامت جوش پی برد. تکنیک های پالس - اکو معمولاً برای فولادهای روکش کاری شده در مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می گیرد. یک فرکانس آلتراسونیک با گستره MHz 10-5/2 معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد. الزاماتی برای ایجاد امپدانس صوتی فلزات گوناگون نیاز است. ابزارهای آلتراسونیک می بایستی براساس نمونه های استاندارد که حاوی هردو مورد پیوند یافته و نواحی غیر پیوند یافته شناخته شده هستند کالیبره شوند. بازرسی از طریق رادیو گرافی رادیو گرافی می تواند در بازرسی جوش های انفجاری موادی که دارای اختلاف قابل توجهی از نظر چگالی هستند و همچنین دارای اندازه موج به مقدار کافی بزرگ، به نحوی که روی یک پوتونگار قابل رویت باشند، مورد استفاده قرار گیرد. عکس های رادیوگرافی، نواحی مختلف از ورق ها را به طور کامل نشان می دهند. عکس های رادیوگرافی عمود بر سطح از طرف فلز با دانسیته بالاتر گرفته می شوند. فیلم می بایست در تماس نزدیک با سطح، روی وجه کم دانسیته قرار گیرد. عکس های رادیو گرافی می توانند یک فصل مشترک موجی شکل به صورت خطوط فاصله دار سیاه و سفید یکنواخت ترسیم کنند. در ادامه، تعداد امواج در واحد طول شمرده می شود و کیفیت جوش به واسطه تست های مخرب قبلی بر حسب اندازه موج مشخص می گردد. علاوه بر آن نواحی که هیچ گونه الگوی موجی ندارند ترسیم می گردند، که در واقع نشان دهنده یک فصل مشترک جوشی تخت و یا عدم جوش خوردگی می باشند. 2- تست های مخرب تست های مخرب برای شناسایی استحکام جوش و تایید فرایند بر روی خواص فلزات پایه مورد استفاده قرار می گیرد. تکنیک های تست استاندارد را می توان مورد استفاده قرار داد اما با این وجود تست های طراحی شده به شکل مخصوص مورد نیاز است تا استحکام پیوند برای برخی پیکربندی ها مورد شناسایی قرار گیرد. آزمایش قلم[SUP]2[/SUP] به طور گسترده جهت تعیین یکپارچگی و بی عیبی اتصال جوش انفجاری به کار می رود. این تست به کمک کوبش یک قلم بر سطح فصل مشترک ودر امتداد آن انجام می گیرد. توانایی فصل مشترک در مقاومت به انفصال در برابر نیروی اعمالی، میزان استحکام فصل مشترک را نشان می دهد. آزمایش های متالوگرافی : متالوگرافی می تواند اطلاعات مفیدی درباره کیفیت جوش های انفجاری ارائه می دهد. نمونه متالوگرافی باید به نحوی انتخاب شودکه فصل مشترک بتواند روی سطح موازی با جهت انفجار و عمود بر سطح قطعه جوشکاری شده مورد آزمایش قرار بگیرد. یک الگوی موجی شکل گرفته معمولا نشان دهنده یک جوش خوب است. بسته به ترکیب مواد مورد ارزیابی، شدت و فرکانس موج می تواند تا حدی بدون تاثیر قابل توجه روی استحکام جوش تغییر کند. حباب های کوچک و مجزا ذوب ناشی از جریان گردابی جت معمولا برای کیفیت جوش زیان آور نیستند. حباب های ذوبی بزرگ شامل حفرات یا حتی میکرو ترک ها در ناحیه گردابی نشان می دهند که زاویه برخورد و انرژی بیش از حد بالا بوده و چنین جوشی یک جوش ضعیف محسوب می شود. نمونه آزمایش متالوگرافی می بایست از یک ناحیه انتخاب شود که بر کل جوش دلالت داشته باشد. لذا لبه های قطعه ممکن است به همین دلیل برای انجام آزمایش مناسب نباشد.
آزمایش کششی – برشی[SUP]3 [/SUP] این تست برای تعیین مقاومت برشی جوش به کار می رود. پیکر بندی نمونه تست در شکل 2 نشان داده شده است. طول ناحیه برش (d) می بایست به نحوی انتخاب شود که تنها خمش اندکی یا هیچ گونه خمشی در دیگر قسمت ها رخ ندهد. شکست نمونه تست می بایست به واسطه برش، به موازات خط جوش رخ دهد. چنانچه شکست در فلز پایه اتفاق بیفتد استحکام برشی جوش به طور مشهودی بزرگتر از استحکام فلز پایه است. در هر صورت نتایج تنها برای مقایسه با استفاده از یک نمونه تست مشترک مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل 2 - پیکر بندی نمونه تست کششی – برشی.

آزمایش کشش یک تست کشش رم[SUP]4[/SUP] ویژه یا گسیختگی حلقه ای می تواند به منظور ارزیابی استحکام کششی جوش های انفجاری مورد استفاده قرار گیرد. همانگونه که در شکل 3 نشان داده شده است نمونه به نحوی طراحی شده است که تابعی از فصل مشترک جوش نسبت به بارگذاری کششی باشد. ناحیه مقطع عرضی نمونه بین قطر های خارجی و داخلی به صورت حلقوی است.

شکل 3 - نوعی رم یا پیکر بندی نمونه تست گسیختگی حلقه ای.

نمونه دارای محدوده کوچکی از طول است که به منظور ایجاد شکست به طور آنی در فصل مشترک جوش یا ناحیه مجاور انتخاب شده است. چنانچه شکست در یکی از نواحی فلز پایه رخ دهد آزمایش نشان می دهد که جوش قوی تر از فلز پایه است. تست به واسطه جایگذاری نمونه روی بلوک پایه یا رم در سوراخ هدایت می شود، در ادامه یک نیروی مقایسه ای در طول رم و پایه اعمال می شود. نیرو در لحظه شکست ثبت می شود. آزمایش صفحات پوششی : ملزومات صفحات فولاد کربنی پوشش داده شده (توسط فرآیند انفجاری) با مس، فولاد های زنگ نزن یا آلیاژهای نیکل در استانداردهایASNI/ASTM [SUP]5[/SUP] به طور مناسب پوشش داده شده است. این استاندارد ها اصولاً در مورد به کارگیری تست های خمش و برش به منظور تعیین استحکام قطعه می باشد

-->ali<-- · Dec 23, 2011

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش اول

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش اول

کوتاه نمودن زمان توسعه و تکوین یک محصول از طراحی تا تولید ، رمز موفقیت یک سازمان تولیدی در دنیای رقباتی کنونی به شمار می آید.برای دستیابی به این محصول امروزه فن آوریهای جدید که به روش های نمونه سازی و تولید سریع & Manufacturing ) RP&M (Rapid Prototyping معروفند معرفی شده اند نمونه سازی یک قطعه یا یک محصول طراحی شده ، به طور سنتی از طریق مدل سازی فیزیکی در کارگاه مدل با ابزارهای دستی و سعی و خطای فراوان انجام می پذیرد این فرآند کاری مشکل و بسیار وقت گیر و پرهزیده است.با بکارگیری روش های نمونه سازی سریع می توان در زمان کوتاهی (حدود چند ساعت)یک مدل سه بعدی فیزیکی از قطعه ای هر چند پیچیده را با هزینه ای کم با دقت بالایی ساخت و از آن در بررسی و ارزیابی طراحی و یا محصول و یا مصارف دیگر استفاده نمود.برتری و توانمندی این فن آوری وقتی آشکار می شود که اولا پارامتر کوتاه بودن زمان نمونه سازی برای ما اهمیت و الویت داشته باشد و ثانیا قطعه دارای شکل هندسی پیچیده ای باشد امروزه در صنایعی که نیاز به قطعات پیچیده دارند همچون صنایع هوا و فضا،خودروسازی،قالب سازی،لوازم خانگی ،ساخت استخوان ها و اعضا مصنوعی بدن و مهندسی پزشکی از این تکنولوژی استفاده می شود.
اما تنها ساخت نمونه ای از محصول برای رقابت کافی نیست و سازمان های تولیدی همیشه به دنبال تولید سریع محصولات خود و عرضه آنها به بازار هستند.با پیشرفت سریع تکنولوژی CAD و معرفی تکنیک های قالب سازی سریع امروزه این ایده عملی شده است.ترکیب روش های ساخت سریع نمونه و قالب با تکنولوژی تف جوشی فلز توسط لیزر،این امکان را به وجود آورده که نمونه ای اصلی و فابریک قطعات را بتوان در زمان بسیار کوتاهی (مثلا چند هفته) به صورت انبوه حتی از جنس مواد اصلی تولید نمود.لذا نمونه سازی سریع عاملی در تسریع فرآیند تولید است از طرفی امکان تجسم یافتن از طراحی را قبل از تولید واقعی قطعه فراهم می آورد فقط کافی است مشتری فایل CAD قطعه را با هر میزان پیچیدگی ارائه نماید و یا از طریق شبکه اینترنت برای شما ارسال کند و پس از چند زوز محصول واقعی را در تیراژ مورد نظر دریافت کند.این تکنیک که به معنی یک گام فراتر از نمونه سازی سریع تلقی می شود،آخرین نوآوری در تولید سریع قطعات با مواد اصلی می باشدکه در این فصل به آن پرداخته می شود.به عبارت دیگر نمونه سازی سریع یک فرآیند ساخت لایه وار و یا چاپ سه بعدی است با دریافت مدل CAD قطعه ، مدل جامد جسم را از جنس موم ، پلاستیک ،پودر سرامیک در مدت زمان بسیار کوتاهی تولید می کند که به آن MASTER MODEL می گویند امروزه برای آنکه نمونه ای مطلوب از قطعه و یا محصولی جدید در دفتر مهندسی و طراحی ساخته شود،دیگر لازم نیست طراح محصول تنها به قدرت تخیل خود متکی باشد زیرا دستگاه جدید “نمونه سازی دفتری ” به بازار عرضه شده است.این دستگاه به مانند یک اجرای عملیاتی ساده و بدون آموزش تخصصی ، طرح اولیه محصول را که به صورت یک فایل CAD می باشد را در زمانی بسار کوتاه و به طور مستقیم چاپ فضایی نموده و نمونه فیزیکی را جهت ارزیابی و بررسی ظاهری تولید می نماید. مهمترین فرآیندهای نمونه سازی سریع یک قطعه یا یک محصول که در سال های اخیر معرفی شده اند عبارتند از:

نمونه سازی لیزری SLA	Stereo Lithography
مدل سازی موم افشان MJM
مدل سازی به روش رسوب جوش خورده	Fused Deposition Modeling – FDM
تف جوشی انتخاب لیزری SLS	Selective Laser Sintering
نمونه سازی به روش لایه ورقی LOM	Laminated Object Manufacturing
نمونه سازی به روش BPM	Ballistic Particles Manufacturing
نمونه سازی به روش RFP	Rapid Freeze Prototype
نمونه سازی به روش SGC	Solid Ground Curing
نمونه سازی به روش LENS	Laser Engineered Shaping

2-1- نمونه سازی سریع ، چرا؟
استفاده از فن آوریهای نمونه سازی سریع در فرآیند طراحی ،تحقیق،توسعه،تولید و مونتاژ مزایای فراوانی را به دنبال دارد که ازآن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد
۲-۱-۱- تجسم (Visualization)
مهندسان و طراحان به هنگام تجسم فضایی و نقشه خوانی از قطعه و یا مجموعه ای با شکل هندسی پیچیده ممکن است گمراه شده وآن را نادرست تفسیر وتحلیل نمایند.این مشکل صرف نظر از میزان تجربه طراح حتی ممکن است با دردست داشتن مدل CAD قطعه نیز برطرف نشود.زیرا تجسم به حالت روانی و قدرت تخیل فرد مربوط می شود و ممکن است یک نقشه به چندین حالت تفسیر گردد و تصور درستی از طرح حاصل نشود.بخصوص زمانی که قطعات پیچیده و مرکب مطرح باشند که در این حالت انسان در تجسم آنها با مشکلات زیادی روبرو خواهد شد.ساخت یک مدل فیزیکی در اسرع وقت با استفاده از فن آوری نمونه سازی سریع و مشاهده آن از بروز چنین خطاهایی جلوگیری می کند.

۲-۱-۲- تصحیح طرح(Verification)
با استفاده از فن آوری نمونه سازی سریع می توان بلافاصله پس از طراحی،نمونه فیزیکی را مشاهده و بررسی نمود و مورد اریابی قرار داد.از آنجا که هر طراحی همیشه به دنبال کیفیت بهتر است،چنین نمونه ای می تواند برای تصحیح طراحی و ارزیابی ویژگی های مطلوب در محصول طراحی به کار گرفته شود.به طور خلاصه می توان گفت که در دست داشتن یک نمونه واقعی فیزیکی از جسم کمک شایانی به اطمینان بخشی طراحی،کاهش آزمون و خطا و در نهایت افزایش کیفیت بهره وری فرآیند طراحی و تولید می نماید.
۲-۱-۳- تکرار طرح(Iteration)
تمامی فعالیت های طراحی دارای یک طبیعت تکرار هستند وطراحی مجدد (Redesign) از کارهای همیشگی طراحان است.از آنجا که یک محصول معین ممکن است از ترکیب چند جزء توسط طراح تشکیل شده باشد.می توان در یک روش آزمون و خطا و یا طراحی مجدد و یا بهره گیری از CAD در چندین حالت مختلف این اجزاء را با یکدیگر ترکیب نمود تا شکل هندسی مورد نظر ایجاد شود.سپس ان را تحت آنالیز تنش نیرو و … مورد ارزیابی و بررسی قرار داد.در صورتی که مدل این محصول از روش سنتی ساخته شده باشد، بعد از اتمام کار مدل سازی ممکن است نتوان کوچکترین تغییراتی را در آن ایجاد کرد.اما با استفاده از فرآیند نمونه سازی سریع بعد از انجام این مراحل تکراری،نمونه فیزیکی قابل لمس محصول برای بررسی در اختیار طراح قرار خواهد گرفت.
۲-۱-۴- بهینه سازی(Optimization)
بهینه سازی طرح می تواند کارایی محصول،کیفیت و قابلیت اطمینان آن را بهبود بخشد.فن آوری نمونه سازی سریع توام با تکنیک ها و نرم افزارهای قدرتمند طراحی و آنالیز ،این امکان را به طراح می دهد که بدون صرف هزینه ای گزاف جهت ساخت قالب و نمونه و بدون اتلاف وقت و با دقت بسیار بالا طرح خود را آنالیز و بهینه نماید.چنین نمونه ای می تواند برای اصلاح و بهینه سازی طراحی و ارزیابی ویژگی های مطلوب در محصول طراحی به کار گرفته شود.به طور خلاصه می توان گفت که در دست نگه داشتن یک نمونه فیزیکی از محصول کمک شایانی به افزایش کیفیت و بهره وری فرآیند طراحی و تولید می نماید.
۲-۱-۵- آزمایش های عملکردی (Functional Tests)
با استفاده از فن آوری نمونه سازی سریع نمونه فیزیکی قابل لمس از محصول در اختیار طراح قرار خواهد گرفت.بنابراین امکان انجام آزمایش های عملکردی مانند مونتاژ پذیری،سهولت تولید و آسانی تعمیر و نگهداری در مورد محصول طراحی فراهم می گردد و از این طریق هزینه های طراحی و تولید کاهش می یابد.بعد از اتمام مراحل تجسم تحقیق،تکرار پذیری،بهینه سازی،مونتاژپذیری و ساخت مدل اولیه به دنبال ساخت یک نمونه واقعی از محصول نهایی خواهیم بود.در این راستا تکنیک های زیادی موجود هستند که به طور موفقیت آمیزی برای دستیابی از یک نمونه RPM به یک قطعه دارای عملکرد واقعی FTM با یک روش نسبتا سریع و کم هزینه استفاده می کنند.بعضی از این تکنیک ها عبارتند از،ریخته گری خلایی، قالبگیری با رزین های قبل انتقال ،استفاده از قطعات ماهیچه ای یونیلیت و … لذا تحقیقات زیادی جهت بکار گیری این فن آوری در تولید سریع یک نمونه واقعی از محصول برای ارسال به بازار انجام شده است.با توجه به اینکه در حال حاضر قالب سازی سریع نیازمند به MASTER MODEL نمونه سازی سریع می باشد بنابراین در اینجا مروری بر روش های نمونه سازی سریع خواهیم داشت.
برای آنکه طراح بتواند مدل فیزیکی قطعه طراحی شده را لمس کند و اشکالات ان را برطرف نماید و همچنین شرایط مونتاژی قطعه نیز بررسی گردد از روش های نمونه سازی سریع جهت ساخت نمونه اولیه قطعه با مواد خاصی استفاده می شود.

نکته:عموما روش های نمونه سازی سریع از این الگوریتم استفاده می کنند که:
ابتدا مدل سه بعدی توسط نرم افزار های موجود مدلینگ ترسیم می گردد
سپس یک نرم افزار دیگری مدل را به لایه لایه (با توجه به ضخامت لایه ها) تقسیم می کند.
در واقع فایل Slice آن تهیه می گردد این فایل شامل مختصات X,Y هر لایه می باشد
مختصات Z نیز با توجه به ضخامت لایه تعیین شده به دستگاه معرفی می گردد.
در نهایت با توجه به نوع روش، مدل فیزیکی سه بعدی ساخته می شود.

-->ali<-- · Dec 23, 2011

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش دوم

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش دوم

بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش دوم این روش اولین باردرسال ۱۹۹۸ توسط شرکت ۳D معرفی شد. سیستم مربوطه دارای یک برنامه نرم افزاری به نام Slicer می باشد که لایه هایی به ضخامت ۱۲۷, ۰ تا ۰,۰۰۵ میلیمتررا تولید می کند. دستگاه SLA شامل یک حمام photo Polymer پلیمرحساس به نور شدید است که هنگام برخورد لیزرجامد می شود, سیستم های مکانیکی دراین دستگاه حرکت لیزردرصفحه y ,x و محور Z را برای ساخت لایه ها امکان پذیر می کند.در این فرآیند از طریق تابانیدن پرتو لیزری به سطح مقطع ترسیم شده قطعه در حال ساخت(سطح پلیمر مایع), آن لایه نازک از پلیمر مایع به حالت جامد درمی آید هرلایه توسط لیزرجامد می شود تا در نهایت قطعه مورد نظر ایجاد شود حسن این روش اینست که قطعات توخالی و دارای هندسه بسیار پیچیده را می توان با آن تولید کرد. یکی از معایب این دستگاه این است که مدل ایجاد شده ترد و شکننده است و تحمل نیروی زیاد را ندارد و اینکه قطعه نمونه ایجاد شده از مواد اصلی قطعه نهایی نمی باشد. قیمت دستگاه بسته به ابعاد مدل $۱۰۰-$۴۵۰است. از طرف دیگرمدل ایجاد شده به دلیل اینکه لایه به لایه ایجاد می شود سطوح صاف ایجاد نمی کند بلکه پله پله می شود که درمرحله بعد عملیات پرداخت کاری باید روی آ ن انجام گیرد. مدل ایجاد شده را می توان به عنوان مدل اصلی در قالب های پلاستیکی سیلیکونی بکاربرد تا قطعه ای با سطح صاف و جنس اصلی داشته باشیم.به عبارتی در این سیستم , با بکارگیری تابش پرتوی از لیزر برروی پلیمر مذاب اولین لایه مدل فیزیکی سه بعدی از جنس مواد پلیمری ساخته می شود . مدل های ساخته شده در مراحل بعد قابلیت چسب کاری, سنگ زنی, سوهان کاری, پولیش کاری و پوشش های رزینی را دارند به همین دلیل احساس واقعی از حجم و شکل هندسی قطعه به طراح می دهند.علاوه بر این مدل فوق را می توان در مجموعه مونتاﮋی مورد بررسی و آزمون و ارزیابی قرار داد.
یک دستگاه استریولیتوگرافی از داده های مدلCAD که به سطو ح مقطع خیلی باریک قاچ
بندی شده اند استفاده می کند . منبع لیزرانرﮋی پایین هلیوم- کادمیوم تولید می کند که در بالای سطح یک پاتیل رزین فتوپلیمر به وسیله یک سیستم نوری که دارای آینه های دینامیک می باشد و یه وسیله کامپیوترکنترل می شود حرکت داده می شود وبه نقاط مورد نظرتابانده می شود ولیزرمایع فتوپلیمررا به حالت جامد در می آورد. بدین ترتیب سطح مقطع چاپ شده با دقت بالائی سخت می گردد وسپس یک سیستم بالا بر عمودی,لایه شکل گرفته جدید را پایین می آورد به طوری که به ضخامت یک لایه پایین ترازسطح رزین قراربگیرد سطوح مقطع هر کدام به صورت مسلسل وار تولید شده و به لایه پایین ترازخود می چسبد وجسم لایه به لایه تولید می شود لذا دراین روش شکل قطعه از پایین به بالا ساخته می شود. پس ازاینکه آخرین لابه ساخته شد, قطعه از دستگاهSLA برداشته می شود و برای کامل شدن فرآیند پلیمریزاسیون, تحت نور ماوراء بنفش (UV )با شدت بالا قرارمی گیرد. وسپس مراحل کار روی قطعه به وسیله روش هایی مانند سمباده زدن,ماسه زنی, نقاشی یا رنگ زنی پرداخت انجام خواهند شد.

مراحل فرآیند استریولیتو گرافی SLA
تهیه مدل
همانطور که مشاهده می شود اولین قدم طراحی و آماده سازی مدل توپرقطعه (Solid Model )با استفاده از یک نرم افزار CADمی باشد. البته مدل مورد نیاز می توانه در بعضی موارد مدل سطح هم باشد, اما به دلیل نیاز قطعات پیچیده به مختصات دقیق سه بعدی ,مدل توپر ترجیح داده می شود . چون برای سیستم SLAباید مفاهیم و اضحی از مرزها وسطوح جسم ارائه گردد بنابراین مدل باید داخل, خارج, و مرزهای جسم را مشخص نماید واضح است که هر چه دقت ساخت مدل کامپیوتری بالاترباشدSLA نمونه ای با دقت ترارائه خواهد داد.دراین راستا نرم افزارهای زیادی ساخت و طراحی مدل های توپرراانجام می دهند.همانطور که می دانیم درسیستمCADسطوح منحنی به وسیله تعداد زیادی ازچند ضلعی ها ویا پخ ها جهت کاهش زمان تقریب زده می شوند و هرچه تعداد چند ضلعی ها زیاد ترباشد سطح تقریبا صاف ترخواهد بود ولی زمان ساخت آن افزایش می یابد. در این مرحله,با تهیه مدل رایانه ای , اطلاعات موجودبه داده هایی از مقاطع منفرد,تفکیک کی گردد با استفاده ازهمین داده ها در تکنیک نمونه سازی سریع مدل به صورت لایه لایه ساخته می شود از طرفی داده های فوق را می توان از هر نوع نرم افزارCADاستخراج نمود ( از جمله نرم افزارهایCADمی توان…,SOLDWORKS.CATIAاشاره کرد)این مدل کامپیوتری معمولا به یکی از فرمت هایIGES ,VDAFS , STLتهیه می شود . این داده ها به تنها برای نمونه سازی سریع وقالب سازی سریع به کار می رود بلکه درساخت قالب وابزارنهایی برای تولید نیزقابل استفاده هستند.
تبدیل مدل CADبه فرمت SLA
دراین مرحله به کمک مدل کامپیوتری, اطلاعات هندسی به داده هایی ازمقاطع یالایه های منفرد,تفکیک می گردد با استفاده از همین داده ها جسم به صورت لایه لایه های به ترتیب روی هم قرارگرفته ساخته می شوند.داده های فوق را می توان از هر نوع نرم افزارCADاستخراج نمود تنها با این فرض که برای انتقال داده های مقاطع استفاده شود. معمولا یک فایلCADباید جهت تبدیل به فرمت SLAاز مترجمCADبهRPMعبور داده شود.این مرحله موجبات وارد شدن داده هایCADرا به ماشینSLA به شکل یک فایل با فرمتSTLفراهم می سازد که این فایل به عنوان یک فایل استاندارد برای نمونه سازی سریع معرفی شده است.در نتیجه این عمل سطوح مرزی جسم به صورت مثلث های نازک بسیار زیادی درمی آید. البته پسوندSTLمی تواند درمیان تبدیل های(Interface )مختلف متفاوت باشد.
طراحی تکیه گاهها
قدم بعدی به وجود آوردن تکیه گاه ها در یک فایلCADبه طورجداگانه می باشد. طراحان ممکن است این کار مهم را به طورمستقیم یا با استفاده از نرم افزار های مخصوص مانندBridgeworkانجام دهند. به چهار دلیل در یک فرآیند نمونه سازی سریع از تکیه گاه استفاده می شود.
۱-به منظورحصول اطمینان از اینکه پرده تسطیح کننده رزین مایع به پایه ای که در حال ساخته شدن روی آن است به خصوص در مراحل اولیه شروع ساخت قطعه, برخورد ننماید.
۲-به منظور حصول اطمینان از اینکه هر لرزش کوچکی در سکو و دستگاه ,مشکلاتی را ضمن ساختن قطعه به وجود نخواهد آورد.
۳-به منظور مهیا ساختن روش ساده ای جهت برداشتن قطعه کاری از روی سکو بعد از اتمام کار. قبل از اتمام این مرحله قطعه و تکیه گاه ها نسبت به یکدیگرتنظیم می شوند به طوری که قطعه کاملا در یک چهارم مثبت سیستم مختصاتیz ,y ,xازفضایCADقراربگیرد.
۴- به منظور حفظ تعادل قطعات پیچیده ای که در حین ساخت, احتمال افتادن آنها از سکو وجود دارد.
قاچ بندی قطعه کار
در این مرحله, قطعه و تکیه گاه باید در مقطع متعدد برش داده شوند.قطعه توسط کامپیوتر به یک سری لایه های موازی افقی مانند طبقات یک ساختمان بلند مقطع زده می شود. به طوری خلاصه اینکه قطعه از پایین به بالا به چندین مقطع قاچ می شود. همچنین در این مرحله کلفتی لایه ها,روش ساخت مورد نظر, فواصل بین هاشورها , عمیق پخته شدن, مقدار جبران پهنای خط و فاکتور جبران انقیاض(shrinkage ) وجبران قطر اشعه لیزر توسط طراح انتخاب می گردند.
ادغام مدل CADقطعه و تکیه گاه ها
در این مرحله چندین قطعه و تکیه گاه هایشان نیز که یک فایل جداگانه دارند در صورتی که بخواهند به طور همزمان ساخته شوند ترکیب شده وتشکیل یک فایل واحد را می دهند. بدین ترتیب بعد ازمدل نمودن چند قطعه, با توجه به حجم آنها و ظرفیت جایگاه ساخت دستگاه استریولیتوگرافی و استفاده از توان کامل دستگاه می توان چند قطعه را به طور همزمان و در روی یک سکو ساخت.
تنظیم پارامترهای سیستمSLA
در مرحله آماده سازی و تنظیم دستگاه , پارامترهای عملیاتی متعددی مانند دفعاتی که پرده تسطیح کننده سطح پلیمرباید درهرلایه سطح مورد نظر را جاروب کند,پریود جاروب کردن سطح مایع پلیمر , مدت توقف محورZ وامثالهم انتخاب می شوند.بعد از این مورد , فایل SLI . از روی فایلSTLایجاد می گردد و ترکیب آنها فایل های چهار تایی داده هاراتشکیل می دهد. این فایل ها دارای پسوندهای(Rpm ,V .,R .L ) هستند. این چهار فایل, اصلی ترین فایل ها برای عملیات نمونه سازی سریع قطعه مورد نظر می باشند.
ساخت
مرحله ساخت هنگامی است که در داخل محفظه دستگاهSLAعمل پلیمریزاسیون رزین آغاز شده و یک قطعه سه ( ۳D-Prototype ) ساخته می شود. در این مرحله با کنترل همزمان ارتفاع سطح رزین وآینه های انعکاس دهنده لیزرمطابق سطح مقطع قاچ مورد نظر,لایه مر بوطه سخت خواهد شد.
جدا سازی، تمیز کردن، شستشوی قطعه
سکو، با قطعه ای که هنوز به آن چسبیده است, اکنون می تواند از روی دستگاه SLAبرداشته شود. برای جلوگیری از تماس رزین با دست,معمولا از دستکش های لاستیکی استفاده می شود. بعد از بیرون آوردن قطعه ازدرون پاتیل پلیمر مایع,پایه از قطعه جدا می شود و قطعه درون دستگاه حلال رزین قرارمی گیرد. در نتیجه قطعه از رزین اضافی تمیز گردیده و همچنین جهت زدوده شدن حلال تمیز کننده قطعه از داخل پاتیل با توجه به مشخصات رزین فرق می کند. در این مرحله ار ابزارهای پزشکی(چاقوهای لب تیز,قیچی و…)استفاده می شود.
پخت نهایی قطعه
تا اینجا قطعه به صورت جزئی پلیمریزه شده و هنوز خام است و حالت خیس دارد. بیشتر استحکام یک قطعه SLAبه زمان نوردهی خوب به وسیله لیزر بستگی دارد. اما جهت کامل شدن فرآیند پلیمریزاسیون و بهبود استحکام مکانیکی نمونه, قطعات باید پخته شوند. عمل پخت توسط تشعشع پیوسته ماوراء بنفش دریک دستگاه خاص(PCA )انجام می شود.
پرداخت قطعه
بسته به کاربرد مورد نظر, سطوح مختلفی از پرداخت نهائی قطعه ممکن است نیاز باشد. برای تجسم فکری و ارزیابی ومدل سازی,تنها جدا کردن تکیه گاه ها کافی است. برای بهینه کردن و تکرارپذیری ومونتاﮋ,روی مدل باید پرداخت سطح بهتری صورت گیرد وبرای این کار روش هایی مانند سمباده زنی دستی و پرداخت با پاشش سریع خورده شیشه ویاترکیبی از این دو مناسب هستند. در قطعاتی که به عنوان نمونه های تست اصلی استفاده می شوند عملیاتی مانند پولیش کردن, نقاشی کردن,روکش کردن با پاشش فلزبه کار گرفته می شوند. به علاوه برخی رزین هایی که اخیرابه بازار آمده است تحمل چندین عملیات ماشین کاری و پرداخت از قبیل سوراخ کاری,برقوزنی,فرزکاری,…رادارا بوده ولی کلا بسته به کاربرد نمونه تولید شده انتخاب می گردند.

-->ali<-- · Dec 23, 2011

عمليات خان كشي و ويژگيهاي آن

عمليات خان كشي و ويژگيهاي آن

پيشگفتارخان كشي نوعي عمليات براده برداري توليدي است كه براي ايجاد سطوح تخت، شيارها، هزارخاري وسطوح فرم دار ديگر بر روي قطعات مي باشد و در صورتي كه قطعه اي به اين عمليات نياز داشته باشد مي بايد پس از تراشكاري و فرزكاري هاي لازم قطعه را باز و بر روي دستگاه خان كشي بست. خان کشی به عملیات براده برداری خاصی گفته می شود که به وسیله ابزارهای به نام تیغه ها یا سوزن های خان کشی که دارای دندانه های برنده متوالی و با اندازه های در حال افزایشند اجرا شوند و ابزار تراش اجبارا از مسیر معینی که برایش در نظر گرفته اند گذشته و با یک بار عبور قطعه کار ساخته شود. توسط خان كشي مي توان هم بر سطوح داخلي و هم سطوح خارجي قطعات براده برداري كرد در خان كشي داخلي لازم است يك سوراخ در قطعه ايجاد شود تا ابزارخان كشي از درون آن عبور كند سه نوع عمليات خان كشي تعريف شده اند كه در آها از ابزار خان كشي خاصي استفاده مي شود.

در خان كشي داخلي، از ابزار خان كشي كششي استفاده مي شود. در خان كشي خارجي، فرم ابزار خان كشي به صورت تخت است كه بر روي يك وجه آن دندانه هاي براده برداري قرار دارد و ابزار در شيار يك فيكسچر پشت بند مهار شده و حركت مي كند.ابزار خان كشي خارجي ممكن است به صورت تكي يا گروهي بكار گرفته شود. در خان كشي سريع ابزار خان كشي ثابت است و قطعات از درون آن(يا از مقابل آن) پشت سر هم حركت مي كنند.خان کشي يک فرآيند منحصربه فرد با کارايي بسيار بالاست، که در آن تغذيه لبه هاي برنده به داخل قطعه کارکه عامل تعيين کننده ضخامت تراشه است، بستگي به ابزار تراش مربوطه بنام خان كش دارد . سطح حاصله عکس شکل مقطع خان کش است و در بيشتر موارد با يک بار عبور ابزار بر روي قطعه کار توليد مي شود.خان کش مجموعه اي از ابزارهاي تک لبه است که بر روي يک ميله صلب مرکزي قرار گرفته و هر لبه بيش از لبه قبلي از ميله مرکزي فاصله دارد. اين افزايش فاصله از محور پله نام دارد و عمق تراش هر دندانه ضخامت تراشه را معلوم مي کند، و به اين ترتيب نيازي به تغذيه ابزار خان کشي نيست. شکل لبه جلويي دندانه ها سطح ماشين شده را تعيين مي کند. در نتيجه بخاطر شرايط ذاتي ابزار، نيازي به حرکت هاي نسبي پيچيده بين ابزار و قطعه کار وجود ندارد و معمولاً سطح مورد نظر با يک حرکت ساده خطي خان کش بر روي قطعه کار (يا قطعه کار بر روي خان کش ) ايجاد مي شود.اگر چه واضح است که به خاطراين مشخصه ها خان کشي يک روش سريع وساده ماشين کاري است، اين نيز روشن است که رابطه نزديکي بين شکل مورد نظر، مقدار ماده اي که بايد برداشته شود وطرح خان کش وجود دارد. بعنوان مثال کل ضخامت ماده اي که مي توان برداشت نمي تواند از کل پله ابزار تجاوز کند، و پله هر دندانه بايد طوري باشد که ضخامت تراشه مناسب ماده تراشيدني را به وجود آورد. در نتيجه يا بايد براي هر کاري يک خان کش ويژه ساخت، يا اينکه قطعه را طوري طرح کرد که با خان کش هاي استاندارد قابل توليد باشد. بنا براين خان کشي روشي بسيار مناسب و مورد مصرف در کارهاي انبوه سازي است که تعداد زياد قطعات توليدي مخارج تهيه ابزار گران قيمت را توجيه مي کنند. اين فرآيند همچنين روش مناسبي براي ايجاد برخي شکل هاي ساده و استاندارد نظير جا خار است که مي توان با انواع خان کش هاي موجود انجام داد با اينکه خان کشي در اصل براي ايجاد جا خارهاي داخلي بوجود آمده و تکامل يافته است. امتيازات مشخص آن موجب تکامل بيشتر اين فرآيند در جهت تهيه خان کش هاي مخصوص براي ايجاد انواع مختلف سطوح نظير سطح هاي تخت، استوانه اي و نيم استوانه اي داخلي و خارجي و بسياري سطح هاي نا منظم شده است. شکل لبه دندانه خان کش محدوديت زيادي ندارد و در نتيجه شکل سطح هاي قابل ايجاد به روش خان کشي عملا نا محدود است. تنها محدوديت هاي فيزيکي عدم وجود مانع در مسير حرکت ابزار و وجود استحکام کافي در قطعه براي مقابله با نيروهاي وارده است. در خان کشي داخلي بايد سوراخي در قطعه وجود داشته باشد تا خان کش بتواند وارد ان شود. چنين سوراخي را مي توان با مته کاري، سوراخ تراشي يا ماهيچه گذاري ايجاد کرد. غالبا دقت کار خان کشي بيشتر از فرزکاري و برقوکاري است. اگر چه غالبا حرکت نسبي بين ابزار و قطعه کار در خان کشي يک حرکت ساده خطي است. براي ايجاد شيارهاي مارپيچ نظير محورهاي خارخور مارپيچ و خان داخل لوله تفنگ مي توان حرکت چرخشي نيز به ابزار داد. اصول خان كشيبراي به كار انداختن ابزار خان كشي قدرت زيادي لازم است، براي انجام عمليات خان كشي يك يا چند ابزار خان كشي كه گونه‌اي ابزار برنده شيب‌دار است از درون سوراخ به بيرون كشيده يا به درون آن هل داده مي‌شود.ساختمان خان کشبيشتر خان کش هاي داخلي يکپارچه هستند، اما در بسياري از موارد بصورت پوسته اي تهيه مي شوند که روي يک ميله قرار مي گيرند. چنانچه خان کش يا قسمتي از آن به سرعت فرسوده شود، فقط يک پوسته جايگزين مي گردد که مستلزم هزينه خيلي کمتر از تعويض يک خان کش يکپارچه کامل است.خان کش هاي سطح کوچک غالبا يکپارچه هستند، ولي خان کش هاي بزرگتر از سرهم کردن قطعات کوچک درست مي شوند ساختمان چند پارچه باعث مي شود که هزينه تهيه و تيز کردن خان کش کمتر شود. علاوه براين در بيشتر موارد امکان جايگزيني قطعات وجود دارد. در تصوير زير ساختمان خان كش را مشاهده مي‌كنيد.

شكل ابزار خان كشيمعمولي‌ترين شكلهاي ابزارهاي خان كشي عبارتند از:1-گرد 2 – چهارگوش 3- جاخارزني الف ـ تك خاري ب ـ دوخاري 4- هزار خاري 5- مارپيچ در تصوير زير گروهي از شكل ابزارها را مشاهده مي‌نماييد:

ابزار خان كشي ابزار راست گردي است با مجموعه‌اي از دندانه‌هاي برنده كه اندازه آنها به تدريج بزرگ مي‌شود. ابزار خان كشي براي براده‌برداري از قطعات فلزي به ويژه براي پرداختكاري سوراخهاي مربع شكل، مستطيل شكل يا سوراخهای با شكل‌هاي نامنظم و نيز براي براده‌برداري جاخار در قرقره‌ها و توربين‌ها به كار مي‌رود. در تصوير زير نماي كوچك شده يك ابزار خان كشي نشان داده شده كه براي خان كشي سطح دندانه دار داخل يك قطعه كار مورد استفاده قرار مي گيرد. قسمت راهنماي ابزار، در سوراخي كه قبلا در قطعه كار ايجاد شده قرار مي گيرد تا ابزار به درستي به درون قطعه كار هدايت شود. اندازه دندانه هاي ابزار به تدريج بزرگتر مي شود تا اندازه آن مساوي با ابعاد نهايي قطعه كار شود.در هر ابزار خان كشي سه نوع دندانه وجود دارد:خشن كاري، پرداخت اوليه و پرداخت نهايي همانطور كه در شكل مشاهده مي كنيد هر يك ازدندانه هاي ابزار خان كشي، مقدار اندكي براده از قطعه كار بر مي دارد.عمليات خان كشي1- خان‌كشي كشش : ابزار خان كشي از داخل سوراخ كشيده مي‌شود. 2- خان‌كشي حفاري : ابزار به داخل سوراخ رانده مي‌شود. 3- خانكشي سطحي: ابزار خان كشي به دو سطح كشيده مي‌شود.سرعت خان کشيسرعت خان کشي نسبتا پايين است و بندرت از 50 فوت در دقيقه تجاوز مي کند. اما از آنجا که معمولا سطح با يک بار حرکت خان کش تراشيده مي شود، فرآورش اين فرآيند بالا است و غالبا يک دور کامل بين 5 تا 30 ثانيه طول مي کشد. بخش عمده زمان دوره توليد صرف مسير برگشت، جابجا کردن خان کش و باز کردن و بستن کار در ماشين مي شود. اين شرايط تراشکاري موجب تسهيل در امر سرد کردن و روغن کاري شده و نتيجه آن نرخ فرسايش بسيار پايين ابزار است. اين امر يکي از امتيازات خان کشي بعنوان يک فرايند انبوه سازي است، زيرا از اين راه نياز به تيز کردن هاي متوالي ابزار کاهش يافته و عمر خان کش هاي گران قيمت بيشتر مي شود.براي يک ماده تراشيدني و سرعت تراش مشخص، نيروي لازم براي کشيدن يا فشار دادن خان کش تابع پهنا، پله و تعداد دندانه هاي در حال تراش است. در نتيجه هنگام طراحي و انتخاب يک خان کش بايد محدوديت هاي طول مسير و توان ماشين در نظر گرفته شود.جنس خان کشجنس ابزارهای خان کشی را از بهترین فولادهای قابل ابکاری انتخاب می کنند و نیز امکان دارد برای این منظور از فولادهای تند بر و همچنین کربور های سخت یا الماسه مانند کربور تنگستن استفاده کنند.معمولا پس از آن که تیغه های خان کشی را ساختند می بایستی با روش مناسب اقدام به ابکاری آنهاکنند به نحوی که تغییر شکل های نا مطلوبی در آن به وجود نیاید و برای افزایش دوامشان با قشر یا فیلم نازکی از فلز کرم که با عمل آب کاری آن را بر روی ابزار می نشانند به این خواسته می رسند. بعلت سرعت هاي تراش پايين، اين مواد براي اغلب شرايط تراشکاري، حتي انبوه سازي مناسب هستند. در خطوط انبوه سازي پيوسته، خصوصا در خان کشي مسطح،مي توان از ابزار با دندانه هاي از جنس کربورتنگستن استفاده کرد،زيرامي توان اين خان کش ها را به مدت چندين ماه بدون نياز به تيز کردن مجدد،مورد استفاده قرار داد.تيز کردن خان کشبيشتر خان کش ها را با سنگ زدن دندانه هايشان تيز مي کنند. هنگام تيز کردن خان کش هاي داخلي، باريکه خان کش نبايد سنگ زده شود، زيرا در اين صورت اندازه آن تغيير مي کند. گاهي اوقات باريکه خان کش هاي مسطح را سنگ مي زنند، که البته براي حفظ رابطه بين دندانه ها بايد همه آنهارا به يک اندازه سنگ زد.طراحي خان کشدر ابزار خان كش هر دندانه به صورت يک ابزار تراش تک لبه پهن با نظمي شبيه دندانه هاي اره است، با اين تفاوت که اندازه آنها برابر نيست و به اندازه پله با هم تفاوت دارند که تعيين کننده عمق تراش هر دندانه است. عمق تراش از حدود 006/0اينچ در مورد دندانه هاي خشن تراش براي فولاد خوش تراش، تا حداقل 001/0اينچ براي دندانه هاي پرداخت است. اندازه دقيق آن تابع چند عامل است. ضخامت بيش از اندازه زياد موجب ايجاد تنش هاي ناهنجار در دندانه هاي خان کش و در قطعه کار مي شود. ضخامت خيلي کم باعث عمل مالش بجاي تراش مي شود. استحکام و شکل پذيري فلز تراشيدني عوامل اصلي هستند.در مواردي نظير خان کشي فرآورده هاي ريخته گري و فرجينگ که سطح تخت و ساينده دارند و لازم است عمق تراشه زياد باشد، از خان کش هاي نوع دندانه آرميچري يا جست دار استفاده مي شود در اين طرح دو يا سه دندانه متوالي به اندازه همديگر بوده، ولي هر کدام از دندانه هاي يک گروه در قسمتي از لبه بريدگي دارند، بطوريکه عامل تراش فقط با قسمتي از محيط دندانه صورت مي گيرد . به اين ترتيب مي توان بدون افزايش نيروي لازم براي هردندانه تراشه هاي کم عرض تر ولي عميق تر برداشت با استفاده از دندانه هاي دو گانه نيز مي توان نيروي وارد بر هر دندانه را کاهش داد. در اين طرح دو دندانه متوالي هم اندازه وجود دارند که در محيط اولي شيارهاي پر عرض تراشه شکن تعبيه شده است و فقط در قسمت هايي از محيط خود فلز را مي تراشد ، در حالي که دندانه صاف بعدي عمل تراش را کامل مي کند. روش ديگر کاهش نيروي وارد بر هر دندانه، استفاده از دندانه اصلي است اين روش بيشتر براي خان کشي سطوح تخت عريض مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين قسمت وسط سطح بوسيله چند دندانه اوليه تراشيده مي شود و دندانه هاي بعدي که در دو دسته تدريجا از خط مستقيم انحراف پيدا مي کنند بقيه سطح را مي تراشندخان کش هايي که دندانه هاي دوگانه، آرميچري يا تدريجي دارند، بلندتراز خان کش هاي با دندانه معمولي هستند و در نتيجه استفاده از آنها مستلزم داشتن ماشين هايي با طول مسير کافي است درخان کش هاي مسطح،سطح دندانه ها به موازات جهت حرکت است يا زاويه اي بين 5 تا 20 درجه با آن مي سازد. اينگونه خان کش هايي که با برش فلز را مي تراشند نرم تر کار مي کنند و لرزش آنها کمتراست. اگر چه بيشتر کارهاي خان کشي مسطح بر روي سطح تخت انجام مي شود،امکان خان کشي سطوح ديگرنيز وجود دارد.در خان کش نيز مانند تيغ اره،گام دندانه ها و فضاي خالي بين آنها که بوسيله شعاع تامين مي شود، بايد براي تراشه کافي باشد. تمام تراشه هاي ايجاد شده بوسيله يک دندانه در تمام مدت درگيري ابزار با کار بايد در فضاي بين دو دندانه متوالي جا شود. از طرفي بهتراست گام آنقدر کوچک باشد که در هر لحظه اقلا دو يا سه دندانه مشغول تراشکاري باشند. قلاب زاويه تراشه اوليه را معلوم مي کند و تابع ماده تراشيدني است که براي فولادبين 15 تا 20 درجه و براي چدن بين 6 تا 8 درجه است. زاويه پشت يا زاويه آزاد انتهايي براي جلوگيري از ماليده شدن ابزار به کار است و بين 1 تا 3 درجه مي باشد.قسمت عمده تراشه برداري بوسيله دندانه هاي خشن تراش صورت مي گيرد. دندانه هاي نيمه پرداخت کن موجب صاف کردن سطح مي شوند، در حالي که دندانه هاي پرداخت کن براي ايجاد اندازه دقيق هستند. در يک خان کش نو همه دندانه هاي پرداخت کن به يک اندازه هستند. با ساييده شدن دندانه هاي پرداخت کن اوليه، دندانه هاي بعدي عمل تصحيح اندازه را انجام مي دهند. در پاره اي خان کش ها براي پرداخت بيشتر دندانه هاي جلاکاري تعبيه شده اند. اين دندانه ها لبه تيز ندارند، بلکه به شکل دکمه بوده و معمولا بين 001/0 اينچ بزرگتر از اندازه سوراخ هستند. عمل مالش دندانه ها موجب صاف شدن و تصحيح اندازه سوراخ مي شود. از اين خان کش ها بيشتر براي قطعات چدني و فلزات غيرآهني استفاده مي شود. انتهاي کشش، فقط در خان کش هاي کشيدني وجود دارد و براي اتصال سريع خان کش به مکانيزم کشيدن است.زايده جلوئي براي هم راستا کردن خان کش با سوراخ پيش از شروع تراشکاري است و زائده عقبي ابزار را هنگام خروج از قطعه کار با سوراخ تمام شده هم راستا نگاه مي دارد. طول ساقه بايد آنقدر باشد که خان کش بتواند از درون کار عبور کرده و پيش از در گير شدن دندانه هاي خشن تراش با کار به مکانيزم کشيدن بسته شود. چنانچه خان کش در ماشين قائم که مجهز به مکانيزم جابجا کردن ابزار است، مورد استفاده گيرد وجود دم لازم است. روشن است که هرگز نبايد از خان کش براي برداشتن فلز بيش از آن اندازه اي که بخاطر آن طرح شده است،استفاده مي شود. بيشترين مقدار فلز قابل برداشتن مجموع تمام پله هاي دندانه ها است. در طراحي قطعات بايد حداقل020/0 اينچ براي خان کشي منظور کرد و بيشترين مقدار عملي حدود 25/0 اينچ است.اطلاعات فنی برای طراحی و ساخت ابزارهای خان کشی :1-نوع و جنس ماده اي که قرار است خان کشي شود.2-اندازه و شکل مقطعي که لازم است خان کشي شود.3-کيفيت سطح مورد نظر.4-تلرانس مجاز5-تعداد قطعه مورد نياز6-سختي ماده اي که قرار است خان کشي شود.7-نوع ماشيني که ابزار ساخته شده را به کار مي برد.مکانيزم هاي کشنده خان کشهنگامي که از خان کش کشيدني استفاده مي شود، لازم است آنرا با يک وسيله مکانيکي به سر کشش ماشين وصل کرد. اگر لازم نباشد پس از هر دوره کشش خان کش از دستگاه باز شود، مي توان از يک اتصال رزوه دار ساده استفاده کرد. در مواردي که خان کش با دست به ماشين بسته مي شود، در انتهاي کشش آن شياري وجود دارد که با فرو کردن يک خار در اين شيار و شيار نظير روي دستگاه کشنده آنهارا به هم متصل مي کنند. در بسياري از موارد از ماشين هاي نيمه خودکار يا خودکار استفاده مي کنند که خان کش با وسايل مکانيکي به وضعيت اوليه برگردانده مي شود. در اينگونه ماشين ها از دستگاه هاي خان کش خود کار گرد استفاده مي کنند. پس از رسيدن بازوي دستگاه کشنده به انتهاي مسير، غلاف بيروني به وسيله فشار وارده از يک متوقف کننده به محل اول برگردانده مي شود. با اين عمل فک دستگاه باز شده و مي توان ساقه خان کش را بيرون آورد. دستگاه کشنده در آغاز دوره بعدي به طور خود کار ساقه را در خود مي گيرد.ماشين هاي خان کشياز آنجا که کليه عوامل تعيين کننده شکل سطح تراشيدني وشرايط تراشکاري، بجزسرعت، درخان کش منظور شده است، ماشين هاي خان کشي نسبتا ساده هستند. کار اساسي اين ماشين ها ايجاد حرکت رفت وآمدي ساده در خان کش و وسيله اي براي جابجا کردن خودکار آن است.درخان كشي، يك ابزار با دندانه هاي برشي متعدد، از مقابل يك قطعه كار ثابت، عبور مي كند و از آن براده برداري مي كند. عمليات خان كشي را مي توان در حالت افقي يا عمودي انجام داده و توسط آن مي توان سطوح داخلي يا خارجي قطعه كار را براده برداري مي كند.بيشتر ماشين هاي خان کشي با نيروي هيدروليک کار مي کنند، البته درچند نوع ويژه از نيروي محرکه مکانيکي استفاده مي شود. خان كشي در مقايسه با ديگر روش هاي براده برداري، پرداخت تر مي باشد. با اضافه كردن دندانه هاي صيقل كاري در انتهاي ابزار خان كشي مي توان كيفيت پرداخت سطح را باز هم بهتر كرد. دندانه هاي صيقل كاري فقط بر روي سطح سايئده مي شودو از آن براده برداري نمي كنند.

انواع ماشین های خان کشی1- ماشین های خان کشی عمودی2- ماشین های خان کشی افقیانتخاب بين ماشين افقي وقائم در درجه اول تابع طول مسيرومساحت موجود در کارگاه است. بخاطر محدوديتهاي ارتفاع، طول مسير ماشين هاي قائم بندرت از 60 اينچ تجاوز مي کند. تقريبا هراندازه مسير برروي ماشين هاي افقي امکان پذيراست، ولي نياز به مساحت وسيع کارگاه دارد.ماشين هاي کشيدني بطرف پاييناجزاء عمده اين ماشين ها ميز کار (که غالبا به کارگير نصب شده بر روي پايه کروي مجهز است)، دستگاه بالابرخان کش در بالاي ميز و مکانيزم کشيدن آن در زير ميز واقع شده است. اين ماشين ها ممکن است يک يا دو مجموعه بالابر و مکانيزم کشنده داشته باشند. هنگامي که بالابر خان کش را از سطح ميز بالاتر مي برد مي توان قطعه کار را در محل خود قرار داد. پس از آن بالابر زائده انتهاي خان کش را پايين آورده و از درون سوراخ قطعه کار رد مي کند که از انجا به مکانيزم کشيدني متصل مي شود. بالابر، انتهاي بالائي خان کش را آزاد کرده و خان کش از درون قطعه کار کشيده مي شود، سپس قطعه کا را از روي ميز برمي دارند و خان کش را بالا مي آورند تا به مکانيزم بالابر وصل شود. در پاره اي از موارد که ماشين دو پيستون داشته باشد، پيستون ها را طوري تنظيم مي کنند که هنگام پايين کشيدن يک خان کش در ايستگاه ديگر کار از ميز باز مي شود و خان کش بطرف بالا کشيده مي شود.

ماشين هاي کشيدني بطرف بالاپيستون کشيدني خان کش بالاي ميز و مکانيزم جابجا کننده خان کش در زير آن قرار دارد. هنگامي که خان کش(يا خان کش ها)بطرف پايين مي آيند،کار بر روي زائده آن گذاشته مي شود. سپس مکانيزم جابجا کننده، خان کش را بالا مي آورد تا به سر کشنده وصل شود.در حالي که خان کش بطرف بالاکشيده مي شود قطعه کار در سطح زيرين ميز متوقف شده و تا خان کش کاملا از درون آن عبور نکرده است، همانجا متوقف مي ماند. پس از آن قطعه کار آزاد مي شود و معمولا از طريق يک کانال به داخل ظرف قطعات تمام شده مي افتد.ماشين ها کشيدني به طرف بالا ممکن است تا 8 پيستون داشته باشند. از آنجا که فقط لازم است قطعه کار را در ماشين قرار داد،و عمل جابجا کردن خان کش و باز کردن قطعه کار بطور خودکار صورت مي گيرد،فرآورش اين ماشين ها بسيار بالا است. در مورد برخي از انوع قطعات مي توان از وسائل تغذيه خودکار استفاده کرد.

ماشين هاي خان کشي قائم مسطحخان کش هاي ماشين هاي خان کشي قائم مسطح در کشو حرکت مي کنند تا تکيه کافي براي مقابله با نيروهاي عرضي داشته باشند. از آنجا که در اين ماشين ها نياز به جابجا کردن خان کش وجود ندارد،از ماشين هاي کشيدني ساده تر ولي بزرگتر و سنگين ترهستند.بسياري از اين ماشين ها دو يا بيش از دو کشو دارند،بطوري که هنگام ماشين شدن يک قطعه مي توان قطعه ديگري را در ماشين بست،چون مسئله جابجا کردن خان کش مطرح نيست دوره توليد بسيار کوتاه است. غالبا براي بستن کار از کارگيرهاي کشويي يا چرخان شاخص دار استفاده کرده و با کاهش زمان جابجا کردن کار،زمان دوره توليد را به حداقل مي رسانند.ماشين هاي خان کشي افقيدليل اساسي استفاده از ماشين خان کشي افقي کشيدني يا مسطح ايجاد مسيرهاي طولاني و استفاده خان کش هاي بلندتر است که به طور متعارف در ماشين هاي قائم براحتي قابل استفاده نيستند. ماشين هاي خان کشي افقي کشيدني اساسا همان ماشين هاي کشيدني قائم هستند که به پهلو خوابانده شده اند. البته نسبت بين قطر وطول خان کش هاي مورد مصرف در اين ماشين ها بايد طوري باشد که بتوانند خود را نگهداشته و در اثر وزن خود خيز قابل توجهي پيدا نکنند. در نتيجه از ماشين هاي افقي به ندرت براي خان کشي سوراخ هاي کوچک استفاده مي شود و به اين دليل معمولا ماشين هاي بزرگي هستند. کارهاي خان کشي که مستلزم دو حرکت همزمان باشند (نظير ايجاد خان درلوله تفنگ يا خارخورمارپيچ) معمولا بوسيله ماشين هاي افقي انجام مي شود.ماشين هاي خان کشي افقي مسطح در انواع شکل واندازه ساخته مي شوند. در اين ماشين ها نيز مانند نوع قائم خان کش ها بر روي کشوهاي محکم نصب شده اند که بوسيله پيستون حرکت مي کنند. برخي از خان کش ها فقط در يک جهت مسير حرکت مي تراشند در حالي که برخي انواع ديگر به دو سري خان کش مجهز هستند ودر هر دو جهت حرکت پيستون عمل تراشکاري را انجام مي دهند. اگر اين گونه ماشين ها به وسايل مناسب براي جا بجا کردن کار مجهز مي شوند، به منظور قرار دادن در خط توليد بسيار مناسب هستند.ماشين هاي خان کشي مسطح پيوستهاين نوع ماشين ها در کارهاي انبوه سازي استفاده روز افزون يافته اند. در بيشتر موارد خان کش ها ثابت هستند وکار که بر روي خط نقاله بدون انتها قرار گرفته است،از مقابل آنها کشيده مي شود. معمولا چند کارگير برروي خط نقاله نصب مي کنند تا در يک انتها قطعات کار را در آنها بسته و پس از ماشين کاري،در انتهاي ديگر آنها را باز مي کنند. گاهي اوقات بستن وبازکردن قطعات بطور خودکار انجام مي شود.ماشين هاي خان کشي گرداندر اين ماشين ها که گاهي اوقات در انبوه سازي مورد استفاده قرار مي گيرند، خان کش ها ثابت هستند و کار که در کار گيرهاي نصب شده بر روي يک ميز گردان بسته شده است، از ميان يا از زير آنها عبور مي کند. امتياز اين ماشين ها در از بين بردن زمان غير مولد در اثر حرکت رفت وآمدي است.پرس هاي خان کشياساسا اين ماشين ها پرس هاي هيدروليکي با پيستون متحرک در مسير هدايت شده هستند، شکل ظرفيت آنها معمولا بين 5 تا 50 تن است و براي خان کش هاي فشار دادني داخلي مورد استفاده قرار مي گيرند.هنگام خان کشي داخلي زائده جلوئي خان کش را داخل سوراخ تعبيه شده در قطعه کار که در کارگير روي ميز ماشين بسته شده است، فرومي کنند. با پايين آمدن پيستون، پرس به سطح بالاي خان کش فشارآورده و آنرا با کار درگير مي سازد.در مقايسه با ماشين هاي ديگر خان کشي، پرس هاي خان کشي نسبتا کند هستند، ولي مي توان از آنها براي کارهاي ديگر نظير خمکاري و استيکينگ نيز استفاده کرد که در ضمن ماشين هائي انعطاف پذير و ارزان هستند.خان كشي جاخارهاخان كشي جاخار در قطعاتي مانند چرخدنده ها، پوليها و قطعات مشابه، ساده ترين عمليات خان كشي محسوب مي شودكه در يك كارگاه ماشين ابزار معمولي قابل انجام است. درخان كشي جاخارها ابتدا قطر سوراخي را كه قرار است خان كشي شود، اندازه بگيريد. سپس به ترتيب زير عمل كنيد:1-بوش مناسب سوراخ و ابزار خان كشي مناسب را انتخاب كنيد.2-بوش را درون سوراخ قطعه كار قرار دهيد.3- مجموعه را بر روي ميز پرس دستي قرار داده و اطمينان يابيد كه فاصله كافي براي قرار دادن ابزار خان كشي درون سوراخ قطعه كار و عبور آن از پشت قطعه كار وجود داشته باشد همچنين مطمئن شويد كه ابزار خان كشي در مركز ميله متحرك پرس قرار گرفته باشد، در غير اين صورت با فشارآوردن به ابزار، احتمال انحراف يافتن و آسيب رسيدن به آن وجود دارد . لقي ميله متحرك پرس نيز مي تواند باعث انحراف ابزار و صدمه ديدن ابزار و قطعه كار گردد.4- طبق دستورالعمل سازنده ابزار خان كشي، آن را روان كاري كنيد .5-ابزار خان كشي را به داخل شيار برانيد تا كاملا ٌ از درون قطعه كار عبور كند.6- پس از خروج ابزار از پشت قطعه كار، آن را تميز كرده و تسمه فاصله انداز را براي انجام پاس دوم عوض كنيد.7-ابزار خان كشي را مجدداٌ روانكاري كرده و پاس دوم خان كشي را انجام دهيد.8-عمليات فوق را آنقدر تكرار كنيد تا ابعاد جاخار كامل شود.9- از يك پارچه تميز براي نظافت ابزار خان كشي، بوش راهنما و تسمه فاصله انداز استفاده كنيد. براي جلوگيري از زنگزدگي، ابزار ها را با كمي روغن آغشته كرده و آنها را در جعبه خودشان قرار دهيد.10-داخل جاخار ماشين كاري شده را از براده ها تميز كنيد.در عمليات خان كشي جاخار از يك مجموعه استاندارد براي خان كشي جاخار استفاده مي كنند. در اين مجموعه تيغه هاي خان كشي دقيق، بوشهاي راهنماي شياردار، دستورالعمل كاري، تجهيزات روانكاري و تسمه ها ي فاصله انداز مختلف وجود دارد. در خان كشي با اين ابزارها بايد موضع براده برداري را بخوبي روانكاري كرد.مزایای خان کشیخان كشي مزاياي متعددي دارد كه مي توان به موارد زير اشاره نمود:1-سرعت تولید بسیار بالای دارد.2-در تولید انبوه مقرون به صرفه می باشد.3-برای شکل مقطع سوزن های خان کشی محدودیت چندانی وجود ندارد.4- کیفیت سطح بالای ایجاد می کند.5- عمر طولاني ابزار، زيرا دندانه هاي ابزار هر كدام مقدار اندكي براده برداري مي كند.6- با توجه به عملكرد اتوماتيك ماشين هاي خان كشي، امكان استفاده از كارگر نيمه ماهر وجود دارد.معایب خان کشیخان كشي مزاياي متعددي دارد كه مي توان به موارد زير اشاره نمود:1- در تولید تکی محدودیت داریم.2- ساخت سوزن های خان کشی مشکل و گران است.3- لازم است قبلا کار را با عمل مته کاری یا روش مناسب دیگر سوراخ کنند.4- در حین کار گرمای زیادی تولید می شود.

-->ali<-- · Dec 24, 2011

جوشکاری با ليزر

جوشکاری با ليزر

جوشکاری با ليزر

: ليزر يك نام اختصاري به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است . فرآيند به برخورد يك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شديد به قطعه كاري كه ماده به وسيله تبخير از آن خارج ميشود بستگي دارد .جوشكاري و برشكاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشكاري بوده كه در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود .به وسيله متمركز كردن اشعه ليزر روي فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات جوشكاري انجام مي شود .

اصول كار و انواع ليزرهاي مورد استفاده در جوشكاري :

به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشكاري و برشكاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG و ليزرهاي گاز مثل ليزر CO2 . در زير اصول كار ليزر Ruby كه از آن بيشتر در جوشكاري استفاده مي شود توضيح داده مي شود . اين سيستم ليزر از يك كريستال استوانه اي شكل Ruby (Ruby يك نوع اكسيد آلومينيوم است كه ذرات كرم در آن پخش شده اند . ) تشكيل شده است . دو سر آن كاملا صيقلي و آينه اي شده و در يك سر آن يك سوراخ ريز براي خروج اشعه ليزر وجود دارد . در اطراف اين كريستال لامپ گزنون قرار دارد كه لامپ فوق براي كار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانيه طراحي شده است . لامپ گزنون با استفاده از يك خازن كه حدود 1000 بار در ثانيه شارژ و تخليه شده فلاش مي زند و هنگامي كه كريستال Ruby تحت تاثير اين فلاش ها قرار بگيرد اتمهاي كرم داخل شبكه كريستالي تحريك شده و در اثر اين تحريك امواج نور از خود سطع مي كنند و با باز تابش اين اشعه ها در سطوح صيقلي و تقويت آنها اشعه ليزر شكل مي گيرد . اشعه ليزر شكل گرفته از سوراخ ريز خارج شده و سپس به وسيله يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده كه بر اثر برخورد انرژي بسيار زيادي در سطح كوچكي آزاد مي كند كه باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب مي شود .

محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليكه انرژي خروجي ان بيشتر از ليزر هاي گاز مانند ليزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پيوسته است، از ليزر CO2 بيشتر به منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشكاري آلومينيوم استفاده ميشود .از انجا كه در اين روش مقدار اعظمي از انرژي مصرف شده به گرما تبديل مي شود اين سيستم بايد به يك سيستم خنك كننده مجهز باشد .در جوشكاري ليزر دو روش عمده براي جوشكاري وجود دارد : يكي حركت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا كه يك جوش پيوسته شكل بگيرد و ديگري كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب اشعه است .در جوشكاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميكروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر كوتاه بودن اين زمان هيچ واكنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد .طراحي اتصال در جوشكاري ليزر : بهترين طرح اتصال براي اين نوع جوشكاري طرح اتصال لب به لب مي باشد و با توجه به محدوديت ضخامت در آن مي توان ازطرح اتصال هاي T يا اتصال گوشه نيز استفاده نمود .

مزاياي جوشكاري ليزر :

-

حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود ( باعكس روشهاي معمولي كه هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ) .- محدوده بسيار وسيعي از مواد را مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و ... را ميتوان به يكديگر جوش داد .- در اين روش ميتوان مكان هاي غير قابل دسترسي را جوشكاري نمود .- از آنجا كه هيچ الكترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشكاري نيست .- اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي عملكرد ندارد .- به خاطر تمركز بالاي اشعه منطقه HAZ بسيار باريكي در جوش تشكيل ميشود .- جوشكاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشكاري تميز تر است . محدوديت ها و معايب جوشكاري ليزر :سيستم هاي جوشكاري ليزرنسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشكاري بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايي مانند Ruby به خاطر پالسي بودن اكثر آنها از سرعت پيشروي كمي برخوردارند ( 25 تا 250 ميليمتر در دقيقه ) . همچنين اين نوع جوشكاري درراي محدوديت عمق نيز مي باشد . موارد استفاده اشعه ليزر :از اشعه ليزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشكاري استفاده مي شود . اين نوع جوشكاري در اتصال قطعات بسيار كوچك الكترونيكي و در ساير ميكرو اتصال ها كاربرد دارد . از اشعه ليزر ميتوان در جوش دادن آلياژها و سوپر الياژها با نقطه ذوب بالا و براي جوش دادن فلزات غير همجنس استفاده نمود . به طور كلي اين روش جوشكاري براي استفاده هاي دقيق و حساس استفاده ميشود . از اين روش ميتوان در صنعت اتومبيل و مونتاژآن براي جوش دادن درزهاي بلند استفاده نمود

-->ali<-- · Dec 24, 2011

ماشینکاری سریع (High Speed Machining)

ماشینکاری سریع (High Speed Machining)

ماشین کاری سریع چیست؟ هنوز سؤالات و اشکالات و تعریفهای متناقض زیادی پیرامون این موضوع وجود دارد. در ادامه، این سؤالات پاسخ دهی شده و به طریقی که به حذف فضای نامفهوم ایجاد شده پیرامون ماشین کاری سریع کمک کند، مورد بحث قرار گرفته اند. پس زمینه تاریخی
عبارت ماشین کاری سریع (HSM)، عموماً به فرزکاری انگشتی با سرعت دورانی بالا و پیشروی سریع بر می گردد؛ به عنوان نمونه، پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیماهابا نرخ براده برداری بالا. در طی 60 سال گذشته، ماشین کاری سریع در مورد گستره وسیعی از تولید قطعات فلزی و غیر فلزی با وضعیت سطحی خاص در ماشین کاری مواد با سختی 50 HRC و بالاتر اعمال گردیده است.
برای بیشتر قطعات فولادی که تا حدود 32-42 HRC سخت شده اند، گزینه های ماشین کاری عبارتند از:
ماشین کاری خشن و- نیمه پرداختی در شرایطی که هنوز سخت نشده اند (آنیل)
عملیات حرارتی برای دست- یابی به سختی نهایی (در حدود 63 HRC)
ماشین کاری الکترودها و اسپارک قطعات خاص- قالبها (خصوصاً گوشه ها با شعاعهای کوچک و حفره های عمیق با دسترسی محدود برای ابزارهای برشی)
پرداخت و فوق پرداخت سطوح استوانه ای، تخت و حفره ها توسط- کاربید سمانته مناسب، Cermet (نوعی آلیاژ سرامیک و فلز)، کاربید سرامیک مخلوط شده یا نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN). در مورد خیلی از قطعات و اجزاء، فرآیند تولید شامل آمیزه ای از این گزینه ها بوده و در مورد قالبها باید پرداخت کاری دستی -که زمان بر است- را نیز اضافه نمود. در نتیجه، هزینه های تولید بالا رفته و زمان تدارک (Lead time) بیش از اندازه طولانی خواهد شد.
یکی از اهداف و مقاصد صنایع قالب سازی این بوده و هست که نیاز به پولیش زدن دستی را کاهش داده و یا حذف نمایند و متعاقباً کیفیت را بهبود بخشیده و هزینه های تولید و زمان تدارک را کاهش دهند. فاکتورهای اقتصادی و فنی اصلی برای پیشرفت ماشین کاری سریع
بقا – همیشه افزایش رقابت در بازارهای فروش کالا با تهیه استانداردهای جدید همراه است. نیاز به بهره وری در زمان و هزینه روز به روز بیشتر و بیشتر می شود. این موضوع سبب می شود تا پروسه ها و فناوریهای تولیدی نوینی شکل بگیرد. ماشین کاری سریع، امید بخش و ارائه دهنده راه حلهای جدید است... . مواد - پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، بر نیاز به یافتن راه حلهای جدید ماشین کاری تأکید می نماید. صنایع فضایی، آلیاژهای فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت مخصوص به خود را داراست. صنایع اتومبیل سازی، کامپوزیتهای دو فلزی، آهن فریتی و حجم رو به رشد آلومینیوم را داراست. صنعت قالبسازی اساساً با مشکل ماشین کاری فولادهای ابزاری سخت شده از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری روبه روست. کیفیت - نیاز به قطعات و اجزاء محصولاتی با کیفیت بالاتر، نتیجه رقابتهای رو به افزایش است. چنانچه ماشین کاری سریع درست به کار گرفته شود، راه حلهای زیادی در این زمینه ارائه می دهد. یک نمونه جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است که خصوصاً در قالبها و یا قطعات با هندسه سه بعدی پیچیده از اهمیت بالایی برخوردار است. فرایندها – نیاز به زمان بازده کوتاهتر از طریق کاهش تعداد باز و بست کردنها و روشهای ساده تر، در خیلی از موارد می تواند توسط ماشین کاری سریع برآورده شود. یک هدف نوعی در صنعت قالب سازی این است که ابزارهای سخت شده کوچک در یک set-up ماشین کاری شوند. فرایندهای پر هزینه و زمان بر EDM را نیز می توان توسط ماشین کاری سریع کاهش داده و یا حذف نمود. طراحی و پیشرفت - امروزه یکی از ابزارهای اصلی برای رقابت، فروش محصولات تازه و نوظهور می باشد. در حال حاضر عمر متوسط قطعات خودروها در حدود 4 سال، قطعات کامپیوترها و خدمات جانبی آن 1.5 سال، و عمر گوشیهای تلفن، 3 ماه و ... است. یکی از شرایط لازم برای چنین پیشرفت در تغییر سریع طرحها و محصولات و کاهش زمان عرضه آنها استفاده از تکنیکهای ماشین کاری سریع است. محصولات پیچیده - استفاده از سطوح چند کاره (multi-functional surfaces) بر روی قطعات در حال افزایش هستند، همچون طرحهای جدید پره های توربین که قابلیت ها و تواناییهای جدید و بهینه ای بدست می دهد. طرحهای قبلی اجازه می دانند که پره ها را توسط دست یا با روبات پولیش زنی نمود، اما پره های جدیدی که بسیار پیچیده تر شده اند، می بایستی از طریق ماشین کاری و ترجیحاً ماشین کاری سریع، پرداخت شوند. در این مورد نمونه های خیلی بیشتری از قطعات با دیواره نازک که می بایستی ماشین کاری شوند، موجود است. (تجهیزات پزشکی، الکترونیک، محصولات دفاعی و اجزاء کامپیوترها) اولین تعریف از ماشین کاری سریع:
در تئوری Salomon، ماشین کاری با سرعت برشی بالا... فرض می شود که در سرعتهای برشی خاص (5 تا 10 مرتبه بزرگتر نسبت به ماشین کاری معمولی)، دمای براده برداری در لبه برشی شروع به کاهش می نماید... .
در نتیجه ... به نظر می رسد که شانسی برای بهبود تولید در ماشین کاری با ابزارهای معمولی در سرعتهای برشی بالا بدست دهد... .
تحقیقات نوین، متأسفانه نتوانسته است این تئوری را به طور امل تأیید نماید. کاهش نسبی دما در لبه برنده برای مواد مختلف، در سرعتهای برشی خاص رخ می دهد. این کاهش دما برای فولاد و چدن کوچک بوده و برای آلومینیوم و دیگر فلزات غیر فرو بزرگتر می باشد.
به عنوان یک تعریف منطقی از ماشین کاری سریع می توان گفت: ماشین کاری در سرعتهای به طور مشخص بالاتر نسبت به سرعتهای معمول مورد استفاده در کارگاهها. این سرعت به عوامل زیر بستگی دارد:
1. ماده ای که می بایستی ماشین کاری شود – به عنوان مثال: آلیاژهای آلومینیوم، سوپر آلیاژهای نیکل، فولادها، آلیاژهای تیتانیوم، چدن یا کامپوزیتها
2. نوع فرایند ماشین کاری – برای مثال: تراشکاری، فرزکاری یا سوراخکاری
3. ماشین ابزار مورد استفاده – برای مثال: قابلیت های توانی، سرعت، پیشروی ماشین؛ دیگر مشخصات ماشین ابزار همچون پایداری استاتیکی و دینامیکی
4. ابزار برشی مورد استفاده – به عنوان نمونه: فولاد تند بر، ابزار کاربیدی، سرامیکی یا الماسه
5. ملزومات قطعه کار – شکل، سایز، هندسه، سفتی، دقت و پرداخت
6. ملاحظات دیگر – دسترسی به براده، ایمنی و اقتصاد تعریفهای عملی از ماشین کاری سریع:
• ماشین کاری با سرعت بالا در حقیقت تنها سرعت برشی بالا نیست. این موضوع را می بایستی به عنوان فرایندی که در آن عملیات با روشهای بسیار خاص و با تجهیزات تولیدی بسیار دقیق انجام می گیرد، در نظر گرفت.
• ماشین کاری با سرعت بالا، لزوماً ماشین کاری با اسپیدلهای با سرعت بالا نمی باشد. خیلی از کاربردهای ماشین کاری سریع با اسپیندلهایی با سرعتهای متوسط و با ابزارهای بزرگ انجام می گیرد.
• ماشین کاری سریع در پرداخت کاری فولادهای سخت شده در سرعتها و پیشرویهای بالا، اغلب 4-6 برابر سریعتر نسبت به ماشین کاری معمولی انجام می پذیرد. مزایای استفاده از ماشین کاری سریع:
• حداقل فرسایش ابزار حتی در سرعتهای بالا
• فرایندی با قابلیت تولید بالا برای قطعات کوچک
• کاهش تعداد مراحل فرایند
در این نوع ماشین کاری دمای قطعه کار و ابزار پایین نگه داشته می شود که باعث می شود در خیلی از موارد عمر ابزار طولانی تر شود. از طرف دیگر در ماشین کاری سریع، عمق ماشین کاری کم بوده و زمان درگیری برای لبه برنده بسیار کوتاه است. (در تصویر زیر به وضوح تفاوت میان ماشین کاری معمولی و ماشین کاری سریع از لحاط حرارت ایجاد شده و منطقه حرارت دیده ابزار در هر دو روش آشکار است.) بنابراین می توان گفت که سرعت پیشروی به اندازه کافی بالا هست که حرارت نتواند گسترش پیدا کند. نیروی برشی کوچک باعث تغییر شکلهای جزئی در ابزار می شود. از آن جایی که نوعاً در این نوع ماشین کاری، عمق برش کم است، نیروهای برشی شعاعی بر روی ابزار و اسپیندل کوچک است. لذا یاتاقانهای اسپیندل، ریلهای راهنما و ballscrewها حفظ می شوند.
برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع:
• نرخ سریغ افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیندل باعث می شود که راهنماها، یاتاقانهای اسپیندل و ballscrewها سریعتر فرسوده شوند.
• نیاز به دانش خاص فرایند، تجهیزات برنامه نویسی و رابطی برای انتقال سریع داده ها
• توقف اورژانسی عملاً لازم نیست. خطاهای انسانی، خطاهای سخت افزاری یا نرم افزاری، پیامدهای بزرگی به همراه خواهد داشت.
• نیاز به طراحی خوب فرایند. ابزارها
در بیشتر کاربردها ابزارهای کاربیدی مورد نیاز است. خمواره باید در این نوع ماشین کاری از گریدی از ابزارهای کاربیدی استفاده کرد که علاوه بر سختی (مقاومت در برابر سایش)، دارای چقرمگی (مقاومت در برابر شوک و ضربه) نیز باشد؛ چرا که ماشین کاری سریع اغلب با شوکهای زیادی همراه است. ضربه، ارتعاشات و تغییرات دمایی، همگی در سرعتهای بالاتر، شرایط بحرانی تری دارند. در مورد ابزارهای با چقرمگی بالاتر، احتمال لب پر شدن یا ترک خوردن به علت این شوکها کمتر می باشد. بهترین حالت از نظر سختی و چقرمگی، در ابزارهاب کاربیدی با دانه بندی ریز بدست می آید. بسیاری از کاربیدهای ریزدانه ای که امروزه موجود هستند، چقرمگی بهتر، و تغییرات سختی کمتری نسبت به گریدهای درشت تر از خود نشان می دهند. ماشین کاری سریع اغلب ماشین کاری در درجه حرارت بالا نیز هست. انتخاب ابزار نه تنها بر اساس مقاومت سایشی، بلکه می بایستی بر اساس قابلیت حفظ مقاومت سایشی در دماهای بالا نیز انجام پذیرد.
معمولا در ماشین کاری سریع از ابزارهای کاربیدی با پوشش TiAlN استفاده می شود؛ چرا که این پوشش با ایجاد یک سد حرارتی از ابزار محافظت می کند. این پوشش در حدود 35% نسبت به TiN به لحاظ حرارتی مقاومتر است. خاصیت دیگر TiAlN مقاومت سایشی است که سبب شده در ماشین کاری قطعات ریخته گری شده مؤثر باشد. از آنجایی که این پوشش در ماشین کاری در دمای بالا مؤثر است، اغلب به منظور کاهش شوک از خنک کار استفاده نمی شود. به منظور جایگزینی خاصیت روانکاری خنک کار، لایه ای از پوشش روانکار بر روی TiAlN استفاده می شود. در مقایسه با کاربیدها موادی که در جدول زیر لیست شده اند، مقاومت سایشی بالاتری در سرعتهای برشی بالاتر از خود نشان می دهند، اما در برابر شوکها ضعیف تر می باشند. در یک فرایند پایدار، استفاده از یکی از موارد زیر می تواند طول عمر بیشتری نسبت به ابزاراهای کاربیدی بدست دهد. فلزات غیر فرو فلزات فرو
PCD CBN
Cermet سرامیک
موضوعات مرتبط
در مورد ماشین کاری آلیاژهایی با قابلیت ماشین کاری پایین از جمله آلیاژهای تیتانیوم و سوپر آلیاژهای نیکل، ترجیح داده می شود که به جای ماشین کاری سریع از ماشینکاری با توان عملیاتی بالا (High-Througput Machining) استفاده نمود چرا که به مدرت این فلزات بتوانند در سرعتهای بالاتر از 300 smm ماشین کاری شوند. عبارتی که اغلب برای پوشش دادن به هر دو مبحث HSM و HTM به کاری می رود، ماشین کاری با راندمان بالا (High Efficiency Machining) می باشد. به عبارت دیگرHEM به معنای بار برداری با نرخی سریعتر نسبت به کاربردهای معمولی می باشد. در پایان توجه شما را به چند نمونه ای که با تکنولوژی ماشینکاری سریع ساخته شده اند، جلب می نماییم. به زمان ها و تفاوت های آنها توجه کنید!
زمان ماشین کاری:
ماشین کاری معولی: 131 دقیقه
ماشین کاری سریع: 78 دقیقه
زمان ماشین کاری:
ماشین کاری معولی: 97 دقیقه
ماشین کاری سریع: 42 دقیقه
چند شرکت معتبر جهانی در زمینه ماشین کاری سریع: • BIG Kaiser Precision Tooling
• CGTech
• Carpenter Technology Corp.
• Cincinnati Machine, A UNOVA Company
• Delcam Inc.
• Fadal Machining Centers
• Gibbs and Associates
• BIG Kaiser Precision Tooling
• CGTech
• Carpenter Technology Corp.
• Cincinnati Machine, A UNOVA Company
• Delcam Inc.
• Fadal Machining Centers
• Gibbs and Associates
• Giddings & Lewis Machine Tools
• Giddings & Lewis Machine Tools

-->ali<-- · Dec 24, 2011

آلیاژهای حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار

[h=2][/h]

مقدمه
موادي که باعث سازگاري سازه با محيط خود مي شوند، مواد محرک ناميده مي شوند. اين مواد مي توانند شکل، سفتي، مکان، فرکانس طبيعي و ساير مشخصات مکانيکي را در پاسخ به دما و يا ميدان هاي الکترومغناطيسي تغيير دهند. امروزه پنج نوع ماده محرک به طور عمده استفاده مي شود که شامل آلياژهاي حافظه دار، سراميکهاي پيزوالکتريک2، مواد مغناطيسي سخت3 و مايعات الکترورئولوژکال4 و مگنتورئولوژيکال5 مي باشند. اين مواد از زمره مواد هوشمند محرک مي باشند. مواد هوشمند آن دسته از موادي هستند که مي توانند به تغييرات محيط به بهترين شکل ممکن پاسخ داده و رفتار خود را نسبت به تغييرات تنظيم نمايند.

2-معرفي آلياژهاي حافظه دار
آلياژهاي حافظه دار عنوان گروهي از مواد محرک مي باشند که خواص متمايز و برتري نسبت به ساير آلياژها دارند. عکس العمل شديد اين مواد نسبت به برخي از پارامترهاي ترموديناميکي و مکانيکي و قابليت بازگشت به شکل اوليه در اثر اعمال پارامترهاي مذکور به گونه اي است که مي تواند رفتار سيستم را بهبود بخشد. وقتي يک آلياژ معمولي تحت بار خارجي بيش از حد الاستيک قرار مي گيرد؛ تغيير شکل مي دهد. اين نوع تغيير شکل بعد از حذف بار باقي مي ماند. اما آلياژهاي حافظه دار، منجمله آلياژهاي Ni-Ti، Cu-Zn، Cu-Zn-Al، Cu-Zn-Ga، Cu-Zn-Sn، Cu-Zn-Si، Cu-Al-Ni، Cu-Au-Zn، Cu-Sn، Au-Cd، Ni-Al، Fe-Pt و... رفتار متفاوتي از خود ارائه مي نمايند. در دماي پايين، يک نمونه حافظه دار مي تواند تغيير شکل پلاستيک چند درصدي را تحمل کند و سپس به صورت کامل به شکل اوليه خود در دماي بالا برگردد. در فرآيند برگشت به شکل اوليه، آلياژ مي تواند نيروي زيادي توليد کند که اين نيرو براي تحريک مفيد مي باشد. اين فرآيند اولين بار در سال 1938 مشاهده شد و براي مدت زمان طولاني در حد کنجکاوي آزمايشگاهي باقي ماند. در سال 1961 اثر حافظه داري شکل در آلياژ نيکل- تيتانيوم با درصد اتمي مساوي (50-50%) توسط بوهلر و در آزمايشگاه ناوال اوردنانس (Naval Ordanance Lab) کشف و تحت نام نيتينول (Nitinol) مشهور شد. دو حرف اول نيتينول در ارتباط با نيکل، دو حرف بعدي مربوط به عنصر تيتانيوم و سه حرف آخر در رابطه با آزمايشگاه ناول اوردانس مي باشد. از اوايل سال 1980 استفاده از آلياژهاي حافظه دار در بين محققان و مهندسان مورد توجه قرار گرفت و اين آلياژ هوشمند در زمينه هاي وسيعي از جمله تعديل رفتار آئروالاستيسيته آنتن ماهواره ها، کنترل ارتعاش سازه هاي فضايي، کنترل ارتعاش سطوح کنترلي هواپيماها و حتي در شبيه سازي هاي پزشکي مورد استفاده قرار گرفته است و کشف مزاياي اصلي و علمي آن هر روز افزايش يافته است.
مکانيزم اصلي که خواص آلياژهاي حافظه دار را کنترل مي کند در رابطه با تغيير کريستالي آلياژ است. به اين معني که ساختار مارتنزيتي در دماي پايين با افزايش دما به ساختار آستنيتي تبديل مي شود و در هنگام سرد کردن؛ فرآيند عکس رخ خواهد داد. بسياري از مواد، استحاله مارتنزيتي دارند اما برتري که آلياژهاي حافظه دار را نسبت به آلياژهاي ديگر متمايز مي نمايد قابليت دو قلو شدن اين آلياژ در فاز مارتنزيت مي باشد. در حاليکه مواد ديگر به وسيله لغزش و حرکت نابجائيها تغيير شکل مي يابند، آلياژهاي حافظه دار به وسيله تغيير جهت ساده ساختار کريستالهاي خود و از طريق مرزهاي دو قلوئي به تنشهاي اعمال شده، عکس العمل نشان مي دهند. اگر در اين آلياژها در دماي پائين، هنگاميکه فاز مارتنزيت حاکم است، تغيير‌فرم پلاستيکي روي ‌دهد، ساختار کريستالي دو قلو شده اي براي آلياژ ايجاد مي شود که ناشي از تغيير فرم پلاستيک مي باشد. با گرم‌کردن آلياژ تغيير فرم يافته تا دماي شروع فاز آستنيت مي‌توان شکل اوليه را بازگرداند. اين توانائي بعنوان اثر حافظه- شکل خوانده مي‌شود و حاصل از تغيير فاز مارتنزيت در دماي پائين به فاز آستنيت در دماي بالا مي‌باشد. در شکل 1-3 اين قابليت بصورت شماتيک نشان داده شده است. همانگونه که در شکل ملاحظه مي گردد، در اثر خم کردن ميله حافظه دار در دماي پايين و جايي که فاز مارتنزيت حاکم است، تغيي فرم پلاستيک در ميله رخ داده و طول آن زياد مي شود. حال اگر ميله خم شده، گرم شود و فاز آستنيت حاکم گردد، ميله به بهينه ترين حالت به شکل اوليه خود بر مي گردد. وقتي هم که ميله سرد شود و به فاز مارتنزيت برگردد، نيز کرنشهاي پلاستيک کاملا حذف شده اند و به حالت اوليه درخواهد آمد. در حقيقت در اثر فرآيند برگشت به شکل اوليه، تنشهايي در آلياژ توليد ميشود که اين تنش باعث تحريک ميشود. اين تنشهاي حاصل شده، تنش بازيافتي خوانده مي شود و بهبود توزيع تنش و کرنش، بهبود خواصي چون مدول يانگ و تنش تسليم و توانائي کنترل رفتار سيستم، از جمله آثار مفيد تنشهاي بازيافتي مي‌باشد. بعنوان مثال اگر در نوعي از اين آلياژ کرنش 8 درصدي رخ دهد، با گرم کردن مي توان اين کرنش را کاملا از بين برد.

شکل1-3) اثر حافظه- شکل آلياژهاي حافظه دار

رفتار ترموديناميکي آلياژهاي حافظه دار به دما، تنش و ترکيب شيميايي و ساختار آلياژ بستگي دارد. در فرآيند گرم کردن آلياژ و در دماي پايين تر از دماي آغاز فاز آستنيت ماده 100% در فاز مارتنزيت مي باشد و در دماي پايان فاز آستنيت ماده 100% در فاز آستنيت مي باشد. و در فرآيند سرد کردن و در دماي بالاتر از دماي آغاز فاز مارتنزيت ماده 100% در فاز آستنيت مي باشد در حاليکه در دماي پايين تر از دماي پايان فاز مارتنزيت ماده کاملا در فاز مارتنزيت مي باشد. اما در دماي مابين و و همچنين مابين دماهاي و ماده بصورت دو فازي است و بخشي از آن در فاز مارتنزيت و بخشي از آن در فاز آستنيت مي باشد. حالت ماده در دماهاي مختلف توسط درصد حجمي فاز مارتنزيت بيان مي شود که در دماي پايينتر از در فرآيند گرم کردن و دماي پايين تر از در فرآيند سرد کردن برابر مقدار 1 مي باشد و در دماي بالاتر از در فرآيند گرم کردن و بالاتر از در فرآيند سردکردن برابر مقدار صفر مي باشد. اما در دماي مابين دماهاي تغيير فاز بسته به نوع فرآيند سرد و گرم کردن به دما وابسته مي باشد در شکل 2-3 چگونگي اين ارتباط بر حسب دما نشان داده شده است.
در دماي پايين و به ازاي مدول الاستيسيته آلياژ برابر با مدول فاز مارتنزيت و در دماي بالا و به ازاي مدول الاستيسيته آلياژ برابر به مدول فاز آستنيت مي باشد. اما در دماي مابين دماهاي تغيير فاز، تغييرات مدول الاستيسيته تابعي بر حسب دما و بصورت شکل 3-3 مي باشد. همچنين تنشهاي بازيافتي توليد شده نيز به دما وابستگي دارد که اين ارتباط در شکل 4-3 آورده شده است. بايستي توجه شود که تنشهاي بازيافتي به مقدار کرنش اوليه بستگي داشته و در حالتي که آلياژ تحت هيچگونه کرنش اوليه اي نباشد، در اثر تغيير فاز، تنش بازيافتي توليد نمي شود.

-->ali<-- · Dec 26, 2011

آزمونهای غیر مخرب ( Non Destructive Testing)

آزمونهای غیر مخرب ( Non Destructive Testing)

مهندسین معمولاً عادت دارند خواص یك ماده را روی نمونه‌های مخصوصی كه از همین ماده تهیه شده‌اند با آزمونهای استاندارد ارزیابی كنند. اطلاعات بسیار ارزشمندی از این آزمونهای به دست می‌آید كه شامل خواص كششی، فشاری، برشی و ضربه‌ای ماده مورد نظر است. اما این آزمونها ماهیت تخریبی دارند. بعلاوه خواص ماده به گونه‌ای كه با آزمونهای استاندارد تا حد تخریب تعیین می‌شود، به یقین راهنمای روشنی در مورد مشخصات كارایی قطعه‌ای نیست كه بخش پیچیده‌ای از یك مجموعه مهندسی را تشكیل می‌دهد.
در طی تولید و حمل و نقل امكان دارد كه انواع عیوب با اندازه‌های مختلف در ماده یا قطعه به وجود آیند. ماهیت و اندازه دقیق هر عیب روی عملیات بعدی آن قطعه تاثیر خواهد داشت. عیوب دیگری نیز مانند تركهای حاصل از خستگی یا خوردگی ممكن است در طی كار قطعه ایجاد شوند. بنابراین برای آشكار سازی وجود عیبها در مرحله تولید و نیز جهت تشخیص و تعیین سرعت رشد این نقصها در طول عمر قطعه یا دستگاه ، داشتن وسائل مطمئن ضروری است.

منشا بعضی عیوب كه در مواد و قطعات یافت می‌شوند، عبارتند از: - عیوبی كه ممكن است طی ساخت مواد خام یا تولید قطعات ریختگی به وجود آیند (ناخالصیهای سرباره، حفره‌های گازی، حفره‌های انقباضی، تركهای تنشی و ... )
- عیوبی كه ممكن است طی تولید قطعات به وجود آیند (عیوب ماشینكاری، عیوب عملیات حرارتی، عیوب جوشكاری، تركهای ناشی از تنشهای پسماند و ...)
- عیوبی كه ممكن است طی مونتاژ قطعات به وجود آیند (كم شدن قطعات، مونتاژ نادرست، تركهای ناشی از تنش اضافی و ...)
- عیوبی كه در مدت كاربری و حمل و نقل به وجود می‌آیند (خستگی، خوردگی، سایش، خزش، ناپایداری حرارتی و ...)
روشهای مختلف آزمونهای غیرمخرب در عمل می‌توانند به راههای بسیار متفاوتی در عیب یابی به كار روند. اعتبار هر روش آزمون غیرمخرب سنجشی از كارایی آن روش در رابطه با آشكارسازی نوع و شكل و اندازه بخصوص عیبها است. بعد از آن كه بازرسی تكمیل شد، احتمال معینی وجود دارد كه یك قطعه عاری از یك نوع عیب با شكل و اندازه بخصوص باشد. هر قدر این احتمال بالاتر باشد اعتبار روش به كار رفته بیشتر خواهد بود. اما باید این واقعیت را به خاطر داشت كه بازرسیهای غیرمخرب برای اغلب قطعات به وسیله انسان انجام می‌گیرد و در اصل دو نفر همیشه نمی‌توانند یك كار تكراری مشابه را بطور دقیق همانند یكدیگر انجام دهند. از این رو باید یك ضریب عدم یقین در برآورد اعتبار بازرسی به حساب آورده شود و ارزش تصمیماتی رد و یا قبول قطعه باید از رویدادهای آماری تخمین زده شود.

نقش بازرسی غیرمخرب این است كه با میزان اطمینان معینی ضمانت نماید كه در زمان بكارگیری قطعه برای بار طراحی، تركهایی به اندازه بحرانی شكست در قطعه وجود ندارند. همچنین ممكن است لازم باشد كه با اطمینان، عدم وجود تركهای كوچكتر از حد بحرانی را نیز ضمانت كند. اما رشد تركهای كوچكتر از حد بحرانی. بویژه در مورد قطعاتی كه در معرض بارهای خستگی قرار دارند و یا در محیطهای خورنده كار می‌كنند، اهمیت دارد، بطوریكه این گونه قطعات، قبل از این كه شكست ناگهانی در آنها اتفاق بیفتد، به یك حداقل عمر كار مفید برسند. در برخی حالتها، بازرسیهای مرتب و متناوب جهت اطمینان از نرسیدن تركها به اندازه بحرانی ممكن است ضروری باشد.

بكارگیری ایده‌های مكانیك شكست در طراحی، برای توانایی روشهای مختلف آزمونهای غیرمخرب در آشكارسازی تركهای كوچك، حد و مرز تعیین می‌كند. اختلاف بین كوچكترین ترك قابل آشكارسازی و اندازه بحرانی آن، میزان ایمنی یك قطعه است.
در هر برنامه خاص بازرسی، تعداد عیوب شناسایی شده (هر چند زیاد)، با تعداد واقعی آنها مطابقت پیدا نمی‌كند، بنابراین احتمال شناسایی یك قطعه سالم و بدون عیبهای با اندازه‌های گوناگون كاهش می‌یابد. اما هنگامی كه قطعات بسیار مهم مورد نظر هستند، سعی بر این است تا حد امكان عیبهای بیشتری شناسایی شوند و تمایل به قبول تمام نشانه‌های وجود عیبها زیاد است.

زیرا اگر قطعه‌ای در طی بازرسی مردود و غیرقابل مصرف معرفی شود، بهتر از آن است كه هنگام استفاده منجر به شكست فاجعه آمیز شود. مسلم است مهندسی كه ایده‌های مكانیك شكست را مورد استفاده قرار می‌دهد، علاقه‌مند است كه بداند به چه اندازه عیبها را در هنگام بازرسی مورد نظر داشته باشد. انتخاب روش با این بررسی اولیه تعیین می‌شود و تمام پارامترهای دیگر در درجه دوم اهمیت قرار می‌گیرند. برای مثال بازرسی تركهای مربوط به خستگی قطعات فولادی به روش فراصوتی كه نسبتاً براحتی قابل اجرا است، در مقابل تجزیه و تحلیل به روش جریان گردابی برای آشكارسازی تركهایی به طول 5/1 میلیمتر، كنار گذاشته می‌شود زیرا احتمال آشكارسازی این تركها با فراصوتی 50 درصد و با جریان گردابی 80 درصد است.
یكی از فایده‌های بدیهی و روشن به كار بردن صحیح آزمونهای غیرمخرب، شناسایی عیوبی است كه اگر بدون تشخیص در قطعه باقی بمانند، موجب شكست فاجعه آمیز قطعه و در نتیجه بروز خسارتهای مالی و جانی فراوان خواهند شد. استفاده از این روشهای آزمون می‌تواند فواید زیادی از این بابت ، در بر داشته باشد.

بكارگیری هر یك از سیستمهای بازرسی متحمل هزینه است، اما اغلب استفاده موثر از روشهای بازرسی مناسب موجب صرفه‌جویی‌های مالی قابل ملاحظه‌ای خواهد شد. نه فقط نوع بازرسی، بلكه مراحل بكارگیری آن نیز مهم است. بكارگیری روشهای آزمون غیرمخرب روی قطعات ریختگی و آهنگری كوچك بعد از آنكه كلیه عملیات ماشینكاری روی آنها انجام گرفت، معمولا بیهوده خواهد بود. در اینگونه موارد باید قبل از انجام عملیات ماشینكاری پرهزینه قطعات بدقت بازرسی شوند و قطعاتی كه دارای عیوب غیرقابل قبول هستند، كنار گذاشته شوند. باید توجه داشت كلیه معایبی كه در این مرحله تشخیص داده می‌شوند، نمی‌توانند موجب مردود شدن قطعه از نظر بازرسی باشند. ممكن است قطعه‌ای دارای ناپیوستگیها و تركهای سطحی بسیار ریز باشد كه در مراحل ماشینكاری از بین بروند.

آزمایش پرتو نگاری و تفسیر فیلم Radiographic Testing and Film Interpretation
تابش الكترومغناطیسی با طول موجهای بسیار كوتاه، یعنی پرتو ایكس یا پرتو گاما از درون مواد جامد عبور می‌كند اما بخشی از آن، توسط محیط جذب می‌شود. مقدار جذب پرتو در هنگام عبور از ماده به چگالی و ضخامت ماده و همچنین ویژگیهای تابش بستگی دارد. تابش عبوری از درون ماده می‌تواند به وسیله یك فیلم یا كاغذ حساس آشكار شده و روی صفحه فلورسنت مشاهده شود، یا این كه توسط دستگاههای حساس الكترونیكی نشان داده شود. اگر بخواهیم دقیقتر بگوییم، عبارت پرتو نگاری به معنی فرایندی است كه در نتیجه آن ، تصویری روی فیلم ایجاد شود، بررسی این فیلم را تفسیر می‌گوییم.

بعد از این كه فیلم عكس گرفته شده پرتو نگاری ظاهر شد، تصویری سایه روشن با چگالی متفاوت مشاهده می‌شود. قسمتهایی از فیلم كه بیشترین مقدار تابش را دریافت كرده‌اند، سیاهتر دیده می‌شوند. همچنانكه پیشتر گفته شد، مقدار تابش جذب شده توسط ماده، تابعی از چگالی و ضخامت آن خواهد بود. همچنین وجود عیوب خاص، مانند حفره‌ها و تخلخل درون ماده، بر مقدار تابش جذب شده تاثیر خواهد گذاشت. بنابراین پرتو نگاری می‌تواند برای آشكار سازی انواع خاصی از عیوب در بازرسی مواد و قطعات به كار رود.
استفاده از پرتو نگاری و فرآینده‌های مربوط به آن باید به شدت كنترل شود، زیرا قرار گرفتن انسان در معرض پرتو می‌تواند منجر به آسیب بافت بدن شود.

آزمایش فراصوتی (Ultrasonic Testing)
در این روش، امواج صوتی با بسامد 5/0 تا 20 مگاهرتز به درون قطعه فرستاده می‌شود. این موج پس از برخورد به سطح مقابل قطعه باز تابیده می‌شود. با توجه به زمان رفت و برگشت این موج، می‌توان ضخامت قطعه را تعیین كرد. حال اگر یك عیب در مسیر رفت و برگشت موج باشد، از این محل هم موجی بازتابیده خواهد شد كه اختلاف زمانی نسبت به مرحله اول، محل عیب را مشخص می‌كند.
روشهای فراصوتی به طور گسترده‌ای برای آشكارسازی عیوب داخلی مواد به كار می‌روند ولی می‌توان از آنها برای آشكارسازی تركهای كوچك سطحی نیز استفاده كرد.

بازرسی با ذرات مغناطیسی (Magnetic Particle Testing)
بازرسی با ذرات مغناطیسی، روش حساسی برای ردیابی عیوب سطحی و برخی نقصهای زیر سطحی قطعات فرو مغناطیسی است. پارامترهای اساسی فرآیند به مفاهیم نسبتاً ساده‌ای بستگی دارد. هنگامی كه یك قطعه فرومغناطیسی، مغناطیس می‌شود، ناپیوستگی مغناطیسی كه تقریباً در راستای عمود بر جهت میدان مغناطیسی واقع است، موجب ایجاد یك میدان نشتی قوی می‌شود. این میدان نشتی در رو و بالای سطح قطعه مغناطیس شده حضور داشته و می‌تواند آشكارا توسط ذرات ریز مغناطیسی دیدپذیر شود. پاشیدن ذرات خشك یا ذرات مرطوب با یك مایع محلول بر روی سطح قطعه، موجب تجمع ذرات مغناطیسی روی خط گسل خواهد شد. بنابراین پل مغناطیسی تشكیل شده، موقعیت، اندازه و شكل ناپیوستگی را نشان می‌دهد.
یك قطعه را می‌توان با به كاربردن آهنرباهای دائم، آهنرباهای الكتریكی و یا عبور یك جریان قوی از درون یا برون قطعه، مغناطیس كرد. با توجه به این كه با روش آخر می‌توان میدانهای مغناطیسی با شدت زیاد در داخل قطعه ایجاد كرد، این روش به صورت گسترده‌ای در كنترل كیفی محصول به كار می‌رود زیرا این روش حساسیت خوبی برای شناسایی عیوب قطعات و آشكارسازی آنها عرضه می‌دارد

بازرسی با مایعات نافذ ( Liquid PenetrantTesting)
بازرسی با مایعات نافذ یكی از روشهایی است كه می‌تواند برای عیب یابی تعداد وسیعی از قطعات مورد استفاده قرار گیرد، به شرطی كه عیبها به صورت ترك در سطح قطعه ظاهر شوند. اساس روش بر این است كه مایع نافذ بر اثر جاذبه مویینگی به درون تركهای سطحی نفوذ كرده و پس از یك مرحله ظهور، هر عیبی كه به شكل ترك یا شكستگی در سطح قطعه وجود دارد، با چشم رویت می‌شود. برای بهتر دیده شدن این تركها، مایع نافذ معمولاً به رنگهای روشن و قابل دید بوده و یا به ماده فلورسنت آغشته می‌شود. در حالت اول معمولاً برای رنگین نمودن مایع از رنگ قرمز استفاده می‌شود كه با نور روز یا نور مصنوعی قابل دید باشد، ولی در حالت دوم برای دیدن تركها و درزها باید از نور فرابنفش استفاده شود.
امروزه، بازرسی با مایع نافذ، یكی از مهمترین روشهای صنعتی است كه برای مشخص نمودن انواع مختلف عیبهای سطحی مواد و قطعات، مانند تركها، بریدگی‌ها و نواحی مك‌های سطحی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش تقریباً برای هر نوع ماده و در هر اندازه‌ای، چه بزرگ با شكل پیچیده و چه ساده، قابل استفاده است و معمولاً برای بازرسی تولیدات ریختگی و كار شده فلزات آهنی و غیرآهنی، آلیاژها، سرامیك‌ها، ظروف شیشه‌ای و مواد پلیمر به كار می‌رود.

بازرسی فنی (Industrial Inspection )
بازرسین فنی معمولاً مسئولیت بازرسی تجهیزات مكانیكی، الكتریكی و ... را با انجام مراحل مختلف بعهده می‌گیرند. بعضی از این مراحل عبارتند از:
بازرسی و كنترل براساس نقشه‌های ساخت، بررسی و تنظیم برنامه‌های نظارت بر ساخت و تولید محصول، پیگیری انجام تعهدات تولیدكننده، كنترل مقادیر در كیفیت مصالح و تجهیزات بكار رفته و پیشرفت كار، كنترل جوشكاری، كنترل رنگ آمیزی، كنترل حفاظت كاتدیك، مطابقت نقشه‌های ساخت و مونتاژ با استانداردهای مورد نظر، بازرسی از مراحل بسته‌بندی جهت اطمینان از استحكام لازم و در نهایت ارسال تائیدیه بازرسی كالا برای كارفرما.

آزمایش جریان گردابی (Eddy Current Testing)
اساس روشهای آزمون الكترومغناطیسی بر این است كه وقتی یك سیم پیچ حامل جریان متناوب، نزدیك ماده‌ای تقریباً رسانا قرار داده شود، جریانهای گردابی یا ثانویه در آن ماده القا خواهد شد. جریانهای القایی، میدانی مغناطیسی ایجاد خواهند كرد كه در جهت مخالف میدان مغناطیسی اولیه اطراف سیم پیچ است. تاثیر متقابل بین میدانها موجب ایجاد یك نیروی ضد محركه الكتریكی در سیم پیچ شده و در نتیجه سبب تغییر مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ خواهد شد. اگر ماده از نظر ابعاد و تركیب شیمیایی یكنواخت باشد.
مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ كاوشگر نزدیك سطح قطعه در كلیه نقاط سطح قطعه یكسان خواهد بود، به غیر از تغییر اندكی كه نزدیك لبه‌های نمونه مشاهده می‌شود. اگر ماده ناپیوستگی داشته باشد، توزیع و مقدار جریانهای گردابی مجاور آن تغییر می‌كند و در نتیجه كاهشی در میدان مغناطیسی در رابطه با جریانهای گردابی به وجود می‌آید، بنابراین مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ كاوشگر تغییر خواهد كرد.

از روی تحلیل این آثار می‌توان در مورد كیفیت و شرایط قطعه كار نتیجه‌گیری كرد. این روشها بسیار متنوع هستند و با وسیله و روش آزمون مناسب، می‌‌توان آنها را برای آشكارسازی عیوب سطحی و زیر سطحی قطعات و تعیین ضخامت پوشش فلزات به كار برد و اطلاعاتی در زمینه مشخصات ساختاری مانند اندازه دانه بندی و شرایط عملیات حرارتی به دست آورد.همچنین می‌توان خواص فیزیكی مانند رسانایی الكتریكی تراوایی مغناطیسی و سختی فیزیكی را تعیین كرد.

بازرسی به روش چشمی (VisualTesting)
بازرسی چشمی: در بیشتر اوقات، اولین مرحله در آزمون یك سازه، بازرسی چشمی است. بازرسی با چشم غیر مسلح فقط عیبهای نسبتاً بزرگی را كه به سطح قطعه راه دارند، نمایان خواهد كرد. با به كار بردن یك میكروسكوپ می‌توان كارایی بازرسی چشمی را افزایش داد. مناسبترین نوع میكروسكوپ برای بازرسیهای سطح قطعه، میكروسكوپ استریو است. در این نوع بازرسیها، بزرگنمایی بسیار زیاد ضرورتی ندارد و بیشتر میكروسكوپهای كه بدین منظور در دسترس هستند، بزرگنمایی در حدود 5 تا 75 برابر دارند. بازرسی چشمی منحصر به سطح خارجی نمی‌شود. حساسه‌های بازرسی نوری، از هر نوع صلب و انعطاف پذیر، جهت بازرسی سطوح داخلی ساخته شده‌اند. حتی این حساسه‌ها را می‌توان در داخل حفره‌ها، لوله‌ها و كانالها قرار داد

بازرسی جوشی (WeldingInspection)
كنترل كیفیت عملیات جوشكاری از زمان تنظیم دستورالعمل تا انتهای كار (شامل مواردی نظیر تجهیزات، الكترود، پرسنل جوشكار و ... ) بعهده بازرسی جوش می‌باشد كه در صورت مشاهده ایراد در هر مرحله از كار، با جلوگیری از روند ایجاد كار معیوب، راهكارهای بهبود كیفیت را ارائه می‌كند و تا نتیجه كار، مطلوب و طبق استاندارد درخواستی كارفرما، ایجاد گردد. انواع ترك از عیوبی هستند كه در صورت مشاهده باید كاملاً از سطح كار حذف شوند.

-->ali<-- · Dec 27, 2011

بررسی علل ایجاد عیوب سطحی و شکست در قطعات ریخته گری خودرو

بررسی علل ایجاد عیوب سطحی و شکست در قطعات ریخته گری خودرو

چکیده
چدن خاکستری از پر مصرف ترین فلزات ریختگی در جهان است. قطعات ریخته شده چد نی درکاربرده ا و مص ارف
گوناگون ازجمله صنعت خودروسازی توسعه و گسترش بسیار یافته اند. از این رو تهیه و تولید قطعات سالم ، مطمئن و
بدون عیب بسیار حائز اهمیت است . از آن جا که صنعت ذوب و ریخته گری بسیار حساس به حضو ر ناخالصی ها و مواد
ناخواسته در ذوب و قطعه نهایی است ، کنترل مواد اولیه ذوب، مواد افزودنی به مذاب و ممانعت از آلوده شدن مذاب به
ناخالصی ها، بسیار لازم و ضروری به نظر می رسد.
پژوهش حاضر با هدف بررسی علل پیداش عیوب سطحی و شکست در قطعات ریخته گری خودرو انجام ش د. از آن جا
که مذاب چدن درحین انجام عملیات ذوب و ریخته گری در معرض پارامترهای متعدد و متغیری قرار دارد، از این رو
کنترل مواد ورودی به مذاب نظیر جوانه زا ، فروژن(خالص ساز )، سلاکس (سرباره ساز ) و موادی که با مذاب در تماسند
مانند سرباره، بسیار اهمیت دارد.
در آغ از انجام پژوهش ، پس از جمع آوری قطعات ریخته شد ۀ معی وب که دارای عیوب سطحی بودند ، به بررسی
و (SEM) مرفولوژی و آنالیز عنصری عیوب، پرداخته شد. آزمون های متعدد توسط میک روسکوپ الکتروی رو ب شی
بر روی عیوب انجام گرفت. آنالیزهای به دست آمده نشان دهندۀ حضور ، (EDX) آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس
عناصری خاص مانند کلسیم و آلومینیوم در ریز مک های سطحی ایجاد شده بود. در مرحله بعد، از تمامی اجزای درگیر
با مذاب از جمله جوانه زا ، فروژن ، س لاکس، سرباره و ماسه نیز آنالیز عنصری به عمل آمد . نتایج نشان دهند ۀ عدم
تطابق آنالیز جوا نه زا ی مصرفی (فروسیلسیس سمنان)، با استاندارد معمول جوا نه زا و حضور بیش از حد آلومینیوم در
آن بود . آنالیز فروژن نیز که به کمک آزمون های متعدد پراش پرتو ایکس و آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس به دست آمد ،
نشان دهندۀ وجود کلسیم و ترکیبات آن به عنوان اجزای اصلی این ماده بود.
با توجه به نتایج بدست آمده و با استفاده از جوانه زا با درصد کم آلومینیوم (جوانه زای استرانسیم دار ) و مصرف
کنترل شده فروژن در فرآیند ریخته گری قطعات، به میزان قابل توجهی از عیوب و ریزمک های سطحی کاسته شد.
مقدار جوانه زا و طریقۀ افزودن آن به مذاب نیز از عوامل مؤثر بر انحلال کامل جوانه زا و جلوگیری از ایجاد عیوب در
قطعات نهایی است.
مقدمه
یکی از مهم ترین صنایعی که در سال های اخیر رشد چش مگیری داشته و با شتاب فزایند ه ای به
سوی توسعه و گسترش پیش می رود، صنعت خودروسازی است . واحدهای صنعتی در زمینه های
متفاوت برای ساخت و تولید قطعات و مجموعه های خودرو فعالیت می کنند و پیشرفت های بسیاری در
.[ دهۀ گذشته حاصل شده است[ 1
در بین واحدها و مراکز تولیدی قطعه ساز و مجموعه ساز، واحدهای ریخته گری و همچنین فرایند
ریخته گری از اهمیت، به سزایی برخور دارند. ریخته گری روشی برای تولید بسیاری از قطعات خودرو
مانند پوستۀ موتور، گلدانی گیربکس، پوستۀ گیربکس ، کاسه چرخ ، دیسک ترمز، پوستۀ واتر پمپ و
امثال این هاست. قدمت، تجربه و تبحر صنعت ریخته گری در ایران، امکان تولید قطعات برای مصرف
داخلی و نیز صدور آن ها به خارج از کشور را میسر ساخته است.
جنس اکثر قطعات خودرو که توسط صنعت ریخته گری تولید می شوند، چدن است . صرفۀ اقتصادی
و خواصی مکانیکی و فیزیکی مناسب برای تولید قطعات خودرو از طریق ریخته گری ، چدن را به یکی
از پر مصرف ترین مواد اولیه تبدیل کرده است [ 1و 2]. تهیه و فرآوری مذاب مناسب از یک سو و حصول
.[ اطمینان از تولید قطعه ای بدون عیب و با کیفیت مناسب از سویی دیگر، بسیار اهمیت دارد[ 3
یکی از مشکلات عمده در صنعت ریخته گری، آلوده شدن مذاب فلزات به انواع ناخالصی و آخال های
غیر فلزی و نامطلوب است [ 1و 4]. قطعاتی که از مذاب های به اصطلاح کثیف تولید می شوند، قطعاتی
معیوب اند که عیوب آن ها عمدتاً به صورت ترک، حفره و مک در قطعات خود نمایی می کند[ 5]. وجود
ناخالصی های ناخواسته در مذاب چدن، از علل اصلی ایج اد این عیوب در قطعات تولیدی است . کنترل
مذاب حاصل و جلوگیری از ورود ناخالصی ها به آن از یک سو و تصفیه و پاک سازی مذاب آلوده از
.[ سوی دیگر، دو راهکار اصلی برای مقابله با آلوده شدن مذاب و تولید قطعات معیوب است[ 2و 5و 6
در این پژ وهش، شناسایی ناخالصی های موجود در مذاب و قطعه و عیوب ناشی از آن انجام شد . محل
تشکیل عیوب و علت آن، ارتباط حضور ناخالصی ها با مواد اولیه و فرآیند تهیه و تأمین مذاب و سیستم
راهگاهی ذوب رسان مورد بررسی قرار گرف ت. امکان سنجی تصفیه مذاب چ دن خاکستری و نیز راهکار
جلوگیری از ورود ناخالصی ها به محفظۀ قالب و قطعه نیز بررسی گردید.
آزمون های فراوان بر روی مواد مصرفی و قطعات ر یخته شده نهایی انجام گرفت و نتایج به دست آمده
تحلیل و بررسی شد.
به طور کلی هدف از اجرای این پروژه تحقیقاتی، کاهش ضایعات و بهبود زمان بندی تحویل و
مشکلات مرتبط با آن از طریق شناسایی علل و سرچشمۀ حضور ناخالصی ها در قطعات چدنی ریختگی
مصرفی در صنایع خودرو است. در نتیجه از طریق حذف عوامل ایجاد و ورود ناخالصی ها به مذاب و از
جمله تصفیۀ مناسب مذاب ، کنترل تهیه مذاب و کنترل ورود مواد اولیه و سیستم ذوب رسانی می
توان کاهش عیوب و ضایعات را فراهم نمود.
روش تحقیق
-1 مواد
-1-1 مواد فلزی
قطعات ریختگی معیوب چدن خ اکستری جهت ارزیابی آزمون های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار
گرفت.
الف) از چدن خاکستری با ترکیب شمیایی مذاب برای تولیدات قطعات ریختگی استفاده شد و بعد از
آماده سازی تحت آزمون های آزمایشگاهی قرار گرفت.
0/4-1/2 و مقدار مصرف 1 پیمانه 70 گرمی mm ب) مواد مصرفی؛ جوانه زا ( 75 % فروسیلیس) با سایز
به ازای هر قالب برای ذوب ریز بود.
پ) فروژن 8 برای سرباره گیری از پاتیل و سلاکس برای سرباره گیری از کوره استفاده شد.
-2-1 شرایط آزمون
1460 درجه سانتیگراد و هنگام (+10, - الف) دمای ذوب کور ه هنگام تخلیه پاتیل پیش گرم شده ( 10
1430 درجه سانتیگراد بود. (+10, - تخلیه توسط ذوب ریز( 10
12 ثانیه برای ذوب ریز است. - ب) زمان ریخته گری؛ زمان ریخته گری هر قالب 14
% زمینه عمدتاً پرلیتی با حداقل فریت و کاربید ها کمتر از 2 ، A پ) شرایط ریز ساختار؛ گرافیت نوع
207 برنیل اندازه گیری شد. - بود. سختی قطعات نیز 217
0، ماسه کهنه 1200 / 4، استحکام فشاری تر 92 /7 + 0/ ث) شرایط ماسه سازی؛ درصد رطوبت ماسه 2
8/ 2 کیلوگرم و مواد سوختنی 7 / کیلوگرم، بتتونیت 4 کیلوگرم، گرد زغال یک کیلوگرم، مواد فرار 6
کیلوگرم.
-2 روش ها
- آماده سازی نمونه های آزمایشگاهی : با ا نتخاب قطعات معیوب نمونه هایی از عیوب مورد نظر در
کف و کناره های قطعات ریخت هگری به اندازه مورد نظر بریده شد. آزمون های آزمایشگاهی مشتمل بر
مشخصه یابی ساختاری و شناسایی عیوب آخال ها و آنالیز عناصری ناخالصی محبوس در حفره ها بود.
- ارزیابی منابع آخال ها: ارزیابی منابع آخال ها مشتمل بر ارزیابی منابع اصلی ناخالصی ها مانند
سرباره، مواد دیر گداز، جوانه زا، مواد افزو دنی برای سرباره گیری و مواد تلقیحی غیر قابل حل
می باشد.
- مشخصه یابی ساختاری : تکنیک پراش پرتو ایکس برای شناسایی ساختار و فازهای موجود در
Kα سرباره ، فروژن، سلاکس، خاک نسوز و جوانه زا مورد استفاده قرار گرفت . تیوب به کار رفته پرتو
1 آ نگستروم را تامین کرده و *****ی از نیکل داشت. نرخ روبشی معادل نیم / مس با طول موج 542
0) بر دقیقه ، ولتاژ اعمالی برابر 30 کیلوولت و جریان معادل 30 میلی آمپر بود ه و زاویه / درجه ( 5
فازها و اجزای سازنده ، X پراش 20 تا 100 درجه انتخاب گردید . پس از حصول الگوی پراش پرتو
تخمین زده شد.
برای مطالعه مرفولوژی عیوب به کار رفت . میکرو (Philipsxl میکروسکوپ الکترونی روبشی ( 30
آنالیز عنصری نیز به کمک تکنیک آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس برای ارزیا بی ذرات آخا ل ها انجام
شد.
نتایج
میکرو آنالیز عنصری از سرباره که با تکنیک طیف سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس حاصل شده است
در شکل 1 مشاهده می شود. در نتایج آنالیز انجام شده وجود عناصر آلومینیوم، سیلیسیم، منگنز،
کلسیم و اکسیژن که طبیعت سربا ره است به وضوح دیده می شود. شکل 2 نیز الگوی پراش پرتو ایکس
سرباره را نشان م یدهد. در الگوی پراش، پیک های منگنز و اکسید سیلسیم مشهود است.
میکرو آنالیز عنصری از جوانه زای فروسیلیس، سلاکس، خاک نسوز و فروژن به ترتیب در شکل های
6 و 7 مشاهده می شود. عناصری مانند کلسیم و آلومینیم در فرو سیلیس، عناصر پتاسیم ، ،5 ،3
آلومینیم، کلسیم و سیلسیم در سلاکس و همچنین عناصری مانند سدیم، کلسیم و سیل ی سیم در
فروژن به وضوح دیده می شود. شکل 4 ترکیب شیمیایی استاندارد برای فرو سیلیس را نشان می دهد.
همان طور که مشاهده می شود، میزان کلسیم و آلوم ینیوم فروسیلیس مصرفی تا حد زیادی با
استاندارد متفاوت است.
الگوی پراش پرتو ایکس فروژن در شکل 8 مشاهده می شود. شکل 9 نیز تصویر گرفته شده با
میکروسکوپ الکترونی از قطعات ریختگی و منطقه معیوب را نشان می دهد. ساختار دندریتی و آخال ها
در شکل های مذکور دیده م یشود. میکرو آنالیز عنصری از ذرات آخال در شکل 10 نشان داده شده و
عناصری مانند آلومینیوم، کلسیم ، اکسیژن و حتی سیلسیم در حفره مشاهده م یشود.
بحث و نتیجه گیری نهایی
به طور کلی و باتوجه به آزمون های انجام شده و نتایج ب ه دست آمده و با عنای ت به تصاویر گرفته
مشاهده می شود که مرفولوژی تمام عیوب و ،(SEM) شده توسط میکروسکوپ الکترونی روب شی
ریزمک های ایجاد شده در قطعات با هم مشابه است که این امر وجود ناخالصی در سیستم را به عنوان
علت اصلی این عیوب تأیید می کند.
منشأ این ناخالصی ها عمدتاً، مواد افزودنی به مذاب بوده و یک منشاء داخلی است . کلسیم،
آلومینیوم و منگن ز از عوامل اصلی ناخالصی وارد شد ه به سیستم هستند که منابع اصلی ورود آن ها به
ترتیب جوانه زا، فروژن و سرباره تشخیص داده شدند . تصفیه مذاب توسط ***** و *****گذاری تا حد
زیادی قادر به جداسازی ا ین مواد ناخالصی از سیستم مذاب خواهد بود ولی با توجه به قیمت بالای
***** و عدم توانایی آن در جدا سازی ناخالصی های بسیار ریز، استفاده از آن جز در برخی موارد، به
صرفه نخواهد بود . کنترل مواد اولیۀ ورودی به مذاب از جمله جوانه زا، فروژن و سلاکس و نیز ممانعت
از تداخل بیش از حد مذاب و سرباره، به عنوان راه کار اصلی حصول یک مذاب تمیز و عا ری از
ناخالصی مطرح می شود.
استفاده از جوانه زای استرانسیوم دار ب ه جای جوانه زای سمنان با درصد بالای آلومینیم ، تا حد زیادی
از ورود آلومینیوم اضافی به سیستم خواهد کاست . حضور کلسیم در مذاب نیز به کمک استفاده از
جوانه زای مناسب و نیز استفادۀ کنترل شدۀ فروژن، تحت کنترل قرار خواهد گرفت . در نهایت و با
توجه به اینکه قطعاتی که در ریخته گری آن ها از جوانه زای استرانسیوم دار به میزان مناسب و در
سیستم راهگاهی استفاده شده بدون هیچ گونه عیوب و ر یزمک بودند، لذا نوع، میزان و محل افزودن
جوانه ز ا از عوامل اصلی در ایجاد این عیوب تشخیص داده شدند که با بهینه سازی هر سه پارامتر،
قطعاتی سالم و بدون عیب قابل تولید خواهند بود. مطالب فوق را می توان در 3 بند زیر خلاصه کرد:
-1 با توجه به آنالیز عنصری جوانه زای سمنان و بالا بودن میزان آلومینیم آن ( 2 تا 3 درصد بیش از
استاندارد)، می توان این جوانه زا را منشأ حضور آلومینیم در عیوب دانست.
-2 فروژن با داشتن 21 درصد وزنی کلسیم، می تواند عامل ورود این عنصر در مذاب و قطعات نهایی
باشد. لذا کاهش مصرف فروژن و مصرف کنترل شدۀ آن ضروری به نظر می رسد..
-3 آنالیز عنصری سرباره وجود منگنز را در آن نشان می دهد. منگنز همچنین درعیوب ایجاد شده
توسط سرباره نیز به چشم می خورد. پس سرباره را می توان منشأ حضور منگنز در عیوب دانست.

-->ali<-- · Dec 27, 2011

متالوژی پودر

متالوژی پودر

فرآیند قالب گیري قطعات فلزي از پودرھاي فلزي و غیر فلزي توسط فشارھاي بالا براي دقیق شدن اشكال وتف جوشی(sientering) در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب را متالوژی پودر میگوییم.

عملیات ساخت دراین روش به دو گروه اصلی تقسیم می شود:

پروسه ھای اولیه ، شامل :

تولید پودر

مخلوط کردن

تراکم ( خشته سازی)

پیش زینتر کردن

زینترینگ

پروسه ھای ثانویه ، شامل:

اندازه کردن (تصحیح اندازه)

فشرده سازی

ماشینکاری

آغشته سازی و اشباع روغن

فلز آغشتگی ( نفوذ دادن فلز)

آبکاری ( پوشش دھی)

عملیات حرارتی

تولید پودر:

رنج بسیار گسترده ای از پودرھای فلزی دارای محدوده بسیار بزرگی از خواص هستند که از نظر

تجاری توصیه شده و مورد استفاده قرار می گیرند.رایج ترین پودرھای استفاده شده ، مواد پایھ مس و پایه آھن میباشند .

فلزات و آلیاژھایی نظیر آلومینیوم ، آنتیموآن ، برنج ، برنز ، کادمیم ، کبالت ، مس ، طلا ، آھن ، سرب ، منگنز ، مولیبدن ، نیکل ، پالادیم ، پلاتین ، سلیسیم ، نقره ، تانتالیم ، قلع ، تیتا نیم ، وانادیم ، روی ، کربورھا ، بُر ، تنگستن و .... به شکل پودر تولید شده اند.

روشھای تولید پودر:

اتمیزاسیون

الکترولیز

خرد کردن و آسیاب کردن

احیای گازی (شیمیایی)

اتمیزاسیون (ذره سازی)

فلز مذاب از یک نازل تحت جریانی از ھوا یا آب حرکت داده می شود و فلز به ذرات جامد کوچک با شکلھای متفاوت (منظم و غیر منظم ) تبدیل میگردد.

اندازه ذرات و یکنواختی آنھا تغییرات قابل توجھی داشته و تابع اندازه نازل ، دما ، ویسکوزیته سرعت جریان فلز و فشار دمای گاز می باشد.

این روش معمولاً برای فلزاتی بکار می رود ک دارای نقطه ذوب پایینی ھستند مانند : قلع ، سرب ، کادمیم ، روی ، برنج ، برنز ، آلومینیوم

البته این روش برای پودرھای آھن بسیار خالص نیز بکار می رود.

اتمیزاسیون با گاز:

Click this bar to view the full image.

اتمیزاسیون با آب:

Click this bar to view the full image.

الکترولیز

ته نشین سازی یا رسوب دھی الکترولیتی برای تھیه پودرھای بسیار خالص بویژه مس و آھن بکار میرود فرآیند الکترولیتی اقتباسی است از روکشکاری الکترولیتی و با تولید یک آند (بوسیله ریخته گری در حالت مس و یا نورد کردن در حالت آھن) شروع میشود.

چگالی جریان ، درجه حرارت ، نوع الکترولیت ، دوران ، بر روی فلز رسوب یافته بر روی کاتد موثرند.

رسوب حاصله ممکن است ماده ای نرم و اسفنجی یا فلزی سخت و شکننده باشد که برای کارھای قالب گیری مناسب نیست پس از آنکه رسوب فلزی متخلخل بر روی کاتد تا ضخامت مورد نظر تشکیل شد آن را شستھ تا محلول الکترولیت آن رفع شود. سپس آنرا خشک کرده و تا اندازه مورد نظر آسیاب می کنند و بالاخره بر روی آن یک عمل احیا و بازپخت انجام می دھند.

غربال کردن و مخلوط کردن پودر ، فرآیند را تکمیل می کند پودر حاصله بسیار نرم و خالص و شکل ذره ھای آن دندریتی می باشد

به این روش خالص ترین نوع پودر تولید می شود اما ھزینه آن بسیار بالاست.

Click this bar to view the full image.

خرد کردن و آسیاب کردن (پودر سازی مکانیکی) :

بوسیله پودر سازی مکانیکی مانند آسیاب کردن یا سنگ زدن در آسیاھای گلوله ای میتوان پودرھای فلزی تقریباً با ھر درجه ریزی از فلزات شکننده یا چکش خوار تھیه کرد.

ذرات پودرھایی کھ از فلزات شکننده تھیه می شوند دارای شکل نامنظم و گوشه دار میباشند

ذرات کربور تنگستن را میتوان بدین روش بصورت پودردر آورد.

این روش مناسبترین روش برای مواد شکننده میباشد

Mechanical

Comminution/pulverization

Click this bar to view the full image.

a)roll crushing, (b) ball mill, and (c) hammer milling

Click this bar to view the full image.

احیای گازی(شیمیایی) :

احیای گازی ترکیبات فلزی یکی از مناسبترین و اقتصادی ترین روشھای تھیه پودر است

این روش تھیه پودر مورد استعمال وسیعی دارد زیرا در این روش کنترل خواص پودر بنحو احسن امکان پذیر است در این فرآیند اکسیدھای تولید شده شیمیایی با منو اکسید کربن یا ھیدروژن احیاء شده و بعداً پودر احیاء شده دانه بندی می گردد ھرگاه اکسیدھا قبل از احیاء درجه بندی شوند میزان یکنواختی بدست آمده در پودر احیا شده بیشتر است ذراتی که بوسیله احیاء اکسید تھیه می شوند دارای طبیعت اسفنج مانند بوده و برای قالب گیری بسیار مطلوبند.

-->ali<-- · Dec 28, 2011

خوردگی

خوردگی

[h=2][/h]

خوردگی یکی از مسایل جدی و حائز اهمیت است که صنایع پیشرفته بشر امروزی با آن دست به گریبان می باشد. نوع و میزان خوردگی بر حسب نوع صنعت و محل متفاوت می باشد. یکی از خورنده ترین محیط های شناخته شده، محیط های دریایی می باشد. جهت حفاظت در برابر خوردگی روش های گوناگونی وجود دارد. رنگ آمیزی یکی از معمولترین این گونه روش ها می باشد. جهت حصول کیفیت مناسب رنگ آمیزی، لازم است آماده سازی سطوح به شکل مناسب صورت گیرد. در این مقاله به بررسی برخی از روش های معمول آماده سازی سطوح می پردازیم.

خوردگی و عوامل تشدید آن:
تخریب فلزات با روش های شیمیایی یا الکترو شیمیایی را خوردگی فلزات می گویند. جهت وقوع این امر دو مکانیسم دخیل هستند:
الف: ایجاد مدار الکتریکی در سطح
ب: واکنش شیمیایی
جهت محافظت سازه های فلزی در برابر خوردگی، لازم است ما از وقوع این مکانیسم ها جلوگیری کنیم. لذا جهت کنترل خوردگی لازم است این دو مکانیسم کنترل شوند. روش های مختلفی برای این امر وجود دارد ولی اقتصادی ترین و آسان ترین این روش ها رنگ آمیزی می باشد.
جهت ایجاد مدار الکتریکی ،لازم است دو ناحیه کاتد و آند روی سطح فلز ایجاد شود و سپس به وسیله یک محمل یا مدیای هادی جریان الکتریسیته به یکدیگر متصل شوند. این محمل را الکترولیت می گویند. این محمل به هنگام خوردگی به یون های باردار مثبت و منفی تجزیه شده و موجب انتقال الکترون از آند به کاتد می شود. این الکترون از فلز از ناحیه آند جدا می شود سپس از طریق الکترولیت که تجمعی از یون های مثبت و منفی می باشد، به ناحیه کاتد می رود. در این حالت ناحیه کاتدی سطح فلز که در حال حاضر ناپایدار شده است، جهت رسیدن به حالت پایدار ، این الکترون را به الکترولیت داده و در آنجا یون های نا پایدار تبدیل می شوند .به عنوان مثال یون های هیدروژن به گاز هیدروژن تبدیل می شوند. در این حالت ناحیه آندی سطح فلز به علت از دست دادن الکترون تخریب می شود. یون های مثبت در ناحیه آندی نیز با یون های منفی الکترولیت واکنش داده و ترکیبات پایدارتری از نظر شیمیایی روی سطح آند ایجاد می کنند. این گردش حرکت الکترون رامی توان بصورت مثلثی موسوم به مثلث خوردگی نشان داد.
این ترکیبات از نظر مقاومت های مکانیکی ضعیف تر از مقاومت مکانیکی فلز اولیه بوده و در نتیجه مقاومت کل سازه مکانیکی کاهش یافته و همچنین از ضخامت موثر فلز این سازه ها کاسته می شود. ایجاد نواحی آندی و کاتدی یا به عبارت دیگر ایجاد اختلاف پتانسیل روی سطح فولاد ناشی از وجود لایه اکسیدی نورد فلز و یا تفاوت ترکیبات آلیاژی و یا فراروی اولیه فولاد ناشی می گردد.
در راستای عوامل محیطی نظیر دما، ایجاد تاول های جاذب آب، غلظت بالای اکسیژن در محیط، وجود باکتری ها و میکروب های خورنده فلز، اسیدها و قلیاها، تماس با فلزات از جنس دیگر و قدرت الکتروشیمیایی بالاتر، تشدید کننده خوردگی می باشد.
برخی استانداردها نظیر ISO 12944 و SSPC محیط های خورنده را به شرح ذیل تقسیم بندی می کنند:
این استانداردها بر اساس نواحی خورنده، سیستم های رنگ آمیزی را تعیین می نماید.
سیستم های رنگ آمیزی:
سیستم های رنگ آمیزی بر حسب شرایط محیطی و مقاومت مورد انتظار ، وضعیت لایه های رنگ قبلی تعیین می گردد. خواص رزین های بکار رفته در رنگ، اثر اصلی را در خواص نهایی فیلم رنگ دارند. این سیستم ها معمولاً بر اساس رزین بکار رفته شناخته می شوند.
آماده سازی سطوح:
همانطور که قبلاً اشاره شد روش های گوناگونی جهت محافظت سازه های فلزی در برابر خوردگی وجود دارد. اعمال رنگ های حفاظتی یکی از ساده ترین و مرسوم ترین این روش ها می باشد. اینگونه رنگ ها زمانی کارایی بهینه خود را نشان می دهند که سطوح قبل از رنگ آمیزی به صورت مناسبی آماده سازی شده باشند.آماده سازی مناسب سطوح ناخالصی ها را زدوده و سطح موثر تماس فیلم رنگ و سطح را بدون عامل بازدارنده در کنار یکدیگر قرار می دهد و از این طریق موجب افزایش چسبندگی رنگ روی آنها می گردد. همچنین اثر خورندگی گالوانیکی لایه اکسیدی و زنگ زده نیز با این روش ها حذف می شود.
پیش از انجام عملیات آماده سازی سطوح سه نکته لازم است مورد توجه قرار گیرد:
1- شرایط آب و هوایی منطقه حین و بعد از عملیات آماده سازی
2- میزان تمیزی سطح
3- میزان زبری سطح
جهت آماده سازی سطوح روش های گوناگونی وجود دارد. در این میان می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
- زدایش بوسیله مواد ساینده خشک
- زدایش بوسیله جریان آب
- زدایش بوسیله مخلوط مواد ساینده و جریان آب
- زدایش بوسیله ابزار برقی و دستی
- زدایش بوسیله شعله آتش
- زدایش بوسیله مواد شیمیایی
- زدایش بوسیله بخار آب
- زدایش بوسیله پلاسما و گاز داغ
-زدایش بوسیله نیتروژن مایع
- زدایش بوسیله روش های اولتراسونیک
- زدایش بوسیله لیزر
در این میان روش های چهار گروه اول جهت آماده سازی سازه های بزرگ صنعتی و دریایی معمول تر از بقیه می باشند. لذا ما در این مقاله با توجه به آشنایی عمومی با این روش ها ، نکات حائز اهمیت را مورد بررسی قرار می دهیم.
روش پرتاب مواد ساینده خشک
این روش می تواند در محیط های بسته و یا روباز و با اپراتور انسانی یا ماشینی انجام می شود. بازده این روش به نوع مواد ساینده، نوع کمپرسور، نوع نازل و مهارت اپراتور بستگی دارد. در اینجا این عوامل را بصورت اجمال بررسی می کنیم:
الف: انتخاب نوع مواد ساینده:
در این روش ذرات مواد ساینده تحت فشار بالا بوسیله کمپرسور ، شیلنگ ویژه و نازل مقاوم در برابر سایش به سمت سطح مورد نظر پرتاب می شوند. انتخاب مواد ساینده و فشار پرتابی بر حسب نوع سازه ،تمیزی میزان زبری، مقاومت سازه و شرایط محیطی متفاوت خواهد بود. در این راستا مواد ساینده طبق مشخصات و مولفه های زیر دسته بندی می شود:
1- سختی
2- اندازه
3- شکل ذرات
4- دانسیته
5- میزان ذرات ساینده بسیار ریز و چسبیده روی ناصافی های سطح پس از بلاستینگ
6- میزان و توزیع ذرات گرد و غبار حاصل از بلاستینگ
7- نوع طبقه بندی بر حسب مقررات زیست محیطی
چهار ویژگی اول ذکر شده تاثیر زیادی در میزان زبری، سرعت و قدرات تمیز کردن سطح دارند. علت آن است که زدودن ناخالصی ها و همچنین زبری ناشی از آزاد شدن انرژی حاصل از برخورد ذرات با سطح می باشد. این انرژی تابعی از میزان جرم ذرات پرتاب هر ذره و ضربه و نیروی برشی حاصل می باشد. از طرف دیگر هرچه ذرات حالت هندسی چند ضلعی گوشه دار داشته باشند، زبری سطحی کمتر می شود. در واقع به این وسیله عمق ذره های پروفیل ایجاد شده کمتر خواهد بود. به همین دلیل برخی اپراتورها مخلوطی از مواد ساینده کروی و یا مواد ساینده بازیافتی که حالت هندسی زاویه دار آنها به حالت کروی نزدیک تر شده است را همراه مواد ساینده زاویه دار معمول مصرف می کنند. در این حالت احتمال بروز عیوبی مانند ، Hackles، Rogue Peak، Lamination یا Slivering کاهش خواهد یافت.

-->ali<-- · Dec 28, 2011

ممنون دوست عزیز مقاله جالب بود بخصوص این عکسش

-->ali<-- · Dec 29, 2011

اصول فرزکاری

اصول فرزکاری

طریقه عمل فرزکاریفرزکاریبوسیله بدنه و یا پیشانی تیغه فرزمقایسه تراش با بدنه و تراش با پیشانی فرزفرزکاری با حرکت همراه و معکوسانواع ماشین های فرز وساختمان آنهاابزارهای فرزکاری
اصول فرزکاریقطعات مختلفی که جنسشان از فولاد، چدن، فلزات غیرآهنی و یا موادمصنوعی بوده و لازم باشد که دارای سطوح هموار و یا خمیده و یا اینکه دارای شکاف ودندانه و غیره باشند می‌توان فرزکاری کرد. سطوح جانبی قطعاتی که فرز می‌شوند ممکناست روتراشی شده و یا پرداخت شده باشد لیکن قطعاتی که احتیاج به سطح تراشیده شدهخیلی پرداخت داشته باشند مانند راهنماهای ماشین‌های ابزار پس از فرزکاری آن‌ها راشابر زده و یا بوسیله سنگ پرداخت می‌کنند. انواع روش‌هاي فرزكاريفرايند فرزكاري به چهار عامل وابسته است: زمان باربرداري و يا بي باري ماشين، زمان برش، زمان حركت ابزار به سمت قطعه كار و يا دور شدن از آن و زمان تعويض ابزار، در فرزكاري سرعت حركت ابزار برش به پارامترهاي بسياري وابسته است. پارامترهاي زير بر اساس جنس قطعه كار، جنس ابزار، اندازه ابزار و ديگر موارد مي‌باشد كه در اينجا به شش پارامتر مهم اشاره مي‌شود: تغذيه برش، سرعت برش، سرعت اسپيندل (كارگير دستگاه فرز)، نرخ تغذيه، عمق محوري برش، عمق شعاعي برش.در طول فرايند فرزكاري ممكن است عمليات مختلفي بر روي قطعه كار بر اساس شكل، اندازه، جنس و طرح مورد نظر انجام گيرد تا قطعه مطابق با نقشه طرح شده توليد گردد. در اينجا به 9 عمليات مختلف اشاره مي‌شود.1- End milling : اين عمليات پايان دهنده عمليات ماقبل خود مي‌باشد و قطعه فرزكاري شده را كامل مي‌كند.

http://www.technicaltoolworld.com/Binary/UploadedFiles/2011-05-21/raohjcniuz__480_480_Pocket-milling -End milling.png

2- Chamfer milling: اين عمليات لبه‌هاي تيز قطعه كار را تراشيده و آن را از لحاظ ظاهري و ايمني كامل مي‌كند.

3- Face milling : اين عمليات به كف تراشي يا روتراشي نيز مشهور است و سطوح قطعه‌ كار را پرداخت و يا به ميزان مورد نياز برداه برداري مي كنند.

4- Drilling : عمليات سوراخ‌كاري از ابتدايي ترين و ضروري ترين عمليات است كه در اغلب پروسه ماشينكاري انجام مي‌شود.

5- Boring : سوراخ تراشي عملياتي است كه سوراخ ايجاد شده توسط مته كاري، به اندازه و فرم مورد نظر در مي‌آيد و ابزار آن بصورت متصل به يك محور عمودي درون سوراخ قرار گرفته و براده برداري را آغاز مي‌كند و همانطور كه در تصوير مشاهده مي‌كنيد؛ اين ابزار فقط از يك نقطه (گوشه) با قطعه كار تماس دارد و برداه برداري مي‌كند و مانند يك محور لنگ عمل مي‌كند كه بر روي سطح داخلي سوراخ حركت مي‌نمايد.

6- Counterboring : در اين عمليات ابزار براده برداري در سوراخ قرار مي‌گيرد ولي با اين تفاوت كه تمام قطر خارجي ابزار، تمام قطر داخلي سوراخ را مي‌تراشد. در انتهاي ابزار ميل راهنما به دقيق تراشيده شدن سوراخ كمك مي‌كند و از انحراف ابزار جلوگيري مي‌كند. اين عمليات نيز پس از عمليات مته كاري كاربرد دارد.

7- Countersinking : اين عمليات نيز پس از سوراخ كاري كاربرد دارد. هنگامي كه بخواهيم پيچ بسته شده بر روي قطعه كار بطور كامل روي آن قرار بگيرد و بنشيند و نيز برجستگي نداشته باشد، بالاي سوراخ ايجاد شده را به زواياي مورد نظر كمي مخروطي مي‌كنند تا گل پيچ كاملا با سطح كار يكسان گردد. اين زوايا معمولا: 60 – 90 – 100 – 118 – 120 درجه مي‌باشد. البته گل پيچ نيز بايد زاويه دار باشد.

8- Reaming : اين عمليات نيز پس از مته كاري استفاده مي‌شود. در اين عمليات ابزار بصورت محوري درون سوراخ ايجاد شده قرار گرفته و با براده برداري به ميزان بسيار كمي، سوراخ را به اندازه مورد نظر مي‌رساند. اين عمليات براي ايجاد سوراخ‌هايي با دقت بسيار بالا كاربرد دارد.

9- Tapping : اين عمليات به قلاويزكاري نيز شناخته مي‌شود كه درون يك سوراخ ايجاد شده توسط مته كاري، پيچ تراشيده مي‌شود. طول پيچ به طول سوراخ بستگي دارد. در قلاويزكاري لازم است سوراخ كمي بزرگتر از قطر نهايي پيچ ايجاد شود و با قلاويز كاري در سه مرحله به قطر مورد نظر برسد. براي قلاويزكاري در ايجاد انواع پيچ‌هاي ميليمتري و اينچي، جداول استانداردي موجود است كه تمام مشخصات قطعه كار و ابزار قيد شده است.

طریقه عمل فرزکاریدر موقع فرزکاری در اثر گردش تیغه فرز که لبه‌های برنده آن روی محیطدایره‌ای قرار دارند از کار براده‌هایی قطع شده و برداشته می‌شوند تیغه فرز راابزار چند لبه (دنده) نیز نامیده‌اند و برای آن که دنده‌های تیغه در کار نفوذ داشتهباشند فرم گوه‌ای دارند (مانند رنده تراشکاری).حرکت دورانی تیغه فرز حرکت اصلی یابرش نام دارد.برای ایجاد ضخامت براده کار دارای یک حرکت مستقیم الخط و یا به اصطلاححرکت بار است. حرکت اصلی و بار بوسیله ماشین فرز صورت می‌گیرد. در فرزکاری هر یک ازدنده‌های تیغه فرز در حین گردش دروانی خود فقط مدت کوتاهی براده‌گیری می‌کنند و تانوبت‌ بعدی بدون آن که براده بگیرند آزاد گردش کرده و خنک می‌شوند لذا این ابزارمثل رنده تراشکاری در اثر برش تحت فشار دائم واقع نمی‌گردد. فرزکاریبوسیله بدنه و یا پیشانی تیغه فرز (فرز غلطکی و تیغه فرز ساده)موقعیکه قطعه‌ای را با بدنه فرز غلطکی می‌تراشند محور تیغه به موازات سطح کار واقعمی‌شود.تیغه فرز فرم غلطکی را داشته و با لبه‌هایی که در دورادور بدنه‌اش دارد ازقطعه کار براده جدا می‌کند و براده‌های جداشده فرم (واو) را دارند. در تراش باپیشانی تیغه فرز محور تیغه فرز عمود بر محور کار قرار می‌گیرد. در این حال تیغه فرزتنها با دندانه‌های محیط خود کار نکرده بلکه مقطع دندانه‌ها که همان پیشانی فرزباشد نیز کار می‌کنند و براده‌هایی که گرفته می‌شود دارای ضخامت یکنواخت هستند. مقایسه تراش با بدنه و تراش با پیشانی فرزوقتی بدنهتیغه فرز از کار براده بر می‌دارد چون براده‌ها ضخامت نامتساوی دارند فشار بر ماشینفرز یکنواخت نیست و در نتیجه اگر تیغه فرز لنگی محیطی مختصری داشته باشد جلوگیری ازآن به سهولت مقدور نخواهد بود. وجود این لنگی باعث می‌شود که روی سطح فرز شده کاربرای هر دور گردش تیغه یک علامت موجی (موج فرز) نقش ببندد. اما موقعی که پیشانی فرزبراده بر می‌دارد همانطور که قبلاً هم ذکر شد ضخامت براده سرتاسر یکنواخت است و بههمین جهت هم فشار وارده بر ماشین یکنواخت خواهد بود و در نتیجه قدرت براده‌گیریماشین به طور عموم در حدود 15 درصد الی 20 درصد نسبت به طریقه قبل بیشتر خواهد بودو چنانچه تیغه فرز هم لنگی محیطی مختصری داشته باشد در این حال روی هموار بودن سطحتراشیده شده هیچ اثری نداشته و به همین جهت هم سطوح بدست آمده نسبت به تراش با بدنهتیغه صافتر خواهند بود.لذا توصیه می‌شود که حتی‌الامکان سطوح هموار کار را به اینطریقه فرزکاری نمایند. فرزکاری با حرکت همراه و معکوسدر فرزکاری غلطکی یا با بدنه تیغه حرکت بار قاعد تا بر خلاف جهت گردشتیغه فرز تنظیم می‌شود لیکن ممکن است که جهت حرکت بار را نیز با جهت حرکت تیغههمراه کرد.در طریقه اول که جهت حرکت تیغه و کار یکی نیست و اکثراً کار با تیغهفرزهای غلطکی این حالت را دارند براده ابتداء از نقطه نازکتر جدا می‌گردد و قبل ازآنکه دنده‌های تیغه فرز در داخل کار نفوذ کند روی سطح کار سر می‌خورد و به این جهتاصطکاک زیادی تولید شده و نیروی برش سعی دارد که قطعه کار را به بالا بکشد.درطریقه دیگر که حرکت بار در همان جهت گردش تیغه فرز انجام می‌شود برخلاف حالت قبلدنده‌های برنده تیغه از ضخیم‌ترین نقطه شروع به براده‌گیری می‌کنند و چون در اینجالقطعه کار محکم به تکیه‌گاه خود فشرده می‌شود از این طریقه برای فرزکاری قطعات نازکاستفاده می‌نمایند بعلاوه این طریقه را نیز برای حالاتکیه عمق برش زیاد باشد بکارمی‌برند لیکن بایستی در نظر داشت که وضع ساختمانی ماشین اقتضای انجام اینگونه کار(جهت حرکت بار با جهت گردش تیغه فرز همراه باشد) را داشته باشد نکته‌ایکه قبل از هرچیز باید مراعات شود این است که میل پیچ میز نبایستی لق باشد زیرا در غیر اینصورتقطعه کار به سمت تیغه فرز کشیده می‌شود. انواع ماشین های فرز وساختمان آنهافرم و بزرگی قطعات فرزکاری از نظر مراعات نکات اقتصادیایجاب می‌کند که ماشینهای فرز انواع ساختمانی مختلف داشتهباشند:ماشین فرز افقی (ساده)این ماشین تقریباً برای انجامکلیه کارهای عادی فرز مورد استفاده واقع می‌شود و از این جهت نام فرز افقی به آنداده‌اند که میل فرز آن افقی یاطاقان بندی شده است. بدنه ماشین حامل این میل فرزکه افقی یاطاقان شده است به اضافه دستگاه حرکت اصلی و بار و همچنین میز گونیا باکشوی عرضی و میز فرز و سایر متعلقات آن می‌باشد. میل فرز معمولاً در یاطاقانساچمه‌ای یا لغزنده پایداری می شود و برای آنکه کار کاملاً بدون سر و صدا انجام شودابعاد میل فرز را به اندازه کافی بزرگ انتخاب کرده‌اند. برای محکم بستن ابزارهایفرزکاری سر میل فرز دارای یک مخروط داخلی و یک مخروط خارجی است.دستگاه حرکتاصلی به میل فرز حرکت دورانی که همان حرکت اصل باشد می‌دهد و برای آنکه تیغه فرز باسرعت برش مناسب و صحیحی بگردد عده‌گردش ماشین متغیر است. ماشینهای قدیمی دارایدستگاه حرکت پله‌ای هستند لیکن ماشین‌های مدرن بوسیله موتور فلانش (سرخود) کارمی‌کنند و با کمک جعبه‌دنده و اهرمی ممکن است با 12 سرعت مختلف و یا بیشتر آن نیزکار کرد. دستگاه بار قطعه کار را روی میز ماشین فرز محکم می‌بندند و برای عبوردادن کار از جلوی تیغه فرز میز گونیا در جهت ارتفاع و کشوی عرضی در جهت عرضی و خودمیز ماشین در جهت طولی قابل حرکت هستند برای به حرکت درآوردن آنها میله‌های پیچ شدهکه وصل به چرخهای دستی می‌باشند عمل می‌کنند بعلاوه میز ماشین بوسیله دستگاه بارنیز می‌تواند حرکت کند. این حرکت مستقیماً از دستگاه حرکت اصلی و یا غیرمستقیم توسطموتور بار مخصوصی صورت می‌گیرد و بوسیله دستگاه خار متحرک یا دستگاه جعبه‌دنده ایکهحرکت عرضی دارد می‌توان سرعت های بار مختلف و مناسب بکار برد.برای وصل دستگاه باربا میل پیچ شده میز ماشین از یک میله خاردار و یک دستگاه حلزون استفاده می‌شود وطول بار را ممکن است بوسیله بستهای مخصوص مناسب با کار محدود کرد. ماشینهای فرزبزرگ اغلب با دنده‌هایی که حرکت سریع دارند مجهز می‌شوند و با به حرکت درآوردناین دنده‌ها قطعه کار در مدت خیلی کوتاه مقابل تیغه فرز قرارمی‌گیرد. ماشین فرز عمودیبا این ماشین اغلب کارهایپیشانی تراشی انجام می‌شود میل فرز این ماشین به حال عمودی در قسمت فوقانی بدنهیاطاقان‌بندی شده و این قسمت فوقانی به دور محوری قابل گردش بوده بطوریکه ممکن استمیله فرز را که در آن یاطاقان شده در وضع مایلی نیز ثابت نگه داشت. حرکت اصلی و باردر این ماشین نیز کاملاً مطابق با ماشین فرز افقی صورتمی‌گیرد. به طور کلی ماشینهای فرز عمودی مانند سایر ماشینها دارای سرعتهای مختلف بوده که برای انواع تراش فلزات با انواع تیغ فرزهای انگشتی و یا تیغ فرزهای پیشانی تراش استفاده می گردد. قسمت هاي‌مهم اين دونوع‌دستگاه‌را كه از متداولترين آنهاست مي توان چنين معرفي كرد: 1- پايه ميز 2- فلكه تنظيم ارتفاع ميز (فلكه حركت عمودي ميز) 3-كشوي حركت عرضي ميز 4- فلكه تنظيم حركت عرضي ميز 5- ميز اصلي ماشين 6- دسته حركت طولي ميز ماشين 7- اهرم حركت اتومات ميز 8- سردستگاه (درفرز افقي ) وكلگي ماشين (در فرز عمودي )كه قابل تنظيم است. 9- ضامن كلگي (درفرز افقي ) وفلكه تنظيم حركت عمودي محور (درفرز عمودي ) 10- محور كار يا درن (درفرز افقي ) ومحوركار يا گلويي (درفرز عمودي ) 11- اهرم تغيير عده دوران 12- اهرم تنظيم مقدار پيشروي 13- محدود كننده هاي حركت اتومات ميز
ماشین فرز یونیورسالفرق اساسی این ماشین باماشینهای فرز فوق‌الذکر اینست که میز آن بسمت راست و چپ قابل گردش بوده و در نتیجهموارد استعمال این ماشین برای انواع مختلف کارها مانند درآوردن شکافهای مارپیچ ونظایر آن ها زیاد است.ماشین فرز طولیمورد استعمالاین ماشین منحصراً برای کارهای سنگین است.ماشین فرز عرضیاز این ماشین برای انجام کارهای سری استفاده می‌شود.وضع ساختمانیماشین طوری است که میل فرز و بدنه‌اش قابلیت حرکت ارتفاعی دارند حرکت بار آن توسطمیز صورت می‌گیرد. ماشینهای فرز عرضی بزرگ اغلب دارای چندین میل فرزمی‌باشند.ماشین‌های فرز پیچ بریاین نوع فرزهاانواع ساختمانی مختلف داشته و برای پیچ‌بری آنها را بکارمی‌برند.ماشین‌های فرز چرخنده‌تراشاین ماشینها همانواع مختلف بسیار دارند.ماشین‌های فرز الگوتراشیماشینهایی هستند که برای ساختن کارهایی که دارای سطوح محدود نامنظمیمی‌باشند به کار برده می‌شوند مانند تراش قالبها طبق شابلن یاالگو. ابزارهای فرزکاریتیغه فرزها را اکثراً ازفولاد تندکار (SS) تهیه می‌کنند دلیل آن هم این است که با این فولاد سرعت برش را بهمراتب بیشتر از فولاد ابزار می‌توان انتخاب کرد. اغلب لبه برنده فرزها را از فولادسخت می‌سازند چون قیمت فولاد تند کار گران است لذا در فرزهای بزرگ بدنه آنها را ازفولاد ساختمانی تهیه کرده و لبه‌های برنده‌ای از فولاد تندکار به آن وصل می‌کنند واگر جنس کار طوری باشد که اثر سائیدگی زیادی روی لبه برنده ایجاد کند در این حاللبه برنده فرز را از فولاد سخت تهیه می‌کنند. انواع تیغه فرزهااصولاً بر حسب فرم دنده تیغه فرزها را به دو دسته یکی تیغه فرزهایدنده تیز (فرز شده) و دیگری پشت تراشیده تقسیم می‌کنند تیغه فرزهای متداول تحت نرمدرآمده‌اند.تیغه‌های فرز شدهقدرت برش تیغه فرز ومرغوبیت سطح خارجی قطعه کار تا حد زیادی ارتباط با لبه برنده تیغه دارد. لبه‌هایبرنده این ابزار نیز مانند سایر ابزارهای برنده فرم گوه‌ای داشته و از طریق فرزکاریساخته می‌شوند.
مقدار زاویه لبه برنده متناسب با جنس قطعه کار خواهد بود. همچنینتقسیم‌بندی دنده‌های تیغه فرز هم بستگی با جنس قطعه کار دارد.موقع فرزکاری موادنرم براده‌های جدا شده بزرگ بوده و بوسیله فواصل بزرگ بین دنده‌های تیغه فرزهایدنده درشت بخار سطح کار هدایت می‌شوند در تیغه‌فرزهای نرم شده سه تیپ ابزار W , H , N وجود دارد.لبه‌های برنده فرم مارپیچ که ممکن است مارپیچ چپ و یا راست داشتهباشند موقع براده‌برداری یک نیروی قیچی شدن در جهت محور تیغه بوجود می‌آورند. ایننیرو (فشار محوری) باید بر خلاف بدنه میل فرز اثر داشته باشد والاّ درن فرز از میلهباز خواهد شد. بر حسب دین فرزی چپ براست که بر خلاف جهت حرکت عقربه ساعت (نسبتبه دستگاه اصلی حرکت) گردش کند و راست بر تیغه فرزی را گویند که در جهت حرکت عقربهساعت گردش داشته باشد.فرزهای تیغچه‌داراین تیغه‌فرزهادارای تیغچه‌های جداجدا هستند که در بدنه تیغه فرز کار گذاشته شده و چنانچه بهتیغچه‌ای صدمه‌ای وارد شود به سهولت می‌توان آن را عوض کرد این گونه تیغه فرزها رابیشتر برای پیشانی تراشی سطوح بزرگ مورد استفاده قرار می‌دهند.تیغهفرزهای پشت تراشیدهبرای فرزکاری سطوح غیرتخت تیغه‌های فرز شدهنمی‌توانند مورد استفاده واقع شوند زیرا این دسته از تیغه فرزها در نتیجه تیز کردنمجدد پروفیل خود را از دست می‌دهند.لذا برای منحنی ها،قوسهای دایره و سایرپروفیلها و همچنین اغلب اوقات برای فرز کردن شکافها تیغه فرزهای پشت تراشیده فرمدار به کار برده می‌شوند عمل پشت تراشی برای این تیغه‌ها از این جهت لازم است کهزاویه آزاد پیدا کنند. زاویه براده آنها اکثراً برابر با صفر درجه است و موقع تیزکردن آنها را از سطح پیشانی سنگ می‌زنند و به این طریق در فرم یا پروفیل تیغه فرزتغییری حاصل نمی‌شود.تیغه فرزهای مرکبتیغه فرزهای مرکبعبارت از چند تیغه فرز شده و یا پشت تراشیده است که دارای قطرهای متفاوت بوده وپهلوی هم سوار شده باشند.توسط این گونه تیغه‌ها می‌توان پروفیل که شامل فرمهایمختلف باشد در یک برش بدست آورد و با بکار بردن چند تیغه مختلف که با هم روی یک درنسوار شده باشند انواع کارهای مختلف را می‌توان انجام داد و به این طریق می‌توان ازبکار بردن تیغه فرزهای فرم دار گران قیمت صرفه‌جویی کرد. تصاویر ابزارهای فرزکاری
1- تصویر اول مجموعه ای از ابزارهای فرزکاری را نشان میدهد. ابزارهای مته و مته مرغک، شیارتراشی، کف تراشی، زاویه تراشی و روتراشی است.
2- زاویه تراشی، کف تراشی و داخل تراشی
3- ابزار کف تراشی زاویه دار. به لبه های برنده زرد رنگ توجه کنید. این لبه ها پیجی بوده و بر روی بدنه اصلی نصب میشوند.
4- ابزار شیار تراشی با لبه های برنده متحرک

http://www.technicaltoolworld.com/Binary/UploadedFiles/2009-08-28/uhotibmfsh__90_116_Milling cutters.jpg

http://www.technicaltoolworld.com/Binary/UploadedFiles/2009-08-28/riwbnarluw__104_121_SC Side Milling Cutter.jpg

-->ali<-- · Dec 29, 2011

صنعت و كاليبراسيون

صنعت و كاليبراسيون

کاليبراسيونچيست ؟
علت کاليبراسيون چیست؟

زمان مناسب برای کاليبراسيون
مکان مناسب کاليبراسيون
چگونگي کاليبراسيون
وضعيتکاليبراسيون
اهمیت نگهداري سوابق کاليبراسيون
كاليبراسيون صنعتی حضوردربازارهاي رقابتي فشرده در جهان امروز،صنعتگران رابرآن داشته است تا بيش از گذشته به کيفيت محصولات خود توجه نمايند. عواملمتعددي برکيفيت يک محصول تاثير مي گذارند که در اينجا مي توان از دانش فني،مواداوليه،نيروي انساني،تکنولوژي و ماشين آلات و...نام برد. يکي ديگرازاين عواملموثر،ابزارهاي اندازه گيري هستند که وظيفه محک زدن کيفيت محصول را باتوجه بهاستانداردها بر عهده دارند.
براي حصول اطمينان از کيفيت يک محصول، بايد ابزارهااز صحت و دقت عملکرد لازم برخوردارباشند؛ و به همين منظورمفهوم کاليبره کردنابزارهاي اندازه گيري مطرح مي گردد.
شناخت اهميت کاليبراسيون براي تجهيزاتاندازه گيري مستقر در کارخانجات و صنايع يکي از مسايل مهمي بود که با آغاز استقراراستانداردهاي سري 9000 در کارخانجات ايران مورد توجه قرار گرفت.
در اين مياندر بعضي از مراکز موجود به علت عدم آگاهي مشاوران يا مسئولين مربوطه حتي الزاماتاوليه کاليبراسيون اعم از دانش فني ،تجهيزات مناسب ،قابليت رديابي و ...رعايت نميشود. حتي از گواهي نامه هاي کاليبراسيون صادره عليرغم هزينه هايي که در بر دارد نيزاطلاعات لازم جهت استفاده در سيستم اخذ نمي شود. بنابراين به نظر مي رسد که درک صحيحو کامل از مفهوم کاليبراسيون، و اجراي درست آن، در بهينه سازي سيستم اندازه گيري ونيز در جلو گيري از هزينه هاي اضافي کمک شاياني مي کند. در شكل زير انواع تجهيزات بازرسي و كاليبراسيون را مشاهده مي‌كنيد.

کاليبراسيونچيست ؟تعاريف متعددي براي کاليبراسيون ارائه شده است. دراستاندارد مليايران در بخش "واژه ها و اصطلاحات پايه و عمومي اندازه شناسي" کاليبراسيون چنينتعريف شده است :
مقايسه ابزار دقيق با يک مرجع استاندارد آزمايشگاهي در شرايطاستاندارد ، جهت اطمينان از دقت و سلامت آن و تعيين ميزان خطاي اين وسيله نسبت بهآن استاندارد وتنظيم آن در مقايسه با استاندارد.تعريف ديگري که ميتوان ارائهداد اين است که : کاليبراسيون مقايسه دو سيستم يا وسيله اندازه گيري است(يکيبا عدم قطعيت معلوم و ديگري با عدم قطعيت نامعلوم) به منظور محاسبه عدم قطعيت وسيله ايکه عدم قطعيت آن نامعلوم است.
تعريف ديگري که در ايزو 10012 آمده است کاليبرهکردن را چنين معرفي كرده است: مجموعه اي از عمليات که تحت شرايط مشخصي برقرار مي شودو رابطه ي بين مقادير نشان داده شده توسط وسيله اندازه گيري و مقادير متناظر آنکميت توسط استاندارد مرجع را مشخص مي نمايد.معمولا کاليبراسيون اوليه دستگاهآزمون و اندازه گيري (tme) در مرحله ي ساخت و توليد آن انجام مي گيرد که مي تواندشامل اين مراحل باشد : درجه بندي دستگاه ، تنظيم مدارات الکتريکي موجود روي وسيلهمانند تنظيم نشان دهنده هاي ديجيتالي،تخمين عدم قطعيت و پايداري دستگاه . پس ازاين مراحل وسيله اندازه گيري با توجه به طول عمر آن مورد استفاده قرار مي گيرد. کاليبراسون مجدد جهت اطمينان از عملکرد صحيح دستگاه ها و کنترل کيفيت اجزاي آنهامورد نياز است. بنابراين با کاليبراسيون مجدد مي توان عوامل و اجزايي از دستگاه راکه کيفيت خود را از دست داده است، شناسايي کرد .
علت کاليبراسيون چیست؟کاليبراسيون اوليه وسيله اندازه گيري چگونگي کارايي مورد ادعاي سازنده رابه مشتري نشان مي دهد. پارامتر هايي که توسط دستگاه اندازه گيري مي شود بهاستاندارد هاي اندازه گيري قابل رديابي ارجاع داده مي شود که اگر چنين نباشداطميناني به آنها نمي توان داشت.
کاليبراسيون مجدد به خاطر کنترل و نگهداريفرايند هاي اندازه گيري که با وسيله ي اندازه گيري انجام مي شود لازم است . معمولاعدم قطعيت وسيله نسبت به زمان و با استفاده هاي مکرر از آن افزايش مي يابد . شناسايي رشد تدريجي عدم قطعيت و افزايش آن به راحتي توسط کاربران امکان پذير نيست. آنچه که در اندازه گيري بسيار ضروري است قابليت رديابي است . برقراري قابليت رديابيکه با کاليبراسيون امکان پذير مي شود در کنترل سيستم اندازه گيري و تجارت بينالمللي ضروري مي باشد . قابليت رد يابي عبارت است از : قابليت ارتباط مقدار يکاستاندارد يا نتيجه ي يک اندازه گيري با مرجع هاي ملي و بين المللي، از طريق زنجيرهي پيوسته ي مقايسه ها که همگي عدم قطعيتي معين دارند که به صورت ملي يا بين الملليتعيين يا مشخص مي شوند .
از ملزومات هر تحقيقات ، طراحي فعاليت هاي توليدي،آزمون هاي نهايي و کاليبراسيون توليدات و تجهيزات قبل از تحويل مي باشد . همچنينکاليبراسيون قابل رديابي ،حصول اطمينان از عدم قطعيت اندازه گيري در يک بخش ازفرايند را که بر بخش هاي ديگر فرايند تاثير گذار است امکان پذير مي سازد.
اعتبار اندازه گيري ها مربوط به تحقيقات بستگي به درستي برآورد پديده هاي تحتمطالعه و عدم قطعيت هاي به دست آمده دارد. کاليبراسيون وسيله هايي که در تحقيقاتمورد استفاده قرار مي گيرند، عدم قطعيت و کنترل رشد عدم قطعيت را مشخص مي نمايد وبه محقق کمک مي کند که به نتايج حاصل از تحقيقات خود اطمينان داشته باشد؛ که ايننتايج ناشي از تغييرات واقعي پديده هاست؛ نه ناشي از عدم درستي در تخمين عدم قطعيتهاي اندازه گيري.
زمان مناسب برای کاليبراسيونتعيين زمان کاليبراسيون يکياز تصميمات مهم و قابل توجه است که البته به نظر برخي منجر به اتلاف وقت و پول ميگردد. عدم قطعيت هاي اندازه گيري سبب اتخاذ تصميمات نادرستي مي شود که اين تصميماتنادرست، ناشي از نتايج اندازه گيري فريبنده مي باشد.
هدف، انجام کاليبراسيونمجدد در فواصل زماني بهينه است؛ به طوري که بين هزينه کاليبراسيون و هزينه هاي ناشياز عدم کاليبراسيون تعادل ايجاد شود . در حال حاضر براي تعيين فواصل کاليبراسيونمجدد، بيشتر به درصد درستي مورد انتظار وسيله هاي اندازه گيري توجه مي شود؛ که ايندرصد را مي توان از مشخصات آن به دست آورد . بزرگي اين درصد نشانگر کم بودن شانسبروز اندازه گيري نادرست بوسيله دستگاه اندازه گيري است. برخي از کاربران اين درصدرا به منظور اطمينان بيشتر از کنترل کيفيت اندازه گيري، 95 درصد و يا بيشتر انتخابمي کنند؛ که آن هم بستگي به سياست و خط مشي کلي کيفيت در شرکت مربوطه دارد. بنابراين انتخاب اين درصد قرار دادي بوده و راحت ترين انتخاب قابل قبول 85 تا 90درصد است . فرايند تعيين زمان کاليبراسيون از محاسبات مشکل رياضي و آماري است ونيازمند داده هاي درست و کافي در حين کاليبراسيون است .
مکان مناسب کاليبراسيونکاليبراسيون در آزمايشگاه هاي مرجع انجام مي پذيريد. کاليبراسيون مي تواند درمکاني که وسيله اندازه گيري مورد استفاده قرار مي گيرد نيز انجام شود. اين عمل ازمزاياي زير برخوردار است:
1- تنش هاي ناشي از جابجايي وسيله به حداقل مي رسد2- کاليبراسيون ساده تر و ارزان تر تمام مي شود چون کاليبراسيون فقط در نقاطمورد نظر كاربران انجام مي شود.3- کاربران مي توانند از حفاظت دستگاههاي خودمطمئن باشند4- کاليبراسيون در کوتاه ترين زمان خود انجام مي گيرد و در عملکرددستگاه انقطاعي پيش نمي آيداز معايب اين عمل مي توان به موارد زير اشاره کرد: 1- تغييرات شرايط محيطي روي دستگاه هاي مرجع ممکن است تاثير گذار باشد2- ابعاد دستگاه هاي مرجع ممکن است مشکل ايجاد کند3- کاليبراسيون در محل،هزينه هاي اضافي دربر دارد
چگونگي کاليبراسيونکيفيت و هزينهکاليبراسيون بستگي به روش کاليبراسيون و تعداد نقاط مورد بررسي دارد. هزينهکاليبراسيون از عوامل مهم و تعيين کننده در انجام آن مي باشد . در روش هاي مختلفکاليبراسيون هزينه ها متغير است؛ بنابر اين لازم است توضيحات بيشتري درباره انواعروش هاي کاليبراسيون ارائه شود. سيستم هاي کاليبراسيون را مي توان به چهار گروه زيرتقسيم کرد : 1- کاليبراسيون جهت بازرسي و تصحيحباتوجه به نتايج حاصل ازبازرسي ،تصحيح اعمال مي شود. تا وقتي که خطا در حدود قابل قبول سيستم اندازه گيريباشد، نيازي به تصحيح نيست و از وسيله ي اندازه گيري مي توان استفاده کرد. اما اگرخطاي مقادير مورد اندازه گيري از حدود قابل قبول بيشتر باشد اعمال تصميمات لازمضروري است. 2- کاليبراسيون فقط به منظور بازرسياگر خطاي مقادير مورداندازه گيري که از اعمال بازرسي حاصل مي شوند در حدود تعريف شده باشد، از دستگاهاندازه گيري مي توان استفاده کرد.از آنجا يي که تصحيح ويا تعمير دستگاه اندازه گيريگران است با بازرسي هاي دوره اي تا زماني که خطاي وسيله اندازه گيري در حدود تعريفشده باشد استفاده از آن بلامانع است.چنانچه خطاها ازحدود تعريف شده تجاوز کنندوسيله اندازه گيري را بايد کنار گذاشت و يا تقليل رده و کلاس داد. 3- کاليبراسيونفقط به منظور تصحيحدر اين روش بازرسي انجام نمي شود اما تصميمات لازم جهترسيدن به مفهومي معادل کاليبراسيون جديد واستفاده از وسيله اندازه گيري انجام ميشود. به عنوان مثال تصحيح نقطه صفر وسيله اندازه گيري که به صورت دوره اي انجام ميپذيرد، استفاده مجدد از آن را امکان پذير مي نمايد.چنانچه نقطه صفر تغيير کرده باشد، با تصحيح مجدد مي توان وسيله اندازه گيري را تنظيم نمود. 4- عدم کاليبراسيوندر اين روش بدون انجام بازرسي و تصميمات لازم از دستگاه اندازه گيري استفاده ميشود . در اين حالت به دليل آنکه مقدار بعضي از خطاهاي مشخص دستگاه از حدود کنترلتعريف شده براي وسيله اندازه گيري در فرايند توليد کوچکترند، بدون انجامکاليبراسيون دوره اي از وسيله اندازه گيري استفاده مي شود . وضعيتکاليبراسيونپس از انجام کاليبراسيون وضعيت کاليبراسيون ابزار بايد مشخصباشد . اين بدين معني است که به طريقي ابزارهايي که کاليبره شده اند را مشخص کنيم . براي اين منظور معمولا از يک برچسب کاليبراسيون استفاده مي شود .توصيه مي شود کهاين برچسب با برچسبي که براي شناسايي ابزار استفاده مي شود متفاوت باشد . مواردي کهبايد در وضعيت کاليبراسيون مشخص شوند عبارتند از : 1- کاليبره بودن ابزار2- دقت و صحت واقعي ابزار3- تاريخ انجام کاليبراسيون بعدي4-محدوديتهاي کاربرد و استفاده از ابزار
اهمیت نگهداري سوابق کاليبراسيونبعد از انجام کاليبراسيون سوابق کاليبراسيون بايد نگهداري شود دلايل نگهدارياين سوابق عبارتند از : 1- امکان بررسي وضعيت و تغييرات ابزار در طول زمان جهتتعيين توالي انجام کاليبراسيون و نحوه بکارگيري ابزار
2- اثبات ادعاي کاليبرهبودن ابزار
سوابق کاليبراسيون بايد موارد زير را شامل شود: • اطلاعاتشناسايي دقيق ابزار مورد نظر (نوع ، نام ، شماره سريال و ... )
• نام مسئول ومحل نگهداري
• تاريخي که کاليبراسيون انجام شده است
• نتيجه کاليبراسيون درقالب مقادير خوانده شده پيش از تنظيم و پس از تنظيم براي هريک از پارامترهاي موردکاليبراسيون (اين مورد براي بررسي وضعيت و روند تغييرات ابزار ضروري است)
• تاريخ کاليبراسيون بعدي
• حدود خطاي قابل قبول
• شماره سريال استانداردهاييکه براي کاليبره کردن ابزار به کار رفته اند
• شرايط محيطي در حين کاليبراسيون
• بيان مقدار خطاي احتمالي (در قالب دقت و صحت)
• جزئيات تمامي تنظيمات ،خدمات ، تعميرات و تغييراتي که انجام شده است
• نام شخصي که عمل کاليبراسيون راانجام داده است
• جزئيات هر گونه محدوديت استفاده

-->ali<-- · Dec 31, 2011

راهنمای جوشکاری فولادهای زنگ نزن بر اساس استاندارد EN-1011

راهنمای جوشکاری فولادهای زنگ نزن بر اساس استاندارد EN-1011

موارد عمومی:
ابزارهای مورد استفاده در آماده سازی فولادهای زنگ نزن باید مخصوص این فولادها بوده و در مورد دیگر فلزات استفاده نشوند . آلودگی ابزار به فلزات دیگر میتواند باعث ایجاد خوردگی در فولادهای زنگ نزن گردد.
اکسید های سطحی بوجود آمده در اثر جوشکاری باید با روشهای مناسب حذف شوند. قطعات مورد استفاده برای آغاز و اتمام قوس جوشکاری باید از جنسی مشابه فلز پایه انتخاب شوند.
در صورتیکه قطعه فقط از یکطرف جوشکاری شود پاس ریشه باید از طرف مقابل تحت حفاظت گازهای محافظ قرار گرفته و پاس اول توسط TIG یا پلاسما اجرا شود.
در صورت استفاده از پشت بند دائم، این پشت بند باید از جنس فلز پایه باشد . همچنین در صورت امکان ایجاد خوردگی شیاری نباید از پشت بند دایم استفاده شود.
در صورت استفاده از پشت بند موقت مسی باید سطح پشت بند در قسمت ریشه جوش شیاری ایجاد گردد تا احتمال نفوذ مس در جوش کاهش یابد . می توان از آبکاری کرم یا نیکل نیز استفاده کرد.
در صورت استفاده از گاز محافظ در سمت ریشه جوش باید زمان اعمال گاز بدرستی رعایت گردد تا احتمال اکسید شدن ریشه از بین برود.
تمیز کاری پس از جوش باید حتما” اجرا گردد تا مقاومت خوردگی فولادها کاهش پیدا نکند. تمیز کاری را می توان بروشهای مختلف انجام داد:
- برس زنی با برس سیمی از جنس فولاد زنگ نزن
- بلاست با ذرات شیشه یا گوی های فولاد زنگ نزن
- سنگ زنی با سنگ های تمیز و مخصوص فولاد زنگ نزن
- اسید شویی
- پرداخت الکترولیتی
جوشکاری فولادهای آ ستنیتی:
تمامی فرآیندهای قوس الکتریکی را می توان برای این نوع فولادها بکار برد. حرارت ورودی را باید تا جای ممکن پایین نگه داشت تا باعث پیچیدگی، ترک گرم و حساس شدن فلز پایه نگردد. همچنین از پیش گرم این فولادها باید اجتناب شود .
آرایش لبه ها مانند فولادهای کربنی می باشد . در مورد ورقهای نازک می توان با ذوب کردن لبه ها بدون نیاز به فلز پرکننده جوشکاری را انجام داد.
فلز پرکننده باید بر اساس توصیه سازنده انتخاب شود . این مواد را می توان بر اساس استاندارد های EN 12073 , EN 12072 , EN 1600 انتخاب کرد .
مواد مصرفی در جوشکاری فولادهای آستنیتی معمولا” فلز جوشی شامل مقادیری فریت تولید می کنند تا احتمال ایجاد ترک گرم را کاهش دهند .
گاز محافظ در فرآیند TIG اغلب آرگون ، آرگون هیدروژن و یا آرگون هلیوم می باشد .
فولادهای آستنیتی دارای ضریب انبساط بالا و هدایت حرارتی کم هستند لذا بسیار مستعد یچیدگی هستند . بنابراین این موضوع باید کنترل شود .
عملیات حرارتی پس از جوش در اغلب موارد برای این فولادها نیازی نمی باشد . البته ممکن است جهت کاهش تنش پسماند یا افزایش خواص مطلوب عملیات C گرم کرد .°حرارتی آنیل اجرا گردد . همچنین می توان جهت تنش زدایی قطعه را تا ۴۵۰
جوشکاری فولادهای فریتی:
این فولادها را نیز می توان با انواع فرآیندهای قوس الکتریکی جوشکاری نمود . این فولادها مستعد رشد دانه می باشند لذا باید حرارت ورودی کم باشد .
C در فولادهای°گاهی ممکن است پیش گرم ۲۰۰ – ۳۰۰ نیمه فریتی با ضخامت بیشتر از ۳ mm نیاز باشد . از ورود کربن و نیتروژن به درون جوش باید جلوگیری شود . مواد مصرفی آستنیتی بدلیل داکتیلیتی بیشتر نسبت به فلز پایه برای جوشکاری این فولادها ترجیح داده می شود . در صورتیکه خطر ورود سولفور از محیط به درون قطعه باشد ، لایه نهایی جوش که با محیط در تماس است باید از مواد فریتی انتخاب شود . جهت جلوگیری ازخوردگی نباید مقدار کرم فلز جوش کمتر از فلز پایه باشد .
مواد مصرفی فریتی را نیز در مواقعی که نیاز به انبساط حرارتی برابر و یا نمای ظاهری یکسان سطح باشد ، انتخاب نمود.
گاز محافظ باید با پایه آرگون باشد و بهیچ وجه نباید شامل CO 2 ، هیدروژن یا نیتروژن باشد .
در فولادهای فریتی بدلیل ضریب انبساط کم و هدایت حرارتی بالا مشکل پیچیدگی بسیار کمتر از فولادهای آستنیتی است .
C انجام می گیرد تا علاوه بر°آنیل قطعه پس از جوشکاری در دمای ۷۰۰ – ۸۰۰ افزایش داکتیلیتی منطقه HAZ و کاهش تنشهای پسماند ، مقاومت به خوردگی بین دانه ای نیز بهبود می یابد .
جوشکاری فولادهای دوبلکس:
جوشپذیری فولادهای دوبلکس با تنظیم درصد آستنیت – فریت و افزایش نیتروژن بهبود یافته است و احتمال رشد دانه و یا ایجاد بیش از حد فریت در ناحیه HAZ کاهش یافته است .
برای جوشکاری این فولادها از تمامی فرآیندهای قوس الکتریکی میتوان استفاده کرد . در مواردیکه جوشکاری بدون فلز پر کننده اجرا می شود ناحیه اتصال باید بعد از جوشکاری آنیل شده و بسرعت تا دمای اتاق سرد شود .
به پیش گرم در این فولادها نیاز نمی باشد اما می توان حداکثر تا ۱۰۰ جهت حذف رطوبت قطعه را پیش گرم کرد .
میزان حرارت ورودی در این فولادها باید در یک محدوده مشخص قرار گیرد. حرارت ورودی کم باعث سریع سرد شدن و افزایش میزان فریت و حرارت ورودی بالا باعث رسوب فازهای بین فلزی می گردد . C و برای فولادهای°ماکزیمم دمای بین پاسی برای فولادهای کم و متوسط آلیاژ ۲۵۰ C می باشد.°پرآلیاژ ۱۰۰ – ۱۵۰
جهت دسترسی به ساختار جوش مناسب باید از مواد مصرفی با نیکل بالا استفاده شود.
برای فولادهای کم و متوسط آلیاژ که در محیطهای خورنده قرار می گیرند می توان از مواد مصرفی دوبلکس با مقادیر بالای کرم ، مولیبدن و نیتروژن استفاده کرد . از هیدروژن در گازهای محافظ باید اجتناب گردد. فولادهای دوبلکس به ترک هیدروژنی حساس هستند.
فولادهای دوبلکس حاوی مقادیر بالای نیتروژن ( > 0.20% ) نسبت به تشکیل تخلخل مستعد می باشند. احتمال ایجاد تخلخل در حالت جوشکاری بالاسری بیشتر می شود. برای رفع این مشکل باید پاسها نازک بوده و از طول قوس زیاد اجتناب گردد.
عملیات پس گرمایی در این فولادها اغلب نیاز نمی باشد. در صورت نیاز به آنیکل محلولی بعد از جوشکاری این عمل باید در دمای C بالاتر از دمای عملیات مشابه برای فلز پایه انجام گیرد. پس از این عملیات°۳۰ – ۴۰ قطعه باید بسرعت تا دمای محیط سرد شود.
جوشکاری فولادهای مارتنزیتی:
این فولادها را اغلب بروش TIG یا MMA جوشکاری می کنند البته روشهای قوس الکتریکی دیگر را نیز در شرایط خاص می توان استفاده کرد .
در کلیه حالات می توان از مواد آستنیتی یا مواد مشابه به فلز پایه استفاده کرد . حرارت ورودی باید حد C اجرا گردد .°نرمال باشد . پیش گرم بسته به نوع فولاد می تواند بین ۱۰۰ – ۳۰۰
در این فولادها نیز بدلیل هدایت حرارتی بالا و ضریب انبساط پایین پیچیدگی مشکل عمده ای نمی باشد .
در صورتیکه از مواد مصرفی آستنیتی برای جوشکاری این فولادها استفاده شود احتیاجی به PWHT نمی باشد ولی در صورت استفاده از مواد مصرفی مشابه فلز پایه عملیات حرارتی طبق توصیه سازنده فلز پایه الزامی است .

-->ali<-- · Jan 1, 2012

مولتی اسپیندل

مولتی اسپیندل

[h=2][/h]

در حال حاضر انجام عملیات سوراخکاری برقو و قلاویز دربسیاری از کارگاههای کوچک و بزرگ صنعتی کشورمان با استفاده از تجهیزاتی انجام میشود که تنظیم موقعیت و زاویه سوراخ در هر مرتبه از انجام عملیات با استفاده ازنیروی انسانی انجام می پذیرد و بر همین اساس احتمال بروز خطا و عدم یکسان بودنقطعات تولیدی بسیار زیاد و اجتناب ناپذیر است.
هر چند این روش تولید برای محصولات با تیراژ پایین توجیه پذیر و قابل اصلاح است ولی برای محصولاتی که در تیراژبالا تولید می شوند بروز اینگونه خطاها و عدم تطابقها از نظر فنی و اقتصادی به هیچ وجه قابل قبول و توجیه پذیر نمی باشد. و این در حالتی است که با استفاده از مولتی اسپیندل می توان بروز اینگونه خطاها و مشکلات را به حداقل ممکن کاهش داد. بر همین اساس روز به روز اهمیت دستگاه های مولتی اسپیندل در صنعت قطعه سازی افزوده می شود. دستگاه های مولتی اسپیندل دستگاه هایی هستند که قادر می باشند عملیات سوراخکاری برقو و قلاویز به طور همزمان برای چند سوراخ مختلف در یک قطعه با قطرها و زوایای مختلف را انجام دهند. به عنوان مثال در صورتی که در یک قطعه ۶ سوراخ مختلف وجودداشته باشد در روشهای تولید دستی این ۶ سوراخ با استفاده از ۶نیروی انسانی و در ۶مرحله انجام می شود. در حالی که می توان با استفاده از یک دستگاه مولتی اسپیندل مناسب این کار را در یک ششم زمان مورد نیاز روش دستی و با بکارگیری تنها یک نیرویانسانی انجام داد.
بدین ترتیب سرعت این مرحله از تولید به حداقل۶ برابر روش قبلی افزایش یافته و هزینه های نیروی انسانی آن حداقل به یک ششم روش دستی کاهش مییابد و علاوه بر این دقت تولید به طور قابل توجهی ارتقاء می یابد.
● کاربردهای مولتی اسپیندل در صنعت
دستگاه های مولتی اسپیندل در کارگاه ها و کارخانجاتمختلف قطعه سازی با اهداف سئوراخکاری برقو و یا قلاویز مورد استفاده قرار می گیرندکه در هر کارگاه و یا کارخانه متناسب به نوع و شرایط قطعه و سوراخ های مورد نظر میبایستی از یک دستگاه مولتی اسپیندل خاص استفاده نمود. صنعت خودرو سازی در کشور مادر حال حاضر به دلیل رشد روزافزون این صنعت و تیراژ بالای قطعات مورد نیاز به عنوانیکی از مهمترین بازارهای مصرف دستگاه های مولتی اسپیندل محسوب می گردد.

● معایب و مزایای دستگاه های مولتی اسپیندل
▪ از مهمترین مزایای دستگاه های مولتیاسپیندل می توان به موارد زیر اشاره نمود:
۱- دقت بالای سوراخکاری (در حدود یکهزارم میلیمتر)
۲- بالا بردن تیراژ و سرعت تولید که به تعداد سوراخهای موجود دریک قطعه بستگی دارد و هر چه تعداد آنها در قطعه بیشتر باشد میزان تاثیر گذاریدستگاه در افزایش سرعت تولید چشمگیر تر خواهد بود.
۳- کاهش هزینه های تولید دردراز مدت به دلیل کاهش هزینه های نیروی انسانی کاهش هزینه برق مصرفی و کاهش ضایعاتتولید به دلیل کاهش خطاهای انسانی.

▪ از مهمترین معایب دستگاه های مولتی اسپیندل می توان به موارد زیر اشاره نمود:
۱- بالا بردن هزینه سرمایه گذاریاولیه به علت اینکه برای هر قطعه می بایستی یک مولتی اسپیندل جداگانه طراحی و ساختهشود. که البته لازم به ذکر است که در دراز مدت به دلیل افزایش سرعت تولید و کاهشهزینه های بهره برداری و تولید هزینه های سرمایه گذاری اولیه مستهلک می گردد.
۲- توقف تولید بر اثر خرابی دستگاه که این عیب نیز با استفاده از یک دستگاهرزرو در انبار قابل حل می باشد.

قابلیت ها و مزایای مولتی اسپیندل
بسیاریاز دستگاه های مولتی اسپیندل موجود در کشورمان که عمدتا تولید کشورهای خارجی میباشند از قیمت بالا و انعطاف پذیری پایینی در انجام کار در حالات و شرایط مختلف برخوردار می باشند و این مسئله باعث گردیده تا برخی از صاحبان صنایع از بکارگیری این دستگاه استقبال چندانی ننمایند. به همین علت یک شرکت ایرانی
با تکیه برسالها تجربه خود در این زمینه بسیاری از نواقص موجود در این گونه دستگاه ها رابرطرف نموده و با کمترین هزینه ممکن به بالاترین کارایی دست یافته است که در اینجابه برخی از مهمترین ویژگی های دستگاه مولتی اسپیندل مذکور اشاره شده است:

۱-سوراخکاری در قطعه کار تحت زوایای مختلف
۲-قابلیت کم یا زیاد نمودن دور محورخروجی
۳-ماشین کاری با چند دیسک با قدرت و سرعت لازم
۴-بیرون آوردنپیچهای رول پلاک از قالب چند کویته شامل دو حرکت ۱- چرخش محور های خروجی ۲ –بالا وپایین بردن خود دستگاه مولتی اسپیندل به طور همزمان با حرکت چرخش محورها
۵-قلاویز کردن در گامهای مختلف
۶-سبک بودن وزن دستگاه به دلیل استفاده از بدنهبا جنس آلومینیوم
۷-امکان روغن کاری و گریس کاری بدون پیاده سازی چرخدنده ها
۸-استفاده از قطعات مرغوب در اجزاء تشکیل دهنده دستگاه مطابق استاندارد های جهانی
۹-امکان نصب بر وری دستگاه های مختلفی همچون دریل ماشین فرز و یا ماشین مخصوص توسط یونیت می باشد.

MULTI_SPINDLE_HEADS

Typical-Multi-Spindle-Driller

-->ali<-- · Jan 1, 2012

عوامل خستگی و شکست دندانه های چرخدنده

عوامل خستگی و شکست دندانه های چرخدنده

[h=2][/h]

در این مقاله عوامل خستگی و شکست دندانه های چرخدنده مورد بررسی قرار گرفته است. عواملی که باعث خستگی دندانه و در نهایت شکست آن می شوند عبارتند از : 1ـ شکست حاصل از ممان های خمشی 2ـ سایش 3ـ کندگی 4ـ خراش که هر یک از عوامل خود به چند دسته تقسیم می شوند.
این عوامل ممکن است بر اثر نقص هایی باشد که در خود دندانه وجود دارد یا ممکن است بوسیله عملکرد سایر قطعاتی که در مجموعه چرخدنده ای بکار رفته اند ایجاد شوند. وقتی با یک دندانه آسیب دیده مواجه می شویم براحتی نمی توان در مورد علت آسیب قضاوت کرد زیرا این امر مستلزم تجربه کافی و تحقیقات دقیق می باشد. با این حال در این مقاله سعی شده است بصورت کلی با این پدیده ها آشنا شویم.
واژه های کلیدی :
سایش، خستگی سطحی، تغییر شکل پلاستیک، شکست

مقدمه :
طراحان چرخدنده همیشه از این موضوع تعجب می کنند که چرا بعضی از چرخدنده ها بهتر و بیشتر از آنچه در فرمول های طراحی انتظار می رفت کار می کنند در حالیکه تعدادی دیگر حتی وقتی در داخل محدوده طراحی، بارگذاری شده اند ناگهان دچار شکست می شوند.
به همین دلیل لازم است که عوامل خستگی چرخدنده به دقت بررسی شود.
انجمن چرخدنده سازان آمریکا (AGMA) خستگیهای چرخدنده را به 5 دسته کلی زیر تقسیم می نماید:
1ـ سایش (wear)
2ـ خستگی سطحی
3 ـ تغییر شکل پلاستیک (plastic flow)
4ـ شکست دندانه
5ـ شکست های خستگی که 2 یا چند عامل فوق را با هم دارند.
هر یک از این دسته ها خود به چند نوع و شکل مختلف تقسیم می شود که در نهایت یک مهندس که در زمینه چرخدنده کار می کند با 18 شکل مختلف از خستگی چرخدنده مواجه می شود. به همین دلیل در مواجه با یک چرخدنده آسیب دیده باید تلفیقی از علم و هنر آنالیز صحیح را بکار برد. اگر آنالیز خستگی بطور صحیحی انجام نشود ممکن است علت خستگی چیزی غیر از علت اصلی تشخیص داده شود که در این صورت طراح را به سمت ساخت یک مجموعه چرخدنده ای بزرگتر از آنچه که نیاز است هدایت می کند در حالیکه طراحی جدید نیز ممکن است دارای همان عیب قبلی باشد زیرا عامل اصلی تخریب هنوز تصحیح نشده است. به عنوان مثال یک چرخدنده که در سرعت بالا کار می کند ممکن است برای ماهها دارای ارتعاش قابل قبولی باشد اما ناگهان علائم ارتعاش با دامنه بالا پدیدار می شود. تحقیقات دقیق روشن می کند در مدتی که چرخدنده کار می کرده دندانه ها دچار سایش شده اند و در نتیجه فاصله بین دندانه ها افزایش یافته که همین عامل باعث افزایش دامنه ارتعاش چرخدنده شده است. پس مشکل اصلی سایش دندانه ها است نه ارتعاش و ارتعاش باید به عنوان یک عامل ثانویه در نظر گرفته شود. نکته مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود این است که گاهی طراحی چرخدنده صحیح است ولی چرخدنده بر اثر رفتار سایر قطعاتی که در مجموعه چرخدنده ای شرکت دارند یا سایر عوامل (محیط، خطای نصب و استقرار و …) دچار خستگی ناخواسته می شود. به عنوان مثال فرض کنید محور یک توربین توسط یک اتصال کوپلینگ به محور پینیون وصل شده است، در صورتیکه این اتصال در انتقال نیرو دارای خطای زیادی باشد یعنی نیرو را طوری انتقال دهد که نیروهای شعاعی و محوری بیشتر از آنچه در طراحی در نظر گرفته شده به پینیون وارد شود در آنصورت پینیون و یاتاقان محور آن به سرعت دچار سایش یا حتی شکست می شوند. بنابراین راه حل طراحی مجدد پینیون یا تعویض یاتاقان محور آن نیست بلکه باید در وضعیت اتصال (coupling) تجدید نظر کرد.
با این مقدمه به سراغ انواع خستگی هایی که در یک چرخدنده رخ می دهد می رویم. تذکر این نکته ضروری است که منظور از شکست خستگی در یک چرخدنده، گسیختگی (جدا شدن) دندانه نمی باشد بلکه هر عاملی که باعث شود چرخدنده از شرایط کاری مطلوب خارج گردد به عنوان یک نوع شکست خستگی محسوب می شوند. لذا سایش نیز برای چرخدنده نوعی شکست خستگی محسوب می شود.

1ـ سایش (wear) :
از نقطه نظر یک مهندس چرخدنده، سایش عبارتست از زدوده شدن یکنواخت یا غیر یکنواخت فلز از روی سطح دندانه.
علل اصلی سایش دندانه‌، تماس فلز به علت نامناسب بودن ضخامت لایه روغن، ذرات ساینده موجود در روغن که با شکستن لایه روغن باعث سایش سریع یا ایجاد خراش می گردند و سایش شیمیایی به علت ترکیب روغن و مواد افزوده شده است به آن می باشند. سایش باعث کم شدن ضخامت دندانه و تغییر شکل پروفیل آن می گردد که در نتیجه شکل پروفیل دندانه از حالت مطلوب (مثلا منحنی اینولوت) خارج شده و خواص آن از بین می رود. سایش بخصوص در چرخدنده هایی که باید برای مدت نامحدود با سرعت بالا کار کنند یک پدیده بسیار مهم است. البته سایش همیشه یک عامل منفی نیست بلکه وجود مقدار بسیار ظریفی سایش باعث اصلاح دندانه های درگیر با هم و هماهنگ شدن آنها می شود. پولیش کــــردن (polishing) که یک نوع عملیات پرداخت بسیار ظریف است نیز به معنای سائیدن قطعه به مقدار بسیار کمی می باشد.
در شکل 1 مراحل رشد سایش در دندانه های چرخدنده ای با سختی قابل ماشینکاری نشان داده شده است. در مرحله اول سایش در حد پرداخت دندانه ها می باشد که کمترین مقدار آن در حدود خط گام رخ می دهد. علاوه بر آن کندگیهای ریزی در نزدیک ریشه دندانه مشاهده می شود. در مرحله دوم در سردندانه تغییر شکل پلاستیک که البته مقدار آن بسیار کوچک است آغاز می گردد. علاوه بر اینکه سایش و کندگی در نزدیک ریشه بیشتر شده است و این روند تا مرحله چهارم ادامه می یابد. همانطور که مشاهده می کنید در تمامی این مراحل منطقه نزدیک خط گام از کمترین سایش برخوردار است. (زیرا از نظر تئوری در نقطه گام غلتش محض و از نظر عملی مقدار ناچیزی لغزش وجود دارد) به همین علت در مرحله چهارم، منطقه خط گام بیشتر بار را انتقال خواهد داد که این عمل باعث افزایش تنش های تماسی در منطقه خط گام و اغلب منجر به کندگی این ناحیه می گردد. در نتیجه چرخدنده دچار شکست شده و از حالت کاری مطلوب خارج خواهد شد. کاهش بار انتقالی و افزایش کیفیت روغنکاری برای بهبود این وضعیت بسیار مفید خواهد بود. توجه کنید که سایش را می توان مقدمه ظهور سایر شکست ها در دندانه دانست. بر اثر سائیده شدن دندانه ضخامت آن کاهش می یابد. لذا علاوه بر کاهش مقاومت خمشی، در آغاز درگیری ضربه زیادی بر دندانه وارد می شود که ممکن است باعث شکست دندانه شود. علاوه بر آن تغییر شکل پروفیل دندانه باعث تمرکز تنش در بعضی نقاط روی سطح دندانه می شود که ممکن است باعث کندگی و یا شکست دندانه شود. در صورتی که علت سایش وجود مواد خارجی مانند براده های ماشین کاری ، باقیمانده های سنگزنی و یا موادی که به طریقی وارد فضای کاری چرخدنده ، شده اند باشد به این سایش، اصطکاک ساینده (abrasive wear) گویند. اما در صورتی که عامل سایش مواد شیمیایی موجود در روانساز یا مواد آلوده کننده ای مانند آب، نمک رطوبت محیطی و … باشد به آن اصطکاک خورنده (corrosvie wear) گویند. اما شاید مهمترین سایش، سایشی باشد که ناشی از شکسته شدن موضعی لایه روغن به علت حرارت بیش از حد، می باشد که باعث تماس فلز با فلز و اصطکاک چسبنده به شکل یک جوش و یا پارگی و یا خراش می شود که اصطلاحا به این نوع سایش scuffing گویند که خود به چند نوع نقسیم می شود. بطور کلی مستعدترین مکان ها برای این نوع سایش، سر و ته دندانه می باشد. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه نمائید.) از روش های جلو گیری از این نوع سایش می توان افزایش ویسکوزیته روغن، افزایش سختی چرخدنده، پرداخت خوب سطح دندانه و در بعضی مواقع اصلاح پروفیل دندانه و تاج گذاری دندانه (crowing) که در این روش وسط دندانه به صورت یک برآمدگی، بالا می آید و بدین ترتیب بیشتر بار توسط این قسمت منتقل می شود را نام برد.
2ـ تغییر شکل پلاستیک (plastic flow) :
این نوع شکست وقتی حاصل می شود که سطوح تماس تسلیم شده و تحت بار سنگین تغییر شکل دهند. معمولا این نوع شکست در نوک و در دو انتهای (طرفین) دندانه رخ می دهد. اما در مواقعی که نیروهای لغزشی در سطح دندانه زیاد باشند تغییر شکل در سراسر دندانه مشاهده می شود. بطوریکه سطح دندانه بصورت موج موج در می آید. (به این نوع تغییر شکل پلاستیک rippling گویند) برای جلو گیری از تغییر شکل دندانه می توان بار اعمالی را کم کرده یا بر سختی دندانه افزود. نوع دیگری از تغییر شکل پلاستیک که به علت سرعت لغزشی بالا در حلزون ها و چرخ حلزون ها و چرخدنده های هیپوئید مشاهده می شود شیار شیار شدن سطح دندانه است که به این نوع تغییر شکل Ridging (شیار شیار شدن یا چروک شدن) گویند.
3ـ شکست دندانه :
شکست دندانه چرخدنده، شکستی است که در آن تمام یا قسمت قابل توجهی از یک دندانه بر اثر بارگذاری بیش از حد، ضربه یا اغلب بر اثر تنش های خمشی مکرری که بیش از مقدار حد دوام ماده چرخدنده است، از چرخدنده جدا می شود. این نوع از شکست حاصل خستگی خمشی دندانه تحت بار خمشی وارد بر آن می باشد.
در بررسی شکست دندانه بررسی چند موضوع ضروری است :
1ـ3ـ نقطه کانونی :
نقطه کانونی، نقطه ای است که شکست از آنجا آغاز می شود. این نقطه ممکن است یک شیار یا پارگی در ناحیه منحنی ریشه (Root fillet) ، یکی از ترکهایی که بر اثرعملیات حرارتی در سطح قطعه بوجود می آید و یا نقطه اتصال بین منحنی ریشه دندانه به منحنی پروفیل دندانه (این نقطه از نظر تئوری ضعیف ترین نقطه در مقابل تنش های خمشی است) باشد.
2ـ3ـ خورندگی مخرب (Fretting corrosion) :
در طول زمانی که ترک در حال رشد است روغن به درون آن نفوذ کرده و هر گاه دندانه وارد درگیری می شود فشار هیدرولیکی زیادی تولید می کند که این فشار باعث تخریب و اشاعه ترک به زیر سطح دندانه چرخدنده می شود.
3ـ3ـ شکست براثر بارگذاری بیش از حد مجاز (over load Breakage) :
اگر شکست دندانه به علت بارگذاری بیش از حد مجاز یا بر اثر ضربه رخ داده باشد معمولا سطح شکسته شده به صورت ریش ریش است، حتی اگر دندانه کاملا سخت شده باشد. با این حال سطح شکست شبیه رشته های یک ماده پلاستیکی است که جدا جدا پیچانده شده اند.
4ـ3ـ موقعیت شکست :
معمولا شکست دندانه های چرخدنده از ناحیه منحنی ریشه بخصوص در منطقه پیوستن منحنی ریشه به منحنی پروفیل دندانه، آغاز می شود. (یک تیر یک سردرگیر در تکیه گاه دارای ضعیف ترین مقطع است). گاهی اوقات کندگی خط گام به قدری شدید است که باعث شروع شکست دندانه از خط گام می شود. گاهی اوقات نیز انطباق تداخلی ناخواسته ای که بین دندانه های درگیر رخ می دهد یا تنش های پسماند عملیات حرارتی باعث می شود که شکست در ناحیه ریشه در وسط دو دندانه آغاز شود. در برخی موارد نیز نقص های ساختاری که در عملیات آهنگری (forging) قطعه ایجاد شده باعث می شود که دندانه از نقطه ای غیر قابل پیش بینی بشکند.
4ـ کندگی در دندانه های چرخدنده (pitting) :
کندگی عبارتست از شکست خستگی حاصل از تنش های تماسی (hertzian stresses) که باعث می شود قسمت هایی از سطح دندانه چرخدنده بصورت حفره کنده شود. بر اساس شدت خسارتی که به سطح خورده است می توان کندگی را به سه دسته تقسیم کرد:
1ـ4 ـ کندگی اولیه :
در این کندگی، قطر حفره ها بسیار کوچک و در حد 0.4 تا 0.8 میلیمتر می باشد. این کندگی در نقاطی رخ می دهد که تنش از حد مجاز تجاوز نماید و بدین وسیله تمایل دارد تا با کندن این نقاط از روی سطح، بار را دوباره پخش نماید. بدین ترتیب با پخش هموارتر بار، عمل کندگی کاهش یافته و در نهایت متوقف می شود. به همین دلیل به این نوع کندگی، کندگی تصحیح کننده (corrective pitting) نیز گویند.
2ـ4 ـ کندگی مخرب (destructive pitting) :
این نوع کندگی نسبت به کندگی اولیه شدیدتر و قطر حفره های کندگی نیز بزرگتر است و وقتی بوجود می آید که تنش سطحی در مقایسه با حد دوام ماده بزرگ باشد. در این نوع کندگی در صورتی که بار کاهش نیابد کندگی بطور پیوسته ادامه می یابد تا جائی که چرخدنده باید از سرویس خارج شود.
3ـ4 ـ کندگی خرد کننده (spalling) :
این نوع کندگی حالت شدیدتر کندگی مخرب است که کندگی ها دارای قطر بزرگتری بوده و ناحیه قابل توجهی را در برمی گیرد. کندگی خرد کننده معمولا پس از کندگی مخرب روی می دهد و علت آن خستگی سطحی سطوح باقیمانده (سطوح کنده نشده توسط کندگی مخرب)‌ و یا راه یافتن حفره های حاصل از کندگیهای مخرب به یکدیگر می باشد.
وقوع کندگی مخرب یا خرد کننده حاکی از عدم تحمل تنش های تماسی توسط سطح می باشد در بعضی موارد افزایش سختی ماده یا استفاده از موادی که کربوره یا نیتریده شده اند به جای مواد فعلی می تواند این مشکل را حل کند در غیر این صورت یک طراحی مجدد باید انجام شود که در آن ضخامت دندانه یا فاصله مراکز دو چرخدنده افزایش می یابد (افزایش فاصله مراکز بار انتقالی را کاهش می دهد)در درگیری میان چرخدنده و پینیون، پینیون از استعداد بیشتری برای کندگی برخوردار است زیرا معمولا ‌به علت کوچکتر بودن نسبت به چرخدنده، تعداد دور بیشتری می زند و در نتیجه بیشتر در معرض تنش های سطحی قرار می گیرد. ثانیا در صورتی که پینیون به عنوان راننده (driver) بکار رود (که اغلب چنین است) جهت نیروهای لغزش از خط گام به سمت طرفین خط گام می باشد که این عامل باعث می شود ماده در ناحیه خط گام تحت کشش قرار گرفته و آماده ترک شود. (برای توضیحات بیشتر به منبع دوم مراجعه فرمائید)
نتیجه :
با توجه به مباحث فوق،‌ نمودار تجربی نشان داده شده در شکل 6 را به عنوان حاصل بحث مورد توجه قرار دهیم. این نمودار حاصل آزمایش و انجام تستهای تجربی بر روی یک چرخدنده نوعی می باشد که نتایج آن برای سایر چرخدنده ها نیز قابل تعمیم است. در این نمودار که برحسب گشتاور و سرعت خطی گام رسم شده 5 ناحیه مختلف را مشاهده می کنید. در ناحیه اول، از آنجا که سرعت چرخدنده آن قدر زیاد نیست که بتواند لایه روغن هیدرو دینامیکی را تشکیل دهد. لذا این ناحیه اغلب با خستگی سایشی مواجه می شود. در ناحیه سوم با اینکه سرعت برای تشکیل یک لایه روغن مناسب است اما سرعت به قدری بالا است که حرارت ناشی از آن باعث شکسته شدن لایه روغن شده و در نتیجه پدیده خراش (scoring) یا جوش خوردگی رخ می دهد. در ناحیه چهارم کندگی رخ می دهد. این پدیده از آنجا که یک نوع شکست خستگی است لذا وابسته به زمان و بار اعمالی می باشد و در صورتی که نتش های تماسی بیش از حد دوام ماده باشد در هر سرعتی بالاخره رخ خواهد داد. لذا این ناحیه در تمامی نواحی بالای حد دوام مشاهده می شود. در ناحیه پنجم دندانه بیشترین استعداد را برای شکسته شدن دارد. علت اصلی شکست در این ناحیه ضعیف شدن سطح مقطع دندانه بر اثر سایش، تغییر شکل پروفیل دندانه و تمرکز تنش در برخی نقاط بخصوص در ناحیه‏ ریشه بر اثر سایش یا شوک و ضربه وارد به دندانه بر اثر سایش و بالاخره خستگی خمشی می باشد. بنابراین طراح باید سعی کند برای یک عمر نامحدود، شرایط کاری چرخدنده را در ناحیه دوم قرار دهد.

khosroshahiy · Jan 1, 2012

[h=2]فهرست موضوعی دانشنامه مکانیک: [/h]

شناسايي الماسه هاي تراشكاري :
عمر ابزار و عوامل تاثیر گذار
یاتاقان
فرسایش ابزارهای برشی
تولید قطعات سوپرآلیاژی
مواد چرخدنده ها ، خواص و رفتار آن ها
ساچمه زنی
شکل دادن فلزات در مقیاس نانو
چرخدنده سیاره ای
جوشكاري زير آب
بررسی کیفیت اتصال در فرآیند جوشکاری انفجاری
بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش اول
بررسی روشهای نمونه سازی سریع – بخش دوم
عمليات خان كشي و ويژگيهاي آن
جوشکاری با ليزر
ماشینکاری سریع (High Speed Machining)
آلیاژهای حافظه دار
آزمونهای غیر مخرب
بررسی علل ایجاد عیوب سطحی و شکست در قطعات ریخته گری خودرو
متالوژی پودر
خوردگی
اصول فرزکاری
صنعت و كاليبراسيون
راهنمای جوشکاری فولادهای زنگ نزن بر اساس استاندارد EN-1011
مولتی اسپیندل
عوامل خستگی و شکست دندانه های چرخدنده

-->ali<-- · Jan 12, 2012

طرز کار چرخ دنده ها

طرز کار چرخ دنده ها

[h=2][/h]

چرخدنده ها در بسیاری از وسایل مکانِیکی استفاده می شوند.آنها کارهای متفاوت بسیاری انجام می دهند ولی مهمترین آن کاهش دنده در تجهیزات موتوری است.این نقشی کلیدی است زیرا اغلب یک موتور کوچک چرخان با سرعت زیاد می تواند قدرت کافی برای وسیله را تولید کند ولی گشتاور کافی را نمی‌تواند. بعنوان مثال پیچ گوشتی الکتریکی دنده کاهشی بسیار بزرگی دارد زیرا که نیاز به گشتاور پیچشی زیادی برای پیچاندن پیچ دارد. ولی موتور فقط مقدار کمی گشتاور در سرعت بالا تولید می کند.با دنده کاهشی سرعت خروجی کاهش اما گشتاور افزایش می یابد.
کار دیگری که چرخدنده ها انجام می دهند تنظیم کردن جهت چرخش است.بعنوان نمونه در دیفرانسیل بین چرخ های عقب اتومبیل شما قدرت بوسیله میل محوری که به مرکز اتومبیل متصل است منتقل می شود و دیفرانسیل باید ۹۰ درجه نیرو را بچرخاند تا در چرخها بکار برد.
پیچیدگیهای بسیاری در انواع مختلف چرخدنده وجود دارد.در این مقاله خواهیم آموخت که دندانه های چرخدنده چگونه کار می کنند و درباره انواع مختلف چرخدنده که در همه نوع ابزارهای مکانیکی یافت می شوند خواهیم آموخت.
● اصول اولیه
در هر چرخدنده نسبت دنده با فاصله از مرکز چرخدنده تا نقطه تماس تعیین می شود.به عنوان مثال در ابزاری با دو چرخدنده ،اگر قطر یکی از چرخدنده ها ۲ برابر دیگری باشد، ضریب دنده ۲:۱ خواهد بود.یکی از ابتدایی ترین انواع چرخدنده که می توانیم ببینیم چرخی با برامدگی هایی بشکل دندانه های چوبی است.
مشکلی که این نوع از چرخدنده ها دارند این است که فاصله از مرکز هر چرخدنده تا نقطه تماس ،وقتی که چرخدنده می چرخد تغییر می کند.این بدان معنی است که ضریب دنده وقتی چرخدنده می چرخد تغییر می کند.یعنی سرعت خروجی نیز تغییر میکند. چنانچه شما در اتومبیل خود از چرخدنده هایی شبیه به این استفاده کنید،ثابت نگه داشتن سرعت در این شرایط غیر ممکن خواهد بود و شما دائما باید سرعت را کم و زیاد کنید.
دندانه های چرخدنده های نوین پروفیل مخصوصی که دنده گستران (اینولوت involute ) نامیده می شود استفاده می کنند.این پروفیل دارای خاصیت بسیار مهم ثابت نگه داشتن نسبت سرعت بین دو چرخدنده است.در این نوع ، همانند چرخ میخی بالا نقطه تماس جابجا می شود ولی فرم گستران دندانه های چرخدنده این جابجایی را جبران می کند.برای جزئیات به این قسمت مراجعه کنید.در ادامه بعضی از انواع چرخدنده ها را میبینیم
● چرخدنده ساده
چرخدنده های ساده معمولی ترین نوع چرخدنده می باشند.آنها دندانه های صافی دارندو بر روی محورهای موازی سوار می شوند.سابقا چرخدنده های ساده بسیاری برای بوجود آوردن دنده های کاهشی بسیار بزرگی استفاده می شد.
چرخدنده های ساده در دستگاه های بسیاری استفاده می شوند.مانند پیچ گوشتی الکتریکی ، آبپاش نوسانی ، ساعت زنگی ، ماشین لباسشویی و خشک کن لباس .اما شما در اتومبیل خود تعداد زیادی از آن را نخواهید یافت زیرا چرخدنده ساده واقعا" می تواند پر سروصدا باشد.هر وقت دندانه چرخدنده یک دنده را با چرخدنده دیگری درگیر کند دنده ها برخورد کرده و این ضربه صدای بلندی تولید می کند، همچنین فشار روی چرخدنده را افزایش می دهد .برای کاهش دادن صدا و فشار روی چرخدنده اغلب چرخدنده ها در اتومبیل شما مارپیچی می باشند.
● چرخدنده های مارپیچ
وقتی دو دنده بر روی سیستم چرخدنده مارپیچ درگیر می شوند تماس از انتهای یکی از دنده ها شروع شده و بتدریج با چرخش چرخدنده گسترش میابد تا زمانی که دودنده بطور کامل درگیر شوند.
درگیر شدن تدریجی چرخدنده های مارپیچی را وادار می کند که آرامتر و ملایم تر از چرخدنده های ساده عمل کنند.به همین دلیل چرخدنده های مارپیچی تقریبا" در جعبه دنده های همه اتومبیل ها مورد استفاده قرارمی گیرد.
بعلت زاویه دنده ها در چرخدنده های مارپیچ وقتی که دنده ها درگیر می شوند بار محوری بوجود می آورند.دستگاه هایی که از چرخدنده های مارپیچ استفاده می کنندیاتاقان هایی دارند که می توانند این بار محوری را نگه دارند.یک نکته جالب در مورد چرخدنده های مارپیچ این است که اگر زوایای دندانه های چرخدنده صحیح باشند می توا نند روی محور عمودی سوار شده زاویه چرخش را روی ۹۰ درجه تنظیم کنند.
● چرخدنده مخروطی
چرخدنده مخروطی زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که مسیر چرخش محور نیاز به تغییر کردن دارد و معمولا"برمحورهای ۹۰ درجه سوار می شوند ولی می توا نند طوری طراحی شوند که در زوایای دیگر نیز به همین خوبی عمل کنند. دندانه ها روی چرخدنده های مخروطی می توانند صاف ، مارپیچی ویا قوسی باشند.دندانه های چرخدنده های مخروطی صاف در حقیقت مشکلی مشابه دنده چرخدنده های ساده دارند.که وقتی هر دنده درگیر می شود به دنده متناظر در آن لحظه ضربه می زند.
درست مانند چرخدنده ساده، راه حل این مشکل انحنا دادن به دندانه های چرخدنده می باشد. این دندانه های مارپیچی درست مانند دندانه های مارپیچی درگیر می شوند تماس از یک انتها ی چرخدنده شروع می شود و به صورت تصاعدی در سرتاسر دندانه گسترش می یابد.
در چرخدنده های مخروطی صاف و مارپیچی محورها باید بر هم عمود باشندو همچنین در یک صفحه واقع شوند. اگر شما دو محور را پشت چرخدنده امتداد دهید همدیگر را قطع خواهند کرد .از طرف دیگر چرخدنده های قوسی (hypoid gear) می توانند با محور ها در صفحات مختلف (محور های متنافر) درگیر شوند.
این خصوصیت در دیفرانسیل اتومبیلهای بسیاری استفاده می شود.چرخدنده بزرگ مخروطی دیفرانسیل و چرخدنده کوچک ورودی (پنیون) هر دو از نوع قوسی (هیپوئیدی) هستند. این به پنیون ورودی اجازه می دهد که پایین تر از محور چرخدنده بزرگ مخروطی سوار شود.شکل بالا پنیون ورودی درگیر با چرخدنده مخروطی بزرگ در دیفرانسیل را نشان می دهد. زمانی که محور محرک اتومبیل به پنیون ورودی متصل می شود پایین تر قرار می گیرد .این بدان معنی است که محور محرک در قسمت سواری جایی را اشغال نمی کند و فضای بیشتری برای سرنشینان و بار ایجاد می کند.
چرخدنده های حلزونی (ترجمه از لیلا علیزاده ساروی)
چرخدنده حلزونی هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به دنده کاهشی بزرگی باشد.برای چرخدنده های حلزونی نسبت کاهش ۲۰:۱ و حتی تا ۳۰۰:۱ یا بالاتر از آن متعارف است.
● چرخدنده حلزونی
بسیاری از چرخدنده های حلزونی خاصیت جالبی دارند که چرخدنده های دیگر ندارند: پیچ حلزون براحتی می تواند چرخدنده را بچرخاند ولی چرخدنده نمیتواند پیچ حلزون را بچرخاند و این بدان علت است که زاویه ی روی پیچ حلزون بقدری کم است که وقتی چرخدنده سعی می کند آنرا بچرخاند نیروی اصطکاک بین چرخدنده و پیچ حلزون آن را در جای خود نگه می دارد و مانع چرخش آن می شود.
این خاصیت برای ماشینهایی از قبیل سیستم های نقاله مکانیکی مورد استفاده است. آنهایی که خاصیت قفل کنندگی در آنها هنگامی که موتور نمی چرخد می تواند همانند یک ترمز برای نقاله عمل کند.
استفاده خیلی جالب دیگر چرخدنده های حلزونی در دیفرانسیل تورسن(Torsen differential) که در بعضی از اتومبیلها و کامیونهای بارکش با کارایی بالا استفاده می شود است.
چرخدنده و میله دنده (ترجمه از لیلا علیزاده ساروی)
چرخدنده و میله دنده برای تبدیل کردن حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می شوند.مثال کاملی از آن فرمان اتومبیلهاست . فلکه فرمان چرخدنده ای که با میله دنده درگیر است را می چرخاند. وقتی که چرخدنده می چرخد میله دنده را به چپ یا راست می لغزاند بسته به آنکه شما فرمان را بکدام سمت می پیچانید.
چرخدنده و میله دنده همچنین در بعضی ترازوها برای گردش صفحه مدرجی که وزن شما را نشان می دهد به کار می رود.
● چرخدنده های سیاره ای و نسبت بین دنده ها
▪ هر مجموعه چرخدنده سیارهای سه جزء اصلی دارد :
- دنده خورشیدی
- دنده سیاره ای و حامل دنده سیاره ای
- دنده بزرگ حلقه ای (رینگی)
هر کدام از این سه جزء می توانند ورودی یا خروجی باشند یا می توانند ثابت نگه داشته شوند.انتخاب کدام قطعه ای برای کدام منظور نسبت دنده را برای چرخدنده ها معین می کند.به یکی از چرخدنده های سیاره ای منفرد نگاهی می اندازیم.
یکی از چرخدنده های سیاره ای جعبه دنده ما یک چرخدنده بزرگ حلقه ای با ۷۲ دننده (کرانویل) و یک چرخدنده خورشیدی با ۳۰ دنده دارد . می توانیم نسبت دنده های بسیاری از این جعبه داشته باشیم.
همچنین قفل شدن هر دو جزء با هم همه ی قطعه را قفل خوا هد کرد و نسبت دنده ۱:۱ خواهد شد
توجه کنید که اولین نسبت دنده ای که در جدول بالا ثبت شده است کاهشی است یعنی سرعت خروجی از سرعت ورودی کمتر است.دومین نسبت دنده پرسرعت است یعنی سرعت خروجی بیشتر از سرعت ورودی است و آخری نیز دوباره کاهشی است ولی مسیر خروجی معکوس شده است.نسبت دنده های مختلف بسیاری از مجموعه چرخدنده بالا می توان استخراج کرد ولی آنهایی که می بینید مربوط به جعبه دنده ی اتوماتیک می باشند. در پویا نمایی زیر می توانید مشاهده کنید:
پس این یکی از مجموعه های چرخدنده است که می تواند همه ی این نسبت دنده های مختلف را بدون درگیر کردن یا خلاص کردن چرخدنده های دیگر تولید کند.با دو تا از این مجموعه چرخدنده ها در یک ردیف ما می توانیم ۴ دنده جلو و یک دنده عقب (معکوس) مورد نیاز در جعبه دنده را داشته باشیم.در قسمت بعدی دو مجموعه از چرخدنده ها را با هم قرار خواهیم داد.
● جزئیات پروفیل چرخدنده گسترانی (اینولوت)
درپروفیل دندانه های چرخدنده گسترانی نقطه تماس ازنزدیکی یکی از دندانه ها شروع شده و با چرخش چرخدنده نقطه تماس از آن چرخدنده دور شده و به دیگری نزدیک می شود.اگر شما نقطه تماس را دنبال کنید، نشانگر یک خط مستقیم است که از یکی از چرخدنده ها شروع شده و در کنار دیگری پایان می یابد.این بدان معنی است که شعاع نقطه تماس با درگیر شدن دندانه ها بزرگتر می شود.
قطر دایره گام قطر تماس موثر است .از آنجایی که قطر تماس ثابت نمی باشد قطر دایره گام واقعا فاصله تماس متوسط است.وقتی که دندانه ها ابتدا شروع به درگیر شدن می کنند دندانه چرخدنده بالایی به دندانه چرخدنده پایینی در داخل قطر دایره گام برخورد می کند.اما توجه کنید که آن قسمت از دنده بالا که با دنده پایین تماس پیدا می کند، در آن نقطه بسیار لاغر است.با چرخش چرخدنده نقطه تماس به سمت قسمت ضخیم تر دندانه چرخدنده بالایی لغزیده می شود.این امر دنده بالایی را به جلو رانده بنا براین جبرانی برای قطر تماس اندکی کوچکتر می باشد.با ادامه دادن دندانه ها به چرخیدن نقطه تماس دور تر شده حتی از قطر دایره گام خارج می شود

khosroshahiy · Jan 15, 2012

ماشينكاري خشك يا مرطوب؟

به تصور اكثر دانشجويان ساخت و توليد استفاده از روانكار در تراشكاري تحت هر شرايطي داري مزاياي به مراتب بيشتري نسبت به تراشكاري خشك است ؛ در حالي كه واقعيت اين چنين نيست و استفاده از روانكار در مواردي خاص توصيه مي گردد كه در مقاله زير بيان شده است :

استفاده از اینسرت در ماشین کاری خشک، اغلب با پیامدهای هزینه ای و سلامتی ناشی از استفاده از خنک کار، مرتبط می شود. در بیشتر فرایندهای ساخت وتولیدی، کل هزینه استفاده از خنک کار چندین مرتبه بیش از هزینه استفاده از ابزارهای برشی است.

نوسان از داغی به سردی، دشمن ابزار است. ابزارها دارای سختی بسیار بالایی هستند – و...

دانلود مطلب به صورت کامل در فایل ورد

رزیتا جون$ · Apr 22, 2012

رنده گير

رنده گير

• بستن رنده های صفحه تراشی • تشریح رنده گیر ماشین صفحه تراشاین دستگاه در پیشانی کشاب قرار گرفته و می تواند از هر طرف تحت هر زاویه ای که لازم باشد تا ۶۰ درجه منحرف شود.به طور کلی رنده گیر از دو قسمت کلی تشکیل شده است: شکل ۱: رنده گیر ماشین صفحه تراش رنده گیر ماشین صفحه تراشپایه: به پیشانی کشاب به وسیله دو پیچ متصل شده روی دیواره آن خطوط مدرج نمایان است.سوپرت: وسیله پیچ بلندی بر روی پایه در جهت عمود بر صفحه افق حرکت کرده و حامل قسمت نگهدارنده است.نگهدارنده یا ابزار گیر : نگهدارنده (ابزارگیر) از چند قسمت تشکیل شده است که مجموعه آن بر روی سوپرت سوار شده به وسیله ییچ سوپرت و دسته سوپرت به طرف پایین و بالا به حرکت در می آید.حلقه تنظیمی: در انتهای پیچ سوپرت تعبیه شده است.• روش بستن رنده در رنده گیررنده تیز شده آماده به کار را در شکاف رنده گیر قرار می دهیم و برای جلوگیری از له شدن سر پیچ رنده گیر ،قطعه ای از ورق زیر سری،بین رنده و پیچ قرار داده با آچار مخصوص ،پیچ رنده گیر را سفت می کنیم.باید توجه داشته باشیم طول قسمتی از رنده که از رنده گیر بیرون می ماند تا با لبه کار مماس شود ،از حد معمول بیشتر و یا کمتر نباشد،زیرا در این صورت مشکلاتی را به وجود آورده و باعث خسارت می شود.اگر طول رنده بیشتر باشد ،احتمال شکسته شدن رنده و یا بر روی کار سبب لرزش و سر و صدا می شود.اگر رنده کوتاه بسته شود امکان گیر کردن کشاب به قطعه کار و خسارتهای جبران ناپذیر است،بنابراین با توجه به وضعیت قطعه کار رنده مناسب با آن تنظیم شود. شکل ۲:روش بستن رنده در رنده گیر روش بستن رنده در رنده گیر سفت کردن بیش از حد رنده باعث فشار آمدن به آن و شکستن احتمالی رنده و یا خرابی ته پیچ را در بر خواهد داشت.رنده ها زمانی که سطوح افقی را صفحه تراشی می کنند،کاملاٌ عمودی نسبت به صفحه بسته می شوند.هنگامی که حرکت برگشت صورت می گیرد کمی از روی کار بلند می شوند.شکل ۳ شکل ۳شکل۴ شکل ۴• لبه برنده رنده صفحه تراشیفرم لبه برنده رنده های صفحه تراش مانند سایر ابزارهای براده برداری دارای زوایای براده ،گوه و آزاد است که این زوایا با توجه به حالت براده برداری می تواند تغییر کند. نیروی وارده به لبه براده از طرف قطعه کار موجب می گردد که زوایا به شکلی انتخاب گردند که بالاترین مقاومت را داشته و بر آن نیرو غلبه کنند.سازندگان رنده ها بر حسب فرم لبه ،زوایای رنده و جنس قطعه کاری که باید برادهبرداری شود آنها را دسته بندی کرده در جدولهای گرد آورده اند. شکل ۵:لبه برنده رنده صفحه تراشی لبه برنده رنده صفحه تراشی• معرفی جدول زوایای رنده صفحه تراشیوایای رنده صفحه تراشی را با توجه به عواملی مانند: جنس کار،جنس ابزار، توان ماشین و نوع براده برداری که صورت می گیرد انتخاب می شود.زوایای رنده را بر حسب عوامل یاد شده در جدولی گردآوری کرده با توجه به زوایا مختلف را تیز می کنند. جدول ۱:معرفی جدول زوایای رنده صفحه تراشی زوایای رنده صفحه تراشیگاهی ممکن است در خشن تراشی زاویه براده را منفی در نظر بگیرند.این زاویه در فولادهای تند بر بین ۶ تا ˚۸ و در الماسه ها ˚ ۱۰- = λ در نظر گرفته می شود.در مجموع رنده های صفحه تراش دارای ۳ زاویه اصلی به نام زاویه براده، گوه و آزاد است .مجموع این سه زاویه ۹۰ درجه است.زاویه براده: زاویه ای است که براده بر روی آن می غلتد و باعث جدا شدن آن از سطح کار می گردد و آن را با γ (گاما) نمایش می دهند.شکل ۶:زاویه براده زاویه برادهزاویه گوه: زاویه جان رنده و یا زاویه دیواره آن است که آن را با β (بتا) نمایش می دهند.زاویه آزاد: زاویه ای است که بین زیر رنده و کار به وجود می آید ،زاویه آزاد نام دارد که آن را با α (آلفا) نمایش می دهند.• انواع رنده های صفحه تراشیرنده های صفحه تراشی بر حسب ضرورت کار به شکلهای گوناگون ساخته شده باید متناسب با فرم مورد نظر تیز شوند. جنس این رنده ها معمولاٌ از فولاد تند بر است.برای صفحه تراشی گاهی از رنده های الماسه هم استفاده می شود. رنده ها از نظر براده برداری به سه دسته تقسیم می شوند: الف) رنده های خشن تراشی یا رو تراشی: در این نوع براده برداری در کوتاهترین زمان بیشترین براده از روی کار برداشته می شود و باید مقاومت لبه برنده رنده بسیار زیاد باشد .ب) رنده های پرداخت کاری: برای براده برداری با دقت سطوح بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.ج) رنده های فرم: از این نوع رنده ها برای صفحه تراشی فرم های مختلف استفاده می شود در شکل زیر انواع رنده ها نشان داده شده است. شکل ۷:انواع رنده های صفحه تراشی انواع رنده های صفحه تراشی• شناسایی رنده پله تراشیرنده پله تراشی از نظر جنس ،مانند سایر رنده های صفحه تراشی است ؛با این تفاوت که قسمت سر رنده متمایل به چپ یا راست بوده نوک آن به شکلی تیز شده که بتواند گوشه تیز پله کار را به راحتی صفحه تراشی کند شکل ۸:شناسایی رنده پله تراشی شناسایی رنده پله تراشیاین رنده ها ممکن است به صورت تیغچه بر روی دنباله خود جوش داده شده یا پیچ شوند.رنده های الماسه با زوایای متعدد برای کارهای مختلفی ساخته می شود و در دسترس مصرف کنندگان قرار می گیرد.• معرفی رنده های شیار تراشیرنده های شیار تراشی بر حسب ضرورت کار ،از نظر ظاهری دارای شکلهای گوناگونی بوده و در ابعاد و اندازه های متفاوتی ساخته می شوند.در شکل زیر دو نمونه از این نوع رنده ها نشان داده شده است.این رنده ها معمولاٌ دارای لبه برنده نسبتاٌ باریک است که برای جلوگیری از تماس دیواره آنها با کار ،بغل رنده را تحت زاویه ای خالی کرده نازک می کنند؛به همین دلیل مقدار بار وارد بر آن باید کم بوده با سرعت و پیشروی مناسب کار کنند تا از شکستن احتمالی آن جلوگیری شود.مقدار بار از ۰٫۱ تا ۰٫۲ میلیمتر در هر کورس نباید بیشتر باشد.هرگاه رنده به انتهای شیار رسید اجازه دهید،رنده چندین دفعه در داخل شیار بدون بار حرکت کند تا سطح شیار” پرداخت” شود. شکل ۹:رنده های شیار تراشی رنده های شیار تراشی• تیز کردن رنده صفحه تراشیصحیح تیز کردن رنده یکی از عوامل مهم در براده برداری در صفحه تراشی است.با توجه به توان ماشین صفحه تراش، به ویژه در خشن تراشی، باید رنده ها زوایای مناسب داشته باشند تا در هنگام کار دچار مشکل نشده زود کند نشوند.در حقیقت ، صحیح تیز شدن رنده زمان حاضر به کاری ان را رد حد پسندیده – که برای فولادهای تند بر حدود یک ساعت و برای رنده های الماسه چهار ساعت می باشد- نگه می دارد. تیز کردن صحیح رنده در حقیقت خود،نوعی صرفه جویی در وقت و سرعت در امر تولید است.اکنون زوایای انتخابی را بر روی فولاد ابزار (تندبر) در نظر می گیریم و پس از قرار دادن رنده روی تکیه گاه ماشین سنگ سنباده آن را به سنگ سنباده نزدیک کرده شروع به تیز کردن هر یک از زوایا می کنیم.شکل ۱۰:تیز کردن رنده صفحه تراشی تیز کردن رنده صفحه تراشیبدین منظور ابتدا یکی از سطوح آزاد و یا براده را به سنگ گرفته آن را کامل کرده پی در پی با شابلون کنترل می کنیم.شکل ۱۱ شکل ۱۱باید توجه داشت در فواصل گرفتن رنده به سنگ ،آن را در مایع خنک کننده فرو می بریم تا رنده خنک شود و نسوزد.فشار بیش از حد به رنده وارد نکنیم،برای خشن تراشی رنده از سنگ سنباده “زبر” و برای پرداخت از سنگ “نرم” استفاده کنیم.پس از تیز کردن سطح اول ،سطح دوم را مانند سطح قبلی تیز کرده در انتها با سنگ نفت پلیسه های لبه ها را می گیریم.• نکات ایمنی در تیز کردن رنده های صفحه تراشیتوجه به نکات ایمنی در تیز کردن رنده،باعث جلوگیری از خسارات ،حوادث ناشی از کار ،سرعت تولید،صرفه جویی در وقت و سلامت فرد تیز کننده رنده خواهد شد.در اینجا به پاره ای از موارد اشاره می گردد:الف) استفاده از عینک حفاظتی برای محافظت از چشمها شکل ۱۲: استفاده از عینک استفاده از عینکب) اطمینان پیدا کردن از سالم بودن سنگ.ج) صحیح بودن فاصله تکیه گاه با سنگ که باید حدو ۳ میلیمتر باشد.شکل ۱۳:صحیح بودن فاصله تکیه گاه با سنگ صحیح بودن فاصله تکیه گاه با سنگد) تمیز بودن سطح سنگ برای سرعت عمل در سنگ زنی.در غیر این صورت با قرقره الماس سنگ ،صاف و تمیز می شود.

رزیتا جون$ · Apr 22, 2012

مهندسي معکوس

مهندسي معکوس

مهندسی معکوس________________________________________مهندسی معکوس اگر سابقه ی صنعت و چگونگی رشد آن در کشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید که در کمتر مواردی این کشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد، کشورهای غربی (‌آمریکا و اروپا‍( پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در کشورهای خاور دور گردیده است؟در این نوشتار به یکی از راهکارهای این کشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم. در صورتی که به طور خاص کشور ژاپن را زیر نظر بگیریم، خواهیم دید که تقریبا تمامی مردم دنیا از نظر کیفیت، محصولات آنها را تحسین می کنند ولی به آنها ایراد می گیرند که ژاپنی ها از طریق کپی برداری از روی محصولات دیگران به این موفقیت دست یافته اند. این سخن اگر هم که درست باشد و در صورتی که کپی برداری راهی مطمئن برای رسیدن به هدف باشد چه مانعی دارد که این کار انجام شود.این مورد، به خصوص درباره ی کشورهای در حال توسعه ویا جهان سوم به شکاف عمیق فن آوری بین این کشورها و کشورهای پیشرفته ی دنیا، امری حیاتی به شمار می رود و این کشورها باید همان شیوه را پیش بگیرند(البته در قالب مقتضیات زمان و مکان و سایر محدودیت ها) به عنوان یک نمونه، قسمتی از تاریخچه ی صنعت خودرو و آغاز تولید آن در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهیم: تولید انبوه خودرو در ژاپن قبل از جنگ جهانی دوم ودر سال 1920 بوسیله ی کارخانه های "ایشی کاواجیما" آغاز شد که مدل ژاپنی فورد آمریکایی را کپی کرده و به شکل تولید انبوه به بازار عرضه نمود. همچنین شورلت ژاپنی AE جزو اولین خودرو های کپی شده آمریکایی توسط ژاپنی ها بود که به تعداد زیاد تولید می شد. سپس با تلاش های فراوانی که انجام شد(آنهم در شرایط بحرانی ژاپن در آن دوره) مهم ترین کارخانه ی خودرو سازی ژاپن یعنی "تویوتا" درسال 1932 فعالیت خود را با ساخت خودرویی با موتور "کرایسلر" آغاز نمود ، در سال 1934، نوع دیگری از خودرو را با موتور"شورلت" ساخته و وارد بازار نموده و از سال 1936، اولین تلاش ها برای ساخت خودروی تمام ژاپنی آغاز شد. البته تا مدت ها ژاپنی ها مشغول کپی برداری از اتومبیل های آمریکایی و اروپایی بودند. آنها خودروی پاکارد و بیوک آمریکایی و رولزرویس، مرسدس بنز و فیات اروپایی را نیز تولید کردند که همین تولیدها زمینه ساز گسترش فعالیت خودروسازی ژاپن شد و سرانجام در دهه ی 1960 میلادی پس از سعی و کوشش فراوان ، اولین اتومبیل تمام ژاپنی که ضمنا دارای استاندارد جهانی بود، تولید و به بازار عرضه شد. در تمامی مطاب فوق رد پای یک شگرد خاص و بسیار مفید به چشم می خورد که "مهندسی معکوس"(Reverse Engineering ) نام دارد . مهندسی معکوس روشی آگاهانه برای دستیابی به فن آوری حاضر و محصولات موجوداست. در این روش، متخصصین رشته های مختلف علوم پایه و کاربردی از قبیل مکانیک، فیزیک و اپتیک، مکاترونیک، شیمی پلیمر، متالورژی،الکترونیک و ...جهت شناخت کامل نحوه ی عملکرد یک محصول که الگوی فن آوری مذکور می باشد تشکیل گروه های تخصصی داده و توسط تجهیزات پیشرفته و دستگاه های دقیق آزمایشگاهی به همراه سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه های R&D "سعی در به دست آوردن مدارک و نقشه های طراحی محصول فوق دارند تا پس از مراحل نمونه سازی (Prototyping) و ساخت نیمه صنعتی (Pilot plant) در صورت لزوم ، تولید محصول فوق طبق استاندارد فنی محصول الگو انجام خواهد شد . همان گونه که اشاره شد استفاده از روش مهندسی معکوس برای کشورهای در حال توسعه یا عقب مانده روش بسیار مناسبی جهت دسترسی به فن آوری ، رشد و توسعه ی آن می باشد. این کشور ها که در موارد بسیاری از فن آوری ها در سطح پایینی قرار دارند، در کنار روش ها و سیاست های دریافت دانش فنی، مهندسی معکوس را مناسب ترین روش دسترسی به فن آوری تشخیص داده و سعی می کنند با استفاده از روش مهندسی معکوس، اطلاعات و دانش فنی محصولات موجود ، مکانیزم عمل کرد و هزاران اطلاعات مهم دیگر را بازیابی کرده و در کنار استفاده ار روش های مهندسی مستقیم (Forward Engineering) و روش های ساخت قطعات ، تجهیزات ، تسترهای مورد استفاده در خط منتاژ و ساخت مانند قالب ها ،گیج و فیکسچر ها و دستگاههای کنترل، نسبت به ایجاد کارخانه ای پیشرفته و مجهز جهت تولید محصولات فوق اقدام نمایند. همچنین ممکن است مهندسی معکوس، برای رفع معایب و افزایش قابلیت های محصولات موجود نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در کشور آمریکا ، مهندسی معکوس توسط شرکت "جنرال موتور" بر روی محصولات کمپانی "فورد موتور" و نیز برعکس، برای حفظ وضعیت رقابتی و رفع نواقص محصولات به کار برده شده است. بسیاری از مدیران کمپانی های آمریکایی، هر روز قبل از مراجعت به کارخانه، بازدیدی از جدیدترین محصولات عرضه شده در فروشگاه ها ونمایشگاه های برگزار شده انجام داده و جدیدترین محصولات عرضه شده مربوط به محصولات کمپانی خود را خریداری نموده و به واحد تحقیق و توسعه (R&D) تحویل می دهند تا نکات فنی مربوط به طراحی وساخت محصولات مذکور و آخرین تحقیقات ، هر چه سریع تر در محصولات شرکت فوق نیز مورد توجه قرار گیرد. جالب است بدانید که مهندسی معکوس حتی توسط سازندگان اصلی نیز ممکن است به کار گرفته شود . زیرا به دلایل متعدد، نقشه های مهندسی اولیه با ابعاد واقعی قطعات (مخصوصا زمانی که قطعات چندین سال پیش طراحی و ساخته و به دفعات مکرر اصلاح شده اند)مطابقت ندارد برای مثال جهت نشان دادن چنین نقشه هایی با ابعاد واقعی قطعات و کشف اصول طراحی و تلرانس گذاری قطعات، بخش میکروسویچ شرکت(Honywell) از مهندسی معکوس استفاده نموده و با استفاده از سیستم اندازه گیری CMM (Coordinate Measuring Machine) با دقت و سرعت زیاد ابعاد را تعیین نموده و به نقشه های مهندسی ایجاد شده توسط سیستم CAD منتقل می کنند. متخصصین این شرکت اعلام می دارند که روش مهندسی معکوس و استفاده از ابزار مربوطه، به نحو موثری زمان لازم برای تعمیر و بازسازی ابزارآلات ، قالب ها و فیکسچرهای فرسوده را کم می کند و لذا اظهار می دارند که "مهندسی معکوس زمان اصلاح را به نصف کاهش می دهد." مهندسین معکوس، اضافه بر اینکه باید محصول موجود را جهت کشف طراحی آن به دقت مورد مطالعه قرار دهند، همچنین باید مراحل بعد از خط تولید یعنی انبارداری و حمل و نقل را از کارخانه تا مشتری و نیز قابلیت اعتماد را در مدت استفاده ی مفید مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. چرا که مثلا فرایند آنیلینگ مورد نیاز قطعه،ممکن است برای ایجاد مشخصات مورد نظر در هنگام عمل کرد واقعی محصول یا در طول مدت انبارداری و حمل و نقل طراحی شده و لزوم وجود آن تنها در هنگام اجرای مراحل مذکور آشکار خواهد شد. چه بسا که بررسی یک پیچ بر روی سوراخی بر بدنه ی محصول(که به قطعات و اجزای دیگر متصل نشده) ، متخصصان مهندسی معکوس را ماه ها جهت کشف راز عملیاتی آن به خود مشغول کند، غافل از اینکه محل این پیچ، امکانی جهت تخلیه ی هوا، تست آب بندی یا امکان دسترسی به داخل محصول جهت تست نهایی می باشد. از سوی دیگر مهندسین معکوس باید عوامل غیر مستقیمی را که ممکن است در طراحی و تولید محصول مذکور تاثیر بگذارند، را به دقت بررسی نمایند. به دلیل اینکه بسیاری از این موارد با توجه به خصوصیات و مقتضیات زمانی و مکانی ساخت محصول مورد نظر، توسط سازندگان اصلی توجیه پذیر باشد اما ماجرای آن به وسیله ی مهندسین معکوس فاجعه ساز باشد. مثلا فرایند تولید قطعات تا حدود قابل توجهی بستگی به تعداد محصولات مورد نیاز و ... دارد . اگر تعداد محصولات مورد نیاز جهت کشور ثانویه در بسیار کمتر از کشور اصلی که در حد جهانی و بین المللی فعالیت نموده ، باشد پس به عنوان مثال تعیین فرایند یک قطعه با باکالیتی (نوعی مواد پلیمری) از طریق ساخت قالب های چند حفره ای با مکانیزم عملکرد خود کاربا توجه به معضلات پخت قطعه در داخل قالب ، می تواند برای مجریان مهندسی معکوس فاجعه ساز باشد ( اگرکه این مهندسان از فرایند های ساده تر با توجه به تیراژ تولید محصول و نیز خصوصیات تکنولوژیکی کشور خود استفاده نکنند.) بنابراین، مرحله ی بعد از کشف طراحی، تطبیق طراحی انجام شده بر مقتضیات زمانی و مکانی کشور ثانویه می باشد که باید به دقت مورد توجه متخصصین مهندسی معکوس واقع شود. خلاصه اینکه مهندسی معکوس ممکن است یک کاربرد غیر معقول و نامناسب از کاربرد هنر و علم مهندسی به نظر برسد، اما آن یک حقیقت از زندگی روزمره ی ما به شمار می رود.

سروش7 · May 13, 2012

در مقاله¬ی کوتاه زیر به این می¬پردازیم که اسب بخار چیست؟ دلیل این نام¬گذاری چیست؟ و در چه صنایعی استفاده می¬شود؟
اسب بخار نام چند یکای توان است. این اصطلاح به خاطر تعریف‌های مختلفی که از آن موجود بوده، در علوم چندان بکار نمی‌رود. اسب بخار به عنوان مقیاسی از توان موتورهای درون‌سوز بیشتر در صنعت خودروسازی اصطلاحی رایج است. واحد توان در دستگاه SI وات است. یک اسب بخار بنابر تعاریف مشهور بین 735.5 تا 750 وات است.

عبارت اسب بخار توسط جیمز وات(١۸١٩- ١۷٣۶) ابداع شد. بیشتر شهرت او به خاطر کارهایش برای بهبود ماشین بخار است.
داستان از آن جا شروع شد که وات در یک معدن زغال سنگ با اسب هایی که زغال سنگ بلند می کردند کار می کرد و راهی می خواست تا بتواند در باره¬ی توان هر یک از این اسب ها صحبت کند. او دریافت که به طور میانگین، یک اسب معدن می تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٣۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد. سپس او این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ٣٣۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٤۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد. این یک واحد دلخواه بود که پس از گذشت قرن ها، امروزه در خودرو ها، ماشین¬های چمن زنی ، اره برقی¬ها و در بعضی جارو برقی¬ها به کار می رود.

شما می¬توانید ترکیب¬های متفاوتی از وزن و جابه جایی در یک دقیقه را در نظر بگیرید و تا زمانی که حاصل ضرب آنها ٣٣۰۰۰ شود، یک اسب بخار خواهید داشت.
ممكن است فكر كنيد نمي توان ٣٣۰۰۰ پوند(١۵ تن) زغال را در يك سطل ريخت و از اسب خواست آن را در مدت يك دقيقه،١ فوت (٣۰ سانتي متر) جا به جا كند چون اسب نمي¬تواند چنين بار سنگيني را تكان دهد. هم¬چنين ممكن است فكر كنيد نمي¬توان ١ پوند(٤۵۰ گرم) زغال را در يك سطل گذاشت و از اسب خواست در مدت يك دقيقه آن را ٣٣۰۰۰ فوت(١۰ كيلومتر) جا به جا كند، زيرا در اين حالت سرعت اسب بايد ٣۷۵ مايل در ساعت(۶۰٣ كيلومتر در ساعت) باشد كه ممكن نيست.
اسب بخار می تواند به واحد های دیگر هم تبدیل شود:
●یک اسب بخار برابر با ۷٤۶ وات است. پس اگر یک اسب را به چرخی وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می¬توان مولد برقی را به کار انداخت که ۷۶ وات توان تولید می¬کند.
●انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر ۲۵٤۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند آب به اندازه¬ی یک درجه¬ی فارنهایت است.
●یک BTU برابر ١۰۵۵ ژول یا ۲۵۲ گرم-کالری و یا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است. یک اسب احتمالا ۶٤١ کالری غذایی را در یک ساعت می¬سوزاند.
می¬توانید رابطه¬ی واضحی بین نسبت توان به وزن و زمان صفر تا ۶۰ خودرو ببینید. معمولا نسبت بیشتر نشان دهنده¬ی خودروی سریع¬تر است. جالب است که رابطه ی کمتری بین سرعت و قیمت خودرو وجود دارد.

عنوان	تالار	پاسخ ها	تاریخ
آموزش مقاومت مصالح در زبان تخصصی مهندسی مکانیک	مهندسی مکانیک	0	Mar 5, 2024
بهترین شغل های رشته مکانیک	مهندسی مکانیک	1	Oct 16, 2022
همه چیز درباره مهندسی مکانیک	مهندسی مکانیک	1	Oct 18, 2018
مهم ترین نرم افزارهای رشته ی مکانیک	مهندسی مکانیک	0	Aug 8, 2016
معرفی تیم جدید مدیریت تالار مهندسی مکانیک و تقدیر از مدیر قبلی	مهندسی مکانیک	12	Jul 5, 2014

دانشنامه مکانیک

کاربر بیش فعال

عضو جدید

کاربر حرفه ای

مدیر بازنشسته

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

کاربر بیش فعال

مدیر بازنشسته

کاربر بیش فعال

مدیر بازنشسته

عضو جدید

عضو جدید

مدیر بازنشسته

Similar threads