عنوان :
مقاله ماشین کاری با جت آب
تعداد صفحات :۳۳
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
چکیده
اگرچه سال‌هاست که از استفاده از تکنولوژی جت مواد ساینده و جت آب می‌گذرد و لیکن اخیراً این دو فرآیند در زمینه بازار ماشین ابزار جایگاه مناسبی پیدا کرده است. این موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادی از نوآوران قدیمی با استفاده از جایگزینی و تکمیل فرآیندهای معمولی ماشینکاری خود با استفاده از این دو فرآیند (ماشینکاری با جت‌آب و جت مواد ساینده) سود فراوانی برده‌اند.
برای برش مواد نرم با مقاومت کم ،برای چوب ،کاغذ و غیره مثلا برای روکش برداری از کابلها و نیز پلیسه گیری و غیره کار براده برداری با جت آب و توسط ضربه آن انجام می گیرد. در این روش زمان برای تعویض ابزار و تیز کردن نداریم چون ابزارمان مصرف شونده است (آب ) موادی مانند پنبه نسوز و فایبر گلاس و غیره که سمی هستند با این روش بهتر است برش یا براده برداری شوند.
واژه های کلیدی: ماشینکاری با جت‌آب ، جت مواد ساینده، تلرانس
فهرست مطالب
ماشین کاری با جت آب (water get machining – whm) ۰
تاریخچه برش با آب ۱
مزایای برش با آب ۱
جت آب( wjc): ۳
تجهیزات ۳
سیستم پمپاژ: ۳
خطوط انتقال سیال : ۴
شیر روشن – خاموش ۴
مجموعه نازل: ۴
کارش تبدیل مایع به جت با سرعت بالاست . برای جلوگیری از سایش ۴
جمع کننده آب : ۵
۶-فیلتر : ۵
پارامترهای کنترلی ۵
قابلیتهای این روش (wjc) ۶
ماشینکاری با جت آب و ذرات ساینده: ۷
محدودیت‌های موجود در مورد نازل‌های مربوط به جت مواد ساینده ۱۱
مزایای ماشینکاری با جت مواد ساینده : ۱۲
عدم آسیب‌رسانی به محیط : ۱۵
افسانه‌ها و موهومات معمول در مورد جت مواد ساینده : ۱۶
! عمر نازل برشکاری : ۱۶
مدت کارکرد مفید تیوب مخلوط‌کننده چقدر است؟ ۱۸
تلرانس‌ها و دقت‌های قابل دستیابی : ۲۱
د. جنس قطعه کار : ۲۱
ضخامت قطعه کار : ۲۱
دقت میزکار : ۲۲
استحکام و پایداری میزکار: ۲۲
کنترل جت مواد ساینده : ۲۳
ماشینکاری جریان ساینده (AFM) Abrasive flow machining ۲۶
منابع : ۲۹
منابع :
جلفرآیندهای پیشرفته ماشینکاری ترجمه دکتر نصر الله بنی مصطفی عرب
مجله قالبسازان ،شماره ۳۱ ،صص ۷۴-۷۱
ماشین کاری با جت آب (water get machining – whm)
از آب برای برش استفاده می شود. آب با فشار زیاد در حدود ۴۰۰۰-۲۰۰۰ بار در یک مسیر پیوسته وارد منطقه ماشینکاری می شود که در اینجا عمل براده برداری توسط کار مکانیکی است زیرا آب بطور مکانیکی بیرون می آید. آب به عنوان ابزار برش استفاده می گردد. آب بعنوان ابزار برش در مسیر پیوسته و کنترل شده ای از نازل با مجرای ریز با سرعت معادل سه برابر سرعت صوت و فشار ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰ بار خارج می شود و به قطعه کار وارد می شود .
فرایند برش با آب خالص برای مواد با استحکام کم مثل کاغذ فایبر گلاس و مقوا بکار می رود به این روش ماشینکاری هیدرودینامیک یا برش با ماایع گفته می شود.
موقعی ک نیروی موضعی ذره ای سیال از مقاومت پیوندهای ریز ساختار ماده بیشتر باشد باعث جدائی اتمها مولکولهای ماده گردیده و سایندگی یا برش تحقق می یابد.
جت آب قادر به شکست پیوندهای فلزات ،پلاستیکها ،چرم فگرافیت ،فایبر گلاس ،تیتانیم و مواد مرکب کامپوزیت می باشد . جت آب برای مواد نرم و محکم بکار برده می شود و مانند edm محدودیت ندارد . عمل برش با سرعت بسیار بالایی صورت می گیرد و به هیچ وجه ماده خیس نمی شود حتی کاغذ و یا گوجه فرنگی و یا کیک با این روش براده برداری می شوند یعنی عرض براده برداری خیلی کوچک است.
جنس نازل یاقوت است زیرا نسبت به سایش خیلی مقاوم است . ماشینهای واتر جت طوری ساخته شده اند که قابلیت کنترل چندین محور را در چندین جهت دارند بنابر این ماشینکاری نه تنها شکل های ساده بلکه شکلهای پیچیده نیز با ان امکان پذیر است.
تاریخچه برش با آب
سال ۱۹۰۰ میلادی کارگرهای یک نیروگاه بخار مشاهده کردند بخار خارج شده از سوراخ دسته های جارو را برش می دهد.
عدم آلودگی محیط زیست حسن این دستگاه است.
مزایای برش با آب
برش یک بعدی – عرض برش انقدر کم است که ما می توانیم برش را یک بعدی فرض کنیم .
فرایند بدون پلیسه است.
قابلیت تکرار زیاد است . مسئله فرسایش ابزار را نداریم . یعنی در مدت زیادی ما یک کاری را می توانیم انجام دهیم .
آلودگی محیطی نداریم . چون تمام ذرات معلق همراه با آب خارج می شود . در برخی مواد آزبست و سیمان خیلی خوب است .
برای محیطهای قابل اشتغال و انفجار مناسب است .
ابزار مورد استفاده که آب است ارزان و در دسترس است .
با توجه به آنکه مقدار اب در ساعت ۲۰۰ الی ۱۵۰ لیتر است و خود آن مقدارکمی است ولی بازهم آن قابل بازیابی است.
کیفیت برش بالایی دارد.
در مواد نرم ایجاد لهیدگی و یا تغییر فرم نمی دهد.
آلودگی صوتی حداقل مقدار خود را دارد.
تجهیزات آن در فاصله دو برابر از محل کار قرار دارد. برش سه بعدی امکان پذیر است . این روش قابلیت اتوماتیک شدن زیادی دارد. چون تجهیزات آن دور از قطعه کار است پس cnc کردن آن خیلی راحت است و استفاده از رباتها امکان پذیر است . پارامترهای برش قابل تنظیم است . بطوری که حتی پارچه و یا کاغذ بریده شده خیس نمی شود.
جت آب( wjc):
برای برش مواد نرم با مقاومت کم ،برای جوب ،کاغذ و غیره مثلا برای روکش برداری از کابلها و نیز پلیسه گیری و غیره کار براده برداری با جت آب و توسط ضربه آن انجام می گیرد. در این روش زمان برای تعویض ابزار و تیز کردن نداریم چون ابزارمان مصرف شونده است (آب ) موادی مانند پنبه نسوز و فایبر گلاس و غیره که سمی هستند با این روش بهتر است برش یا براده برداری شوند. جت آب از یک مقطع نازک با سرعت خارج می شود به فاصله mm25 از نازل یک هاله ای از پودر آب (ذرات ریز آب ) حاصل می شود و هر چه از نازل دور شویم هاله واگرا می شود.
تا فاصله ۲۵۰ میلیمتری می تواند براده برداری کند.
تجهیزات
سیستم پمپاژ:
واحد هیدرولیک که قدرت خود را از یک موتور می گیرد. + واحد تقویت کننده فشار آب
خطوط انتقال سیال :
آب با فشار بالا توسط این خطوط که از یک سری لوله های سخت فشار با مفصلهای چرخنده هستند انتقال می یابد البته در این مورد نمی توان از شیلنگهای تحت فشار ۲۰۰ بار را تحمل می کنند استفاده کرد چون فشار در این مورد حتی به ۴۰۰ بار می رسد.
شیر روشن – خاموش
برای قطع و وصل جریان آب استفاده می شود فرمان پذیری درست این شیر حائز اهمیت است .
مجموعه نازل:
کارش تبدیل مایع به جت با سرعت بالاست . برای جلوگیری از سایش جنس خیلی مهم است نازلها را معمولا از الماس ،یاقوت کبود ،یاقوت قرمز می سازند. الماس از همه گرانتر و سختتر و عمرش بیشتر است . یاقوت کبود چون ماشینکاری آن بهتر و مقاومت تقریبا خوبی دارد . البته ذکر این مورد مهم است که فقط نوک نازل از یاقوت است و خود بدنه نازل از فولاد ابزار است . قطر نازل از ۰۵/۰ -۵/۰ میلمیتر است ولی تا ۱ میلیمتر هم ساخته می شود.
برای جلوگیری از واگرا شدن زود مواد افزودنی اضافه می کنند چون یک نوع مواد چسبنده هستند پس از واگرا شدن و پودر شدن آن جلوگیری می کنند. با مواد افزودنی می توان طول جت آب پیوسته را ۶۰۰ برای قطر نازل رساند.
عمر نازل معمولا تا ۲۰۰ ساعت در شرایط معمولی و غیر ایده آل است . برای افزایش عمر نازل معمولا بیشتر فیلترها استفاده می کنیم و نیز برای افزایش عمر نازل می توان از آب مقطر استفاده کرد.
جمع کننده آب :
برای کاهش سرو صدا و ایمنی – سرعت آب بعد از برشکاری به زیر سرعت صوت می رسد. این کاهش از ماورا صوت تا زیر صوت با سرو صدای زیاد همراه است . هر چه جمع کننده به نازل نزدیکتر باشد سرو صدا کمتر است . و نیز مسئله ایمنی این است که آب بعد از برشکاری هنوز سرعت کافی برای صدمه زدن به اپراتور را دارد.
پس جمع کننده ایمنی اپراتور را نیز تامین می کند.
۶-فیلتر :
برای گرفتن آلودگی های ژآب مورد استفاده قرار می گیرد.
پارامترهای کنترلی
الف)فشار ب) قطر نازل
ج )سرعت برش د) فاصله ایست نازل از قطعه کار بند د) زیاد تاثیر ندارد یعنی این فاصله از mm3 تا mm 25 می تواند متغیر باشد ولیmm3 خوب است (یعنی فاصله نوک نازل از قطعه
کار )
پارامتر الف ،ب و ج با ضخامت قطعه کار تغییر می کند. برای قطعات با ضخامت بیشتر و افزایش قدرت جت آب به جداول استاندارد رجوع شود.
قابلیتهای این روش (wjc)
برش پلاستیک ،گرافیت ،چرم ،فیبرهای مدار چاپی – برش ماهیها و گوشت یخ زده و غیره می توان استفاده کرد.
برش مواد جهنده ( لاستیک ،پلاستیکهای اسفنجی فایبر گلاس ) برای برش مواد مرکب – برای بریدن مواد ترد و شکننده مثل شیشه بیشتر در صنایع هوا- فضا و اتومبیل – چرم سازی ،سنگ بری کاغذ سازی برش داشبورت اتومبیلها استفاده گردد.
ماشینکاری با جت آب و ذرات ساینده:
اگرچه سال‌هاست که از استفاده از تکنولوژی جت مواد ساینده و جت آب می‌گذرد و لیکن اخیراً این دو فرآیند در زمینه بازار ماشین ابزار جایگاه مناسبی پیدا کرده است. این موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادی از نوآوران قدیمی با استفاده از جایگزینی و تکمیل فرآیندهای معمولی ماشینکاری خود با استفاده از این دو فرآیند (ماشینکاری با جت‌آب و جت مواد ساینده) سود فراوانی برده‌اند.
اخیراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan که یک شرکت بازاریابی کار می‌کنند، اعلام نموده‌اند که abrasive waterjet به نحو چشمگیری رشد و گسترش قابل ملاحظه‌ای پیدا کرده است. رشد ۱/۹ درصد در فاصله سال‌های ۲۰۰۲-۱۹۹۷ برای بازار واترجت و جت مواد آینده پیش‌بینی می‌شود.
هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند. ولیکن دستگاه‌های واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌های لیزر می‌باشند و عملاً دستگاه‌های واترجت برتر از ماشینهای برش معمولی می‌باشند.
چرا تعداد زیادی از مردم به خرید دستگاه‌های واترجت روی آورده‌اند، زیرا: چون می‌توانند سریع برنامه‌ریزی کرده و در مدت کوتاهی پول‌دار شده و سود زیادی عایدشان شود. همچنین می‌توانند سریعاً دستگاه را تنظیم کرده و کل مجموعه تنظیمات دستگاه را تنظیم کرده و کل مجموعه تنظیمات دستگاه را چک کنند آنها از ابزار دستگاه خیلی تعریف می‌کنند. چونکه ابزار، هم در ماشینکاری اولیه و هم در ماشینکاری ثانویه (نهایی) یکی است و نیازی به تغییر ابزار نمی‌شود. سرعت ساخت قطعات بسیار بالا و خارج از تصور می‌باشد. این روش باعث ایجاد اثرات حرارتی روی قطعه نمی‌شود. آنها می‌توانند هزینه خرید دستگاه را در مدت کوتاهی تامین نمایند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساینده را شنیده‌اید، این مهم است که بدانید جهت مواد ساینده همان واترجت نمی‌باشد، اگرچه خیلی به هم شبیه هستند. تکنولوژی جت‌آب به حدود ۲۰ سال پیش برمی‌گردد و جت مواد ساینده حدوداً ۱۰ سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتنی بر افزایش فشار آب تا حد خیلی زیاد و خروج آب از یک روزنه کوچک به خارج می‌باشد. سیستم واترجت از یک باریکه آب استفاده می‌کند که از دهانه (orifice) خارج می‌شود و می‌تواند مواد نرمی از قبیل پارچه و مقوا را برش دهد و لیکن نمی‌تواند مواد سخت‌تری را برشکاری کند. آب در دهانه ورودی از ۲۰ تا ۵۵ هزار پوند بر اینچ مربع تحت فشار قرار می‌گیرد، سپس از دهانه (jewel) که قطر آن به طور نمونه ۰۱۵/۰-۰۱۰/۰ اینچ می‌باشد. با فشار خارج می‌شود و در سیستم جت مواد ساینده، مواد ساینده به جت‌آب افزوده شده تا بتواند مواد سختتر را نیز برش دهد. سرعت خیلی زیاد جت آب باعث ایجاد خلاء شده و مواد ساینده را به داخل نازل مکش می‌کند. اغلب مردم زمانی که منظورشان جت ساینده است، به غلط اصطلاح واترجت را به کار می‌برند. یک مجموعه کامل نازل واترجت حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار می‌باشد در صورتی که نازل جت سازنده حدود ۸۰۰ تا ۲۰۰۰ دلار هزینه در بر دارد. هزینه عملیاتی جت مواد ساینده به خاطر سایش تیوپ مخلوط‌کننده مواد ساینده با آب و همچنین به خاطر مصرف مواد ساینده نسبت به واترجت خیلی زیاد است.
تنها محدودیت جت‌آب نازل‌های آن می‌باشد و jewel دارای سوراخ بسیار ریزی بوده که آب با فشار از آن به بیرون پاشیده می‌شود. Jewel ممکن است ترک برداشته و یا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه یاقوتی نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و کثافت در دهانه ورودی آب (inlet water) می‌باشد و می‌توان براحتی و با استفاده از یک فیلتراسیون مناسب از بروز چنین مواردی جلوگیری نمود. رسوبات در اثر مواد معدنی موجود در آب نیز ممکن است پدید آید. Jewelها را می‌توان در مدت کوتاهی حدود ۲ تا ۱۰ دقیقه تعویض نمود. همچنین قیمت بالایی نداشته و حدود ۵ تا ۵۰ دلار می‌باشد، البته نازل‌های الماسه نیز وجود دارند ولیکن قیمت آنها حدود ۲۰۰ دلار می‌باشد و همچنین ساخت آنها نیز مشکل‌تر از نازل‌های یاقوتی می‌باشد. ابعاد و شکل هندسی دهانه نازل در نحوه عملکرد آن تاثیر بسیار مهمی داشته و در مورد نازل‌های الماسی تامین این دقت و تلرانس کمی مشکل و هزینه‌بر می‌باشد.
محدودیت‌های موجود در مورد نازل‌های مربوط به جت مواد ساینده :
جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .
