- تلفن: 09121520535 ایمیل:boradebardari.iran@yahoo.com ساعات کاری: شنبه تا پنجشنبه 8 تا 18
ماشین کاری مدرن
- خانه /
- ماشین کاری مدرن
http://www.boradebardariiran.ir
مقدمه ای از ماشینکاری مدرن یاغیرسنتی یا مخصوص :
با توجه به افزایش گسترده نیاز به فلزات سخت بااستحکام زیاد ومقاوم در برابر گرما و کوچک سازی، قطعات مکانیکی با اشکال پیچیده پدید آمد. کاربردهای مرتبط بانیازهای خاص تبدیل به چالشی بزرگ و مهندسی و کنکاش در زمینه تکنولوژی و تحول تکنیک های ماشین کاری شد .
همین امر سبب شد تا روش های تولید صنعتی و تولید مخصوص که بدون شک از نیازهای پیچیده جهان صنعتی است، با خلاقیت واختراعات بی شمار مربوط به آن مواجه گردیده وپیشرفت کند.
همانطور که گفته شد روش های تولید غیرصنعتی و تولید مخصوص از نیازهای پیچیده جهان صنعتی است که بااختراعات مربوط به آن به وجود آمده و رشد کرده اند.
صنعت هواپیماسازی:
یکی از صنایع پیشرو در استفاده از روش های جدید خلاقانه هواپیماسازی است.
از حدود شصت سال پیش دمای کار موتور هواپیما و مقاومت بدنه آن در برابر هوا به علت افزایش سرعت پرنده های فلزی افزایش یافته است.
برای به دست آوردن مقاومت کافی در این شرایط دشوار لازم است از مواد جدیدی نظیر کامپوزیت های فلزی و کربنی،سرامیک ها ،آلومینادها و همینطور پلیمرهای پیشرفته استفاده شود، که هیچکدام از این مواد قابلیت ماشینکاری ساده با روش های سنتی را ندارند.
علت آن چیست؟
علت آن موارد مختلفی همچون سختی بالا ،تردبودن، خواص دمای نامناسب ،فعال بودن شیمیایی و ساختار غیر یکنواخت داخلی است .
راه حل آن چیست؟
تنها راه بهره گیری از این مواد استفاده از ماشینکاری مدرن است.
ماشین کاری مدرن و فرآیندهای آن از اواسط دهه هزارونهصدو چهل میلادی جهت ماشین کاری قطعات بسیار سخت با شکل پیچیده به وجود آمده بود، که بافرایندهای سنتی امکان پذیر نیست ،مورد استفاده قرار گرفت.
کشور سوئیس و روسیه در ساخت ماشین آلات غیرسنتی و استفاده از آن و صادراتش رتبه نخست را به خود اختصاص داده اند.
تعریف ماشینکاری مدرن: ماشینکاری مدرن چیست؟
تعریف روش های غیر سنتی به دلیل تنوع آن اصلا آسان نیست . عموما روش های تولیدی که در پنجاه سال اخیر با بکار بستن فرمول های متداول انرژی به شکل جدید یا با بکاربستن فرمول های جدید انرژی که قبلا استفاده نمی شده است، ماده اضافی و ناخواسته قطعات را توسط فرآیندهایی خاص و متفاوت از آن جدا میکند و ماده را شکل میدهد.
روش های تولید غیرسنتی یا تولید مخصوص انگاشته میشود که حذف فرآیندهای پرهزینه و زمان بر آن از طریق ماشینکاری سریع که خود بحثی تخصصی است مستلزم تلخیص دیگر انجام میگیرد.
وجه تمایز ماشینکاری مدرن با سنتی
در مقایسه با روش های سنتی محدودیت چندانی ندارد بجز یک استثنا که آن هم نرخ پایین تر خروج ماده از قطعه است.از جمله تمایز
دیگر میتوان گفت که در فرآیندهای غیرسنتی از ابزار لبه تیز استفاده نمیشود دستگاه های آن گران تر است.
علل اهمیت فرآیندهای غیر سنتی یا مزایا و دلیل استفاده
از آن باوجود گران بودن تجهیزات و ماشین آلات
1-نیاز به ماشینکاری فلزات و آلیاژهای جدید و یا غیر فلزات که ماشینکاری آنها با فرآیندهای سنتی دشوار است ویا غیر ممکن
2- نیاز به ایجاد سطوح و شکل های هندسی پیچیده و یا بسیار ظریف که با فرآیندهای سنتی غیرممکن و دشوار است
3- جلوگیری از صدمه زدن به سطوح قطعات ظریف که عموما در استفاده از ماشینکاری سنتی حاصل نمیشود
4- هنگامیکه جنس ماده اولیه بسیار سخت بوده و با فرآیندهای سنتی غیر سازگار
5-مواد فوق العاده کشسان و انعطاف پذیر
6- برای تامین صافی سطح بالا و تلرانس دقیق
7- قطعاتی با شکل هندسی پیچیده
8- عدم ایجاد حرارت و تنشهای پس ماند
جنبه ها و فاکتورهای اقتصادی استفاده از ماشینکاری
مدرن (باماشینکاری سریع مشترکه
1- بقا:
افزایش رقابت در بازار ،فروش کالا و مواجه شدن با استاندارد های جدید و ارتقا مداوم نیاز به بهره وری در زمان هزینه را افزایش
میدهد. این مستلزم شکل گیری پروسه هاو فناوری های نوین در تولید است.
2-مواد:
پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، دلیلی بر یافتن و کشف راه حل های جدید ماشینکاری است. مثل صنایع
هواپیما،آلیاژهای فولادی ضدزنگ ومقاوم به حرارت ، صنایع اتوموبیل سازی ،کامپوزیت های دو فازی، آهن فریتی و آلومینیوم و
صنعت قالب سازی.
3-کیفیت:
نیاز به قطعات و اجزا محصولاتی با کیفیت بیشتر مستلزم بکارگیری ماشینکاری سریع است . مثل جایگزین شدن پرداخت کاری دستی با
ماشینکاری سریع بخصوص در قالب ها و قطعات با شکل هندسی سه بعدی پیچیده.
4-طراحی وپیشرفت:
معمولا پیشرفت سریع در تغییر طرح ها و محصولات و کاهش عمر عرضه آنها باعث استفاده از ماشینکاری مدرن میشود.
5-فرایندها:
کاهش یافتن زمان فرآیندها از طریق کاهش تعداد بازو بست کردن ها و روش های ساده تر از طریق ماشین کاری سریع است. بطور مثال حذف
فرآیندهای پرهزینه و زمان بر ای دی ام با اچ اس ام.
6- محصولات پیچیده:
که استفاده از سطوح چندکاره نام دارد روی قطعات در حال افزایش است مثل طرح های جدید پره های multi-functional surfaces
توربین که قابلیت ها و توانایی های جدید و بهینه ای به دست میدهد.
طرح های قبل اجازه می دادند که پره ها توسط ربات ها یا دست پولیش زنی شوند اما پره های جدید که پیچیده شده اند باید از طریق ماشینکاری ترجیحا نوع سریع آن پرداخت شوند.
شکل هندسی و ویژگیهای Geometric Features
قطعه در ماشینکاری مدرن
1-حفره های بسیار کوچک که با مته های معمولی ممکن نیست و معمولا لیزری تولید میشوند–
2- حفره های باریک با عمق زیاد
3- حفره های غیر دوار که با مته کاری سر مت ه هایی که دوار اند ممکن نیست در حالیکه با ای دی ام که ابزار دوار ندارند
ممکن است.
4- ایجاد شیارهای بسیار نازک در قطعه با استفاده از وایرکات- اشعه لیزر با پرتو الکترون و فشار جریان آب که با روش های سنتی ممکن نیست.
5- تهیه قالب و ابزار که برای تولید سنبه و ماتریس یا فرآیندهای مرحله پایانی در قالب سازی از ماشینکاری مدرن استفاده میشود.
تقسیم بندی انواعفرآیندهای ماشینکاری مدرن از نظر
منابع انرژی
1-Mechanical Energy Machining Processes فرآیندهای مبتنی بر انرژی مکانیکی
(Mechanical)
2–Thermal(Thermo) Energy (Electrical) Machining Processes فرآیندهای مبتنی بر انرژی حرارتی
(TEM)
3 –Electro Chemical Energy Machining Processesفرآیندهای مبتنی بر انرژی شیمیایی
(ECM)
4-Electrical Energy Machining Processes
انواع روش های تولید با ماشینکاری مدرن از نظر
انرژی
1-روش مکانیکی M.M
در این روش مستقیما نیروی ساینده مکانیکی به قطعه اعمال میشود و بیشتر در مورد قطعاتی که سختی و تردی بالا و چقرمگی کمی
دارند استفاده میشود.
معمولا سرامیک ها و کامپوزیت ها به این روش تولید میشوند، چراکه برای استفاده از روش الکتریکی رسانایی ندارند و در مقابل حرارت و انرژی شیمیایی زود خراب میشوند
(M.Mماشینکاری مکانیکی به دو دسته تقسیم میشوند )
بی براده (از نوع مدرن):Chips Less
– wJM) Water Jet Machining)
-AJM) Abrasine Jet Machining)
-USM) Ultrasonic Jet Machining)
بابراده از نوع سنتی( Chips Removal)
–Drilling Machine-سوراخ کاریMilling Machine فرز
–Turning Machine -تراشکاریGrinding Machine سنگ زنی
–Planing Machine صفحه تراشی
و موارد دیگر.
2-روش حرارتی T.M
از پرکاربرد ترین روش های تولید در صنعت است . برای کاربردهای خاص و حساس باید دقت شود که منطقه متاثر از حرارت در
قطعه ایجاد مشکل میکند .
فرآیند اینگونه است که به واسطه استفاده از انرژی بالای ناشی از یکی از منابع حرارتی (دمای بالا)در محدوده بسیار کوچک از قطعه بطور موضعی باعث سوختن،بخارشدن و ذوب مواد و در نتیجه برش و جداشدن قطعه کار میگردد. گاهی سطح قطعه به دست آمده نامطلوب است و نیاز به فرآیند ثانویه برای بهبود دارد.
منطقه متاثر از حرارت یا جوشHAZ
3-روش الکتریکی E.M
برای قطعات رسانای الکتریکی قابل استفاده است. قطعاتی که قابلیت ماشینکاری کمی داشته باشند .ضمنا برخی مواقع با وجود داشتن
قابلیت ماشینکاری مناسب از روش الکتریکی به دلیل قابلیت ایجاد شکل های پیچیده در یک پالس و سایش کم ابزار استفاده میشود.
4-روش شیمیایی chm
شاید بتوان گفت این نوع ماشینکاری ، قدیمی ترین نوع ماشینکاری غیر سنتی باشد که در گذشته برای براده برداری استفاده می شده است.
چگونگی استفاده از این نوع ماشین برای براده برداری:
به اینصورت که توسط یک ماده خورنده اسیدی یا بازی از روی قطعه براده برداری میشود ودر گذشته در ایران بسیار پر کاربرد بوده است.
چون ایرانیان در ساخت و ضرب سکه های فلزی قدمت زیادی دارند..اما امروزه بیشتر برای ساخت فیبرهای الکترونیکی و تولید حفره های کم عمق در قطعات مختلف مستقل از سختی آنها بکار میرود.
Chemical Etching یا حکاکی شیمیایی از نام های دیگر آن است که مبتنی بر انحلال شیمیایی کنترل شده ماده قطعه کار در محلول حکاکی است. این روش برای تولید انبوه مناسب و مقرون بصرفه است . گاهی هم برای تولید تکی و مابین هم نیز کاربرد دارد .
در این روش هیچ نیرویی به قطعه وارد نمیشود، چراکه بر اساس حل کردن قسمت هایی است که نیاز به ماشینکاری دارند به وسیله تماس با یک معرف قوی مواد و غیر حلال شیمیایی برای کنترل درمحلول اچنت که معمولا اسید است .
برای آنکه قسمت های دلخواه از قطعه را ماشینکاری کنند سایر قسمت هارا با (Maskantمسکنت) میپوشانند که شامل پوشاندن مسکنت به قطعه و جداسازی آن با کاردکاست (مسکنت پوشش مخصوصی است که نواحی از فلزات را که باید حرکت کنند محافظت میکند) ، سپس قطعه را در اسید میگذارند و مدتی صبر میکنند تا محل مورد نظر خورده شود. سپس قطعه را بیرون آورده و تمیز میکنند.
کاربردها
_ تقریبا برای تمامی مواد با انتخاب درست اچنت
_ کاهش وزن در قطعات
_ مدارهای الکترونیکی چاپی
_ تولید حفره های چند مرحله ای
_ تولید پاکت ها و محیط های مرئی
توجه: کاربرد ها با روش ماشینکاری فتوشیمیایی یکی است.
دسته های اصلی:
1_ فرز کاری شیمیایی
2_ ماشینکاری فتو شیمیایی
دسته های فرعی:
1_ ماشینکاریترموشیمیایی
2_ ماشینکاری بیوشیمیایی
3_ بلانکینگ شیمیایی
فرزکاری شیمیاییCH-Milling or chemical Milling
ماشینکاری فتوشیمیاییPhoto chemical machining) PCM
ماشینکاری فوتوشیمیایی:
اولین بار در آمریکای شمالی و بریتانیا اختراع و از آن بهره گیری شد. در حال حاضر هواپیما سازی ایران(هسا)از این روش استفاده
میکند.
ماشینکاری فوتوشیمیایی حالتی منشعب از ماشینکاری شیمیایی و فرز کاری شیمیایی است.
تفاوت ماشینکاری فتوشیمیایی با ماشینکاری شیمیایی :
در نحوه اعمال مسکنت است به این ترتیب که مسکنت حساس به نور روی قطعه پوشانده میشود ، سپس به وسیله تاباندن نور به قسمت هایی از مسکنت که نیاز است باقی بماند نور تابانده میشود . در نتیجه مسکنت سفت میشود ، مسیر قسمت ها جدا شده و عملیات ا چینگ انجام میشود.
همانطور که گفته شد، ماشینکاری فوتو شیمیایی حالتی از فرز کاری شیمیایی است. با این تفاوت که برای حفاظت از قسمت های مختلف قطعه کار ماسک محافظ باتکنیک فوتوگرافیک بر قطعه اعمال میشود که ماسک از ماده شیمیایی معرف استفاده شده آگاهی دارد.
معمولا مواد سنتزی و یا مواد پایه پلاستیکی است . هر دو روش ماشینکاری فوتو شیمیایی و فرزکاری شیمیایی از نظر اینکه ماده تحت خوردگی شیمیایی قرار میگیرند مشابه اند.
تفاوت عمده:
تفاوت عمده آن با فرز کاری شیمیایی آن است که در در فرزکاری شیمیایی عمق حفره توسط زمان باقی ماندن قطعه در حلال کنترل میشود اما در ماشینکاری فوتوشیمیایی توسط زمان اسپری شدن حلال بر قطعه متفاوت است، با توجه به اسپری شدن ،نرخ بار برداری بالاتر و کیفیت بهتری به دست می آید.
از جمله نام های دیگر ماشین کاری فوتوشیمیایی فرزکاری نوری شیمیایی،خوردگی نوری،ماشینکاری نوری شیمیایی و خوردگی
شیمیایی است.
ماشینکاری نوری شیمیایی:
ماشینکاری نوری شیمیایی یک فرآیند ماشینکاری غیر سنتی است . ترکیبی از پوشش مقاوم نوری و خوردگی شیمیایی است.
روش فوتو شیمیایی را با محلول آبی کلرید فرمیک انجام میشود که جام دی سخت و سیاه است .
با حل شدن در آب تبدیل به محلول قابض شفاف قرمز -قهوه ای میشود که برای فولادها و آلیاژهای آن کاربرد دارد . همچنین از نیترات فرمیک نیزبرای خوردگی در نقره و غیره استفاده میشود.
کاربرد:
روشی ایده آل برای ماشینکاری و ایجاد طرح های دقیق روی فویل از ضخامت 0.01تا1.5میلیمتر است. هم چنین بهترین جایگزین برای سوراخ
کاری ورق به وسیله پرس های مکانیکی میباشد.
معمولا برای قطعات سه بعدی که از روش هایی مثل فورج و ریخته گری تولید شده کاربرد دارد.
_ تولید قطعات نازک با اشکال پیچیده و منظم
_ تولید قطعات بدون تنش و بدون تغییر در ساختار مواد با ضخامت کمتر از 0.06
_ اشکال پیچیده شامل تعداد سوراخ های بالا (غربال ها-توری ها)
_ موضوعات متغیر طراحی قطعه استفاده میشود.
فواید:
_ خوردگی ناقص
_ خوردگی سطوح با اعماق مختلف
_ هزینه کم تجهیزات
_ تولید کم
_ بدون فشار و برآمدگی
_ اقتصادی بودن هزینه های
تولیدی
_ نیاز به زمان تولید کمتر از چهار هفته
فرزکاری شیمیایی:
اساس روش فرزکاری شیمیایی به اینصورت است که یک پوشش محافظ (ماسک)قسمت هایی از ماده را که قرار نیست ،در محلول
خورنده شود می پوشاند.
در فرزکاری شیمیایی عمق حکاکی با زمان قرارگیری در محلول کنترل میشود .باید در نظر داشت که محلول شیمیایی خورنده ()Echantبسیار خطرناک و خورنده است و بخاران و گازهای متصاعدشده در اثر واکنش شیمیایی باید در راستای پیشگیری های محیطی کنترل شود. محلول معمولا در حین فرآیند با ابزارهای مخصوص هم زده میشود.
دماها و غلظت چگونه است؟
دمای مناسب در فرآیند فرزکاری شیمیایی بین 37تا 85Cو با تلرانس مثبت و منفی 5C کنترل میشود تا خوردگی بصورت یکنواخت انجام شود. در دماها و غلظت های بالای محلول نرخ براده برداری نیز بیشتر است.
محلول های خورنده محلول های غلیظ اسیدی یا آلکالاین اند که ترکیب شیمیایی و دمای آنها در محدوده ای خاص حفظ میشود. برای قطعات از جنس های مختلف ترکیب محلول خورنده نیز متفاوت میشود.
لازم به ذکر است که وقتی ماسک برای ماشینکاری استفاده میشود برداشت ماده هم به سمت داخل قطعه و هم به سمت جانبی (زیرماسک)اتفاق می افتد. فاکتور مهم در این زمینه (Etching Factor (EF یا فاکتور حکاکی است که دارای فرمول های مخصوص به خود است.
کاربردها
فرزکاری شیمیایی در صنایع هواپیماسازی و هوافضا از اهمیت ویژه ای برخوردار است . زیرا از آن برای کاهش ضخامت موضعی ورق های بدنه هواپیما یا موشک ها با هدف افزایش نسبت استحکام به وزن Stiffness to weight ration استفاده میشود .
کاربرد در صنایع فلزی:
همینطور در صنایع فلزی برای ایجاد وب و ریب()web,rib در قطعات فورج ،فرم و ریخته گری استفاده میشود.و در بسیاری از موارد برای بهبود وضعیت سطوح از آن استفاده میشود:
مثال:
1_ برداشتن اکسید تیتانیوم از قطعات فورج شده تیتانیوم و قطعات شکل دهی شده با روش سوپر پلاستیک
2_ حذف سطوح دی کربوریزه شده از قطعات فورج شده در فولادها کم کربن- ،Recast Layer
3_ برداشتن لایه رسوب از روی قطعات تولید شده به روشEBM
4_ برداشتن پلیسه()Burr از قطعات با شکل به هم پیچیده و ماشینکاری شده به روش سنتی
5_ برای ایجاد حفره(با عمق مشخص)اPocket و کنتور استفاده میشود و برخی دیگر از کاربردهای خاص
مزایای فرزکاری شیمیایی:
1_ امکان کاهش وزن قطعات فاکتور پیچیده که با روش های سنتی به سختی ماشینکاری میشوند
2_ قابلیت ماشینکاری چند قطعه بطور همزمان
3_ عدم تشکیل پلیسه
4_ خرابی کم قطعات
5_ بهره وری با برداشت بار همزمان از تمام سطوح افزایش می یابد
6_ قابلیت اعمال سریع تغییرات و طراحی در اجرا
7_ سرمایه اولیه و هزینه ابزار کم
8_ عدم نیاز به اپراتور و مهارت بالا
9_ عدم ایجاد تنش در قطعه و در نتیجه کاهش تاب برداشتن و امکان ماشینکاری قطعات پیچیده
محدودیت های فرزکاری شیمیایی:
1_ جابجایی و دور ریختن حلال ممکن است دردسر ساز و خطرناک باشد
2_ عملا فقط برای برش های با عمق کم ممکن است
3_ پوشش دهی ،خراش و برداشتن رویه کار زمان گیر ، تکراری وخسته کننده است
4_ در صورت تشکیل ، عیوب سطحی تکرار میشود
5_ برای حصول بهترین نتیجه ، سطوحی که از نظر متالوژی هم گن باشد مورد نیاز است
6_ قطعات ریخته گری حاوی خلل و فورج پس از فرآیند ، سطوح نا هم سطح ایجاد میکند.
7_ قسمت های جوشکاری شده با نرخ متناوب از فلز پایه خورده میشود.
ماشینکاری ترموشیمیایی:
با استفاده از یک گاز خورنده گرم ماشینکاری انجام میشود
ماشینکاری بیوشیمیایی:
بلانکینگ شیمیایی:
برای برش قسمت هایی از ورق نازک کاربرد دارد.
:ECM
الکترولیز به طور موفقیت آمیزی در فرآیند آبکاری برقی-شکل دهی و پرداخت کاری برقی و تامین انرژی الکتریکی برای تولید واکنش
شیمیایی نورد بکار گرفته شده است.
فرآیند برداشت ماده توسط تجزیه یا حل شدن شیمیایی از سال 1780 میلادی کشف شده اما در طی چند دهه گذشته این روش بهتر مورد استفاده قرار گرفته است.
بنابراین فرآیند ماشینکاری را که بر اساس الکترولیز ها استوار است ، ماشینکاری الکترو شیمیایی مینامند.ا ین فرآیند به عنوان شکل دهی الکترو شیمیایی غیرتماسی نیز شناخته میشود. از نام های دیگر ان برش کاتدی است.
از موثرترین روش های ماشینکاری غیر سنتی است که با براده برداری از قطعه بر اساس انحلال آندی(تجزیه الکتریکی)توسط اصل الکترولیز فا را دی کنترل میشود.
کاتد و آند در ECM :
ECM در اختلاف پتانسیل الکتریکی Dc )25v-5) کمی به دو الکترود یا به عبارت دیگر به کاتد و اندی که در الکترولیت قرار دارند اعمال می شود و انتقال الکترودها بین یون ها و الکترودها ی مدار الکتریکی را کامل می سازد. فلز بصورت اتم های منفرد از سطح آند جدا میشود و در الکترولیت بصورت یون های مثبت ظاهر میشود.
نحوه کار در ماشینکاری الکتروشیمیایی:
در ماشینکاری الکتروشیمیایی فلز جدا شده بصورت هیدروکسیدهای فلزی جامد رسوب کرده و ظاهر میشود. قطعه کار با فرآیند الکترولیز برداشته می شود .ابزار الکترود مثبت و قطعه الکترود منفی است.قطعه کار و ابزار در فاصله معینی قرار میگیرند و درحمام الکترولیت که با سرعت حرکت میکند شناور میشوند. ابزار و قطعه به جریان الکتریسیته متصل میشوند و فرآیند قطعه کار را در مایع الکترولیت حل میکند.
کارکردهای الکترولیت:
کامل کردن مدار الکتریکی بین ابزار و قطعه کار.
فراهم کردن شرایط مطلوب و واکنش شیمیایی و انحلال آندی.
خارج کردن گرمای بوجود آمده در حین واکنش شیمیایی.
خارج کردن پسماندها ی واکنش (لجن)از فاصله ماشینکاری.
الکترودها و جنس آن و وظایف:
الکترودهای مورد استفاده در ECM حاوی اسیدها و در حالت کلی تر نمک های قلیایی محلول در آب می باشد (کلرید سدیم) . وقتی
الکترولیت با سرعت زیاد در حد فاصل بین دو الکترود حرکت میکند ،چندین کار انجام میدهد.
وظایف الکترودها:
محصولات و واکنش شیمیایی را رقیق میکند و آنهارا از این فاصله خارج میسازد .حرارت را با سرعت بیشتر و به مقدار زیاد تری منتقل میکند و تمرکز یون ها را بر روی سطح الکترود محدود میکند تا نرخ های ماشینکاری بیشتری حاصل شود، پس کارکرد مهمی دارد و باید ارزان و با کیفیت باشد.
کاربردهای ECM
ایجاد حفره ()Cavity Sinking کاربردهای وسیعی دارد که میتوان موارد زیادی را نام برد.
از جمله این کاربردها:
پلیسه گیری , گردتراشی(تراشکاری) و واشربری -خان کشی -سنگ زنی -مته کاری -سوراخ های ریز -برش سنبه ای و شیار زنی و ایجاد پروفیل با تغییر در فرآیند آنها استفاده میشود.
همچنین در صنایع هواپیمایی و تکنولوژی هسته ای ،سفینه های فضایی و خودروسازی و توربین ها وموارد دیگر کاربرد دارد . مثلا ماشینکاری پره های توربین از جنس آلیاژهای مستحکم و مقاوم هستند ، در برابر حرارت ،کپی کاری سطوح داخلی و خارجی -برش شیارهای منحنی الخط ،لوکوموتیوهای دیزلی،تولید رینگ های استلیتی و شاتون و ماشینکاری دیافراگم های نازک با قطر زیاد-بلوک های موتور-قالب های فورج-.
استفاده مرکب از ECMبه همراه روش های پرداخت کاری سنتی،روش های بسیار پیشرفته سنگ زنی ، هونینگ و سوپرفینیش با
کمک فرآیند ماشینکاری الکترو شیمیایی را پدید آورده است.
ماشین کاری الکتروشیمیایی چگونه عمل میکند؟
با ماشینکاری الکترو شیمیایی تنوع بالایی از جنس ها قابل فرآوری است که مستقل از سختی و استحکام فقط وابسته به رسانایی
الکتریکی آنهاست. زیرا نرخ با ربرداری مخصوصا برای قطعات دشوار وسخت برای ماشینکاری سنتی بالاست.
تولید قطعات شکننده و ماشینکاری قالب های سخت کاری و تمپرشده که با روش های دیگر به راحتی قابل ماشینکاری نیستند با
ماشینکاری الکترو شیمیایی به راحتی تولید میشوند به دلیل عدم خورده شدن ابزار و دقت و تکرار پذیری . ماشینکاری الکترو شیمیایی روشی ایده آل برای تولید انبوه قطعات در اشکال پیچیده و سختی بالاست.
مزیت EDM بهECM
به هرصورت در حوزه قطعات رسانا ECM&EDM رقابت تنگاتنگی با هم دارند . در برخی از مواردECM به دلیل نداشتن تنش های حرارتی و HAZ جاذبه بیشتری دارد. این خاصیت در ماشینکاری قالب های سخت کاری و تمپرشده مفید است.
ماشینECM
وزیر سیستم های آن
مولد قدرت-سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت- سیستم ابزار و تغذیه آن-قطعه کار و سیستم نگهداری آن
مزایای :ECM
1_ سطوح سه بعدی که با پروفیل های پیچیده هستند ،به آسانی در یک عملیات یگانه مستقل از سختی و استحکام ماده قابل حصول است.
2_ نرخ ماشینکاری بالای ECM در جریان های بالا از اکثر روش های سنتی و غیرسنتی بالاتر است.
3_ خوردگی ابزار وجود ندارد بنابر این امکان تکرار پذیری تولید وجود دارد.
HAZ-4 یا آسیب حرارتی در منطقه بوجود نمی اید.
MRR-5 یا نرخ براده برداری بالا و کیفیت سطح و دقت عالی به سبب اثر الکترو شیمیایی را ممکن میسازد.
6-نیازی به نیروی بالا و مهارت زیاد نیروی کار ندارد.
7-امکان تولید سطحی بدون پلیسه و عاری از تنش.
8-قابلیت فرآوری تنوع بالایی از جنس ها که مستقل از سختی و استحکام وابسته به رسانایی آنهاست.
9-تعویض ابزار لازم نیست.
10-تولید قطعات انبوه با اشکال پیچیده و سختی بالا.
محدودیت هایECM
1_ مواد غیر رسا نا قابل ماشین کاری نیستند.
2_ عدم امکان ماشینکاری لبه های تیز داخلی یا خارجی با شعاع کمتر از 0.02mm.
3_ ماشین و تجهیزات جانبی تحت اثر خوردگی و زنگ زدگی قرار دارند مخصوصا وقتی الکترولیت ها ی خورنده مثل Nacl استفاده میشود .البته میتوان الکترولیت کمتر خورنده ای مثل Na No3 استفاده کرد که قیمت بالاتری دارn.
4ـ حد دوام قطعات تولید شده با ECM بین%15~10 افت میکند در اینصورت پس از ECM توصیه میشود با عملیات shot peening استحکام خستگی بازیابی شود.
5ـ توان مخصوص (توان مصرف شده به ازای واحد حجم بار خارج شده) در ECM به طرز قابل ملاحظه ای بالاتر از روش های سنتی است.
6ـ ممکن است کانال های کاویتاسیون ایجاد شود که کیفیت را تحت الشعاع قرار می دهد.
7ـ پمپ کردن الکترولیت با فشار بالا در فاصله نازک بین ابزار و قطعه کار فشار هیدرودینامیک زیادی به قطعه کار و ابزار وارد میکند که در نتیجه لازم است ماشین دارای ساختار مستحکم و صلبی باشد.
8ـ لازم است اجزای ماشین بلافاصله بعد از ماشین کاری تمیز شده و روغن زده شود.
9ـ در صورتیکه هیدروژن تولید شده در حین فرآیند با رعایت ایمنی خارج نشود امکان انفجار وجود دارد.
10ـ ممکن است به علت وجود اکسیدها یا مانده قطعه در الکترولیت بین ابزار و قطعه کار جرقه زده شود که منجربه آسیب سطحی
ابزار و قطعه و کاهش کیفیت سطح میشود.همینطور به دلیل برخورد ابزار به قطعه و ایجاد اتصال کوتاه ممکن است آسیب های سطحی
بوجود بیاید.
ویژگیهای اقتصادی:ECM
1_ نرخ تولیدی متوسط
2_ توان مصرفی بالا
3_ هزینه ابزار بالا
4_ هزینه کارگر پایین
5_ هزینه تجهیزات بالا-
6_ اتوماسیون بالا امکان پذیر
7_ سرعت به نوع الکترولیت با فاصله بین قطعه و ابزار و چگالی جریان دارد
8_ مناسب برای تیراژ متوسط
9_ بازده مواد پایین ضایعات غیر قابل بازیافت
10_ زمان بیکاری تا چندهفته به دلیل پیچیدگی ابزار
11_ برداشتن لایه های ایجادشده برای سطوح پرهزینه
setu_ -12 -زمان کم
13_ s/0.15mm –
14_ نرخ براده برداری m
فرآیندهای مشابه :ECM
سنگ زنی الکتروشیمیایی- ECD پلیسه گری الکتروشیمیایی – سوراخ کاری الکتروشیمیایی
سنگ زنی الکتروشیمیاییElectro Chemical Grinding
ECM در صنعت کم است اما اغلب ECG و یا سنگ زنی الکتروشیمیایی بسیار پرکاربرد است و بسیار مشابه ماشین کاری الکتروشیمیایی وسنگ زنی سنتی است. حتی در برخی از تجهیزات جز اینکه چرخ سنگ یا ذرات ساینده مثل الماس با چسب فلزی است .
چرخ سنگ از طریق اسپیندل به قطب منفی منبع تغذیه دی سی وصل میشود .
قطعه به قطب مثبت.شامل فرآیندی است .
چگونگی فرایند: شامل جداکردن ماده رسا نای الکتریکی با سنگ زنی با یک چرخ (چرخ های سایش باید رسا نای الکتریکی باشند) بار منحنی آسیاب ساینده یک مایع الکترولیت ویک قطعه کار با بار مثبت میباشد. مواد از ماندن قطعه کار در مایه الکترولیت حذف خواهد شد..
در این روش %90 فلز از طریق سایش الکتروشیمیایی و %10 به طریق سایش اکسیدی پرداخته میشود. در این روش میتوان برای تمیزکاری ابزارهای سایشی (کاربیدی) با سایش بسیار کم سنگ استفاده کرد.
سنگ زنی الکتروشیمیایی از فرآیندهای هیبریدی است که در آن فلز با ترکیب انحلال الکتروشیمیایی و سایش مکانیکی پرداخته میشود.
در یک فرآیند %ECG95 خروج ماده از طریق انحلال شیمیایی و تنها%5 توسط سایش مکانیکی انجام میشود.و نیاز به درس کردن سنگ از بین میرود یا کاسته میشود (البته درصد هایی هم که قبلا گفته شد درسته)
کاربردها
1_ برای مخلوط تجمعی از فلزات نر م و آلیاژ های آلومینیوم در صنعت هواپیما کاربرد دارد
2_ تیز کردن ابزار براده برداری کاربیدی با بکار بستن 3ECG حدود%75
3_ کاهش هزینه در ابزار سنگ و %50 کاهش هزینه در نیروی انسانی
4_ سنگ زنی قطعات شکننده مثل کامپوزیت های لانه زنبوری ،لوله های جدار نازک،سوزن های تزریق پزشکی و جراحی و قطعات پره های توربین از این روش قابل تولید اند.
5_ از سنگ زنی الکتروشیمیایی بخصوص برای اچ کردن استفاده میشود.
اچ کردن یعنی ورق را در حوضچه های الکتروشیمیایی قرار داده و با براده برداری الکترونی از روی آن ،ورق را دارای خلل و فرج کنیم . این کار باعث میشود رنگ بطور ریشه دار روی آن بنشیند . حتی پلاستیک ها را هم با روش اچ کردن میتوان تولید و رنگ کرد.
مزایای ECG
1_ امکان ماشینکاری سطوح سه بعدی با پروفیل پیچیده بدون در نظر گرفتن سختی و جنس آن.
2_ نرخ براده برداری بالا ()MRR به سبب اثر الکتروشیمیایی