صفحه 1:
صفحه 2:
ماشینکلوو)ٍ اکتروشیمیلیی (4*060)
الکترولیز به طور موفقیت آمیزی درف رآیندهای آبکاری برقیءشکل دهی برقی
و پرداختکاری برقی بکار گرفته شده است.فرآیند برداشت ماده توسط تجزیه یا
حل شدن شيميايى از سال 0706600 میلادی کشف شده است ؛ اما در طی چند
دهه گذشته این روش بهتر مورد استفاده قرار گرفته است.اين فرآیند همچنین به
عنوان فرآیند شکل دهی الکتروشیمیایی غیر تماسی نیز شناخته میشود.مشخصه
قابل توجه الکترولیز این است که انرژی الکتریکی برای تولید واکنش شیمیایی
مورد استفاده قرار میگیرد.بنابراین » فرآیند ماشینکاری راکه بر اساس اين
ار و رن ما ار ای ميشناستد ابن آیند بر اساس
تجزیه الکتریکی فاراده عمل میکند.در (36(6) اختلاف پتانسیا
STE 00 کم( -0)ولت به دو الکترود یا به عبارت دیگر به كاتد و
آندی eal oa و كاتد ابزار)كه در الكتروليت قراردارند اعمال
= ال الكترونها بين يونها و الکترودها مدار الکتریکی را کامل
ميسازد.فلز به صورت اثم هاى منفرد از سطح آند جدا میشود و در الکترولیت
به صورت یونهای مثبت ظاهر میشود.در ماشینکاری الکتروشیمیایی فلزجدا
شده به صورت هیدروکسیدهای فلزی جامدرسوب کرده ظاهر ميشود.
صفحه 3:
صفحه 4:
الکترولیتهای مورد استفاده در (66) حاوی اسیدها یا در
حالت کلی تر» نمکهای قلیایی محلول در آب میباشند.وقتی که
الکترولیت با سرعت زیاددرحد فاصل بين دو الكترود
حرکت میکندچندین کاررا انجام میدهد.اين الکترولیت
محصولات واکنش الکتروشیمیایی رارقیق میکند و آنها را از
این فاصله خارج میسازد حرارت رابا سرعت بیشتر وبه
مقدار زیادتری منتقل میکند و تمرکز یونها را بر روی سطح
الکترود محدود میکند تا نرخ های ماشینکاری بیشتری
حاصل شود.دبی حجمی الکترولیت بر اساس سرعت جریان
الکترولیت » فاصله بین دو الکترود و سایز قطعه ای که
ماشینکاری ميشود تعیین میگردد.
صفحه 5:
خواطر! الکتر و ایت! (ثر کیط» خلظت»مقداررا"<).(ما و لكأت
عناصرخارجی) همراه با شکل ابزار به دليل اينكه
متغیر های مهمی هستند که شکل قطعه ماشینکاری شده
(پروفیل آند)را تعیین میکنند باید دقیقا کنترل شوند.انتخاب
الکترولیت بسیار مهم است.اغلب از کلرید سدیم(نمک
معمولی)به عنوان ماده ای که ارزان و به راحتی موجود
میباشد استفاده میشود.به منظورحفظ 000809 مطلوب لازم
است الکترولیت تحت فشار بالایی یه فاصله بین دوالکترود
پمپاژگردد. بنابراین»شکلی که قراراست درآند ایجاد شود به
عوامل زیادی بستگی دارد اما اين عوامل را gine فقط به
چگالی شدت جریان و شکل کاند محدود کرد.
صفحه 6:
000 ماشین ابزارشامل چهار زیر سیستم زیر می شود
0- مولد قدرت
©- سيستم تغذيه و تميز كردن الكتروليت
©- سيستم ابزار و تغذيه آن
<- قطعه کار و سیستم نگهداری آن
صفحه 7:
بنابراین تمیزی الکترولیت ضروری میباشد معمولا
الکترولیت به کمک فیلترهایی از جنس فولاد زنگ نزن ۰
مونل يا هر ماده مقاومدر برابرر خوردگی تمیز میشود.جهت
عملکرد مناسب » اين فیلترها باید به طور متناوب تمیز
گردند. بمنظوربدست آوردن نتایج مطلوب میتوان فیلترها را
در لوله تغذیه الکترولیت درست قبل از ظرفی که قطعه
کاردرآن قرارگرفته است نصب نمود.
صفحه 8:
مولد قدرت ۱
در حين فرآيند 02060 یک جریان مستفیم بالا (ممکن است تا
069 بنیز باشد) و یک اختلاف پتانسیل الکتریکی
پایین(در حدود 0-(006)در حد فاصل بین دو الکترود مطلوب
است تا کنون بالاترین چگالی جریان بدست آمده در حدود
8 0 بوده است. بنابراین جریان متناوب سه فاز
به کمک یک رکتیفایر و یک ترانس به یک جریان بالای مستقیم با
ولتاز پایین تبدیل میشود. رکتیفایرهای کنترل شده سیلیکونی
4(GOR) خاطر عکس العمل سریع در برابرتغیرات به وجود
آمده درحین فرآیند و کوچک بودن » جهت انجام عمل یکسوکنندگی
و همچنین تنظیم ولتاژمورد استفاده قرار میگیرند.
صفحه 9:
سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت .۲
سیستم تغذیه و تمیزکاری الکترولیت شامل یک
پمپ.فیلترها» لوله هاء شیرهای کنترل » سیم پیچهای گرم
کننده یا سرد کننده » فشارسنجها و مخزن ذخیره
میباشد.دریچه های تغذیه الکترولیت ممکن است در ابزاریا
قطعه کار يا فیکسچربا توجه به نوع حرکت مورد نیاز
الكتروليت ساخته شوند.جهت بدست أوردن 070808 زيادو
دقت بالا معمولا فاصله بين دو الكترود بايد كمتر از 21
باشد.جريان آرام الكتروليت بايد حفظ كردد و به اين منطور
بايد از هر نوع انسداد اين فاصله كم توسط ذراتى كه
الكتروليت با خود حمل ميكند جلوكيرى به عمل آيد.
صفحه 10:
ابزار و سیستم پیشروی آن. ۳
نظر به اينكه ابزار و فیکسچرها باید برای مدت زمانی طولانی در
یک محیط خورنده بکار گرفته شوند استفاده از موادی که در برابر
خوردگی مقاوم باشند در اين محیط ضروری است. هدایت حرارتی
و الکتریکی بالای ابزار نیز از ضروریات اصلی میباشد.
ماشینکاری آسان ابزار نیز به همین اندازه مهم است به اين دلیل که
دقت ابعادی و پرداخت سطح ابزار بطور مستقیم بر دقت و پرداخت
سطح قطعه تاثیر میگذارد. آلومینیم » برنج » برنز ؛ مس ۰ کربن ۰
فولادزنگ نزن و مونل از موادی هستند که برای این منظور استفاده
ميشوند . علاوه براين قسمتهايى از ابزار كه عمل 02000 در آنجا
مورد نياز نيست بايد عايق كارى شوند.
صفحه 11:
برای متال ۰ عدم عایق کاری دیواره های جانبی ابزار
قالبسازی باعث ماشینکاری ناخواسته قطعه ودرنتیجه از بين
رفتن دقت قطعه ماشینکاری شده میشود. برای ساخت
فیکسچرها استفاده از مواد غیر خورنده و مواد نارسانای
الکتریکی توصیه مشود. همچنین فیکسچرها و ابزار باید به
اندازه کافی صلب باشند تا وقتی تحت نیروهای بالای
هیدرولیکی قرار میگیرند مرتعش یا خم نشوند.
صفحه 12:
electrolyte
tool electrode
workpiece
surface
صفحه 13:
قطعه کاروسیستم نگهداری آن. ۴
با این فرآیند تنها قطعات کاری که از لحاظ الکتریکی رسانا باشند را
میتوان ماشینکاری نمود.خواص شیمیایی جنس آند (قطعه) به مقدار
زیادی بر نرخ برداشت ماده (06803)) تاثیر میگذارد. وسایل
نگهدارنده قطعه کار از موادی که از لحاظ الکتریکی نارسانا باشند
ساخته میشود و دارای خواص پایداری حرارتی خوب و جذب
رطوبت پایین میباشند.
برای مثال پلاستیک های تقویت شده با گرافیت » پلاستیکها »
پرپلکس و... موادی هستند که برای ساخت وسایل نگهدارنده قطعه
کار مورد استفاده قرار میگیرند.
صفحه 14:
(30) مزایا و محدودیتهای ماشین ابزار
(600) مزلیاوقابلتوجهیرا ارلنه میدهد. لینفرآیند میتولند لشکال
بسیار پیچیدم و منحنیشکل را دریکمرحله ماشینکاریلیجاد
نماید. تنهاً از یکلبزار برلیماشینکاریتعداد زيادوقطعه
میتولناستفادم نمود : بدونلینکه لینلبزار شکلو سایز خودش
راازدستبدهد.از لحاظ تئوریعمر لبزار در 0 GC خیلیطو لشی
لست لین فرلیند چند مزیندارد از جمله لینکه تواناییماشینکاری
قطعه کار مسقلاز خولصف یزیکیو مکانیکی آنلست سطوح
ماشینکاریشده بدونتنشو پلیسه با پردلخت خوبمقاومت
بهتر در لبر خوردگیو دفتب هتررا میتولنبا لین لیند لیجاد
نمود. اينف رليند دورريزكمترىإيجاد كردم » کارکردیلتومالیک
دارد و کلزمانماشینکاریو هرینه های مربوط به لنبارداریرا نیز
کاهشمیدهد.
صفحه 15:
(060) محدودیتهایخاصخود را دارد و تنها میتولند برلی
موادیکه رسانایا لکتریسیته هستند به کاررود. علاوم
برلیندقتق طعانماشینکار یشده به عولملیمانند طرح
لبزارء مقدار کنترل!عمالشده بر فرآیند پیچیدگی
لشكالةوليدوو .... بستكودارد. ماشينكاروموادوكه دارلى
نقاط سخت ذرلتفاخا اس ماسه و پوسته باشند مشکلات
لجرلییرا لیجاد میکند. 26(60) تحتب عضیشرلیط قادر
به تولید لقتصادیتارانسهایلبعادیمطلوبدر قطعه کار
نیستلینف رآیند نمیتولند گوشه ها و لبه هایتیز لیجاد
کند. بسه منظور غبه برلینمشکل محققانبطور مداوم
درگیربهبود تکنولوژیسیستم و تجهیزلت()(6) هستند.
صفحه 16:
سالهاست اصول (9026) برای انجام عملیاتهای ماشینکاری
متعددی بکار گرفته شده که چند نمونه از آنها عبارتند از:
گرد تراشی (تراشکاری)»واشربری»خان کشی.سنگ
زنی»مته کاری سوراخهای ریزقالب سازیسوراخ
کاری,پلیسه زدایی و برش سنبه ای»اين فرآیند بطوروسیعی
درصنایع مرتبط باهواپیمایی»تکنولوژی هسته ای» سفینه
های فضایی»خودروها» توربین ها وغیره استفاده میشود.
صفحه 17:
مثال هایی از کاربرد های((30) عبارتند از: ماشینکاری پره های
توربین از جنس آلیاژهای محکم ومقاوم در مقابل حرارت» کپی
کاری سطوح داخلی و خارجیبرشکاری شیارهای منحنی الخط »
ماشینکاری قطعات پیجی تولی مقاطع منحنی دار طویل»ماشینکاری
جرخ دنده هاءتوليد صحیح وبدون عیب نازل تیغه دار برای مصرف
در لوکوموتیوهای دیزلیتولید رینگ های استلیتی و
شاتون»ماشینکاری دیافراگم های نازک با قطر زياد و
این فرآیند بیشتر مورد توجه کسانی قرار گرفته که با ماشینکاری
مواد سخت وچقرمه مخصوصا برای قطعاتی با اشکال پیچیده
سروکاردارند. با وجود اين از تمامی توانایی های اين فرآیند بدلیل
مشکلات طبیعی که در طراحی ابزار وسازگاری با محیط وجود
دارداستفاده نشده است.
صفحه 18:
لایه های سطحی صدمه دیده در حین ماشینکاری قراردادی
یا توسط فرآیندهای دیگر را مى توان با استفاذه از اين فرآيند
برداشت و به اين ترتيب خواص قطعه كار را بهبود بخشد.
با وجود اين» برداشت لايه ها به اين طريق از سطح قطعه
كار استحكام خستكى قطعات ماشينكارى شده را با روشهاى
قراردادى را كاهش مى دهد. سطوحى كه به روش
قراردادى ماشينكارى شده اند داراى تنش هاى يس ماند
فشارى هستند كه باعث استحكام خستكى بالاتر آنها ميشود.
صفحه 19:
خواصمکلنیکیقطعا نما شینکلریش ده تسوسط COM
آكاهى ازتاثيرات 020600 بر خواص مکانیکی قطعاتی که
توسط این فرآیند ماشینکاری شده اند اهمیت بسیاری دارد و
به مقدار زیادی بر استفاده از آن در صنایع مختلف تاثیر
گذار می باشد.به سختی می توان مدرکی دال بر تردی
هیدروژنی قطعات ماشینکاری شده توسط()(۶6) یافت.
دلیل اصلی این مطلب اين است که در حالیکه برداشت فلز
دراثر تجزیه آندی درآند صورت می گیرد» هیدروژن در
کاند ظاهر می شود. گزارش شده است که فرآیند مورد
بحث تاثیربی برشکل پذیری»استحکام تسلیم»استحکام نهایی
و میکرو سختی قطعات ماشینکاری شده ندارد.
صفحه 20:
هرینه بزار و فیکسچر
مقایسه اقتصادي
gS ah
فرآیدها
USM
AJM
ECM
CHM
EDM
EBM
LBM
PAM
ماشینکاری سنتی فولاد
صفحه 21:
این حقیقت بطور تجربی مورد تائید قرارگرفته است. با این
حال»استحکام خستگی مورد نیاز را میتوان بعدها دوباره با
عملیات مناسب پرداخت مکانیکی دیگری آیجاد نمود.
عملیاتهای مکانیکی بعدی در سطح قطعه تذ تنش های فشاری
ایجاد می کند. بطوریکه قطعه کار نهایی میتواند خواص
خستگی را به گونه ای که قابل مقایسه و يا بهتر از خواص
خستگی قطعاتی که به صورت مکانیکی پرداخت شده اند به
نمایش بگذارد. پرداخت سطح ایجاد شده توسط (See pry
است عامل کاهش خواص خستگی نیز باشد. سطح تولیدی با
مسج عموما خواص سایشی » اصطکاکی و مقاومت در
برابر خوردگی بهتری نسبت به سطوحی که توسط روشهای
مکانیکی تولید شده اند دارند.
صفحه 22:
پارامترهاي موثر در انتخاب فرآیند
شامل موارد زیر مي باشد:
پارامترهاي فيزيکي
Cine ped هاي جنس و شکل ظاهري قطعه کار
قابليت هاي فرآيند
جوانب اقتصادي
صفحه 23:
10
مقایسه از نظر راندمان
a) 10° 1 7
برداری(*5*10. ۱ :1 نز
صفحه 24:
097
AJM
ECM
CH
M
ED
LBM
PAM
صفحه 25:
000 عليرغم لينكه بيشترينت ولنا لكتريكيرا
مصرفمينمايد بمهترینروشبرليسورلخكاري
سور لخهاوطولانييا قطر کم با نسبتطولیه
قطر بيشتر از 00© ميياشد.
صفحه 26:
Ion Beam Machining
Laser Beam Machining
Plasma Arc Machining
Ultrasonic Machining
Water Jet Machining
IBM
PAM
USM
WJM
علائم اختصاري فرآیندها
@®J® Abrasive Jet Machining
OW® Chemical Machining
60 Electrochemical
Grinding
CO Electrochemical
Machining
GOO ElectricDischarge
Machining
ماشينکاری به روش الکترو شيميايی
() ECM
اشینکاری لکتروشیمیایی(ECM):
ا
م
الکترولیز به طور موفقیت آمیزی درفرآیندهای آبکاری برقی،شکل دهی برقی
و پرداختکاری برقی بکار گرفته شده است.فرآیند برداشت ماده توسط تجزیه یا
حل شدن شیمیایی از سال 1780میالدی کشف شده است ،اما در طی چند
دهه گذشته این روش بهتر مورد استفاده قرار گرفته است.این فرآیند همچنین به
عنوان فرآیند شکل دهی الکتروشیمیایی غیر تماسی نیز شناخته میشود.مشخصه
قابل توجه الکترولیز این است که انرژی الکتریکی برای تولید واکنش شیمیایی
مورد استفاده قرار میگیرد.بنابراین ،فرآیند ماشینکاری راکه بر اساس این
اصل استوار است به عنوان ماشینکاری شیمیایی میشناسند.این فرآیند بر اساس
قوانین تجزیه الکتریکی فاراده عمل میکند.در ECMاختالف پتانسیل
الکتریکی DCکمی()5-25ولت به دو الکترود یا به عبارت دیگر به کاتد و
آندی (آند قطعه کار است و کاتد ابزار)که در الکترولیت قراردارند اعمال
میشود انتقال الکترونها بین یونها و الکترودها مدار الکتریکی را کامل
میسازد.فلز به صورت اتم های منفرد از سطح آند جدا میشود و در الکترولیت
به صورت یونهای مثبت ظاهر میشود.در ماشینکاری الکتروشیمیایی فلزجدا
شده به صورت هیدروکسیدهای فلزی جامدرسوب کرده ظاهر میشود.
الکترولیتهای مورHد استفاده در ECMحاوی اسیدها یا درH
حالت کلی تر ،Hنمکهای قلیایی محلول در آب میباشند.وقتی که
الکترولیت با سرعت زیاددرحد فاصل بین دو الکترود
حرکت میکندچندین کارHرا انجام میدهد.این الکترولیت
محصوالت واکنش الکتروشیمیایی رارقیق میکند و آنها را از
این فاصله خارج میسازد ،حرارت رابا سرعت بیشتر وبه
مقدار زیادتری منتقل میکند و تمرکز یونها را بر روی سطح
الکترود محدود میکند تا نرخ های ماشینکارHی بیشتری
حاصل شود.دبی حجمی الکترولیت بر اساس سرعت جریان
الکترولیت ،فاصله بین دو الکترود و سایز قطعه ای که
ماشینکاری میشود تعیین میگرHدد.
خواص الکترHولیت (ترکیب،غلظت،مقدار،PHدما و غلظت
عناصرخارHجی) همراه با شکل ابزار Hبه دلیل اینکه
متغیرهای مهمی هستند که شکل قطعه ماشینکاری شده
(پروفیل آند)را تعیین میکنند باید دقیقا کنترل شوند.انتخاب
الکترولیت بسیار مهم است.اغلب از کلرHید سدیم(نمک
معمولی)به عنوان ماده ای که ارزان و به راحتی موجود
میباشد استفاده میشود.به منظورحفظ MRRمطلوب الزم
است الکترولیت تحت فشار باالیی یه فاصله بین دوالکترود
پمپاژگرHدد .بنابرHاین،شکلی که قراراست درآند ایجاد شود به
عوامل زیادی بستگی دارد اما این عوامل را میتوان فقط به
چگالی شدت جریان و شکل کاتد محدود کرHد.
ECMماشین ابزارشامل چهار زیر سیستم زیر می شود
-1مولد قدرت
-2سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت
-3سیستم ابزار و تغذیه آن
-4قطعه کار و سیستم نگهداری آن
بنابراین تمیزی الکترHولیت ضروری میباشد معموال
الکترولیت به کمک فیلترهایی از جنس فوالد زنگ نزHن ،
مونل یا هر ماده مقاومدر برابر Hخوردگی تمیز میشود.جهت
عملکرد مناسب ،این فیلترها باید به طور متناوب تمیزH
گردند .بمنظوربدست آوردن نتایج مطلوب میتوان فیلترHها رHا
در Hلوله تغذیه الکترHولیت درHست قبل از ظرفی که قطعه
کاردرHآن قرارگرفته است نصب نمود.
مولد قدرت ۱.
در حین فرآیند ECMیک جریان مستقیم باال (ممکن است تا
40000Aنیز باشد) و یک اختالف پتانسیل الکتریکی
پایین(در حدود )25V-5در حد فاصل بین دو الکترود مطلوب
است تا کنون باالترین چگالی جریان بدست آمده در حدود
20000A/CM2بوده است .بنابراین جریان متناوب سه فاز
به کمک یک رکتیفایر و یک ترانس به یک جریان باالی مستقیم با
ولتاژ پایین تبدیل میشود .رکتیفایرهای کنترل شده سیلیکونی
)SCR( به خاطر عکس العمل سریع در برابرتغیرات به وجود
آمده درحین فرآیند و کوچک بودن ،جهت انجام عمل یکسوکنندگی
و همچنین تنظیم ولتاژ،مورد استفاده قرار میگیرند.
سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت ۲.
سیستم تغذیه و تمیزکاری الکترولیت شامل یک
پمپ،فیلترHها ،لوله ها ،شیرهای کنترل ،سیم پیچهای گرم
کننده یا سرد کننده ،فشارسنجها و مخزن ذخیره
میباشد.دریچه های تغذیه الکترHولیت ممکن است در ابزاریا
قطعه کار یا فیکسچربا توجه به نوع حرکت مورد نیاز
الکترولیت ساخته شوند.جهت بدست آوردن MRRزیادو
دقت باال معموال فاصله بین دو الکترHود باید کمتر از 1mm
باشد.جریان آرHام الکترولیت باید حفظ گردد و به این منطور
باید از هر نوع انسداد این فاصله کم توسط ذراتی که
الکترولیت با خود حمل میکند جلوگیری به عمل آید.
ابزار و سیستم پیشروی آن۳ .
نظر به اینکه ابزار و فیکسچرها باید برای مدت زمانی طوالنی در
یک محیط خورنده بکار گرفته شوند استفاده از موادی که در برابر
خوردگی مقاوم باشند در این محیط ضروری است .هدایت حرارتی
و الکتریکی باالی ابزار نیز از ضروریات اصلی میباشد.
ماشینکاری آسان ابزار نیز به همین اندازه مهم است به این دلیل که
دقت ابعادی و پرداخت سطح ابزار بطور مستقیم بر دقت و پرداخت
سطح قطعه تاثیر میگذارد .آلومینیم ،برنج ،برنز ،مس ،کربن ،
فوالدزنگ نزن و مونل از موادی هستند که برای این منظور استفاده
میشوند .عالوه براین قسمتهایی از ابزار که عمل ECMدر آنجا
مورد نیاز نیست باید عایق کاری شوند.
برHای مثال ،عدم عایق کاری دیواره های جانبی ابزار
قالبسازHی باعث ماشینکاری ناخواسته قطعه ودرنتیجه از Hبین
رHفتن دقت قطعه ماشینکاری شده میشود .برای ساخت
فیکسچرها استفاده از مواد غیر خورنده و مواد نارسانای
الکتریکی توصیه مشود .همچنین فیکسچرHها و ابزHار باید به
اندازه کافی صلب باشند تا وقتی تحت نیروهای باالی
هیدرولیکی قرار میگیرHند مرتعش یا خم نشوند.
قطعه کاروسیستم نگهداری آن۴ .
با این فرآیند تنها قطعات کاری که از لحاظ الکتریکی رسانا باشند را
میتوان ماشینکاری نمود.خواص شیمیایی جنس آند (قطعه) به مقدار
زیادی بر نرخ برداشت ماده ( )MRRتاثیر میگذارد .وسایل
نگهدارنده قطعه کار از موادی که از لحاظ الکتریکی نارسانا باشند
ساخته میشود و دارای خواص پایداری حرارتی خوب و جذب
رطوبت پایین میباشند.
برای مثال پالستیک های تقویت شده با گرافیت ،پالستیکها ،
پرپلکس و ...موادی هستند که برای ساخت وسایل نگهدارنده قطعه
کار مورد استفاده قرار میگیرند.
ECMمزایا و محدودیتهای ماشین ابزار
ECMمزاHیایقHHابلتHHHوجهیرا اراHئه Hمیدهد .اHینفHHHرآHیند میتواHند اHشکاHHل
بHHHسیار پHHHیچیده Hو منحنیشHHکلرا دریکمرحله HماشینکاریاHیجاد
یHHکHبزار بHHHراHیماشینکاریتHHHعHداد زیادیقHHطعهH
ا
نHHماید .تHHHنهHا از
میتواHناHستفاده HنHHمود ،بHHHدوناHینکه HاHیناHبزار شHHکلو سHHایز خHودش
راازدستبHHHدهد.از لHHحاظ تHHHئوریعمر اHبزار در ECMخیلیطوالنی
Hست اHین فHHHرآHیند چند مزیتدارد از جمله HاHینکه HتHHHواHناییماشینکاری
ا .
Hست سHHطوح
قHHطعه HکHHHار مسقلاز خHواHصفHHHیزیکیو مکانیکیآHنا .
ماشینکاریشHHده HبHHHدونتHHHنشو پHHHلیسه HبHHHا پHHHرداHختسHHطح خHوبمقاومت
بHHHهتر در بHHHراHبر خHوردگHیو دقتبHHHهتررا میتواHنبHHHا اHینفHHHرآHیند اHیجاد
نHHمود .اHینفHHHرآHیند دورریزکHمتریاHیجاد کHHHرده ، HکHHHارکردیاHتوماتیک
دارد و کHHHلزمانماشینکاریو هزینه Hهای مربوط بHHHه HاHنبارداریرا نHHیز
کHHHاهشمیدهد.
ECMمحدودیتهHایخHاص خHود را دارد و تHHHنهHا میتواHند بHHHراHی
موادیکHHHه HرسانایاHHلکتریسیته Hهستند بHHHه HکHHHاررود .عالوهH
بHHHراHیندقتقHHطHعHاتماشینکاریشHHده HبHHHه HعHواHملیمانند طرح
اHبزار ،مقHدار کHHHنترلاHعماHHلشHHده HبHHHر فHHHرآHیند ،پHHHیچیدگHی
اHشکاHHلتHHHولیدیو ....بHHHستگیدارد .ماشینکاریموادیکHHHه HداراHی
ن HقHاط سHHخت ،ذراHتنHHاخاHHلص ،ماسه Hو پHHHوسته HبHHHاشند مشکالت
اHجراHییرا اHیجاد میکند ECM .تHHHحتبHHHعضیشHHراHیط قHHادر
بHHHه HتHHHولید اHقتصادیتHHHلراHنسهایاHبعHادیمطلوبدر قHHطعه HکHHHار
Hیست اHینفHHHرآHیند نHHمیتواHند گHHHوشه Hها و لHHبه HهایتHHHیز اHیجاد
ن. H
کHHHند .بHHHه Hمنظور غلبه HبHHHراHینمشکلمحققHانبHHHطور مداومH
درگHیربهبود تHHHکنولوژیسHHیستم Hو تHHHجهیزاHت ECMهستند.
: ECMکاربردهای ماشین ابزار
سالهاست اصول ECMبرای انجام عملیاتهای ماشینکاری
متعددی بکار گرفته شده که چند نمونه از آنها عبارHتند از:H
گرد تراشی (تراشکاری)،واشربری،خان کشی،سنگ
زنی،مته کاری سوراخهای رHیز،Hقالب سازHی،سوراخ
کاری،پلیسه زدایی و برHش سنبه ای،این فرHآیند بطورHوسیعی
درHصنایع مرتبط باهواپیمایی،تکنولوژی هسته ای ،سفینه
های فضایی،خودروها ،توربین ها وغیره استفاده میشود.
مثال هایی از کاربرد های ECMعبارتند از :ماشینکاری پره های
توربین از جنس آلیاژهای محکم ومقاوم در مقابل حرارت ،کپی
کاری سطوح داخلی و خارجی،برشکاری شیارهای منحنی الخط ،
ماشینکاری قطعات پیجیده ،تولید مقاطع منحنی دار طویل،ماشینکاری
چرخ دنده ها،تولید صحیح وبدون عیب نازل تیغه دار برای مصرف
در لوکوموتیوهای دیزلی،تولید رینگ های استلیتی و
شاتون،ماشینکاری دیافراگم های نازک با قطر زیاد و. ....
این فرآیند بیشتر مورد توجه کسانی قرار گرفته که با ماشینکاری
مواد سخت وچقرمه مخصوصا برای قطعاتی با اشکال پیچیده
سروکاردارند .با وجود این از تمامی توانایی های این فرآیند بدلیل
مشکالت طبیعی که در طراحی ابزار وسازگاری با محیط وجود
دارداستفاده نشده است.
الیه های سطحی صدمه دیده در حین ماشینکاری قراردادی
یا توسط فرآیندهای دیگر را می توان با استفاده از این فرآیند
برداشت و به این ترHتیب خواص قطعه کار را بهبود بخشد.
با وجود این ،برداشت الیه ها به این طریق از سطح قطعه
کار استحکام خستگی قطعات ماشینکاری شده را با روشهای
قراردادی را کاهش می دهد .سطوحی که به روش
قراردادی ماشینکاری شده اند دارای تنش های پس ماند
فشاری هستند که باعث استحکام خستگی باالتر آنها میشود.
خواصم کانیکیق طعاتم اشینکاریش ده ت وسط ECM
آگاهی ازتاثیرات ECMبر خواص مکانیکی قطعاتی که
توسط این فرآیند ماشینکاری شده اند اهمیت بسیارHی دارHد و
به مقدار زیادی بر Hاستفاده از آن در صنایع مختلف تاثیر
گذار می باشد.به سختی می توان مدرکی دال بر تردی
هیدروژنی قطعات ماشینکاری شده توسط ECMیافت.
دلیل اصلی این مطلب این است که در حالیکه برHداشت فلز
درHاثر تجزیه آندی درآند صورت می گیرد ،هیدروژن در
کاتد ظاهر می شود .گزارش شده است که فرHآیند مورد
بحث تاثیرHی برHشکل پذیری،استحکام تسلیم،استحکام نهایی
و میکرو سختی قطعات ماشینکاری شده ندارد.
مقايسه اقتصادي
تجهيزات الزم
راندمان
توان مورد نياز
هزينه ابزار و فيكسچر
سرمايه گذاري اوليه
فرآيندها
C
D
B
B
B
USM
B
D
B
B
A
AJM
A
B
C
C
E
ECM
A
C
D
B
C
CHM
D
D
B
D
C
EDM
A
E
B
B
D
EBM
A
E
A
B
C
LBM
A
A
A
B
A
PAM
B
A
B
B
B
ماشينكاري سنتي فوالد
این حقیقت بطور تجربی مورد تائید قرارگرفته است .با این
حال،استحکام خستگی مورد نیاز را میتوان بعدها دوبارHه با
عملیات مناسب پرداخت مکانیکی دیگری ایجاد نمود.
عملیاتهای مکانیکی بعدی در سطح قطعه تنش های فشاری
ایجاد می کند .بطوریکه قطعه کار Hنهایی میتواند خواص
خستگی را به گونه ای که قابل مقایسه و یا بهتر از خواص
خستگی قطعاتی که به صورت مکانیکی پرHداخت شده اند به
نمایش بگذارد .پرداخت سطح ایجاد شده توسط ecmممکن
است عامل کاهش خواص خستگی نیز باشد .سطح تولیدی با
ecmعموما خواص سایشی ،اصطکاکی و مقاومت در
برابر خورHدگی بهتری نسبت به سطوحی که توسط روشهای
مکانیکی تولید شده اند دارHند.
پارامترهاي مؤثر در انتخاب فرآيند
شامل موارد زير مي باشد:
پارامترهاي فيزيکي
خصوصيت هاي جنس و شکل ظاهري قطعه کار
قابليت هاي فرآيند
جوانب اقتصادي
مقايسه از نظر راندمان
شكل هندسي و پيچيدگي كار
سطح تراشي
حفره تراشي سراسري
برش سراسري
عميق
کم
ع
م
ق
سطح دوار
کانتور
تراشي
استاندارد
دقيق
سوراخکاري
سوراخهاي استاندارد
سوراخهاي کوچک دقيق
L/D
<20
قطر› 0.025
mm
L/
D
قطر‹
0.0
25
mm
>
2
0
----
C
----
C
A
A
C
A
---
----
A
----
----
B
C
C
B
---
A
A
B
A
A
B
A
A
---
----
فرآيند
USM
----
AJM
----
ECM
----
A
----
----
B
C
----
----
B
B
CH
M
----
C
----
B
A
A
B
A
---
----
ED
M
B
A
----
----
C
C
C
B
A
A
LBM
A
A
C
----
C
C
----
B
---
----
PAM
-
-
ECMعليرغم HاHينکه HبHHHيشترينتHHHواHناHHلکتريکيرا
مصرفمينHHمايد بHHHهترينروشبHHHراHيسHHوراHخکاري
سHHوراHخهHايطوالنيبHHHا قHHطر کHHHم HبHHHا نHHسبتطولبHHHهH
قHHطر بHHHيشتر از 20ميبHHHاشد.
عالئم اختصاري فرآيندها
AJM Abrasive Jet Machining
IBM
Ion Beam Machining
CHM Chemical Machining
LBM
Laser Beam Machining
ECG Electrochemical
PAM
Plasma Arc Machining
USM
Ultrasonic Machining
WJM
Water Jet Machining
Grinding
ECM Electrochemical
Machining
EDM ElectricDischarge
Machining