یکی از روشهای مهم نوین در ماشینکاری قطعات دقیق و پیچیده ازجنس مواد سخت، ماشینکاری با تخلیه ی الکتریکی می باشد که با توجه به کاربرد این روش درصنایع پیشرفته، همواره بهبود عملیات باربرداری و کیفیت سطح حاصل از این فرآیند مورد توجه بوده است. یکی از روش های موثر در بهبود راندمان ماشینکاری با تخلیه ی الکتریکی، افزودن پودر مواد به دی الکتریک و همچنین اعمال امواج مافوق صوت (التراسونیک) به فرآیند می باشد. در این پژوهش، اثرات افزودن نانو پودرهای اکسید تیتانیوم، اکسید روی و اکسید آلومینیوم به دی الکتریک و همچنین اثرات بکارگیری امواج التراسونیک بطور همزمان در فرآیند ماشینکاری تخلیه ی الکتریکی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور پس از طراحی، ساخت و اتصال کلگی جدید به دستگاه اسپارک، اثر پارامترهای ورودی شامل نوع و درصد اختلاط نانو پودر در دی الکتریک، زمان روشنی پالس و جریان جرقه بر روی نرخ براده برداری، زبری سطح و نرخ فرسایش ابزار در فرآیند ماشینکاری با تخلیه ی الکتریکی بررسی گردیده است. براساس نتایج بدست آمده، اثر امواج التراسونیک بر نانو پودرها بصورت،جلوگیری از تجمع نانوذرات، تعلیق بهتر در دی الکتریک، افزایش برخوردهای نانوذرات با یون ها و الکترون ها و همچنین باربرداری نانو پودرهای اکسیدی عمل کرده که در نتیجه، شرایط بهتری برای باربرداری ایجاد شده است. در حالت استفاده از نانو پودر، بکارگیری نوسانات التراسونیک در نرخ فرسایش ابزار اثر قابل ملاحظه نداشته ولی در جریان های بالا، نرخ فرسایش ابزار را کاهش می دهد. با استفاده از ذرات نانوپودر و اعمال امواج التراسونیک، می توان بطور میانگین نرخ براده برداری را تا 30% افزایش داد بطوری که میانگین زبری سطح و نرخ فرسایش ابزار ثابت بماند. همچنین با اعمال نوسانات التراسونیک بدون ذرات نانوپودر، می توان مقدار میانگین نرخ براده برداری را تا 17% افزایش داد. برای نانو پودر اکسید روی که بیشترین رسانایی الکتریکی را دارد، نرخ براده برداری و زبری سطح بیشتری حاصل شده و برای نانو پودر اکسید آلومینیوم که کمترین رسانایی الکتریکی را دارد، زبری سطح کمتری ایجاد شده است. رسانایی حرارتی بالاتر نانو پودر اکسید روی باعث ایجاد کمترین نرخ فرسایش ابزار شده است. درصد اختلاط 3 گرم بر لیتر، بهترین نرخ براده برداری را برای تمام نانو پودر ها ایجاد کرده است.

در سال‏های اخیر با افزایش تنوع در محصولات و زیاد شدن تولیدات سفارشی با تعداد تولید کم استفاده از فرآیندهایی که توانایی تولید محصول با تنوع زیاد و بدون نیاز به استفاده از تجهیزات خاص دارند، بیشتر گردیده است. از همین رو فرآیندهای شکل‏دهی ورق‏های فلزی که امکان تولید قطعات سفارشی و با تعداد کم را با کوتاه کردن زمان طراحی تا تولید فراهم می کنند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته اند. فرآیند شکل دهی افزایش یکی از روش هایی است که به دلیل عدم نیاز به قالب خاص برای تولید قطعات با تعداد کم و نمونه سازی سریع مورد توجه قرار گرفته و تلاش های زیادی برای بهبود آن انجام شده ‏است. یکی از روش های نوین بهبود فرآیندهای شکل دهی استفاده از نوسانات مافوق صوت (آلتراسونیک) است که باعث کاهش اصطکاک و نیروی شکل دهی، بهبود کیفیت سطح و افزایش سرعت فرآیند شده ‏است. هدف از این تحقیق بررسی اثر اعمال نوسان آلتراسونیک به ابزار در فرآیند شکل دهی افزایشی ‏است. برای این منظور ابتدا فرآیند شکل دهی افزایشی مورد مطالعه قرار گرفته و اصول آن بررسی شده ‏است و روابط تحلیلی نیرو در حالت بدون آلتراسونیک اصلاح و استخراج شده ‏است. سپس روابط تحلیلی با اضافه کردن نوسان های آلتراسونیک به روابط تحلیلی معمولی، بدست آمده است. شبیه سازی عددی فرآیند شکل دهی افزایشی با آلتراسونیک و بدون آلتراسونیک توسط نرم افزار المان محدود abaqus انجام و نتایج حاصل با روش تحلیلی مقایسه گردیده است. برای بررسی عملی اعمال آلتراسونیک بر این فرآیند مجموعه ای بصورت کلگی قابل نصب روی دستگاه فرز کنترل عددی طراحی و ساخته شده و آزمون های عملی بر اساس طراحی آزمایش انجام پذیرفته جهت ارزیابی روابط تحلیلی و بررسی اثر پارامترهای قطرابزار، اندازه گام و دامنه نوسان بر روی نیروی شکل دهی و درصد کاهش آن، عمق کشش و زبری سطح انجام شده ‏است. بر اساس نتایج بدست آمده از روابط تحلیلی و شبیه سازی عددی و مقایسه با نتایج عملی می توان تخمینی مناسب از تغییرات نیروی شکل دهی در فرآیند شکل دهی افزایشی معمول و با اعمال نوسانات آلتراسونیک ارائه نمود. همچنین بر اساس نتایج آزمون های انجام شده نیروی شکل دهی با آلتراسونیک در مقایسه با نیروی شکل دهی بدون آلتراسونیک بین 33 تا 63.5 درصد بستگی به شرایط آزمون کاهش یافته است که دلیل آن را می توان کاهش تنش تسلیم ماده، افزایش دمای ورق و کاهش اصطکاک بر اثر اعمال نوسان آلتراسونیک عنوان کرد. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده گردید که نیروی شکل دهی با کاهش قطر ابزار و افزایش دامنه نوسان، کاهش یافته و با افزایش اندازه گام بستگی به قطرابزار (در قطرهای ابزار بزرگ نیروی شکل دهی کاهش یافته و در قطرهای ابزار کوچک افزایش یافته است) اثر متفاوتی دارد. عمق کشش نمونه های ایجاد شده با آلتراسونیک نسبت به حالت بدون آلتراسونیک کاهش یافته است که دلیل آن کاهش تنش تسلیم ماده در اثر اعمال امواج آلتراسونیک است. زبری سطح نمونه های ایجاد شده با استفاده از نوسانات آلتراسونیک در تمام حالات نسبت به فرآیند شکل دهی افزایشی معمول کاهش یافته است و بطور معمول 15 درصد کاهش در زبری سطح مشاهده شده ‏است.

در مطالعات مربوط به قابلیت اعتماد و آزمایش های طول عمر ممکن است با نمونه هایی مواجه شویم که در آنها طول عمر واحدهای آزمایشی به طور نادقیق گزارش شده اند. روش های ارائه شده در آمار کلاسیک برای برآورد پارامتر توزیع های طول عمر در این موارد مناسب نیستند. در چنین شرایطی با استفاده از نظریه مجموعه های فازی می توان داده های نادقیق نمونه را به صورت مجموعه های فازی مدل بندی نمود. در این رساله به مطالعه برآورد پارامتر برخی توزیع های طول عمر بر اساس داده های فازی پرداخته می شود. توزیع های طول عمر نمایی، ریلی و وایبل از معروف ترین مدلهای طول عمر هستند که به دلیل انعطاف پذیری کاربردهای فراوانی در تحلیل داده های قابلیت اعتماد دارند. در ادبیات تحقیق، برآورد پارامتر این مدل ها بر اساس روش های ماکزیمم درستنمایی و روش های بیزی مورد بررسی قرار گرفته است. تعمیم روش های فوق برای برآورد پارامترهای توزیع های طول عمر بر پایه ی داده های فازی در این رساله انجام خواهد پذیرفت. در مطالعات طول عمر، اگر آزمایشگر بخواهد زمان شکست همه واحدهای آزمایشی را مشاهده و ثبت کند باید مدت آزمایش را به اندازه ماکزیمم طول عمر واحدها در نظر بگیرد که این امر عملاً در بیشتر موارد ممکن نیست و منطقی نمی باشد. بنابراین با نمونه هایی مواجه می شویم که اطلاعات کامل بعضی از واحدهای نمونه به دلایلی ثبت نشده اند. این محدودیت بوجود آمده در نمونه را سانسور تعریف می کنند. انواع طرحهای سانسور معروف در مطالعات عملی عبارتند از: سانسور نوع اول، سانسور نوع دوم، سانسور دوطرفه نوع دوم، سانسور فزاینده نوع اول، سانسور فزاینده نوع دوم، سانسور ترکیبی نوع اول و دوم و سانسور ترکیبی فزاینده نوع دوم. روش های استنباطی با استفاده از داده های حاصل از طرح های مختلف سانسور مورد توجه آماردانان زیادی قرار گرفته است. نتایج ارایه شده در پژوهش های انجام شده بر این فرض استوار است که داده های طول عمر مشاهده شده مقادیر دقیقی باشند، در حالی که در اغلب کاربردهای عملی ممکن است با داده های نادقیق مواجه شویم. در این رساله به مسأله ی برآورد پارامتر توزیع های طول عمر با استفاده از داده های نادقیق سانسور شده می پردازیم. ابتدا مشاهدات نادقیق مربوط به آزمایش های طول عمر را با مجموعه های فازی صورت بندی کرده و تعمیم جدیدی از تابع درستنمایی را تحت طرح های مختلف سانسور ارائه خواهیم کرد. با فرض آنکه طول عمر واحدهای آزمایشی دارای توزیع نمایی و توزیع ریلی باشند، برآورد پارامتر این توزیع ها را بر اساس روش های ماکزیمم درستنمایی و رهیافت بیزی به دست خواهیم آورد. در ادامه روش های ارائه شده را با استفاده از مطالعات شبیه سازی و همچنین مثال های کاربردی تشریح و بررسی خواهیم کرد. در مباحث علم آمار مقایسه بین کمیت ها و جامعه های مختلف همواره از جایگاه مهمی برخوردار بوده است. در حقیقت می توان گفت معرفی روش های مقایسه، بخش قابل توجهی از مباحث آماری را به خود اختصاص داده است. این موضوع در تحلیل بقا و بویژه در نظریه قابلیت اعتماد از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و روشهای مقایسه ی متنوعی مورد مطالعه ی پژوهشگران قرار گرفته است. استفاده از مدل احتمالی تنش-مقاومت، ، یک شکل مقایسه ی بین دو متغیر است که در دهه های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. با توجه به تعریف قابلیت اعتماد یک سیستم می توان گفت اشاره به قابلیت اعتماد یک سیستم دارد که در آن متغیر تصادفی میزان تنش وارد بر سیستم و متغیر تصادفی میزان مقاومت سیستم را نشان می دهد. برآورد پارامتر بر اساس روش ماکزیمم درستنمایی و رهیافت بیزی، وقتی که و متغیرهای تصادفی مستقل بوده و مشاهدات مربوط به آنها به صورت نادقیق باشند، اهداف دیگر این رساله را تشکیل می دهند.

امروزه و با پیشرفت علم مواد و با تولید مواد با خواص ویژه و جدید از قبیل سوپرآلیاژها، کامپوزیت ها و سرامیک های مورد کاربرد در صنایع پیشرفته استفاده از روش های سنتی فرزکاری برای تولید این قطعات امکان پذیر نمی باشد، زیرا در هنگام فرزکاری سنتی این مواد تنش بالای اعمالی به ابزار، تولید دماهای برشی بالا و در نتیجه فرسایش سریع ابزار رخ می دهد، بنابراین نیاز به روشهای نوینی است که بتوان این محدودیت های ذکر شده که ناشی از افزایش نیروهای ماشینکاری است، را برطرف نمود. همچنین برای بهبود فرآیند براده برداری و افزایش کیفیت سطح و دقت ابعادی استفاده از روش های جدید ضرورت دارد . یکی از این روش ها که قابلیت اضافه شدن به فرآیند فرزکاری سنتی را دارد، استفاده از نوسانات مافوق صوت در حین فرآیند ماشینکاری است. در این روش، نوسانات با فرکانسهای بالا و دامنه کم به قطعه کار یا ابزار اعمال می گردد. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی فرایند فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت به صورت سه بعدی در مقیاس ماکرو می باشد. در این تحقیق ابتدا روابط تحلیلی محاسبه نیروهای ماشینکاری مربوط به فرزکاری سنتی و فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت براساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته استخراج گردیده است. سپس شبیه سازی عددی فرآیند فرزکاری سنتی و فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت با اعمال نوسانات به قطعه کار در جهت پیشروی توسط نرم افزار اجزای محدود abaqusانجام و نیروهای ماشینکاری تعیین شده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که استفاده از روش شبیه سازی عددی سه بعدی بصورت ماکرو توسط نرم افزار اجزای محدود abaqus می تواند به عنوان ابزار مناسبی جهت محاسبه نیروهای ماشینکاری در فرآیند فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با توجه نتایج بدست آمده مشاهده شد که استفاده از نوسانات مافوق صوت در فرآیند فرزکاری باعث کاهش نیروهای ماشینکاری در اثر تغییر مسیر حرکت ابزار و برش منقطع می گردد.

امروزه با پیشرفتهای تکنولوژی و استفاده از مواد مهندسی جدید با سختی بالا نظیر سرامیکها، سوپر آلیاژها و کامپوزیتها و همچنین پاسخ گویی به تقاضای صنایع مختلف برای افزایش کیفیت و بازده ی فرایندها به طور همزمان، فرایندهای تلفیقی از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته اند. برای بهبود عملکرد فرایند پرداخت کاری سایشی مغناطیسی (maf) در قطعاتی با سختی بالا از روش هایی همچون افزودن الکترولیت در محیط ماشین کاری که پرداخت کاری سایشی مغناطیسی الکترولیتی (emaf) نام گرفت، استفاده شده است . با این حال، مشکلاتی همچون سمی بودن الکترولیت، خطرساز بودن آن برای محیط زیست در دوران گرم شدن زمین و همچنین محدودیت در انتخاب قطعه کار غیر رسانای الکتریکی در فرایند emaf وجود دارد. بنابراین، پرداخت کاری سایشی مغناطیسی به کمک امواج مافوق صوت (uamaf) به منظور افزایش عملکرد فرایند maf مانند بهبود کیفیت سطح و کاهش زمان پرداخت کاری بدون محدودیت های ذکر شده توسط محققان معرفی گردید . هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای موثر در فرآیند uamaf شامل توان نوسانات التراسونیک، سرعت دورانی ابزار، فاصله بین ابزار و قطعه کار و وزن ذرات ساینده مغناطیسی و تعیین اثرات آن بر روی تغییرات صافی سطح و مقایسه با فرایند maf می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که اعمال نوسانات التراسونیک به قطعه کار در فرآیند uamaf در هر سطح از توان باعث کاهش زبری سطح قطعه کار نسبت به فرآیند maf می گردد. با افزایش پارامترهای توان التراسونیک و وزن پودر ساینده مغناطیسی زبری سطح نمونه ها کاهش یافته است. همچنین فاصله بین ابزار و قطعه کار و سرعت دورانی ابزار دارای یک مقدار بهینه می باشد. پارامترهای وزن پودر ساینده مغناطیسی، فاصله بین ابزار و قطعه کار، توان التراسونیک و سرعت دورانی ابزار به ترتیب دارای بیشترین تأثیر بر صافی سطح حاصل از فرآیند uamaf بوده است و پارامترهای بهینه بدست آمده از تحلیل سیگنال به نویز در روش طراحی آزمایش ها با رویکرد تاگوچی عبارتند از: وزن ذرات ساینده مغناطیسی 7gr، فاصله بین ابزار و قطعه کار 1.5mm، سرعت دورانی 1000rpm و توان التراسونیک 80 الی 100 درصد.

امروزه در صنعت، تعویض ابزار بر اساس یک تخمین عمر ابزار محافظه کار برای زمان عمر ابزارها به کار گرفته نمی شود زیرا که تغییرات غیرضروری باعث از بین رفتن زمان و هزینه خواهد شد. در نتیجه پایش وضعیت ابزار (tcm) یک نیاز مهم به منظور توسعه تولید اتوماتیک بدون اپراتور می باشد. پایش وضعیت ابزار توسط محققان از سال 1980 مطالعه شده است. در این مطالعه با استفاده از ارتعاشات ماشینکاری قادر به تشخیص سایش یا شکستگی ابزار می باشیم.

مقدمه: امروزه عملکرد موفق بسیاری از دستگاه ها و ماشین های ابزار وابسته به اندازه گیری دقیق جابه جایی خطی و زاویه ای است. همچنین بسیاری از کمیت های دیگر را نیز می توان به کمک مبدل ها به جابه جایی تبدیل کرده و اندازه گیری نمود. مهم ترین ابزار اندازه گیری جابه جایی خطی و زاویه ای در صنعت انکودرها هستند. انکودرهای خطی بطور وسیعی در انواع کاربردهای موقعیت دهی دقیق مانند ماشین ابزارهای cnc و اتوماسیون صنایع استفاده می شوند. با افزایش نیاز به اتوماسیون، نیاز به انکودرهای خطی نیز افزایش یافته است. انکودرهایی با قیمت پایین و قدرت تشخیص بالا در اولویت صنایع مختلف دارد و صنایع ابزار دقیق تلاش می کنند تا به این نیاز پاسخ دهند. در این پایان نامه انکودر خطی خازنی جدیدی با ویژگی لغزنده نامقید معرفی می شود. عناصر اصلی این انکودر جدید از فیبرهای مدار چاپی تشکیل شده است، بنابراین می توان این انکودر را در فضاهای خیلی محدود و بر روی سطوح منحنی نصب کرد. ساختار و عملکرد: این انکودر شامل یک گیرنده نازک بلند و یک واسطه نازک کوتاه است که به ترتیب دارای الکترودهای چهار فاز و دو فاز هستند. واسطه به عنوان لغزنده و فرستنده و گیرنده به عنوان استاتور عمل می کنند. برای ایجاد لغزنده نامقید، انکودر از روش منحصر به فردی استفاده می کند به این ترتیب که تغذیه الکتریکی واسطه توسط القای الکترواستاتیکی تامین می شود. از این رو سیم های الکتریکی لغزنده حذف می شود. این لغزنده نامقید در مواردی که سیم های الکتریکی موجب بروز اختلال مکانیکی می گردد باعث تسهیل در کاربردهای حساس می شود. نتایج: این انکودر ساخته شده و عملکرد آن ارزیابی شد. نتایج آزمایشات نشان دادند که انکودر ساخته شده دارای حداکثر خطایی برابر با 20 میکرومتر است.

به دست آوردن غیر مستقیم نیروی ماشینکاری ، با استفاده از ارتعاشات اندازه گیری شده ، زمانی بسیار حائز اهمیت است که امکان اندازه گیری مستقیم نیروهای دینامیکی وارده به ابزار ماشینکاری وجود ندارد. راه های متفاوتی در حوزه زمان و فرکانس ، برای این کار پیشنهاد شده است. یک از کاربردی ترین آنها ، روش دکانولوشن می باشد که در حوزه زمان و با استفاده از تابع پاسخ ضربه سیستم انجام می گیرد. شتاب نقطه ای از ابزار و فرکانس های طبیعی آن ، با استفاده از آزمایش به دست آمده اند. یک مدل المان محدود برای ابزار در نظر گرفته شده و سپس با استفاده از روش حساسیت ویژه ، به روز رسانی شده است. در نهایت با استفاده از پاسخ اندازه گیری شده ، تغییرات نیروی ماشینکاری بررسی شده است.

تحقیقات انجام شده در زمینه استفاده از امواج مافوق صوت در فرآیندهای براده برداری و فرآیندهایی که از ابزار با حرکت دورانی استفاده می شود، همواره به دنبال بهبود و افزایش قابلیت استفاده از نوسانات آلتراسونیک در این فرآیندها می باشد. با توجه به این نیاز طراحی و ساخت یک مکانیزم اعمال نوسانات مافوق صوت به ابزار در حال دوران با قابلیت استفاده در ماشین ابزارهای عمومی ضرورت و اهمیت دارد. لذا هدف از این تحقیق طراحی و ساخت یک مکانیزم انتقال نوسانات مافوق صوت به ابزار در حال دوران با قابلیت نصب بر روی ماشین ابزار های عمومی مانند دستگاه فرز انیورسال می باشد. دستگاه طراحی شده مجهز به یک مبدل نوسانات مافوق صوت khz20 با توان w500 می باشد و محدوده گسترده ای از ابزارهای ماشینکاری با انطباق پرسی در یک ابزارگیر خاص قابلیت استفاده در این دستگاه را دارند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.