طراحی و ساخت دستگاه پرداختکاری سایشی لوله ها به کمک میدان مغناطیسی و تحلیل آماری عوامل موثر بر فرایند

امروزه با توجه به پیشرفت صنایع حساس مانند صنایع هسته ای، هوافضا، ساخت نیمه هادی ها و . . . و نیاز به تولید قطعاتی با صافی سطح بسیار بالا و عاری از عیوب سطحی، دستیابی به روش های جدید پرداختکاری قطعات ضروری است. پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی (maf) یکی از روش های مدرن (غیرسنتی) ماشینکاری است که با استفاده از نیروی میدان مغناطیسی براده برداری را در مقیاس نانومتری انجام می دهد. در این روش، با اعمال نیروی مغناطیسی روی ابزار سایشی (پودر ساینده) و فشردن آن بر سطح مورد نظر و ایجاد یک حرکت نسبی بین این ابزار و قطعه کار، عملیات پرداخت سطح انجام می گیرد. این روش برای پرداخت سطوح داخلی و بیرونی لوله ها و همچنین سطوح تخت و به طور کلی، سطوحی که امکان پرداخت آنها با روش های سنتی وجود ندارد، به کار می رود و به کمک آن می توان به زبری سطح (ra) حدود 1/0 میکرومتر و پایین تر از آن دست یافت. در این پروژه، ابتدا با انجام یک سری آزمایش های تجربی، تولید میدان مغناطیسی دوار برای فرایندmaf به وسیله استاتورهای الکتریکی متناوب، امکان سنجی شده است. سپس دستگاه پرداخت داخلی لو له ها با روشmaf ، برای اولین بار با قابلیت صنعتی سازی در کشور طراحی و ساخته شده که توانائی رقابت با نمونه های خارجی را نیز دارا می باشد. دستگاه مذکور قابلیت ها و امکانات جدیدی برای تنظیم پارامترهای موثر بر فرایند دارد (مانند ایجاد و تنظیم فرکانس حرکت ارتعاشی قطب ها) و با نصب آن بر روی ماشین تراش می توان طول مشخصی از لوله ها را صیقلی نمود. جهت بررسی فاکتورهای موثر بر عملکرد فرایند، یکی از روش های طراحی آزمایشات (doe) یعنی روش رویه پاسخ (rsm) به کارگرفته شده و بر همین اساس تست های تجربی، طراحی و بر روی لوله های آلومینیومی انجام شده است. با تجزیه و تحلیل آماری داده ها (آنالیز واریانس)، فاکتور های موثر بر فرایند و اثرات متقابل آنها بدست آمده و معادله رگرسیون که رابطه تقریبی میان ورودی ها و خروجی فرایند را تعیین می کند، به کمک نرم افزار minitab استخراج گردیده است. تحلیل ها حاکی از موثر بودن هر چهار فاکتور اصلی و توان دوم آنها ( غیر از توان دوم فاکتور فرکانس) بر روی پاسخ زبری سطح نهائی می باشد. علاوه برآن، هر چهار فاکتوراصلی به غیر از فاکتور فرکانس ارتعاشی بر میزان براده برداری تأثیر چشمگیری دارند. توان دوم فاکتور تعداد سیکل و فاکتور وزن نیز بر میزان براده برداری موثر هستند. همچنین اثرات متقابل فاکتورها بر مقادیر هر دو پاسخ ناچیز می باشد. علاوه برآن، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی(afm)، از سطح قبل و بعد از پرداختکاری تهیه شده و تغییرات بافت سطح در مراحل مختلف عملیات پرداخت، مورد مقایسه قرار گرفته است