طراحی وساخت مکانیزم پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی و ارتعاش آلتراسونیک

امروزه با توجه به پیشرفت صنایع حساس مانند صنایع هسته ای، هوافضا، پزشکی و ... و نیاز به تولید قطعاتی با صافی سطح بسیار بالا و عاری از عیوب سطحی، دستیابی به روش های جدید پرداخت قطعات ضروری است. پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی یکی از روش های مدرن ماشینکاری است که با استفاده از نیروی میدان مغناطیسی، براده برداری را در مقیاس نانومتری انجام میدهد. 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 ابزار و قطعه کار عملیات پرداخت سطح انجام می گیرد. این روش برای پرداخت سطوحی که امکان پرداخت آنها با روشهای سنتی وجود ندارد، به کار میرود. یکی دیگر از روش های باربرداری نوین، براده برداری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک می باشد. در دو دهه اخیر با توجه به فراهم آمدن امکان تحت کنترل گرفتن امواج آلتراسونیک و ارائه ایدههایی نو در زمینه ماشینکاری به کمک آلتراسونیک، توجه محققین به باربرداری آلتراسونیکی معطوف گردیده است. از طرفی ظهور مواد جدید با خواصی متفاوت و نیاز به ساخت قطعات در کمترین زمان و با بالاترین دقت ابعادی و بهترین کیفیت سطح ممکن، دانشمندان را به سمت تلفیق روش های نوین ماشینکاری و براده-برداری سوق داده است. ابتدا در این پروژه اقدام به مطالعه و تحقیق پیرامون اصول اولیه پرداختکاری سایشی و باربرداری آلتراسونیک گردیده است. پس از آن و به دنبال طرح ایده هایی در زمینههای ذکر شده، و با انجام پروژههایی مقدماتی، زمینه تلفیق دو روش مدرن ماشینکاری فراهم گردید. از پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی برای حذف لایه ذوب مجدد از سطوح داخلی استفاده شد. پس از آن با ساخت یک ابزار مغناطیسی و نصب آن بر روی ماشین تراش cnc و استفاده از ذرات ساینده فولادی، امکان پرداخت سطوح پیچیده داخلی فراهم آمد. همچنین قبل از ساخت مکانیزم نهایی، با تلفیق انرژی آلتراسونیک و ماشینکاری شیمیایی، ضمن مطالعه پارامترهای موثر بر فرایند، کیفیت سطوح قطعات مورد آزمایش بهبود یافت. در پروژه حاضر دو روش مدرن پرداختکاری و ماشینکاری، یعنی پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی و باربرداری آلتراسونیکی، با ساخت دستگاهی تلفیق شد. به این ترتیب مکانیزمی طراحی و ساخته شد که برای اولین بار، با به ارتعاش در آوردن ابزار مغناطیسی در حضور سیال و به کمک ذرات ساینده توانایی باربرداری و بهبود کیفیت سطوح را دارا می باشد. با روش طراحی آزمایش مختلط و انجام آزمایشات و تحلیل نتایج به کمک روشهای آماری مانند آنالیز واریانس، پارامترهای موثر بر فرایند بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که مکانیزم ارائه شده دارای مزایای قابل ملاحظه ای در مقایسه با روشهای موجود میباشد. تصاویر میکروسکوپی، پروفیلهای دو بعدی و سه بعدی سطح، نشان از بهبود کیفیت سطوح دارد و موید قابلیت های دستگاه ساخته شده میباشد.