بررسی و مدل سازی پارامتر های فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی در حالت های تک جرقه و تخلیه های متوالی

هدف از این رساله بررسی جامع مکانیزم و پارامتر های فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی در حالت های تک جرقه و تخلیه های متوالی می باشد. برای این منظور و در مرحله ی اول، ابتدا مدل سازی فیزیکی فرآیند در حالت تخلیه ی منفرد به روش اجزای محدود انجام گرفته و سپس نتایج حاصل از آن به حالت واقعی فرآیند که در بر گیرنده ی اثرات تخلیه های متوالی می باشد جهت پیش بینی پارامتر جذر میانگین مربعات ارتفاعات (بلندی های) سطح به عنوان معیاری از میزان زبری سطح قطعه کار (rq) تعمیم داده می شود. در شبیه سازی تک جرقه، فرضیات نزدیک تر به واقعیت نظیر منبع حرارتی با توزیع شار گاوسی، خواص ترمو فیزیکی وابسته به دما، گرمای نهان ذوب و انبساط کانال پلاسما در نظر گرفته شده اند. با به دست آوردن پروفیل توزیع دمای گذرا در داخل قطعه کار، مرز ناحیه ی مذاب در انتهای زمان روشنی پالس به دست آمده و بر اساس آن شکل هندسی حفره ی ناشی از یک تک جرقه تعیین گردیده است. جهت تایید تجربی مدل، از دستگاه edm ویژه ای با قابلیت تولید تک جرقه های الکتریکی استفاده شده است به طوری که در چند حالت مختلف از انرژی تخلیه، نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج تجربی حاصل از آزمایش ها از نظر ابعاد (شعاع و عمق) و شکل هندسی حفره مقایسه شده و در نتیجه، اعتبار و صحت شبیه سازی های انجام شده مورد تایید قرار گرفته اند. همچنین نشان داده شده که مدل ارایه شده، دقت بیشتری نسبت به سایر مدل های تئوری پیشنهاد شده توسط محققین قبلی دارد و ماکزیمم خطای تاییدی آن در پیش بینی شعاع و عمق حفره به ترتیب برابر با % 1/18 و % 1/14 می باشد. در ادامه با فرض توزیع نرمال بلندی های سطح و در نظر گرفتن اثر هر جرقه بر روی پروفیل سطح، فرمولاسیون تعیین مقدار متوسط ارتفاعات سطح و انحراف استاندارد آن که بیانگر پارامتر زبری rq سطح قطعه کار می باشد به صورت یک الگوریتم تکراری توسعه داده شده است. مطابق با این مدل که در آن اثر راندمان شستشوی کانال پلاسما نیز لحاظ شده است، پس از تعداد کافی از حلقه های تکرار که معادل با اعمال هر جرقه می باشد، مقدار پایداری برای پارامتر زبری rq به دست می آید که متناظر با شرایط ورودی مربوطه از نظر میزان انرژی تخلیه می باشد. صحت نتایج حاصل از شبیه سازی در این مرحله نیز با انجام آزمایش های تجربی مورد تایید قرار گرفته و نشان داده شده است که به کارگیری راندمان شستشوی کانال پلاسما، تاثیر به سزایی در بهبود مدل و دقت نتایج حاصل از آن دارد. در آخرین قسمت از این رساله، با استفاده از آزمایش های طرح ریزی شده مطابق با طرح آزمایش مرکب مرکزی و به کمک روش رویه ی پاسخ ، دیگر معیار های عملکرد فرآیند شامل نرخ براده برداری (mrr)، نرخ سایش ابزار (twr) و زبری متوسط سطح قطعه کار (ra) در حالت واقعی edm به صورت معادلات چند جمله ای رگرسیون مرتبه ی دوم به دست آمده اند و با تحلیل پارامتری، رفتار فرآیند تحت شرایط مختلف ماشین کاری به طور کامل مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. در انتها نیز با استفاده از روش تابع مطلوبیت ، تنظیمات بهینه ی ورودی جهت حصول به بهترین شرایط ماشین کاری (ماکزیمم mrr به همراه می نیمم twr و ra) به دست آمده و درستی نتایج حاصل نیز از نظر تجربی تایید گردیده است.