دراسة مقارنة لهندسة المنتج والإنهاء السطحي الناتجة من عملية القطع بماكنة التفريغ الكهربائي بالأسلاك وماكنة التفريز المبرمج

الباحث

علي حسن هادي

المشرف

علي عبار خليف

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Wire EDM;CNC milling;Surface finish;Dimensional accuracy

لا تزال عمليات القطع هي الفئة الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا في التصنيع، وقد بحثت العديد من الدراسات الحديثة في هذه العمليات المعقدة في جميع أنحاء العالم الأكاديمي والصناعي. اتضح أن بعض العوامل، مثل دقة الأبعاد الهندسية وخشونة السطح، تؤثر بشكل كبير على اختيار منتج عالي الجودة، والذي يعتمد عليه أساسًا، ويميز مصنعي الآلات وفقًا لهذا المبدأ. في هذه الدراسة تم تقييم العينات المعالجة على ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية وماكنة التفريز المبرمج حسب دقة الابعاد وخشونة السطحية. والهدف من ذلك هو تسهيل عملية اختيار وتنفيذ انتاج وقطع الاجزاء الميكانيكية على أساس دقة الابعاد والانهاء السطحي. في هذا البحث تم استخدام عينات من معدن النحاس (C34500) تحت تأثير العديد من عوامل المتغيرات للقطع، كانت قيم الادخال (وقت النبضة (100-110-120) مايكرو/ثانية، زمن انقطاع النبض (40-45-50) مايكرو/ثانية، تيار الذروة (10-11-12) امبير، معدل التغذية المؤازرة (500-100-1800) مليمتر/دقيقة، مؤازرة فولت (10-15-20) فولت، معدل تغذية السلك (5-8-10) متر/دقيقة، شد السلك (5-8-10) نيوتن، وضغط الماء (5-8-11) باسكال). أما بالنسبة لثوابت العملية فهي عبارة عن سلك قطع مصنوع من النحاس بقطر 0.25 ملم، على ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية. وكذلك ماكنة التفريز المبرمجة تحت تأثير العديد من متغيرات القطع، حيث يتراوح المدى لكل (سرعة المغزل (3000-3500-4000) دورة /دقيقة، سرعة القطع (750-800-1250) مليمتر /دقيقة، معدل التغذية (200-250-350) مليمتر/دقيقة، وعمق القطع (0.2-0.4-0.6) ملم/دقيقة باستخدام عدة قطع مصنوعة من كاربيد قطر (6-8-10). تم استخدام وتطبيق طريقة (Taguchi) بثلاث مستويات وهي طريقة احصائية مهمة لتحديد الظروف المثلى لمدخلات في تحقيق أفضل خشونة سطحية على ماكينتين. تم تحديد ثلاثة مستويات على ثماني متغيرات مذكورة أعلاه على عشرين عينة تمت معالجتها في ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية، بالإضافة إلى ثلاثة مستويات تم تحديدها على أربعة متغيرات تم ذكرها أعلاه على تسع عينات تمت معالجتها بطريقة التفريز السفلي بماكنة التفريز المبرمج. بعد ذلك تم اجراء فحص هذه العينات من حيث خشونة السطحية باستخدام جهاز قياس درجة الخشونة. إذا حصلت ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية على افضل قيمة خشونة سطح (1.41) ميكروميتر، بينما حصلت ماكنة التفريز المبرمجة على قيمة خشونة سطح (0.262) ميكروميتر. بعد ذلك تم اجراء عملية معالجة على ماكينتين. تم معالجة أثني عشر شكل هندسي بسيط ومعقد لغرض اجراء عملية مقارنة بدقة الابعاد وخشونة السطح وفقا للبيانات التي تم الحصول عليها من جهاز قياس دقة الابعاد، وجهاز فحص خشونة السطح. لقد اثبتت النتائج على نجاح هذه المقارنة من خلال حصول ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية على نسبة تطابق بين الابعاد التصميمة وابعاد المنتج (99.38%) وماكنة التفريز المبرمج بنسبة (96.74%). اما من ناحية الخشونة السطح فقد حصلت ماكنة التفريز المبرمج على متوسط خشونة سطحية لمنتجات (0.314) مايكرومتر، بينما ماكنة القطع بالشرارة الكهربائية متوسط خشونة سطحية (1.828) ميكروميتر.

Cutting processes are still the most common and widely used category in manufacturing, and several recent studies have investigated these complex processes throughout the academic and industrial world. It turns out that some factors, such as the accuracy of geometric dimensions and surface roughness, greatly affect the choice of a high-quality product, on which it is mainly based, characterizing machine manufacturers according to this principle. WEDM and CNC milling machines, by comparison treated samples were evaluated by product geometry and surface finish. The aim is to facilitate the selection and implementation of the production of mechanical parts based on dimensional accuracy and surface finish. In this research, samples of ASTM (C34500) brass metal were used under the influence of many parameters. The input values of the WEDM parameters were ( pulse time (100-110-120)μSec, pulse stop time (40-45-50)μSec, peak current (10-11-12)A, servo feed rate (500-1000-1800)mm/min, servo voltage (10-15-20)Volt, wire feed rate (5-8-10)m/min, Wire tension (5-8-10)N, and water pressure (5-8-11)pascal), As for the constants of the process, while a wire-cut made of copper with a diameter of 0.25 mm. As well the CNC milling machine is under the influence of many cutting variables, where the range of for each (spindle speed (3000-3500-4000)rpm, cutting speed (750-800-1250)mm/min, feed rate (200-250-350)mm/min, and cutting depth (0.2-0.4-0.6)mm/min)), with cutting tools made of carbide diameter (6-8-10)∅. The (Taguchi) method was used and applied with three levels, which is an important statistical method to determine the optimal conditions for inputs in achieving the best surface roughness on two machines. Three levels were determined eight variables that were mentioned above twenty samples were processed in WEDM, as well as three levels, were used four variables that were mentioned above nine samples were processed the vertical milling machine, by down milling method, and using end mill cutter. After that, a treatment process was carried out on the two machines. Twelve samples with complex geometric shapes were used for the purpose of conducting a comparison process for the dimensional accuracy and surface roughness according to the data obtained from the dimensional accuracy measuring device and the surface roughness device. The results proved the success of this comparison by getting WEDM 99.38% match between the design dimensions and the product dimensions. The CNC milling machine by 96.74%. In terms of surface roughness, the CNC milling machine obtained an average surface roughness of (0.314 μm), while WEDM obtained an average surface roughness of (1.828 μm).

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب