Transcript E. Soltani Machinability course 1 -1 نظري تعريف توانايي ماشينکاري ، متغيرهاي ماشينکاري(سرعت برش ي ، عمق برش و نرخ پيشروي) ، شکل هندس ي ابزار

‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪ -1‬نظري‬
‫ تعريف تواناي ي ماشينکاري‪ ،‬متغيرهاي ماشينکاري(سرعت برشي‪ ،‬عمق برش و نرخ پيشروي)‪ ،‬شکل هندسي‬‫ابزار‪ ،‬مواد خنک کننده‪ ،‬صلبيت دستگاه و نصب ماشين‪ ،‬شکل و ابعادکار‪ ،‬تغييرات متالوژيکي و مکانيکي‬
‫ساختار ميکروسکوپ ي‪ ،‬شکل براده‪ ،‬قابليت ماشينکاري فلزات اهني و غير اهني‪ ،‬نيروي هاي وارد بر ابزار و‬
‫تحليل نيروها‬
‫‪-2‬عملي‬
‫‪ -‬انجام کار عملي در ارتباط با مباحث فوق‬
‫‪1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪ -1‬تواناي ي ماشينكاري ( دك تر ناصر نهضت‪-‬مهندس اسماعيل سلطاني)‬
‫‪ -2‬اصول ماشينکاري و ابزارشناسي(دک تر محمد رضا رازفر)‬
‫‪ -3‬ماشينکاري و ماشينهاي ابزار(ترجمه‪:‬محمدرضا خوي ي)‬
‫‪2‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪-3‬نحوه بارم بندي‬
‫‪ 10 ‬نمره ‪ :‬پايان ترم‬
‫‪ 8 ‬نمره‪ :‬ارائه گزارش کار‬
‫‪ 2 ‬نمره ‪ :‬حضور مستمر در کالس کارگاه‬
‫‪3‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪-4‬مراحل انجام پروژه‪:‬‬
‫‪‬تعيين عنوان تحقيق‬
‫‪ ‬جمع اوري مراجع و تاييد موضوع‬
‫‪‬انجام مطالعات و تکميل پروژه‬
‫‪‬ارائه پروژه‬
‫‪4‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪ -1‬شکل دهي اوليه(شمش هاي فوالد) به صورت گرم‬
‫‪ -2‬تغيير شکل دادن(قالب پرس) به صورت سرد‬
‫‪ -3‬جدا سازي )‪ (Material removal Process‬مانند ماشينکاري‬
‫‪ -4‬متصل کردن (جوشکاري و لحيم کاري)‬
‫‪ -5‬پوشش دادن (اب کاري)‬
‫‪ -6‬تغيير خواص مواد(عمليات حرارتي)‬
‫‪5‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫ماشينکاري‬
‫سنتي‪ :‬تراشکاري‬
‫سوراخکاري‬
‫فرزکاري‬
‫سنگ زني‬
‫غير سنتي‬
‫‪-6‬عمليات برش در روشهاي سنتي‬
‫حاصل از حرکت نسبي بين ابزار و قطعه کار مي باشدکه در نتيجه ان مقدار از قطعه کار به اندازه عمق برش و‬
‫بصورت براده جدا مي گردد‪ .‬در ماشينهاي ابزار با توجه به نوع عمل ماشينکاري با دو نوع حرکت مواجه‬
‫هستيم‪.‬‬
‫حرکت برش ‪ Cutting Movement‬و حرکت تغذيه )‪(Feed movement‬‬
‫‪6‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪-7‬حرکات اصلي و تغذيه در فرايند هاي ماشينکاري سنتي‬
‫فرايند سوراخکاري)‪(Drilling‬‬
‫‪7‬‬
‫فرايند تراشکاري)‪(Turning‬‬
Machinability course 1
(Milling)‫فرايند فرزکاري‬
E. Soltani
(Grinding)‫فرايند سنگ زني‬
8
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪-8‬نما و اجزاء يک سيستم مورد مطالعه‬
‫خروجي ها يا پارامترهاي‬
‫وابسته‬
‫ورودي ها‬
‫ياپارامترهاي مستقل‬
‫سيستم‬
‫(فرايند ماشينکاري)‬
‫پارامترهاي غير قابل کنترل‬
‫‪9‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪-9‬پارامترهاي مستقل يا ورودي در تراشکاري‬
‫‪ -1-9‬سرعت برشي )‪(Vc‬‬
‫)‪(Cutting speed or cutting velocity‬‬
‫معيار مناسبي براي حرکت اصلي يا حرکت برشي مي باشد (بصورت خطي) و عبارت است از سرعت‬
‫خطي قطعه کار در نقطه اي که با ابزار در تماس است‪.‬‬
‫‪dn‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪Vc ‬‬
‫‪ d‬برحسب ميليمتر‪mm‬‬
‫‪ n‬برحسب دور بر دقيقه‪rev/min‬‬
‫‪ Vc‬برحسب متر بر دقيقه‪m/min‬‬
‫‪10‬‬
‫) ‪a f (mm / rev‬‬
‫)‪a p (mm‬‬
‫‪ -3-9‬عمق برش ‪ (Depth of cut‬ميليمتر)‬
‫‪ -4-9‬هندسه ابزار‬
‫‪ -1‬زاويه براده‪Rake angel‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -2‬زاويه ازاد اصلي و فرعي‪Clearance angel‬‬
‫‪ -3‬زاويه تنظيم اصلي و فرعي‬
‫‪ -4‬زاويه تمايل ‪‬‬
‫‪ -5‬شعاع ابزار‬
‫‪ -5-9‬جنس ابزار و قطعه کار‬
‫‪ -6-9‬سياالت برش ( خنک کار و روانکار)‬
‫‪11‬‬
‫‪r‬‬
‫‪X, X‬‬
‫‪ , ‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪-10‬پارامترهاي وابسته يا خروجي در تراشکاري‬
‫‪‬نيروهاي ماشينکاري‬
‫‪‬توان مصرفي‬
‫‪ ‬هزينه و زمان توليد‬
‫‪‬عمر ابزار‬
‫‪‬مشخصات سطح )‪ (Surface integrity‬شامل زبري سطح‪ ،‬وضعيت کريستالي‪ ،‬خوردگي‪،‬‬
‫ايجاد اليه هاي مضر‪ ،‬تغيير خواص فيزيکي شيمياي ي‪ ،‬تنش هاي پسماند‬
‫‪‬راندمان تراش‬
‫‪12‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪ -4-9‬هندسه ابزار‬
‫‪‬ابزارهاي تک لبه داراي دو قسمت برنده‪ Cutting part‬و قسمت‬
‫دنباله ‪Shank‬مي باشند‪.‬‬
‫‪-1-4-9‬سطوح و مفاهيم مهم درهندسه ابزار‬
‫‪ -1‬سطح براده ‪ :‬سطحي است که براده در حين عمل برش روي ان مي لغزد و از ان‬
‫دور مي شود‪.‬‬
‫‪ -2‬سطح ازاد‪ :‬سطحي است که باعث کاهش اصطکاک بين ابزار و قطعه کار مي‬
‫شودو در واقع سطحي است که بايد نسبت به سطح تراشيده شده قطعه کار ازاد باشد‪.‬‬
‫اجراي مختلف يک ابزار تک لبه‬
‫‪ -3‬لبه برنده اصلي‪ :‬ان قسمت از لبه برش مي باشدکه در محل برخورد با سطح گذرا است‪.‬‬
‫‪ -4‬سطح گذرا‪ :‬سطحي است که بصورت موقتي يا لحظه اي براده برداري در ان انجام مي شود‪ .‬ودر هر گردش قطعه کار از بين مي رود‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫سطح گذرا‬
‫قطعه کار‬
‫قطعه کار‬
‫ابزار‬
‫سطوح ازاد‬
‫ابزار‬
‫صفحه پايه ‪ :‬صفحه اي است کمکي در راستاي افق که يک راستاي ان در جهت محور قطعه کار و ديگري عمود بر محور قطعه کار‬
‫است‪.‬‬
‫صفحه برش ‪ :‬صفحه اي است کمکي که از لبه برنده اصلي عبور کرده و عمود بر صفحه پايه است‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪ -2-4-9‬زواياي ابزار‬
‫‪ -1‬زاويه براده ‪ :‬ز‪‬‬
‫اويه بين صفجه براده با صفحه پايه‬
‫‪‬بين سطح ازاد وصفحه برش است ‪ .‬که بيشترين‬
‫‪ -2‬زاويه ازاد ‪ :‬زاويه‬
‫تاثير را بر نرخ فرسودگي ابزار دارا مي باشد‪.‬‬
‫‪ -3‬زاويه گوه ‪ :‬زاويه بين صفحه براده و صفحه ازاد است‪.‬‬
‫‪‬‬
‫زواياي ابزار تراشکاري‬
‫‪ -4‬زاويه نوک ابزار ‪ :‬زاويه‪‬بين تصوير لبه برنده اصلي و لبه برنده فرعي روي صفحه پايه است‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫قطعه کار‬
‫‪‬‬
‫ابزار‬
‫‪‬‬
‫‪X‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫زاويه تنظيم فرعي‬
‫‪‬‬
‫‪    ‬‬
‫زاويه تنظيم اصلي‬
‫زاويه نوک ابزار‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ ‬‬
‫زاويه گوه‬
‫‪  X  X ‬‬
‫زاويه تنظيم اصلي‪:‬‬
‫بين لبه برنده اصلي و محور قطعه کار(يا راستاي حرکت پيشروي)‬
‫زاويه‪X‬‬
‫زاويه تنظيم فرعي‪:‬‬
‫‪ X‬لبه برنده فرعي و محور قطعه کار(يا راستاي حرکت پيشروي)‬
‫زاويه‪ ‬بين‬
‫زاويه برش ‪:‬‬
‫‪16‬‬
‫‪X‬‬
‫بين سطح براده و سطح برش‬
‫زاويه‪‬‬
‫‪  90  ‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫توجه ‪ :‬اگر زاويه براده منفي باشد‪.‬‬
‫‪  90 0‬‬
‫شيب لبه برنده اصلي نسبت به افق در صفحه برش‬
‫زاويه تمايل ‪ :‬‬
‫زاويه تمايل مثبت‪ ،‬منفي و صفر‬
‫در صورتيکه نوک قلم در باالترين نقطه از لبه برنده نسبت به افق باشد ‪ ،‬زاويه تمايل را منفي و عکس اين حالت را زاويه تمايل‬
‫مثبت گويند‪.‬‬
‫زاويه تمايل براده را در جهت عمود بر محور قطعه کار از قطعه کار دور مي کند‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫‪-10‬پارامترهاي وابسته يا خروجي در تراشکاري‬
‫‪ -1-10‬راندمان تراش‬
‫‪a0‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪rc‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪rc ‬‬
‫‪a0‬‬
‫ضخامت براده تغيير شکل يافته‬
‫‪af‬‬
‫ضخامت براده تغيير شکل نيافته‬
‫‪ap‬‬
‫‪SinX‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪b‬‬
‫‪ac  a f SinX‬‬
‫‪Ac  a f  a p‬‬
‫‪ap‬‬
‫‪b‬‬
‫‪SinX ‬‬
‫‪af‬‬
‫‪ap‬‬
‫‪X‬‬
‫‪ap‬‬
‫‪b‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪SinX ‬‬
‫‪af‬‬
‫سطح مقطع براده تغيير شکل نيافته‬
‫‪‬سطح مقطع براده تغيير شکل نيافته مستقل از زاويه تنظيم اصلي است‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫‪a0  ac‬‬
‫‪‬‬
‫‪af‬‬
‫‪X‬‬
‫‪ac‬‬
‫‪b‬‬
‫‪X  90‬‬
‫‪ac  a f‬‬
‫‪ap‬‬
Machinability course 1
E. Soltani
‫ نرخ براده برداري در تراشکاري‬-2-10
1000
Z w  Ac  V  a p  a f  Vc 
60
‫نرخ براده برداري‬
3
Z w (mm / s)
‫ نرخ پيشروي‬a f ( mm / rev )
‫ عمق برش‬a p (mm)
‫ سرعت برشي‬Vc (m / min)
19
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪ -3-10‬نيروهاي تراشکاري‬
‫‪Ft‬‬
‫)‪ : (main cutting force‬مهمترين نيروي وارد به ابزار و قطعه کار است‪.‬که سهم زيادي را‬
‫‪ -1‬نيروي اصلي تراش‬
‫در توان مصرفي دارد‪ .‬اين نيرو در راستاي مولفه سرعت برشي مي باشد‪.‬‬
‫)‪ : (Feed force‬نيروي ي است که در امتداد محور قطعه کار است و در جهت خالف حرکت‬
‫‪ -2‬نيروي پيشروي‬
‫‪Fh‬‬
‫پيشروي به ابزار وارد مي شودو اين نيرو در درجه دوم اهميت قرار داردو در اثر مقاومت ابزار به قطعه بوجود مي ايد‪.‬‬
‫‪ -3‬نيروي شعاعي‬
‫دارد‪.‬‬
‫‪20‬‬
‫)‪ : (Radial Force‬نيروي ي است که در جهت شعاعي به ابزار وارد شده و تمايل به پس زني ابزار‬
‫‪Fr‬‬
‫‪Machinability course 1‬‬
‫‪E. Soltani‬‬
‫‪Fh‬‬
‫‪Ft‬‬
‫‪Fr‬‬
‫نيروهاي ماشينکاري و جهات انها‬
‫‪ -1‬روشهاي توئري‬
‫روشهاي محاسبه نيروي هاي ماشينکاري‬
‫‪ -2‬روشهاي تجربي‬
‫‪21‬‬
‫‪ -1‬روشهاي توئري‪ :‬بر اساس قوانين تنش کرنش در ناحيه االستيک و پالستيک و معادالت ديفرانسيل و بر اساس يک سري‬
‫فرضيات و ساده سازي( مانند فرض تراش متعامد) استوار اند‪.‬‬
‫‪ -2‬روشهاي تجربي ‪ :‬که مقادير نيرو در حين کار بصورت ديناميکي ثبت مي شوند‪.‬‬
‫‪‬تراش متعامد‪ :‬جهت ساده تر شدن تحليل هاي رياضي و هندسه از تراش متعامد استفاده مي شود ‪ .‬که در ان زاويه تمايل‬
‫صفر و زا ويه تنظيم اصلي ‪ 90‬درجه مي باشد‪.‬‬
‫‪X  90,   0‬‬
‫تراش مايل‪Oblique cutting‬‬
‫‪22‬‬
‫تراش متعامد‪Orthagonal cutting‬‬
‫‪-4-10‬توان مصرفي تراش ‪:‬‬
‫از حاصلضرب نبروي اصلي تراش در سرعت برشي بدست مي ايد‪.‬‬
‫‪Pm  Ft  V‬‬
‫‪-5-10‬انرژي مخصوص تراش ‪:‬‬
‫براي اندازه گيري بازده تراش از نقطه نظر انرژي بايد معيار مستقل از سرعت تراش در نظر گرفت‪ ،‬اين معيار عبارت است از انرژي الزم‬
‫براي برداشت حجم واحد از قطعه کار به نام انرژي مخصوص تراش‪:‬‬
‫‪Pm Ft‬‬
‫‪Ft‬‬
‫‪Ps ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪Z w Ac a p  a f‬‬
‫‪23‬‬
‫خسته نباشيد‬
‫‪24‬‬