Skip to main content
SUPERVISOR
علیرضا فدائی تهرانی (استاد راهنما) سعید امینی (استاد مشاور) ناصر نهضت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Barani Najafabadi
علیرضا بارانی نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Drilling process is one of the manufacturing processes which plays an important role in machining industry. It has been reported that this process consists of 40% of all machining processes. Therefore, this process has a great influence on the final cost of workpieces. Apart from expenditures spent for drilling process, performing supplementary processes like reaming in order to reach to accurate dimensions can also cause an increase in the final price. To decrease costs in a twist drilling process, investigators’ attentions are moving toward improving drilling processes or finding new drilling methods. One of these new and recent methods is vibration drilling in which ultrasonic waves are used to aid drilling process. In fact in this process, that is a kind of hybrid processes, a harmonic vibration motion is added to ordinary (or conventional) drilling. As stated before, reduction in costs is one of the purposes to use vibration drilling. A part of this cost is related to cutting tool. One of the cutting tool damage factors is built-up edge which separates a layer of cutting tool surface while being removed. For this purpose, first, a primary vibration tool, respect to designing principles, designed and fabricated. Then, the longitudinal resonance frequency of this tool investigated experimentally and compared with longitudinal resonance frequency achieved theoretically. By comparison of results the factors made differences between results were found. Afterward, this vibration tool by a rotary mechanism was installed on a universal lathe machine to perform primary experiments in order to assess the accuracy of prepared vibration drilling system. Conclusions of the primary experiments showed that vibration drilling in contrast to ordinary drilling can decrease thrust force. After being sure about accuracy of prepared vibration drilling system, final vibration tool (regarding the experiences gained from designing and manufacturing primary vibration tool) was designed and fabricated. Some experiments in order to investigate built-up edge and comparing surface quality of holes, made by the two processes, were performed with final vibration tool for different machining parameters on aluminum 2024-T6. The effect of built-up edge on chip morphology is also studied in this thesis. Experiments were performed for every machining condition by making ten holes with a new HSS drill. The thrust force needed to drill every hole was measured by a KISTLER dynamometer and the effect of built-up edge on thrust force was studied for both ordinary and vibration drilling. After making ten holes for every machining condition, the built-up edge presence on drill bit was investigated by an optical microscope. The chips produced from first hole were compared to those of ten hole in every machining condition, in order to study the chip morphology. Generally, results of this study show the reduction of built-up edge constitution and improvement of surface quality in vibration drilling compared to ordinary drilling. Therefore, there is less need to use post processes for improving the quality of holes. Besides, vibration drilling produced much more shorter chips when compared to ordinary drilling. Key Words: Vibration drilling; Drilling; Built-up edge; Ultrasonic; Al2024-T6
سوراخکاری یکی از فرآیندهای تولید قطعات است که سهم بسزایی در صنعت ماشینکاری دارد. گفته شده که این فرآیند حدود 40? از کل فرآیندهای ماشینکاری را به خود اختصاص داده است. بنابراین تاثیر این فرآیند در هزینه تمام شده قطعات مهم است. جدای از هزینه‌های مصرفی برای انجام فرآیند سوراخکاری، انجام عملیات تکمیلی مانند برقوکاری به منظور دستیابی به دقت ابعادی مناسب نیز موجب افزایش قیمت تمام شده می‌شود. به منظور کاهش هزینه‌ها در فرآیند سوراخکاری، نظر محققان به سمت بهبود و یا استفاده از روش‌های جدید سوراخکاری معطوف گردیده است. یکی از روش‌‍‌‍‌‌های جدید که در سال‌های اخیر مطرح شده است، سوراخکاری به کمک ارتعاشات می‌باشد که به نام سوراخکاری ارتعاشی در این پایان‌نامه خوانده می‌شود. این روش که یک فرآیند سوراخکاری ترکیبی است، از افزودن یک حرکت ارتعاشی هارمونیک به فرآیند سوراخکاری معمولی حاصل می‌شود. همان‌‌طور‌ که گفته شد کاهش هزینه یکی از اهداف حرکت به سمت استفاده از روش سوراخکاری ارتعاشی می‌باشد. بخشی از این هزینه مربوط به ابزار می‌شود. یکی از عوامل آسیب به ابزار، تشکیل لبه انباشته می‌باشد که هنگام جدا شدن موجب جدایی لایه‌ای از سطح ابزار می‌شود. بنابراین مطالعه و کاهش احتمال تشکیل لبه انباشته می‌تواند به اقتصاد ماشینکاری کمک کند. بدین منظور ابتدا یک ابزار ارتعاشی اولیه با توجه به تمامی اصول مورد نیاز، طراحی و ساخته شد. سپس بسامد تشدید طولی این ابزار به طور عملی بدست آمد و با بسامد تشدید طولی حاصل از طراحی مقایسه شد. از مقایسه نتایج، عوامل ایجاد خطا بین طراحی و عمل مشخص گردید. سپس این ابزار ارتعاشی با استفاده از یک مکانیزم چرخشی روی دستگاه تراش برای انجام آزمایش‌های اولیه به منظور بررسی صحت کاری مجموعه فرآیند سوراخکاری ارتعاشی آماده شده، نصب گردید. نتایج حاصل از انجام آزمایش‌های اولیه حاکی از کاهش نیرو در استفاده از فرآیند سوراخکاری ارتعاشی بود. پس از اطمینان از درستی کارکرد سیستم سوراخکاری ارتعاشی آماده شده، ابزار ارتعاشی نهایی (با استفاده از تجارب کسب‌ شده از طراحی و ساخت ابزار ارتعاشی اولیه) برای انجام آزمایش‌های نهایی به منظور مطالعه تشکیل لبه انباشته و نیز مقایسه صافی سطح سوراخ‌های ایجاد‌شده با استفاده از دو فرآیند سوراخکاری در شرایط ماشینکاری متفاوت روی قطعه‌کار از جنس آلومینیوم 2024-T6، طراحی و ساخته شد. دلیل اصلی انتخاب قطعه‌کار آلومینیومی تقاضای روز افزون صنایع برای استفاده از آلومینیوم به منظور سبک‌سازی قطعات می‌باشد.به طور کلی نتایج بدست آمده از انجام این تحقیق بیان‌گر کاهش در تشکیل لبه انباشته و افزایش صافی سطح در استفاده از فرآیند سوراخکاری ارتعاشی نسبت به فرآیند سوراخکاری معمولی می‌باشد. کلمات کلیدی: سوراخکاری، سوراخکاری ارتعاشی، اولتراسونیک، لبه انباشته، آلومینیوم 2024-T6

ارتقاء امنیت وب با وف بومی