Skip to main content
SUPERVISOR
مهرداد وحدتی (استاد مشاور) علیرضا فدائی تهرانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehrdad Givi
مهرداد گیوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Development of high-tech industries such as nuclear, aerospace and medical instrument manufacturing during recent century, requires to super finished surfaces without any defect. Therefore, it is necessary to work on modern and effective methods of machining and finishing. Magnetic Abrasive finishing (MAF) is a magnetic assisted method applying for polishing of the inner and external surfaces of tubes as well as flat surfaces. When magnetic abrasive powders locate along the magnetic flux lines, a flexible magnetic abrasive brush (FMAB) will form on the surface as the abrasive tool and make pressure in order to penetrate to the surface.The present thesis includes three significant subdivisions: Firstly, several experiments have been done in order to check the feasibility of production of rotational magnetic field applicable for MAF process by mean of the stators of electric motors. Secondly, a magnetic abrasive finishing apparatus has been designed and manufactured for internal polishing of tubes. This apparatus has an innovative design allows the permanent poles to simultaneously have a rotational and axial vibrating movement. The finishing unit is mounted on the support of a latheand is able to internally finish a specific length of internal surface of tubes. It is easy to vary or control the effective parameters such as working gap, rotational speed and the frequency of axial vibration of the poles that can affect on finishing performance. This unique apparatus has distinguished characteristics compared to previous designs.DOE methods are applied in order to do some planned experiments. The experiments performed on aluminum tubes examine the effects of weight of the abrasive powders, mesh size of the powders, number of process cycles and frequency of axial vibration on the finishing characteristics.Main effects of the parameters and their interactions have been obtained based on response surface method. Statistical analysis of data (ANOVA) has been done using MINITAB software, demonstrates that all of the parameters and their squares (except square of frequency value) have a significant influence on ultimate surface roughness. Furthermore, all of the factors (except frequency) and the square of the weight and number of cycles significantly affect the material removal amount. The interactions effects are relatively negligible. Regression equation showing the relation between inputs and outputs of the MAF process is also, found. Scanning Electron Microscopy (SEM) Atomic Force Microscopy (AFM) images adaptively confirm the result about surface roughness improvement after MAF. Key Words : Abrasive Finishing, Magnetic Field, Surface Roughness, DOE, ANOVA
امروزه با توجه به پیشرفت صنایع حساس مانند صنایع هسته‌ای، هوافضا، ساخت نیمه هادی‌ها و . . . و نیاز به تولید قطعاتی با صافی سطح بسیار بالا و عاری از عیوب سطحی، دستیابی به روش‌های جدید پرداختکاری قطعات ضروری است. پرداختکاری سایشی به کمک میدان مغناطیسی (MAF) یکی از روش‌های مدرن (غیرسنتی) ماشینکاری است که با استفاده از نیروی میدان مغناطیسی براده‌برداری 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 این ابزار و قطعه کار، عملیات پرداخت سطح انجام می‌گیرد. این روش برای پرداخت سطوح داخلی و بیرونی لوله‌ها و همچنین سطوح تخت و به‌طور‌کلی، سطوحی که امکان پرداخت آنها با روش‌های سنتی وجود ندارد، به‌کار می‌رود و به کمک آن می‌توان به زبری سطح (Ra) حدود 1/0 میکرومتر و پایین‌تر از آن دست یافت. در این پروژه، ابتدا با انجام یک سری آزمایش‌های تجربی، تولید میدان مغناطیسی دوار برای فرایندMAF به وسیله استاتورهای الکتریکی متناوب، امکان‌سنجی شده است. سپس دستگاه پرداخت داخلی لو‌له‌ها با روشMAF ، برای اولین‌بار با قابلیت صنعتی‌سازی در کشور طراحی و ساخته شده که توانائی رقابت با نمونه‌های خارجی را نیز دارا می‌باشد. دستگاه مذکور قابلیت‌ها و امکانات جدیدی برای تنظیم پارامترهای مؤثر بر فرایند دارد (مانند ایجاد و تنظیم فرکانس حرکت ارتعاشی قطب‌ها) و با نصب آن بر روی ماشین‌تراش می‌توان طول مشخصی از لوله‌ها را صیقلی نمود. جهت بررسی فاکتورهای مؤثر بر عملکرد فرایند، یکی از روش‌های طراحی آزمایشات (DOE) یعنی روش رویه پاسخ (RSM) به‌کارگرفته شده و بر همین اساس تست‌های تجربی، طراحی و بر روی لوله‌های آلومینیومی انجام شده است. با تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها (آنالیز واریانس)، فاکتور‌های مؤثر بر فرایند و اثرات متقابل آنها بدست آمده و معادله رگرسیون که رابطه تقریبی میان ورودی‌ها و خروجی فرایند را تعیین می‌کند، به کمک نرم افزار MINITAB استخراج گردیده است. تحلیل‌ها حاکی از مؤثر بودن هر چهار فاکتور اصلی و توان دوم آنها ( غیر از توان دوم فاکتور فرکانس) بر روی پاسخ زبری سطح نهائی می‌باشد. علاوه برآن، هر چهار فاکتوراصلی به غیر از فاکتور فرکانس ارتعاشی بر میزان براده‌برداری تأثیر چشمگیری دارند. توان دوم فاکتور تعداد سیکل و فاکتور وزن نیز بر میزان براده‌برداری مؤثر هستند. همچنین اثرات متقابل فاکتورها بر مقادیر هر دو پاسخ ناچیز می‌باشد. علاوه برآن، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، از سطح قبل و بعد از پرداختکاری تهیه شده و تغییرات بافت سطح در مراحل مختلف عملیات پرداخت، مورد مقایسه قرار گرفته‌است. کلمات کلیدی : پرداختکاری سایشی، میدان مغناطیسی، زبری سطح، طراحی آزمایشات، آنالیز واریانس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی