Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mohsen Safavi,Alireza Fadaei Tehrani
سید محسن صفوی (استاد راهنما) علیرضا فدائی تهرانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehdi Movahed nia
مهدی موحدنیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Nowadays one of the new industrial requirements is high quality surfaces. The high quality surface is one that not only is without surface defects such as micro crack, but has high precision dimension and also low surface roughness. These mirror like surfaces are used in different industries such as semi conductive production, optic, military and aviation. Depending on the type of surface, there are a lot of various ways to create mirror like surface. One of the newer methods to create this kind of surface is magnetic abrasive finishing (MAF). Magnetic abrasive finishing (MAF) is one of the advanced finishing processes, which produces a high level of surface quality and is primarily controlled by a magnetic field. In MAF, the workpiece is kept between the two poles of a magnet. The working gap between the workpiece and the magnet is filled with magnetic abrasive particles. A magnetic abrasive flexible brush (MAFB) is formed, acting as a multipoint cutting tool, due to the effect of the magnetic field in the working gap. In the recent years, plenty of studies around the world are about MAF. In this method, finishing is done by using magnetic force on abrasive tool which is a kind of abrasive powder, and squeezing it on work piece surface and also making a relative motion between tool and work piece. This method is a kind of grinding, however because abrasive particles are flexible and removal rate is not so high, it is categorized as super finishing or polishing process. The process principle and the finishing characteristics of bonded and unbounded magnetic abrasive within cylindrical inner surface and free-form contour are described in this study. The unbounded magnetic abrasive is a mechanical mixture of abrasive and ferromagnetic particles with a kind of lubricant. The loosely bounded powder is prepared for experimentation by homogeneous mixing of magnetic powder (Fe powder of 100 mesh size), abrasive powder (SiC of 100 mesh size), and lubricant called silicon oil. To investigate the effects of time, rotation direction, working gap and spindle speed on material removal, change in surface finish and percent improvement in surface finish, a series of experiments have been conducted using several setups. The surface roughness is measured by Mahr roughness measurer and also atomic force microscope (AFM). In this study aluminum cylindrical parts are used for internal surface finishing at first and the results studied. The results shows 0.6?m (?Ra=1.3) surface roughness occurs in 15 min. following this experiment, a study on free form surface, as the main purpose of this project, is started. Due to the low efficiency of this step, using of combinative methods and optimizing magnetic abrasive powder combination is required. Through this research, effect of ultrasonic vibration assisted magnetic abrasive finishing is studied and also a new method for magnetic abrasive powder making is presented. Finally, because of industry's wide demand for this process, housing of vankel engine is polished using this method, successfully. The results demonstrated that surface roughness of this part with 60HRC hardness was reduced to 0.39mmRa from an initial value of 1.22mmRa within 60 min with high repeatability. Key words: Magnetic abrasive finishing, Surface roughness, Free form contour, Permanent magnet, Magnetic field.
: یکی از نیازهای جدید صنعت، دسترسی به سطوح با کیفیت بالا می باشد. منظور از سطوح با کیفیت سطوحی است که علاوه براینکه عاری از عیوب سطحی نظیر ترک ریز بوده، دارای دقت ابعادی وهم چنین صافی سطح بالا می باشند. اینگونه سطوح که در اصطلاح سطوح آینه ای گفته می شوند، در صنایع مختلفی از جمله ساخت نیمه رساناها، صنایع اپتیک، صنایع نظامی وهوافضا مورد استفاده قرارمی گیرند.بسته به نوع سطح، روش های متنوعی برای ایجاد صافی سطح وجوددارند. یکی از جدیدترین روش ها برای ایجاد سطوح آینه ای روش پرداخت کاری سایشی مغناطیسی (MAF) می باشد که در سالهای اخیر مطالعات زیادی چه در داخل چه در خارج کشور روی آن انجام شده است. در این روش با اعمال نیروی مغناطیسی برروی ابزارسایشی که نوعی پودر ساینده است و فشردن آن برروی سطح قطعه کار و هم چنین ایجاد حرکت نسبی بین ابزار و قطعه کار، فرایند پرداخت انجام می شود. این روش نوعی سنگ زنی محسوب می شود ولی به علت اینکه ذرات ساینده قابلیت انعطاف پذیری داشته و نرخ باربرداری در آن زیاد نمی باشد، در دسته بندی فرایندهای فوق پرداخت یا پولیش کاری قرار می گیرد. در این پروژه ابتدا این آزمایش ها برروی سطح داخلی استوانه انجام گرفته و نتایج آن بررسی گردید.نتیجه ای که از این آزمایش ها بدست آمد، صافی سطح 6/0 میکرومتر (?Ra=1.3) در زمان 15 دقیقه می باشد. پس از انجام این آزمایش ها، آزمایش برروی سطوح با هندسه آزاد صورت پذیرفت. باتوجه به پایین بودن راندمان در این مرحله نیاز به استفاده از روش های ترکیبی پرداخت و بهینه سازی ترکیب پودر ساینده احساس شد.از بین پودرهای ساینده مختلف آزمایش شده برروی سطوح تخت، پودر کاربید سیلیسیم به عنوان موثرترین پودرانتخاب گردیده و پس از ترکیب کردن با پودر آهن اتمیزه شده در حرارت و فشار بالا زینتر شد. در ادامه اثرات ترکیب این روش با ارتعاشات اولتراسونیک بررسی شده و هم چنین از پودر ساینده مغناطیسی زینتر شده برای انجام آزمایشات استفاده گردید. در نهایت با توجه به نیاز چشمگیر صنعت به این فرایند و تلاش برای تجاری سازی این روش پرداخت، تمامی این آزمایش ها برروی سطح داخلی هوزینگ موتور وانکل (یکی از قطعات حساس و دقیق صنایع هوایی) با پوشش سرامیکی، با موفقیت انجام شده وزبری سطح مذکور با سختی HRC 60 در مدت زمان 60 دقیقه به اندازه 47/0 میکرون تقلیل یافت.صافی سطح نهایی این قطعه در معیار Ra با تکرارپذیری بالا، 39/0 میکرومتر گزارش شد. واژگان کلیدی:پرداختکاری سایشی مغناطیسی ، صافی سطح ، کانتورهای آزاد ، آهن ربای دائمی ، میدان مغناطیسی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی