Skip to main content
SUPERVISOR
ناصر نهضت (استاد راهنما) سعید امینی (استاد مشاور) علیرضا فدائی تهرانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Paktinat
حسین پاک طینت نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Investigation of Thrust Force in Vibration Drilling Process
Vibration Drilling (VD) is a process that longitudinal wave is used for improving drilling conditions. In this process high frequency (more than 16 kHz) and low amplitude (often 2 to 30 ?m) is applied on tool while the engagement between tool and workpiece during machining process is connected and disconnected. This process against of ultrasonic drilling (with the help of abrasive grains) can be used for variety of materials, whether ductile or brittle. In ultrasonic drilling, ultrasonic vibrations is transmitted to the abrasive grains (suspended in a slurry) via ultrasonic head and material removal is effected by the help of oscillating abrasive grains that accelerate and impact on the workpiece surface repeatedly. The material removal in this process (UD) is done by brittle fracture mechanism. Therefore, this technique is applicable for brittle materials while VD can be used for both brittle and ductile materials. In this study the rotary vibration drilling tool was designed and fabricated for performing Vibration Drilling (VD). This tool is able to apply longitudinal wave through ultrasonic transducer and horn to a drill in a rotary mechanism. After primary tests and checking up the design and fabrication of tool set up, the effect of longitudinal wave in vibration drilling of Al2024-T6 was studied and compared with Ordinary Drilling (OD). The major objective of this study is the comparison of thrust force in both vibration and ordinary drilling process. Also some parameters like chip, burr, circularity and cylinderisity of the ultrasonically and conventionally drilled workpieces were measured and compared. In the first step, the first half of hole depth was done by vibration drilling then the vibration was switched off by generator and the next half of the hole depth was completed by ordinary drilling. After obtaining good results, then for every desirable cutting speed and feed rate, the complete hole was drilled with vibration (i.e. vibration drilling) and again with the same parameters another hole was completed without vibration (i.e. ordinary drilling). The achieved results show a drastic reduction in thrust force in vibration drilling rather than ordinary drilling. In vibration drilling, the oscillation motions of tool act like a chip breaker and cause the chips transform into discontinuous chips or because the impacts that are hit to chips (the vibro-impact mechanism), chips tend to change their morphology. In vibration drilling process, the chip adhering is declined that is because the length of chip contact with drill is reduced and therefore cause the reduction of friction. Burr formation is a negative factor in drilling process and has always been a challenge to industry. In vibration drilling, burrs can be eliminated without additional operations. In drilling process for enhancing hole precision and performing drilling process, exactly in defined place, centre hole is needed. The drill skidding in vibration drilling technique is almost eliminated and the drill is pierced downward quickly and more easily. The enhancement of surface finish in vibration drilling because of built-up edge reduction or elimination is also considerable. Keywords: Drilling; Ultrasonic; Al2024-T6; Vibration drilling
فرآیند سوراخکاری ارتعاشی(Vibration Drilling-VD)، فرآیندی است که در آن از ارتعاشات طولی برای بهبود شرایط سوراخکاری استفاده می‌شود. در این فرآیند ارتعاشات طولی به ابزار اعمال می‌گردد، به طوری که درگیری ابزار با قطعه‌کار حین پیشروی محوری قطع و وصل می‌گردد. مجموعه‌ای که برای تحریک ابزار به کار برده می‌شود، کله‌گی اولتراسونیک نامیده می‌شود. این مجموعه باعث تحریک ابزار شده و باعث می‌گردد که مته فقط در درصدی از کل زمان ماشینکاری با قطعه در تماس باشد. استفاده از ارتعاشات جهت عملیات سوراخکاری ارتعاشی مزیت‌هایی از جمله بهتر شدن کیفیت سطح، دقت ابعادی و شکست براده را دارد. در این تحقیق ابزار سوراخکاری ارتعاشی چرخشی برای انجام فرآیند سوراخکاری ارتعاشی طراحی و ساخته شده است. این ابزار قادر است که ارتعاشات طولی را از طریق ترانسدیوسر اولتراسونیک و هورن به مته در یک سیستم چرخشی اعمال کند. در این مطالعه پس از تست‌های اولیه و اطمینان از صحت در طراحی و ساخت این ابزار ارتعاشی، تاثیر استفاده ارتعاشات در فرآیند سوراخکاری آلومینیوم 2024-T6 بررسی شد و با فرآیند سوراخکاری معمولی بررسی و مقایسه گردید. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر سرعت ماشینکاری و نرخ پیشروی بر روی نیروی محوری در دو فرآیند سوراخکاری معمولی و ارتعاشی می‌باشد. پارامترهایی دیگری از قبیل نوع براده و پلیسه نیز بررسی خواهند شد. نتایج بیان‌گر بهبود موثر این روش در فرآیند سوراخکاری می‌باشد. نیروی محوری در تعدادی از شرایط ماشینکاری حتی تا 80% نیز کاهش یافت. گردی و استوانه‌ای بودن سوراخ در دو روش سوراخکاری معمولی و ارتعاشی نیز اندازه‌گیری شد که نتایج بیان‌گر بهبود موثر در استفاده از ارتعاشات در سوراخکاری می‌باشد. کلمات کلیدی: سوراخکاری، سوراخکاری ارتعاشی، اولتراسونیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی