چکیده مقاله :
نیروی پیش بری و گشتاور پیچشی ایجاد شده در طول انجام عملیات دریل کاری یا حفاری دربرگیرنده اطلاعات با اهمیتی در رابطه با کیفیت حفره ایجاد شده و سطح مطلوب برای نوک مته می باشد . در این مقاله نیروها و گشتاور پیچشی (تورک) ایجاد شده در طول عملیات سوراخ کاری کامپوزیتهای کربنی ، که در آنها از الیاف کربنی استفاده شده است ،به کمک یک دریل ‘ oneshot’ مورد بررسی و تشریح قرار می گیرد . علائم موجود در دامنه زمانی بر مراحل تقسیم می شوند و مشکلات متداول و عیوب مرتبط با آنها در هر مرحله زمانی تشریح و بررسی می گردد .
همچنین نشان داده می شود که چطور پوشش سطحی ابزارآلات و ضخامت قطعه کارها بر روی نیروی پیش بری و گشتاور پیچشی ایجاد شده در طول عملیات سوراخ کاری تأثیر می گذارد . نتایج و یافته های به دست آمده در این مقاله به منظور بهینه کردن و توسعه مدلهای ریاضی مرتبط با افزایش حداکثری نیروی پیشبری به کار می روند که این مسئله در بخش دوم از همین مقاله ارائه شده است که می توان آنرا منبعی ارزشمند برای بهینه سازی های آتی در زمینه سوراخ کاری کامپوزیتهای کربنی به وسیله مته های دریل ‘ oneshot’ دانست .
کلمات کلیدی : سوراخ کاری ، کامپوزیت کربن ،پوشش سطحی ابزار آلات .
« تمام حقوق انتشار برای کمپانی السویر محفوظ می باشد 2005 » .
مقدمه :
اگر چه الیاف کربنی از جنس فلز نمی باشند ، اما سالهاست که در صنایع از این الیاف استفاده می شود و به اصطلاح می گویند : « آنرا مانند فلز ببُر» نتایج این نظریه معمولاً ایجاد پوشش های غیر معمول می باشد . در مواردی که ماندگاری ویژه بالا و کیفیت بالایی همچون نوک مته های دریل در سوراخ کاری کامپوزیتها مورد نظر است می توانیم کارایی دریل های پیچشی را بهبود ببخشیم . در این حالت موانعی در سوراخ کاری رشته های کربنی وجود د ارد . ذوب و قالب ریزی و صافکاری این سطوح در چنین شرایطی مورد توجه می باشد . ورق کاری را معمولاً به نحوی انجام می دهند که اثرات نیروهای اعمالی ایجاد لبه نکند . محققین مطالعات فراوانی بر روی این پدیده انجام داده اند .و برای دستیابی به چنین ورق کاری مطلوبی باید بر روی کنترل نیروهای رانشی در طول عملیات کار کرد . براده های ورق کاری که در طول انجام عملیات سوراخ کاری کامپوزیتهای کربنی ایجاد می کردند ذراتی بسیار خشک و زبر هستند . ایجاد براده های زیاد و استخراج این براده ها تا حد زیادی به بالا بودن نسبت پوششی ابزار کار مربوط می شود . پوشش سطح ابزار با عملیات ورق کاری ارتباط نزدیکی دارد و نیرویی لازم برای برش مواد با توجه به نوع پوشش ابزار افزایش می یابد . مطالعات فراوانی توسط مؤلفین این مقاله بر روی عملیات پوشش ابزار آلات به منظور بهره گیری از آنها در دریل کاری کامپوزیتهای کربنی ، با توجه به اثرات پوشش ابزار آلات بر روی نیروها و کیفیت حفره ای که نهایتاً ایجاد می شود ، صورت گرفته است . اغلب این مطالعات و بررسی های انجام گرفته ،به کمک دریل های دورانی صورت پذیرفته است . یافتن درکی بهتر از پروسه سوراخ کاری کامپوزیت های کربنی و با توجه به تغییر شکل مته های مصرفی در عملیات دریل کاری به منظور بهبود و بهینه سازی پروسه دریل کاری ، ضروری به نظر می رسد . در این مقاله ،عملیات دریل کاری کامپوزیتهای کربنی با استفاده از مته دریل ‘ oneshot’ مورد تحلیل آنالیز قرار گرفته است . نیروهای رانش و گشتاور پیچشی ایجاد شده طی مراحل دریل کاری با توجه به مراحل مختلف و اثرات خاص این مراحل تشریح گردیده است . اثر پوشش ابزار آلات بر روی این نیروها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است . این آنالیزها مبنای مدلسازی عملیات مذکور را ،همانطور که در بخش 2 از این کار تحقیقاتی ارائه شده است ، تشکیل می دهند و ما را به سمت بهینه کردن تولید و افزایش کیفیت عملیات دریل کاری هدایت می نماید .
شرایط آزمایشی
آزمایشات به کمک یکسری مبناهای سنجشی مربوط به دریل کاری ( شکل 1 را ملاحظه فرمائید ) انجام می گیرند . محور مذکور که در شکل 1 نشان داده شده است توسط یک موتور AC دوران می کند و قطعه کار مورد نظر به دریل تغذیه می گردد و همزمان یک موتور DC بر روی یک پیچ خطی کوپل می گردد . 6 حسگر نیروی محوری برای اندازه گیری نیروهای رانشی گشتاورهای پیچشی در طول عملیات تغییرات را کنترل می کنند . از یک مدار کنترلی ، با کاربرد عمومی به منظور کنترل سرعت محور و نرخ تغذیه استفاده می شود و در طول عملیات از حسگرهای 1HZ برای کنترل نیرو استفاده می گردد . اطلاعات به دست آمده از عملیات دریل کاری به کمک یک نرم افزار با فیلترهای تثبیت شده 10HZ فیلتر می شوند . مته 4.9 میلیمتری که از شرکت استرلینگ کربید