دانلود مقاله ماشین کاری با جت آب

ماشین کاری با جت آب (water get machining – whm)

از آب برای برش استفاده می شود. آب با فشار زیاد در حدود 4000-2000 بار در یک مسیر پیوسته وارد منطقه ماشینکاری می شود که در اینجا عمل براده برداری توسط کار مکانیکی است زیرا آب بطور مکانیکی بیرون می آید. آب به عنوان ابزار برش استفاده می گردد. آب بعنوان ابزار برش در مسیر پیوسته و کنترل شده ای از نازل با مجرای ریز با سرعت معادل سه برابر سرعت صوت و فشار 2000 تا 4000 بار خارج می شود و به قطعه کار وارد می شود .

فرایند برش با آب خالص برای مواد با استحکام کم مثل کاغذ فایبر گلاس و مقوا بکار می رود به این روش ماشینکاری هیدرودینامیک یا برش با ماایع گفته می شود.

موقعی ک نیروی موضعی ذره ای سیال از مقاومت پیوندهای ریز ساختار ماده بیشتر باشد باعث جدائی اتمها مولکولهای ماده گردیده و سایندگی یا برش تحقق می یابد.

جت آب قادر به شکست پیوندهای فلزات ،پلاستیکها ،چرم فگرافیت ،فایبر گلاس ،تیتانیم و مواد مرکب کامپوزیت می باشد . جت آب برای مواد نرم و محکم بکار برده می شود و مانند edm محدودیت ندارد . عمل برش با سرعت بسیار بالایی صورت می گیرد و به هیچ وجه ماده خیس نمی شود حتی کاغذ و یا گوجه فرنگی و یا کیک با این روش براده برداری می شوند یعنی عرض براده برداری خیلی کوچک است.

جنس نازل یاقوت است زیرا نسبت به سایش خیلی مقاوم است . ماشینهای واتر جت طوری ساخته شده اند که قابلیت کنترل چندین محور را در چندین جهت دارند بنابر این ماشینکاری نه تنها شکل های ساده بلکه شکلهای پیچیده نیز با ان امکان پذیر است.

تاریخچه برش با آب

سال 1900 میلادی کارگرهای یک نیروگاه بخار مشاهده کردند بخار خارج شده از سوراخ دسته های جارو را برش می دهد.

عدم آلودگی محیط زیست حسن این دستگاه است.

مزایای برش با آب

برش یک بعدی – عرض برش انقدر کم است که ما می توانیم برش را یک بعدی فرض کنیم .

فرایند بدون پلیسه است.

قابلیت تکرار زیاد است . مسئله فرسایش ابزار را نداریم . یعنی در مدت زیادی ما یک کاری را می توانیم انجام دهیم .

آلودگی محیطی نداریم . چون تمام ذرات معلق همراه با آب خارج می شود . در برخی مواد آزبست و سیمان خیلی خوب است .

برای محیطهای قابل اشتغال و انفجار مناسب است .

ابزار مورد استفاده که آب است ارزان و در دسترس است .

با توجه به آنکه مقدار اب در ساعت 200 الی 150 لیتر است و خود آن مقدارکمی است ولی بازهم آن قابل بازیابی است.

کیفیت برش بالایی دارد.

در مواد نرم ایجاد لهیدگی و یا تغییر فرم نمی دهد.

آلودگی صوتی حداقل مقدار خود را دارد.

تجهیزات آن در فاصله دو برابر از محل کار قرار دارد. برش سه بعدی امکان پذیر است . این روش قابلیت اتوماتیک شدن زیادی دارد. چون تجهیزات آن دور از قطعه کار است پس cnc کردن آن خیلی راحت است و استفاده از رباتها امکان پذیر است . پارامترهای برش قابل تنظیم است . بطوری که حتی پارچه و یا کاغذ بریده شده خیس نمی شود.

جت آب( wjc):

برای برش مواد نرم با مقاومت کم ،برای جوب ،کاغذ و غیره مثلا برای روکش برداری از کابلها و نیز پلیسه گیری و غیره کار براده برداری با جت آب و  توسط ضربه آن انجام می گیرد. در این روش زمان برای تعویض ابزار و تیز کردن نداریم چون ابزارمان مصرف شونده است (آب ) موادی مانند پنبه نسوز و فایبر گلاس و غیره که سمی هستند با این روش بهتر است برش یا براده برداری شوند. جت آب از یک مقطع نازک با سرعت  خارج می شود به فاصله mm25 از نازل یک هاله ای از پودر آب (ذرات ریز آب ) حاصل می شود و هر چه از نازل دور شویم هاله واگرا می شود.

تا فاصله 250 میلیمتری می تواند براده برداری کند.

تجهیزات

سیستم پمپاژ:

واحد هیدرولیک که قدرت خود را از یک موتور می گیرد. + واحد تقویت کننده فشار آب

خطوط انتقال سیال :

آب با فشار بالا توسط این خطوط که از یک سری لوله های سخت فشار با مفصلهای چرخنده هستند انتقال می یابد البته در این مورد نمی توان از شیلنگهای تحت فشار 200 بار را تحمل می کنند استفاده کرد چون فشار در این مورد حتی به 400 بار می رسد.

شیر روشن – خاموش

برای قطع و وصل جریان آب استفاده می شود فرمان پذیری درست این شیر حائز اهمیت است .

مجموعه نازل:

کارش تبدیل مایع به جت با سرعت بالاست . برای جلوگیری از سایش جنس خیلی مهم است نازلها را معمولا از الماس ،یاقوت کبود ،یاقوت قرمز می سازند. الماس از همه گرانتر و سختتر و عمرش بیشتر است . یاقوت کبود چون ماشینکاری آن بهتر و مقاومت تقریبا خوبی دارد . البته ذکر این مورد مهم است که فقط نوک نازل از یاقوت است و خود بدنه نازل از فولاد ابزار است . قطر نازل از 05/0 -5/0 میلمیتر است ولی تا 1 میلیمتر هم ساخته می شود.

برای جلوگیری از واگرا شدن زود مواد افزودنی اضافه می کنند چون یک نوع مواد چسبنده هستند پس از واگرا شدن و پودر شدن آن جلوگیری می کنند. با مواد افزودنی می توان طول جت آب پیوسته را 600 برای قطر نازل رساند.

عمر نازل معمولا تا 200 ساعت در شرایط معمولی و غیر ایده آل است . برای افزایش عمر نازل معمولا بیشتر فیلترها استفاده می کنیم و نیز برای افزایش عمر نازل می توان از آب مقطر استفاده کرد.

جمع کننده آب :

برای کاهش سرو صدا و ایمنی – سرعت آب بعد از برشکاری به زیر سرعت صوت می رسد. این کاهش از ماورا صوت تا زیر صوت با سرو صدای زیاد همراه است . هر چه جمع کننده به نازل نزدیکتر باشد سرو صدا کمتر است . و نیز مسئله ایمنی این است که آب بعد از برشکاری هنوز سرعت کافی برای صدمه زدن به اپراتور را دارد.

پس جمع کننده ایمنی اپراتور را نیز تامین می کند.

6-فیلتر :

برای گرفتن آلودگی های ژآب مورد استفاده قرار می گیرد.

پارامترهای کنترلی

الف)فشار                                      ب) قطر نازل

ج )سرعت برش                       د) فاصله ایست نازل از قطعه کار بند د) زیاد تاثیر ندارد یعنی این فاصله از mm3 تا mm 25 می تواند متغیر باشد ولیmm3 خوب است   (یعنی فاصله نوک نازل از قطعه

 کار )      

پارامتر الف ،ب و ج با ضخامت قطعه کار تغییر می کند. برای قطعات با ضخامت بیشتر و افزایش قدرت جت آب به جداول استاندارد رجوع شود.

قابلیتهای این روش (wjc)

برش پلاستیک ،گرافیت ،چرم ،فیبرهای مدار چاپی – برش ماهیها و گوشت یخ زده و غیره می توان استفاده کرد.

برش مواد جهنده ( لاستیک ،پلاستیکهای اسفنجی فایبر گلاس ) برای برش مواد مرکب – برای بریدن مواد ترد و شکننده مثل شیشه بیشتر در صنایع هوا- فضا و اتومبیل – چرم سازی ،سنگ بری کاغذ سازی برش داشبورت اتومبیلها استفاده گردد.