پایان نامه بهینه سازی پارامترهای فرآیندسوراخکاری جهت بررسی مشخصات هندسی و زبری سطح درسوراخکاری فولاد

توضیحات:

پروژه،پایان نامه مهندسی مکانیک با عنوان: بهینه سازی پارامترهای فرآیند سوراخکاری جهت بررسی مشخصات هندسی و زبری سطح در سوراخکاری فولاد گرم کار H13، در 100 صفحه بصورت کامل 

نکته: ««« این پروژه بصورت انحصاری فقط در وبسایت fileok.ir به فروش می رسد. »»»

چکیده:

با توجه به اینکه فرآیندهای ماشینکاری کاربرد فراوانی در بخش های مختلف صنایع تولیدی دارند؛ مطالعه و پژوهش در این زمینه حائز اهمیت فراوانی است. سوراخکاری به دلیل کاربرد بسیار در صنایعی مانند صنایع هوافضا، نفت و گاز و صنایع نظامی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

از آن­جا که فولادهای گرم­کار به علت ماهیت خاص و آلیاژی خود دارای کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف می‌باشند؛ مطالعه فرآیند سوراخکاری این نوع فولاد به عنوان محور اصلی تحقیق حاضر در نظر گرفته شده است. در پژوهش حاضر پارامترهای متعدد فرآیند سوراخکاری با مته در سوراخکاری فولاد گرم­کار (1.2344 یا 13H) مورد مطالعه قرا گرفته است. پارامترهای فرآیند از قبیل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، قطر مته و شدت خنک­کاری در سطوح مختلف (هر عامل در 4 سطح) بر روی مشخصات هندسی سوراخ و صافی سطح نهایی سوراخ ایجاد شده، با استفاده از روش­های طراحی آزمایش تاگوچی طراحی و مورد مطالعه تجربی قرار می­گیرند.

میزان اختلاف اندازه­ی قطر سوراخ ایجاد شده با اندازه­ی نامی آن به عنوان معیاری برای ارزیابی تاثیر پارامترها بر روی مشخصات هندسی سوراخ و میانگین زبری سطح و موجی بودن آن به عنوان معیارهای بررسی صافی سطح سوراخ در نظر گرفته شده­اند.

کمترین تاثیر بر میانگین زبری و موجی بودن سطح سوراخ مرتبط به پارامتر قطر ابزار می­باشد. سرعت پیشروی ابزار بیشتری تاثیر بر میانگین زبری و موجی بودن سطح سوراخ­های ایجاد شده را دارا می­باشد. با اندازه­گیری­های انجام گرفته، کمترین مقدار میانگین زبری بودن و موجی بودن سطح سوراخ به ترتیب برای آزمایش­های شماره­ی 17 و 21 با مقدار 62/1 و 16/5 اندازه­گیری شده است. بیشتری اثر پذیری میزان انحراف اندازه­ی سوراخ از اندازه نامی آن مربوط به پارامتر قطر ابزار و کمترین اثر پذیری آن مربوط به سرعت دورانی ابزار می­باشد.

فهرست مطالب:

چکیده    1

فصل اول : کلیات تحقیق

1-1- مقدمه        2

1-2- سوراخکاری 3

1-3- مته            4

1-3-1- بخشهای تشکیل دهنده ی مته        4

1-3-2- زوایای مته            7

1-3-3- انواع مته  8

1-4- ماشینهای مته زنی   12

1-5- فولادها        16

1-5-1- انواع فولاد 16

1-5-1-1-فولادهای کربنی   17

1-5-1-2- فولادهای آلیاژی  19

1-6- فولادهای گرمکار       22

1-6-1- ویژگی های فولاد گرمکار      24

1-7- صافی سطح            24

1-8- هدف پژوهش           27

فصل دوم : مروری بر تحقیقات گذشته و گستره‌ی نظری موضوع

2-1-مقدمه         29

2-2- مرور ادبیات  30

فصل سوم : طراحی آزمایش ها

3-1- مقدمه        36

3-2- طراحی آزمایش        37

3-2-1- اهداف آزمایش       39

3-2-2- کاربردهای طراحی آزمایش   39

3-2-3- تکنیکهای طراحی آزمایش    40

3-3- طراحی آزمایش برای فرآیند سوراخکاری 40

3-4- روش تاگــوچی          41

3-5- رگرسیون     42

3-5-1- تعاریف در طراحی آزمایش    43

فصل چهارم : آزمایشات تجربی صورت پذیرفته

4-1- مقدمه        45

4-2- مواد مورد استفاده     46

4-3- آماده سازی قطعه کار 46

4-4- ابزار و ماشین سوراخکاری      47

4-4-1- تعیین و تشخیص عوامل      48

4-4-2- تعیین سطوح عوامل           48

4-4-3- تعیین متغیر پاسخ  49

4-5- انجام طراحی آزمایش            50

4-6- انجام فرآیند سوراخکاری         53

4-7- روش اندازه گیری صافی سطح 56

4-8- روش اندازه گیری مشخصات هندسی   59

فصل پنجم : تجزیه و تحلیل داده ها

5-1- مقدمه        61

5-2- نتایج آزمایشهای تجربی         61

5-3- بررسی طراحی عاملی آزمایش           62

5-3-1- جدول آنالیز واریانس            62

5-3-2- نسبت اثر به اغتشاش        62

5-4- نتایج مرتبط با میانگین زبری سطح        63

5-5- نتایج مرتبط با میانگین موجی بودن سطح          67

5-6- نتایج مرتبط با مشخصات هندسی سوراخ          70

فصل ششم : نتيجه‌گيري و پیشنهادات

6-1- نتیجه گیری  74

6-2- ارائه پیشنهادات        75

فهرست جداول

جدول (2-1): خلاصهای از مرور ادبیات انجام شده در زمینه سوراخکاری   33

جدول (4-1): ترکیب شیمیایی فولاد گرمکار 1.2344     46

جدول (4-2): سطوح و عوامل آزمایش طراحی شده     49

جدول (4-3): طراحی آزمایشها برای بررسی عوامل موثر در سوراخکاری فولاد گرمکار         52

جدول (4-4): نتایج اندازهگیری شده از آزمونهای تجربی به ترتیب هر آزمایش       60

جدول (5-1): جدول S/N مربوط به میانگین زبری سطح سوراخ   64

جدول (5-2): آنالیز واریانس مرتبط با میانگین زبری سطح سوراخ            65

جدول (5-3): جدول S/N مربوط به موجی بودن سطح سوراخ     68

جدول (5-4): آنالیز واریانس مرتبط با موج سطح سوراخ            68

جدول (5-5): جدولS/N مربوط به مشخصات هندسی سوراخ    71

جدول (5-6): آنالیز واریانس مرتبط با مشخصات هندسی سوراخ            72

فهرست شکل ها

شکل (1-1): انواع سوراخ   3

شکل (1-2): طرح شماتیکی از فرآیند سوراخکاری      4

شکل (1-3): طرح شماتیکی از قسمتهای مختلف مته            5

شکل(1-4): نحوهی خروج براده در حین فرآیند سوراخکاری       6

شکل(1-5): نحوهی اندازه گیری قطر مته      6

شکل(1-6): طرح شماتیک از مشخصات مته 6

شکل (1-7): زوایای مختلف مته      8

شکل(1-8): شماتیک مته های نوع W,N,H   9

شکل (1-9): نمایی از مته های دنباله استوانهای و دنباله مخروطی      10

شکل(1-10): شماتیک مته سرخزینه           10

شکل (1-11): مته سرخزینه زبانه دار           11

شکل (1-12): انواع مته مرغک       11

شکل (1-13): ماشین مته دستی مکانیکی  12

شکل (1-14): ماشین مته دستی برقی       13

شکل (1-15): ماشین مته رومیزی  13

شکل (1-16): ماشین مته ستونی  14

شکل (1-17): ماشین مته شعاعی 15

شکل (1-18): ماشین مته چند محوره         15

شکل (1-19): ماشین مته سـری    16

شکل (1-20): طرح شماتیکی از زبری سطح  25

شکل (1-21): طرح شماتیک از مفهوم معیارهای زبری سطح Ra و Rz    26

شکل (1-22): نحوه حرکت، سطح مبنا وسطح مورد مطالعه در اندازه گیری زبـري به روش سوزنی، (اميرآبادي و همكاران 2008)            27

شکل (4-1): بلوک فولادی درحین و بعد از براده برداری 46

شکل (4-2): ماشین سیانسی استفاده شده در پژوهش حاضر            47

شکل (4-3): مته های استفاده شده در فعالیتهای تجربی از جنس  HSS            48

شکل(4-4): مراحل انجام طراحی آزمایش درنرم افزارMinitab     51

شکل (4-5): مراحل بررسی و ایجاد تابع رگرسیون برای خروجی            51

شکل (4-6): شماتیک دو بعدی از قطعه کار نهایی و محل قرار گیری سوراخها (تمامی ابعاد برحسب میلیمتر میباشند)            54

شکل(4-7): قطعه کار در حین و بعد از مرغک زنی       54

شکل (4-8): تصویری از قطعه کار در حین و بعد از فرآیند پیش مته زنی   55

شکل (4-9): قطعه کار نهایی (پس از اتمام آزمایشات تجربی)  55

شکل (4-10): وضعیتهای مختلف شدت مایع خنک کننده         56

شکل (4-11): دستگاه 8000 T جهت بررسی صافی سطح       57

شکل (4-12): حسگر سوزنی جهت بررسی صافی سطح        57

شکل (4-13): بررسی صافی سطح سوراخ   58

شکل (4-14): تصویری از خروجی رایانه جهت ارزیابی سطح     59

شکل (4-15): جهات اندازه گیری گردی سوراخ           59

شکل (5-1): میزان تاثیر هر یک از پارامترها بر میانگین زبری سوراخ        64

شکل (5-2): منحنی رگرسیون میانگین زبری بودن سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و قطر ابزار   66

شکل (5-3): منحنی رگرسیون میانگین زبری بودن سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار          66

شکل (5-4): منحنی رگرسیون میانگین زبری بودن سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و مایع خنک کننده    66

شکل (5-5): میزان تاثیر هر یک از پارامترها برموجی بودن سطح سوراخ  67

شکل (5-6): منحنی رگرسیون موجی بودن سطح سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و قطر ابزار   69

شکل (5-7): منحنی رگرسیون موجی بودن سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار       69

شکل (5-8): منحنی رگرسیون موجی بودن سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و مایع خنک کننده 70

شکل (5-9): میزان تاثیر هر یک از پارامترها مربوط به مشخصات هندسی سوراخها          71

شکل (5-10): منحنی رگرسیون انحراف اندازه ی سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و قطر ابزار      72

شکل (5-11): منحنی رگرسیون انحراف اندازه ی سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار 73

شکل (5-12): منحنی رگرسیون انحراف اندازه ی سوراخ با استفاده از سرعت دورانی و شدت مایع خنک کننده          73