دانلود پایان نامه برش با آب (واتر جت)

90صفحه WORD

مقدمه

برش جت آب یک راه حل برش بسیار موثر برای نیازهای متنوع صنعتی می باشد در تاسیسات سرتاسر جهان این پروسه راه حلی برای تولید کردن به کمک تکنولوزی جت آب می باشد. روش کا ر به این صورت است که آب تصفیه شده تا فشار psi 60000 فشرده می شود و از میان یک نازل از جنس سیلیکات آلومینیم و منیزیم یا سایر مواد سخت دیگر هدایت می شوند. نتیجه جریان جت مرتبطی خواهد بودکه هر ماده نرمی را بدون خرد یا له شدن می برد. موادی که با آب تنها می توانند بریده شوند عبارتند از:پلاستیک،انواع مواد غذایی، لاستیک، عایق ها ، مقوا و بیشتر منسوجات بافته شده یا بافته نشده .

مواد سخت تر نظیر شیشه، فلزات، سوپر آلیاژها،سرامیک ها، بتون و ترکیبات سخت و محکم توسط افزودن یک ساینده به جت آب بریده می شوند . سرعتهای برش برای این مواد سخت بین 2 تا 18 اینچ در دقیقه تغییر می کند و در بریدن این مواد جت آب ،ساینده را هدایت می کند و عمدتا نیروی زیادتری وجود ندارد. یک سیستم برش جت آب توسط سه جزء اصلی زیر تکمیل می شود:

• تقویت کننده
• نازل یا افشانک
• دریافت کننده

تقویت کننده شامل یک پمپ می باشد که فشار آبی بین 30000 تا 60000 psi  تولید می کند دریافت کننده جریان آب مملو از ساینده را می گیرد و به یک نوع مخزن هدایت می کند . نازل از زمان شروع جریان کار یک موضوع مورد بحث خواهد بود و در راس برش قرار دارد. نازلهایی که دارای قطر داخلی کوچکتر
می باشند نسبت به آنهایی که قطر داخلی بزرگتری دارند برشهای عمیق تر و با کیفیت برتری تولید می کنند.

شرکت Ingersoll-Rand  از یک مخلوط کننده پلیمر استفاده می کنند که درصد کوچکی (25/0%)از پلیمر زنجیر بلند وغیرسمی را اندازه گیری کرده و با آب مخلوط می کند. این عمل چسبندگی و یکنواختی برش فشار قوی را بهبود می بخشد و در ابقاء ظرافت برش مواد ضخیم مفید می باشد . ضمنا در این پروسه آب مورد نیاز قبل از کاربرد تا هر میزان مطلوب تصفیه می شود.

گرچه اره ها به صورت کلی در خطهای مستقیم می برند با این وجود جت های آب می توانند طوری تنظیم شوند که خمها، گوشه ها، مخروطها، سوراخهای اریب و شکلهای پیچیده را ببرند.

شرکت هوفمن(Huffman)  از کارولینای جنوبی یک کارگاه خصوصی دارد که منحصر به فرد می باشد این شرکت اساس ماشین جت آب سایشی را انقدر اصلاح کرد که بتواند در زیر آب نیز عمل برش را انجام دهد . این کار صدای ایجاد شده توسط جت آب در عمل بریدن را شدیدا کاهش می دهد .بعد از استفاده زیاد به نظر می رسد بستر برش در اثر بمباران ساینده ها فرسوده شده است. اگر بستر پایین آورده شود و در زیر آب قرار گیرد از بیشتر سائیدگی ها و تحلیل ها جلوگیری به عمل خواهد آمد. نکته ای وجود دارد که هر پروسه ای احتاجات و مکان به خصوصی را به خود اختصاص می دهد.

مدیران باید صنعت وسیعی را مد نظر قرار دهند که کدام روش یا ترکیبی از روش ها برای ظرفیت کار مناسب ترین و اقتصادی ترین روش است. به طور مثال یک تولید کننده هر دو سیستمهای لیزر و جت آب برآورد کرد که لیزر در بریدن فلزات با ضخامتهای کمتر از 4% اینچ موثر تر می باشد اما جت آب برای برش فلزات ضخیم تر بهتر است . روش جت آب ساینده یک پیشنهاد متناوب با روشهای مرسوم ماشین کاری را ارائه می دهد . این نوع برش مناطق و قسمتهای متاثر از گرما ، بخارات و دودهای سمی ، شکافهای کوچک و عملیات فرعی  ندارد. حذف اصطحکاک که طبیعتا در اثر تماس ابزار با قطعه رخ می دهد و احتراز از خسارت حرارتی که می تواند به طورناجور خصوصیات متالوژیکی مواد را تغییر دهد از خصوصیات بارز این روش است.

این تحقیق در 9 فصل ارائه شده است:

فصل دوم به آشنایی اجمالی با این تکنولوژی و تاریخچه آن می پردازد.

فصل سوم ابزار و لوازم و مواد مورد نیاز در دستگاه برش و مکانیسم برش را تشریح می کند.

فصل چهارم به بررسی پارامترهای مهم در برشکاری می پردازدو در ادامه با ذکر دو مثال واقعی و آزمایش شده ، مطالب قبلی را کامل می کند.

در فصل پنجم یک مدل دستگاه برشکاری با جت آب که در سال 1991 در یک دانشگاه ساخته شده ، به همراه ابعاد و نوع لوازم مصرف شده در ان تشریح شده است.

با توجه به اینکه در کالیبره کردن این دستگاه حرف اول را آزمایش و تجربه می زند،  ولی اخیرا مدلهای ریاضی و تئوری معدودی برای آن تعریف شده ، که در فصل ششم به بررسی دو مدل قوی از آنها می پردازیم .

به خاطر اینکه اول یک آشنایی کلی با طرح پیدا شود و مزیتها و محدودیتها وکاربردها ی بی نظیر ان به راحتی قابل درک باشد، این موارد در دو فصل انتهایی یعنی فصول هفتم و هشتم توضیح داده شد ه است. البته بحث مربوط به هزینه طرح در آخرفصل هشت آمده است.

فصل نهم هم شامل جمع بندی و نتیجه گیری است.

فهرست مطالب

فصل اول

مقدمه

1-1-مقدمه ………………………………………………………………………………………………………….. 2

فصل دوم

آشنایی با تکنولوژی ماشینکاری با جت آب

2-1-آشنایی با تکنولوژی ماشینکاری با جت آب…………………………………………………………… 5

فصل سوم

لوازم و اجزاء دستگاه برشکاری با آب

3-1-واحد تولید قدرت اولیه ………………………………………………………………………………………… .7

3-2-تشدید کننده ………………………………………………………………………………………………………. .7

3-3-انباره ………………………………………………………………………………………………………………. 10

3-4-صافی………………………………………………………………………………………………………….. 11

3-5-خطوط انتقال /اب و مفاصل ………………………………………………………………………………….. 11

3-6-شیرهای کنترل و با زو بست ………………………………………………………………………………….. 11

3-7-افشانک ( نازل ) …………………………………………………………………………………………………… 12

3-8-گیرنده …………………………………………………………………………………………………………. 12

فصل چهارم

پارامترهای مهم در سیستم برشکاری با جت آب سایشی

4-1-فشار ، دبی و قطر نازل ………………………………………………………………………………………….. 20

4-2-اندازه دانه های ساینده ………………………………………………………………………………………….. 24

4-3-فاصله بین قطعه کار و نازل ……………………………………………………………………………………. 24

4-4-فاکتورهای موثر دیگر در برشکاری ………………………………………………………………………. 25

4-5-پرداخت سطح……………………………………………………………………………………………………. 26

4-6-محاسبه سرعت جت آب خروجی ………………………………………………………………………… 32

4-7-مثال اول ……………………………………………………………………………………………………. 33

4-8-مثال دوم ……………………………………………………………………………………………………….. 33

فصل پنجم

طراحی و ساخت یک دستگاه برشکاری با جت آب

5-1-تجزیه و تحلیل مراحل تولید …………………………………………………………………………………. 39

5-2-جزئیات طراحی ……………………………………………………………………………………………………. 40

5-3-سیستم تشدید کننده ……………………………………………………………………………………….. 40

5-4-قاب اصلی دستگاه ……………………………………………………………………………………………….. 40

5-5-حامل های سه گانه …………………………………………………………………………………………. 40

5-6–پیهای ساچمه ای و کشویی ………………………………………………………………………………… 42

5-7-نرم افزار راه انداز …………………………………………………………………………………………………. 42

5-7-1-محافظت با Septum  …………………………………………………………………………………….. 43

5-7-2-مخزن گیرنده آب ……………………………………………………………………………………………. 45

5-8-پوشش بالایی تانک ……………………………………………………………………………………………… 45

5-9-سیستم کامپیوتری ………………………………………………………………………………………….. 46

5-10-نگه دارنده قطعه کار ……………………………………………………………………………………… 46

فصل ششم

ارائه مدلهای تئوری برای برشکاری با جت آب سایشی

6-1-مقدمه ای بر تئوری مدلهای سایشی  ……………………………………………………………………… 48

6-2-مدلهای برشکای با جت آب………………………………………………………………………………….. 48

6-3-مقایسه مدلها  ………………………………………………………………………………………………….. 52

6-4-مقایسه با کارهای تجربی  ………………………………………………………………………………. 58

6-5-فهرست علائم  ……………………………………………………………………………………………… 64

فصل هفتم

مزیتها و محدودیتها

7-1-مزیتها  ……………………………………………………………………………………………………………. 67

7-2-محدودیتها  ……………………………………………………………………………………………………… 68

فصل هشتم

کابردها و هزینه ها

8-1-کاربردهای روش برش با جت آب ……………………………………………………………………….. 70

8-1-1کاربرد در صنایع هوایی ……………………………………………………………………………………… 71

8-1-2-برش فیبرهای مدار چاپی ………………………………………………………………………………….. 71

8-1-3-برش ……………………………………………………………………………………………………………. 71

8-1-4-برش عرضی …………………………………………………………………………………………………….. 71

8-1-5-لخت کردن سیم……………………………………………………………………………………………….. 73

8-1-6-برش مواد غذایی………………………………………………………………………………………………. 73

8-1-7-برش فولاد ابزار ……………………………………………………………………………………………….. 73

8-1-8-برش…………………………………………………………………………………………………………. 74

8-2-هزینه ها ………………………………………………………………………………………………………….. 79

8-2-1هزینه کلی طرح …………………………………………………………………………………………………. 80

8-2-2-تخمین هزینه های ساعتی …………………………………………………………………………………. 80

8-2-3-هزینه واقعی یک طرح خاص……………………………………………………………………………. 81

فصل نهم

جمع بندی و نتیجه گیری

فهرست مراجع …………………………………………………………………………………………………………. 84