مقدمه:

سنگ زنی Dressing فرآیندی اطلاق می شود که در آن از ذرات ساینده به عنوان ابزار جهت براده برداری اسفاده می شود.

ساخت قطعات با استفاده از فرآیند سنگ زنی دارای قدمت زیادی بوده و انسان های نخستین پی بردند که با سایش ابزارآلات خود با سنگ های ساینده می توانند آنها را تیز و برنده کنند.

امروزه فرآیند سنگ زنی در کشورهای صنعتی حجم ۲۰ تا ۲۵ درصد از فرآیندهای ماشین کاری را به خود اختصاص داده است.

از سنگ زنی تقریبا در فرآیند تولید بیشتر قطعات مهندسی استفاده می شود و یا حداقل این کالاها توسط ماشین ها و تجهیزاتی تولید می شوند که خود توسط فرآیند سنگ زنی پرداخت و دقیق شده اند.

مکانیسم فرآیند سنگ زنی

ازنظر صنعت ماشین کاری، خاص بودن فرایند سنگ زنی به ابزار مورد استفاده در این روش براده برداری مرتبط می شود.

ابزار سنگ زنی (چرخ سنگ) از دوبخش تشکیل شده است، یکی از دانه های ساینده که وظیفه براده برداری را برعهده دارند و دیگری چسب نگه دارنده که این ذرات ساینده را نگه داشته و ابزار سنگ زنی را شکل داده است.

مواد تشکیل دهنده سنگ چرخ

انسان های ماقبل تاریخ از شن و ماسه به عنوان ذرات ساینده و از باند سیلیکاتی به عنوان چسب و نگه دارنده این ذرات برای ساخت ابزار ساینده خود استفاده می کردند.

چرخ سنگ های مدرن امروزی از دانه های ساینده ساخت بشر به همراه باند مناسب ساخته می شوند.

در فرآیند سنگ زنی هر دانه ساینده به عنوان یک لبه برنده عمل کرده و در نهایت عملیات براده برداری توسط چرخ سنگ انجام می پذیرد.

بنابراین می توان گفت که چرخ سنگ دارای بی نهایت لبه برنده است که با همدیگر امکان عملیات براده برداری و ماشینکاری را فراهم می سازند.

چرخ های سنگ با جنس دانه های متفاوت

عملیات Dressing در فرآیند سنگ زنی 

ابزار فرآیند سنگ زنی از ذرات ساینده ای تشکیل شده که توسط یک باند در سطح چرخ سنگ نگه داشته شده اند.

دانه های ساینده سطح چرخ سنگ به عنوان میکرولبه های برنده ای عمل کرده که حین براده برداری با سطح قطعه کار درگیر می شوند.

توزیع خاص این ذرات و مورفولوژی آن ها، توپوگرافی سطح چرخ سنگ را تشکیل می دهد.

 سطح میکروابزارسنگ با دانه های الماس

قبل از انجام فرآیند سنگ زنی شکل ماکروسکوپی چرخ سنگ ابتدا آماده می شود که این عملیات ممکن است در حین فرآیند و جهت اصلاح شکل کلی چرخ سنگ نیز انجام گیرد.

آماده سازی چرخ سنگ شامل Truing و Dressing می باشد.

عملیات تروینگ عبارت است از اصلاح شکل ماکروسکوپیک چرخ سنگ به گونه ای که دارای کمترین خطای عدم استوانه ای بودن باشد که علاوه بر مورد فوق، Truing شامل ایجاد یک پروفیل مناسب روی سطح چرخ سنگ نیز می باشد.

Dressing عبارت است از حذف باند نگه دارنده از سطح سنگ و تیز کردن و شکل دادن دانه های ساینده روی سطح چرخ سنگ به طوری که فضای کافی برای براده ها وجود داشته باشد.

مفهوم عملیات Truing و Dressing

پارامترهای فرآیند Dressing عبارتند از : سرعت دوران سنگ،

عمق Dressing ،

سرعت باربرداری (feed rate)

مفهوم عمق و سرعت باربرداری

روانکار (MQL)

بررسی تحقیقات پیشین انجام شده:

پیش از این اثر پارامترهای روانکار (MQL) بر dressing سنگ Al2O3 در سنگ زنی فولاد نرم (st37) توسط دکتر حداد و همکاران بررسی شد[3].

در این پژوهش به بررسی عمق و سرعت باربرداری بر dressing سنگ Al2O3 و تاثیرات آن بر زبری سطح قطعه و توپوگرافی سطح سنگ در سنگ زنی فولاد سخت پرداخته خواهد شد.

در مقاله دیگری که توسط کدیور و همکاران ارائه شده، تاثیرات پارامترهای Dressing بر میکروسنگ زنی آلیاژ ti-6al-4v بررسی شد.

در این مقاله قطعه کار بلوکی شکل از جنس ti-6al-4v با ابعاد 30*20*10 میلیمتر توسط ابزار میکرو سنگ پینی به قطر 2 میلیمتر با ماشین سی ان سی 5 محور مورد سنگ زنی قرار قرار گرفته و با تغییرات پارامترهای Dressing در حین ماشینکاری، به بررسی تاثیرات آن ها بر زبری سطح سنگ زده شده پرداخته .

در نتایج این مقاله آمده است که نسبت Dressing overlap و نسبت Speed بر زبری سطح و نیروهای سنگ زنی تاثیر بسزایی دارند.

افزایش نسبت Dressing overlap می تواند به کاهش زبری سطح و افزایش 70درصدی نیروی سنگ زنی منجر شود.

چالش علمی مسئله و راهکارهای  پیشنهادی:

چالش پژوهش یافتن تاثیرات پارامترهای Dressing بر زبری سطح سنگ زنی شده است.

با یافتن مقدار بهینه این پارامترها میتوان زبری سطح را کاهش و کیفیت و دقت ابعادی قطعه سنگ زده شده را افزایش داد.

از طرفی با افزایش کیفیت سطح سنگ، نیاز به مایع خنک کار در فرآیند سنگ زنی کاهش پیدا خواهد کرد که این امر به کاهش هزینه های ماشینکاری و آسیب کمتر به محیط زیست منجر خواهد شد.

تعریف دقیق مسئله:

به دلیل پیچیدگی شبیه سازی فرآیند سنگ زنی و نبود روابط تحلیلی مشخص، روش کار در این پروپوزال به صورت آزمایشی خواهد بود.

روش کار به این صورت خواهد بود که با استفاده از ماشین فرز سی ان سی 3 محور و  ابزار سنگ MountedPoint از جنس Al2O3 و قطر 40mm ، قطعه کار از جنس فولاد سخت سنگ زنی خواهد شد و همزمان سنگ را با تغییر پارامترهای گفته شده dress کرده و تاثیرات dressing بر زبری سطح چرخ سنگ گزارش خواهد شد.

اینکار شامل 72 مرحله سنگ زنی متفاوت خواهد بود.

گزارش کار به صورت عکس و جدول خواهد بود و در هر مرحله زبری سطح قطعه کار توسط زبری سنج اندازه گیری خواهد شد.

مقاله های مرتبط را بخوانید…