دراسة شاملة لتقنيات التشغيل بالشرارة الكهربائية من حيث الأداء

الباحث

حنين لطيف عبد الوهاب

المشرف

سعد محمود علي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Electrical discharge machining;EDM techniques;Surface roughness;Material removal rate

أصبحت طريقة التشغيل بالشرارة الكهربائية (EDM) أداة أساسية في مجموعة متنوعة من طرق الإنتاج، بما في ذلك صناعة القوالب والصناعات الطبية والفضائية والطيران وتوليد الطاقة والتصنيع الدقيق. ان الهدف من هذه الدراسة هو دراسة الخواص المناسبة لاختيار النوع والنسبة المئوية للمادة النانوية المضافة لتقوية المواد المعدنية المركبة (MMCs) المصنعة من سبيكة الألومنيوم 817075 والمواد النانوية وبأفضل الخواص الميكانيكية، وذلك عن طريق إضافة نسبة مختلفة )%0، 6% 4. % و 908 و9010) من الشرائح الزجاجية للعينات المجهرية (MSGNP) وكذلك من الجسيمات النانوية لكربيد البورون والتنغستن 840-7780 وبنفس نسب التقوية لتعزيز وتحسين التوصيف المعدني والخواص الميكانيكية لعينات قطع تشغيل المواد AS pall من سبيكة الالمنيوم 81-7075 والتي تم تصنيعها باستخدام تقنية السباكة بالتحريك. والغرض الأساسي من العمل يتمثل في دراسة تأثير استخدام طرق مختلفة من طرق التشغيل بالشرارة الكهربائية بما في ذلك الطريقة الرطبة ،((Wet-EDM) والجافة ،(Dry-EDM) وشبه الجافة (ND-EDM) والطريقة الجديدة وهي اضافة المساحيق لطريقة الشبه جافة (PMND-EDM) لتحديد افضل طريقة من حيث معدل إزالة المعدن (MRR) ومعدل تآكل العدة (EWR) 5 وخشونة السطح ( (SR وسمك الطبقة البيضاء (WLT) استخدام خليط من الغازات ALLAN مثل الهواء والارجون والغاز المخلوط المتكون من (أرجون + نيتروجين) والفريون مع المساحيق والزيت النباتي لإحداث تغييرات في الوسط العازل والوصول إلى وسط صديق للبيئة مع تحسين أداء ماكنة التفريغ الكهربائي، وفحص تأثيرات معاملات الإدخال لكل عملية ، بما في ذلك قيمة تيار النبضة (Ip) ، وزمن استمرار النبضة (Ton) ونوع المسحوق المضاف(م1)، وتركيزالمسحوق (20)، ونوع مادة العازل الكهربائي (Dr) على معدل إزالة المعدن (MRR) ومعدل تآكل العدة (15518/19)، وخشونة السطح ( (SR وسمك الطبقة البيضاء (WLT) .كما تم اختيار قيم التيار (10 و 30 أمبير)، وقيم زمن النبضة )800 و 1600 ميكروثانية)، ونسبة تركيز المسحوق المضاف لمادة العزل الكهربائي (0 , 5 , و 9010 ) كمعاملات ادخال، حيث تم إجراء عمليات التشغيل على عينات المواد المركبة المستخدمة (817075/1/156117) باستخدام قطب مجوف من مادة النحاس النقي. كما تم استخدام تقنية تصميم التجارب (DOE) لتطوير النماذج الرياضية والتنبؤ بخصائص الاستجابة المختلفة لمعاملات الاداء EWR5 MRR و51 WLT s وباستخدام طرق التشغيل بالشرارة الكهربائية ND- 5 Wet-EDM PMND-EDM 4 ، باستخدام برنامج 18 Minitab ومن ثم تحليل النتائج المتوقعة ومقارنتها بالنتائج التجريبية. كما تم استخدام تقنية تحليل التباين (ANOVA) بقيمة اعلى من 095 لتحديد تاثير مستويات معاملات الإدخال الأكثر تأثيرًا لكل استجابة في العملية والتنبؤ بالمستويات المثلى لمعاملات الإدخال لكل عملية تشغيل. وقد أشارت نتائج تحليل التباين إلى أن قيم التيار وزمن النبضة هما المعاملان الأكثر أهمية. حيث تم الحصول على معدل ازالة المعدن MRR باستخدام (الزيت النباتي (Ar +10% 5102 + بقيمة 6.60% أعلى من أعلى dad التي تم الحمصول عليها عند اس تخدام الزيت النباتي وحده كمادة عازلة عند مستويات تيار نبضة (30 امبير)، وزمن نبضة )1600 ميكروثانية)، ونسبة المسحوق المضافة (1090). في حين تم الحمصول على أقل معدل تاكل للعدة عند استخدام (الزيت النباتي + (Fr + 10% SiOz واقل سمك للمادة البضاء المنصهرة WLT عند استخدام (الزيت النباتي + 0 او %10 Gus (Fr + )5102, Al2Siz0s(OH)a) تم الحصول على نسب تحسن مقدارها %17053.

The electrical discharge machining (EDM) method has become an essential tool in a variety of production applications, including die-making, medical applications, aerospace, power generation, and precision machining. The goal of this study is to investigate the appropriate properties to select the type and the percentage of reinforcement nanoparticles to fabricate new metal matrix composites (MMCs) of aluminum Al7075 matrix with the best mechanical properties, by adding 0%, 2%, 4%, 8%, and 10% of microscopic slide glass nanoparticles (MSGNPs) and B4C-WC carbide nanoparticles as the reinforcements to improve the metallurgical characterization and mechanical properties of the Al-7075 composites spacemen workpiece employing the technique of stir-casting. The primary purpose of thesis is to compare between wet-EDM (vegetable oil), ND-EDM (gas+ vegetable oil), and new method PMND- EDM (gas+ powder+ vegetable oil) to identifying the best method in terms of MRR, EWR, SR and WLT. Using inert a gaseous mixture, such as air, argon, mixed (argon + nitrogen), and Freon with powders and vegetable oil to make changes in the insulating medium and reach a medium that is friendly to the environment while improving the performance of the electrical discharge machine. and to examine the effects of input process parameters, including the current (Ip), pulse-on-time (Ton), powder type (PT), powder concentration (Pc), and dielectric type (DT) on the Material Removal Rate (MRR), Electrode Wear Rate (EWR), Surface Roughness (SR), and White Layer Thickness (WLT) in EDM. Currents of (10 and 30 A), pulse-on-time values of (800 and 1600 μs), and concentration of powder percentage of (0%, 5% and 10%) have been chosen as input parameters, where machining was carried out on composite materials specimens (Al7075/MSGNP) with hollow copper electrode. The design of Experiments (DOE) technique was used to develop the mathematical model and to predict the various response properties of MRR, EWR, SR and WLT for wet-EDM, and ND-EDM and PMND-EDM employing Minitab 18 software and then analyzing the predicted outcomes as well as comparing them with the experimental results. Analysis of Variance (ANOVA) with a confidence interval of 95% was used to define the most influential input parameters to each response in the process and to forecast the optimum levels of input process parameters. The outcomes of ANOVA indicated that the current and pulse-on-time are the highly significant parameters. MRR in (vegetable oil + Ar + 10% SiO2) produced 6.60% higher than the highest value obtained when using vegetable oil alone at higher IP (30 A), Ton (1600 μs), and Pc (10%). While the lowest EWR in (vegetable oil + Fr + 10% SiO2), and WLT in (vegetable oil+ Fr+ 0% or 10% (SiO2, Al2Si2O5(OH)4), produced 17053.33% and (100%) % for EWR and WLT, respectively. These values are lower than the lowest values obtained when using vegetable oil alone as a dielectric, at higher IP (30 A), Ton (1600 μs), and Pc (10%). At the same parameters, it was found that the lowest SR in (vegetable oil+ Air) produced 25.93% lower than the lowest value obtained when using vegetable oil alone. When comparing wet-EDM, ND-EDM, and PMND-EDM, it has been found that the best method is PMND-EDM.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب