وبلاگ

فرایندهای ماشینکاری، شکل‌دهی و ریخته‌گری از جمله فرایندهای پرکاربرد مورد استفاده در تولید قطعات صنعتی می‌باشند که هر کدام از این فرایندها دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاصی هستند ]1.[ فرایند ماشینکاری، برداشت براده از قطعه‌کار برای تولید هندسه‌ای خاص با درجه‌ی خاصی از دقت و صافی سطح است. یکی از ویژگی‌های فرایند ماشینکاری که آن را از فرایندهای دیگر متمایز می‌کند، کم شدن وزن و حجم قطعه‌کار در اثر براده‌برداری از آن است ]2.[
قدمت روش‌های براده‌برداری به زمان‌های قدیم می‌رسد و زمانی که مردم اولیه قطعات مورد نیازشان را توسط دست یا ابزار تهیه شده از جنس استخوان، چوب یا سنگ بریده و تولید می‌کردند. تا قرن هفدهم، قطعات مورد نیاز مثل واگن‌ها، قایق‌ها و لوازم ابتدایی، توسط همین ابزار‌های ساده و ابتدایی و روش‌های مکانیکی بسیار ساده ساخته می‌شدند. با به عرصه آمدن آب، بخار و سپس برق به عنوان منابع انرژی جدید و با کاربرد فولاد‌‌های آلیاژی بهسازی شده در ساخت ابزارها، در قرن هجدهم و نوزدهم، صنعت ماشین‌ابزار پا به عرصه وجود گذاشت و ماشین ابزار‌های مختلفی مانند ماشین‌تراش، داخل‌تراش، صفحه‌تراش، ماشین‌های مته، ماشین‌های فرز، ماشین‌های سنگ‌زنی، ماشین‌های ابزار هونینگ[1]، بورینگ[2] و ماشین‌های مخصوص، در تولید قطعات مختلف استفاده شدند ]3.[
در همه فرایندهای ماشینکاری سنتی[3] باید ابزاری سخت‌تر از قطعه‌کار حضور داشته باشد و این ابزار باید تا عمق معینی در قطعه‌کار نفوذ کند. در ضمن، ابزار و قطعه‌کار باید نسبت به هم حرکت داشته باشند تا عملیات براده‌برداری انجام گیرد. فرایندهای ماشینکاری سنتی را می توان به دو دسته زیر تقسیم‌بندی کرد ]2:[

1. ماشینکاری از طریق برش مانند تراشکاری و فرزکاری

1. ماشینکاری از طریق سایش مانند سنگ‌زنی

با پیشرفت تکنولوژی و صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوا و فضا و ساخت راکتورهای هسته‌ای در قرن نوزدهم و بیستم، نیاز به موادی با استحکام بالا، سخت، دارای چقرمگی و نسبت استحکام به وزن بالا مانند آلیاژهای مقاوم در برابر دماهای بالا، سرامیک‌ها، کاربیدها، استلیت‌ها[4] (آلیاژهای پایه کبالت) و کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف، تبدیل به نیازی اساسی شد. افزایش سختی جنس قطعه‌کار در فرایندهای ماشینکاری سنتی، مشکلاتی را مانند کاهش سرعت برشی و در نتیجه مقرون به صرفه نبودن اقتصادی را به دنبال دارد بطوریکه در برخی موارد، ابزار نمی‌تواند از مواد سخت قطعه‌کار براده‌برداری کند. از طرفی، دستیابی به جنس ابزاری که به اندازه کافی سخت باشد تا بتواند از مواد با استحکام بالا براده‌برداری کند، امکان‌پذیر نیست. همچنین، نیاز‌های دیگری مانند صافی ‌سطح بهتر، دقت هندسی بیشتر، نرخ تولید بالاتر، توانایی ماشینکاری اشکال پیچیده، ماشینکاری در مقیاس‌های خیلی کوچک، ماشینکاری نقاطی از قطعه‌کار که دسترسی به آنها دشوار است و با روش‌های سنتی امکان براده‌برداری از آنها وجود ندارد، ایجاد سوراخ‌های با زاویه‌ی ورودی کم، سوراخ‌های غیر دایروی و منحنی شکل و سوراخ‌های بدون پلیسه در مواد سخت و با استحکام بالا، به رشد و توسعه فرایند‌های براده‌برداری جدیدی بنام فرایند‌های ماشینکاری پیشرفته[5] (مدرن یا غیر سنتی) منجر شد ]4.[
در فرایندهای پیشرفته ماشینکاری، ابزار برشی سطح قطعه‌کار را نمی‌تراشد، بلکه از انرژی بصورت مستقیم، برای برداشت ماده از قطعه‌کار استفاده می‌شود. دامنه کاربرد فرایند‌های پیشرفته ماشینکاری را خواص قطعه‌کار مانند رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی و دمای ذوب، تعیین می‌کنند ]5.[
فرایندهای پیشرفته ماشینکاری را می توان به دسته‌ های مکانیکی، ترمو‌الکتریکی، الکتروشیمیایی و شیمیایی تقسیم بندی کرد. فرایند ماشینکاری با تخلیه الکتریکی[6]، ماشینکاری التراسونیک[7] و ماشینکاری الکتروشیمیایی[8] نمونه‌هایی از فرایندهای پیشرفته ماشینکاری می‌باشند. در ادامه، فرایند ماشینکاری با تخلیه الکتریکی بطور مختصر بررسی می‌شود .