منصة الرسائل والاطاريح: السيطرة على الظروف التشغيلية في منظومة التشغيل الكهروكيميائي

الخلاصة

تلعب عملية التشغيل الكهروكيميائي (ECM) دوراً كبيراً في العمليات التصنيعية باعتبارها احدى طرق التشغيل اللاتقليدية (nontraditional machining) والتي جاءت لتجنب مشاكل التشغيل مثل بلى عدة القطع وغيرها ، تحدث الازالة المعدنية بالاعتماد على قوانين فاراداي للتحلل الكهربائي حيث ان قطب الانود يمثل المشغولة (work piece) وقطب الكاثود يمثل عدة القطع (cutting tool) ويوجد بينهما فراغ صغير يسمى بعرض الفجوة (gap width) والتي يمر من خلالها المحلول الموصل والذي يضخ بسرعة معينة بواسطة مضخة وبتسليط التيار الكهربائي المستمر (D.C) تتم العملية . تتميز عملية التشغيل بتعدد الظروف التشغيلية كضغط المحلول (pressure) والسرعة (velocity) ومعدل الجريان (flow rate) وكثافة التيار (current density) (C.D) وغيرها ، مما ادى الى صعوبة التنبؤ بخواص المنتجات المصنعة بهذه الطريقة . وهذا البحث يمثل مساهمة في هذا المجال كمحاولة لدراسة الظروف التشغيلية وتأثيرها على خواص المنتج مثل خشونة السطح (surface roughness) ومدى انعكاسية شكل عدة القطع على سطح المشغولة ، فقد تم استخدام ما يسمى بالتشغيل الكهروكيميائي الثابت (static machining) والذي يكون فيه معدل تغذية عدة القطع مساوٍ للصفر ، حيث تم تصميم منظومة التشغيل التشغيل الكهروكيميائي والتي شملت تصميم هيكل المنظومة ، اختيار المواد المستخدمة في تصنيع المنظومة ، تصميم القطعة المراد تشغيلها وعدة القطع والتي تسمى بخلية التشغيل (machining cell) . اما شكل المشغولة (w.p) فهي اسطوانية الشكل مجوفة ، وعدد القطع فهي على نوعين ، عدة اسطوانية الشكل على هيئة عمود وتسمى بعدة القطع رقم (1) (C.T(1)) ، اما النوع الثاني فهي عدة اسطوانية على شكل ترس ذي اسنان مستقيمة (spur gear) وتسمى بعدة القطع رقم (2) (C.T(2)) . حيث اجريت تجارب لمحاولة عكس هذين النوعين داخل اسطوانة الانود . أُجريت التجارب على ثلاثة معادن هي ( البراص Brass والفولاذ Steel والالمنيوم Al ) ولقد شملت تأثير كل من الضغط ومعدل الجريان وزمن التشغيل وتركيز المحلول الموصل على خشونة السطح وكذلك تأثير زمن التشغيل ونوعية المادة المراد تشغيلها على انعكاسية شكل العدة داخل اسطوانة الانود ، كما شملت تأثيره على الفولتية والتيار المسلطين . أظهرت النتائج ان خشونة السطح للمعادن الثلاثة تنخفض بزيادة معدل الجريان والضغط وتزداد بزيادة زمن التشغيل . كما اظهرت ايضاً ان افضل خشونة يتم الحصول عليها باستخدام معدن البراص وقد بلغت (0.08 m) وذلك بسبب تقارب قيم جهود الأقطاب للمعادن المكونة للبراص وتقارب اعداد التكافؤ . كذلك اوضحت النتائج ان افضل انعكاسية لعدة القطع داخل اسطوانة الانود تكون عند استخدام معدن الالمنيوم وذلك لأن معدل الازالة يكون منتظم وبالتالي تكون معالم الشكل المعكوس واضحة . كما اوضحت النتائج ان كلاً من الفولتية والتيار يكونان متغيرين اثناء التشغيل حيث يقل تيار التشغيل وتزداد الفولتية بمرور زمن التشغيل وهذا يعود الى كون عدة القطع ثابتة ويمكن التقليل من ذلك بزيادة تركيز المحلول الموصل .