مطالعه تجربی اثر امواج التراسونیک بر روی پارامترهای فرایند پلیسه‌گیری الکتروشیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 فارغ‌التحصیل کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

پلیسه‌گیری الکتروشیمیایی یکی از روش‌هایی است که معمولاً برای از بین بردن اضافه‌های تراشکاری در مقیاس کوچک و میکرونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطالعه تأثیر اعمال امواج التراسونیک روی پارامترهای فرایند پلیسه‌گیری الکتروشیمیایی بررسی شده ‌است. پارامتر نرخ براده‌برداری در دو حالت با و بدون استفاده از امواج التراسونیک مورد بررسی قرار ‌گرفت. جریان الکتریکی، دمای الکترولیت و توان التراسونیک متغیرهای ورودی هستند و سایر پارامترهای فرایند، ثابت در نظر گرفته‌ شده‌اند. برای انجام آزمایش از الکترولیت، شش لیتر آب و 20 گرم سدیم نیترات در ظرف استیل، ترانسدیوسر التراسونیک با فرکانس 28 کیلوهرتز و قطعه کار از جنس آلیاژ برنج C86300 استفاده‌شد. نتایج نشان داد که با افزایش جریان الکتریکی، نرخ براده برداری در هر دو مورد با و بدون التراسونیک روند افزایشی دارد و پس از اعمال یک جریان مشخص ثابت می‌ماند. در موردی که امواج التراسونیک اعمال شد، نرخ براده برداری در جریان 2.7 و 2 آمپر به ترتیب از 20 تا 100 درصد نسبت به حالت بدون امواج التراسونیک افزایش می‌یابد. چگونگی تغییر جریان الکتریکی با افزایش دما از ℃ 25 تا ℃ 40 در دو حالت اعمال امواج التراسونیک و بدون امواج التراسونیک بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دما در هر دو حالت مذکور منجر به افزایش جریان الکتریکی می‌شود. همچنین در هر دمای مشخص میزان افزایش جریان الکتریکی در حالت با اعمال امواج التراسونیک نسبت به حالت بدون التراسونیک مقدار بیشتری است و بیشترین افزایش جریان الکتریکی به میزان %40 به ازای دمای ℃ 25 رخ داده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effect of ultrasonic waves on the parameters of the electrochemical deburring process

نویسندگان [English]

  • Mehdi KianiMajd 1
  • Alireza Hajialimohammadi 2
  • Alireza Raiat Roknabadi 1
  • Sepehr Golbaz 3
1 MSc Graduate, Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 BSc Graduate, Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Electrochemical deburring is a common method for removing small and micron scale turning additives. This study investigated the impact of ultrasonic waves on the parameters of the electrochemical deburring process. The parameter of material removal rate was investigated in two cases with and without the use of ultrasonic waves. Electric current, electrolyte temperature and ultrasonic power were input variables and other process parameters were considered constant. In the experiments, electrolyte of 6 liters of water and 20 grams of sodium nitrate, an ultrasonic transducer with a frequency of 28 kHz and a workpiece made of brass alloy C86300 were used. According to the results, the material removal rate increases with an increase in electric current in both cases without and with ultrasonic and remains constant after applying a specific current. where ultrasonic waves were applied, the material removal rate in the current of 2.7 and 2 amps increases from 20 to 100%, respectively, compared to the case without applying ultrasonic waves. The investigation examined the changes in the electric current as temperature increases from 25 °C to 40 °C in both in both mentioned cases. The results showed that the increase in temperature in both cases leads to an increase in electric current. Also, at any given temperature, the amount of increase in electric current in the state with the application of ultrasonic waves is greater than in the case without ultrasound, and the highest increase in the electric current has occurred by 40% for a temperature of 25 ℃.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrochemical Deburring
  • Ultrasonic
  • Material Removal Rate
[1] Choi IH, Kim JD. Electrochemical deburring system using electroplated CBN wheels. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 1998 Jan 1;38(1-2):29-40. doi: 10.1016/S0890-6955(97)00027-8
[2] Saligheh A, Hajialimohammadi A, Abedini V. Cutting forces and tool wear investigation for face milling of bimetallic composite parts made of aluminum and cast iron alloys. International Journal of Engineering. 2020 Jun 1;33(6):1142-8.  doi: 10.5829/IJE.2020.33.06C.12
[3] Lee K, Dornfeld DA. Micro-burr formation and minimization through process control. Precision Engineering. 2005 Apr 1;29(2):246-52. doi: 10.1016/j.precisioneng.2004.09.002
[4] Gillespie LK. Deburring precision miniature parts. Precision Engineering. 1979 Oct 1;1(4):189-98. doi: 10.1016/0141-6359(79)90099-0
[5] Mason TJ. Ultrasonic cleaning: An historical perspective. Ultrasonics sonochemistry. 2016 Mar 1;29:519-23. doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.05.004
[6] Fuchs FJ, Kramlick JD. Ultrasonic cleaning. InPower Ultrasonics. Woodhead Publishing; doi: 10.1016/B978-0-12-820254-8.00019-1
[7] Kumar P, Jadhav P, Beldar M, Jadhav DB, Sawant A. Review paper on ECM, PECM and ultrasonic assisted PECM. Materials Today: Proceedings: 2018 Jan 1;5(2):6381-90. doi: 10.1016/j.matpr.2017.12.249
[8] Wang L, Wang Y, Wang Y. Investigation on Machining Accuracy of Micro-Holes with Ultrasound Disturbed Electrolyte in Electrochemical Machining. InProceedings of the 2015 International Conference on Applied Mechanics, Mechatronics and Intelligent Systems (AMMIS2015); 2016. p. 115-120. doi: 10.1142/9789814733878_0018
[9] Prabhu S, Kumar A, Badheka VJ. Electrochemical Deburring of Al6082 Using NaCl Electrolyte: An Exploratory Study. InInnovations in Infrastructure: Proceedings of ICIIF 2018; Singapore: Springer; 2019. p. 445-457. doi: 10.1007/978-981-13-1966-2_40
[10] Shrestha AK, Basnet N, Bohora CK, Khadka P. Variation of electrical conductivity of the different sources of water with temperature and concentration of electrolyte solution NaCl. International Journal of Recent Research and Review: 2017 Sep;10(3):24-6.
[11] Kadam SP, Mitra S. Electrochemical deburring-A comprehensive review. Materials Today: Proceedings: 2021 Jan 1;46:141-8. doi: 10.1016/j.matpr.2020.07.059
[12] Prabhu S, Kumar A. Investigation of nickel coated tool for electrochemical deburring of Al6082. International Journal of Surface Engineering and Interdisciplinary Materials Science (IJSEIMS): 2018 Jan 1;6(1):17-31. doi: 10.4018/IJSEIMS.2018010102
[13] Xu WJ, Wang W, Wang XY, Pang GB. Mathematical modeling of electrochemical deburring. Advanced Materials Research: 2010 Sep 8;126:545-50. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.126-128.545
[14] Mitra S, Sarkar S, Shome D. Experimental Study of Electro-Chemical Deburring (ECD) Process. InProceedings of the International Conference on Mechanical Engineering 2005 (ICME2005); 2005 December 28-30; Dhaka, Bangladesh.
[15] Choi IH, Kim JD. A study of the characteristics of the electrochemical deburring of a governor-shaft cross hole. Journal of materials processing technology. 1998 Mar 1;75(1-3):198-203. doi: 10.1016/S0924-0136(97)00365-8