Σχεδιασμός και βελτιστοποίηση γεωμετρίας κορυφής ελικοειδούς τρυπανιού με πτερύγια απολήξεων για διάτρηση αλουμίνιου 7075 με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Το αντικείμενο μελέτης της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση τρυπανιού με πτερύγια απολήξεων για τη μείωση του φαινομένου σχηματισμού «κορώνας» στην επιφάνεια του τεμαχίου κατά την έξοδο του τρυπανιού στη διάτρηση του αλουμινίου7075-Τ6. Αρχικά γίνεται αναφορά στις κατεργασίες αφαίρεσης υλικού, στις κατηγορίες στις οποίες διακρίνονται ανάλογα με το είδος του μηχανήματος που πραγματοποιούνται και το διαχωρισμό των μηχανήματων σε συμβατικά και ψηφιακής καθοδήγησης. Ακολουθεί η θεωρία διάτρησης όπου αναλύονται οι παράμετροι που υπάρχουν κατά την πραγματοποίηση της κατεργασίας. Έπειτα γίνεται αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά που έχει ένα τρυπάνι ως προς τη γεωμετρία του. Στη συνέχεια αναλύονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά που έχει το αλουμίνιο το οποίο θα είναι και το κατεργαζόμενο υλικό που μελετάται. Επόμενο στάδιο είναι η σχεδίαση των τριών τρυπανιών με πτερύγια απολήξεων στο SolidWorks που διαφέρουν ως προς το μήκος των πτερυγίων. Εν συνέχεια για τον προσδιορισμό της βέλτιστης γεωμετρίας η οποία δημιουργεί τα μικρότερα μηχανικά και θερμικά φορτία και την καλύτερη τελική επιφάνεια στο τεμάχιο, οι κατεργασίες με αυτά τα τρία εργαλεία προσομοιώνονται με την βοήθεια πεπερασμένων στοιχείων και πιο συγκεκριμένα με την χρήση του λογισμικού προγράμματος Deform-3D.Με το πέρας των προσομοιώσεων εξάγονται τα αποτελέσματα για τις δυνάμεις, τις ροπές, τις θερμοκρασίες που αναπτύσσονται και τις απολήξεις που έχει ο συγκεκριμένος τύπος τρυπανιού. Τέλος γίνεται ανάλυση των συμπερασμάτων που προήλθαν από τα αποτελέσματα για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που έχει ο συγκεκριμένος τύπος τρυπανιού καθώς και ποιο μήκος πτερυγίων είχε τα καλύτερα αποτελέσματα.