طرز عمل آهن هاي خاكستري (gray irons) :

چكيده :

آهن هاي خاكستري گروهي از چدنها هستند كه گرافيت ورقه را در طول انجماد تشكيل مي دهند. در مقابل شكل شناسي گرافيت گلوله اي آهن هاي شكل پذير و نرم. گرافيت ورقه در آهن هاي خاكستري در يك قالب با ريزساختاري كه توسط عمل تركيب و گرما مشخص مي شود، پخش مي گردد.

ريزساخت معمول آهن خاكستري يك قالب پرليت با ورقه هاي گرافيت كه در سرتاسر پخش شده است مي باشد. برحسب تركيب، آهن خاكستري معمولاً شامل 5/2% تا 4% كربن (c) 1% تا 3% سيليسيوم (si) و اضافاتي از منگنز بسته به ريزساخت مطلوب مي باشد. (به اندازه حداقل 1/0% منگنز در آهن خاكستري كه داراي بيشترين جزء آهن است و حداكثر 2/1% در پرليت). ديگر عناصر آلياژي شامل نيكل، مس، موليبدنيوم و كُرُم است.

كاهش ميزان سيليسيوم و ميزان كل كربن يا با افزودن عناصر آلياژي معمول ترين عمليات گرمايي در آهن خاكستري بازپخت يا تمپرينگ و آزاد كردن فشار است.

تركيب شيميايي يك پارامتر مهم ديگر است كه بر عمليات گرما در چدن هاي خاكستري و سيليسيوم اثر مي گذارد. براي مثال: قابليت انحلال كربن را كاهش و درجه انتشار كربن را در آستنتيت را افزايش مي دهد و معمولاً واكنش هاي مختلف را در طول عمليات گرما سرعت مي بخشد. سيليسيوم نيز دماي سخاتار آستنيتكي را تا حد زيادي بالا برده و ميزان كربن تركيبي را كاهش مي دهد. (حجم استحكام يا سخت كاري شدن) در مقابل منگنز دماي ساختار آستنتيكي را پايين مي آورد و قابليت سخت شدن را افزايش مي دهد. آن همچنين قابليت انحلال كربن را افزايش و انتشار كربن را در آستنتيك كاهش داده و ميزان كربن تركيب شده را افزايش مي دهد. به علاوه، منگنز تبديل به آلياژ شده و كاربيد پرليت را تثبيت مي كند و از اين رو ميزان پرليت را افزايش مي دهد.

گداختگي (تمپرينگ) :

عمليات گرما اغلب براي آهن خاكستري بكار مي رود به استثناء آهن در كاهش فشار كه همان گداختگي يا بازپخت است. گداختگي آهن خاكستري شامل گرما دادن به آهن توصيه مي گردد.

تمپرينگ (گداختگي) متوسط يا كامل :

اين عمل معمولاً در دماهاي بين 790 و 900 درجه سانتيگراد (1450 و 1650 درجه فارنهايت) انجام مي شود. اين عمليات وقتي استفاده مي شود كه يك گداختگي تبديل به آهن بدليل ميزان آلياژ بالا در آهن خاصي بي اثر باشد. در هر حال توصيه مي شود كه ميزان تأثير دماهاي زير 760 درجه سانتيگراد (F 1400) را قبل از اينكه دماي گداختگي بالا به عنوان بخشي از رويه استاندارد پذيرفته شود، آزمايش كنيد.

حفظ زمان قابل مقايسه با زمانهاي استفاده شده در گداختگي تبديل به آهن معمولي بكار گرفته مي شوند. وقتي كه از دماهاي بالا در گداختگي متوسط استفاده مي شود، ريخته گري بايد به آرامي از طريق ناحيه تبديل از حدود 790 تا 675 درجه سانتيگراد (1450 تا 1250 درجه فارنهايت) سرد گردد.

تمپرينگ (گداختگي تبديل به گرافيت) :

اگر ريزساختار آهن خاكستري شامل ذرات كاربيد بزرجگ باشد دماهاي تمپرينگ بالاتر مورد نياز است. گداختگي تبديل به گرافيت ممكن است به سادگي براي تبديل كاربيد بزرگ به پرليت و گرافيت عمل كنند. اگرچه در بعضي موارد كاربرد انجام عمل گداختگي تبديل به آهن براي فراهم كردن قابليت تراش حداكثر ممكن است مطلوب باشد.

محدوده دما براي طبيعي سازي آهن خاكستري تقريباً 885 تا 925 درجه سانتيگراد (1625 تا 1700 درجه فارنهايت) است. دماي تبديل به آستنتيك تأثير زيادي بر ريزساختار و بر ويژگي هاي مكانيكي مانند قدرت كشش و سختي دارد.

قدرت كشش و سختي ريخته گري آهن خاكستري طبيعي شده بستگي به پارامترهاي زير دارد:

ـ ميزان كربن تركيبي

ـ فاصله و فضاي پرليت (فاصله بين صفحات محكم شده)

ـ شكل شناسي گرافيت

ـ شكل شناسي گرافيت تا حد زيادي در طول طبيعي سازي تغيير نمي كند و اثر آن بر سختي و قدرت كشش در اين بحث در مورد طبيعي سازي حذف مي گردد.

ميزان تركيب كربن با دماي طبيعي سازي (آستنتيك) و تركيب شيميايي ريخته گري مشخص مي شود. دماي طبيعي سازي بالاتر قابليت انحلال كربن را در آستنتيك افزايش مي دهد. (يعني حجم محكم سازي در پرليت حاصل). حجم محكم سازي بالاتر در عوض هم سختي و هم قدرت كشش را افزايش مي دهد. تركيب آلياژ ريخته گري آهن خاكستري نيز بر قابليت انحلال كربن در آستنتيك اثر مي گذارد. بعضي از عناصر قابليت انحلال كربن را افزايش مي دهند و بعضي آن را كاهش مي دهند. عناصر ديگر اثري بر روي آن ندارند. ميزان كربن قالب از اثرات تركيبي عناصر آلياژي تعيين مي شود.

انواع ماشين تراش

ماشين تراش رايجترين ماشين ابزاري است كه در عمليات توليد در مقياس كوچك بكار مي رود. انواع ديگر ماشين تراش نيز وجود دارد. در عمليات توليد در مقياس متوسط بطور گسترده اي از ماشين سري تراش استفاده مي شود. در اين ماشين بجاي پس دستگاه برجك شش گوش و چرخاني قرار دارد كه به كمك پيچ جلوبر در طول بستر به حركت در مي آيد. در سطوح ششگانة اين برجك مي توان انواع قلمها را نصب كرد ( در بعضي از برجكها در هر سطح 2 يا چند قلم نصب مي شود ) و هر يك از آنها را به موقع، و با به چرخش درآوردن برجك به موقعيت مناسب آورد و تراشكاري را آغاز كرد.

          ماشين تراشهاي خودكار ( تك محوري و چند محوري ) براي توليد انبوه قطعات كوچك از ميله هاي استوانه اي مناسب اند. حركتهاي مختلف در اين ماشين ها به كمك بادامكهايي كه به همين منظور تراشيده شده اند كنترل مي شود. كلية عمليات، از جمله تغذية تدريجي مادة اوليه به درون گيرة فشنگي، از طريق سوراخي كه در محور اصلي تعبيه شده، بطور خودكار انجام مي شود. فقط در هنگام تعويض ميلة مادة اوليه، ماشين نيازمند مراقبت است. قطعاتي از قبيل پيچهاي كوچك، كه بايد به تعداد زياد توليد شوند، با استفاده از اين نوع ماشينها تراشيده مي شوند.

ماشين داخل تراش عمودي

براي تراش قطعات سنگين، يا قطعاتي با قطر زياد، ماشين تراش با محور افقي مناسب نيست. محور اصلي چنين ماشينهايي بايد بسيار بالا برده شود، در اين صورت تراشكار به آساني نمي تواند قطعه كار و قلم را به دستگاه ببندد. از سوي ديگر بستن قطعه كار به صفحه نظام، يا بستن آن بين 2 مرغك بسيار دشوار خواهد بود. بدين سبب براي تراشيدن اين نوع قطعات از ماشيني به نام داخل تراش عمودي استفاده مي شود كه طبق همان اصول ماشين تراش افقي قطعه كار مي چرخد ( حركت C` ) و حركت پيشروي به طور پيوسته و خطي به قلم داده مي شود. حركت پيشروي ممكن است در امتداد عمود بر محور چرخش قطعه كار ( حركت X )، يا به موازات آن ( حركت Z ) نيز باشد.

          در اين ماشينها قلمهاي تك لبه اي به كار مي روند كه به قلم گيرهايي شبيه قلم گير چهار طرفه ولي بدون قابليت تقسيم سريع، بسته مي شوند. عمليات تراش معمولاً به روتراشي ( حركت –Z )، پيشاني تراشي ( حركت –X )، و داخل تراشي ( حركت –Z ) محدود است. هندسة تراش و معادله هايي كه در آنجا به دست آمد، براي ماشين داخل تراش عمودي نيز معتبر است.

          براي بستن قطعه كار از ميزي افقي و چرخان، كه شيارهايي شعاعي T شكل براي جاي دادن گيره ها دارد، استفاده مي شود.

ماشين داخل تراش افقي

آخرين ماشين از مجموعة ماشينهايي كه در آنها از قلمهاي تك لبه اي استفاده مي شود و حركت اصلي چرخشي دارند و در اينجا شرح داده مي شود ماشين داخل تراش افقي است. اين نوع ماشين غالباً در مواردي بكار مي رود كه به تراشيدن سوراخ داخلي در قطعه كارهاي بزرگ غير استوانه اي نياز است. به طور كلي وقتي گفته مي شود كه ماشيني عمودي يا افقي است، منظور نشان دادن امتداد محوري است كه حركت اصللي ماشين را تأمين مي كند. بنابراين در ماشين داخل تراش افقي محور اصلي افقي است.

          ويژگي اصلي اين ماشين آن است كه بر خلاف داخل تراش عمودي، در اين ماشين قطعه كار در حين ماشينكاري ثابت است و حركتهاي مولد را تنها قلم انجام مي دهد. متداولترين فرايند ماشينكاري كه با اين ماشينها انجام مي شود سوراخ تراشي است. عمل سوراخ تراشي با چرخش قلم، كه بر روي ميلة داخل تراش متصل به محور اصلي نصب شده ( حركت C ) انجام مي شود. حركتهاي ماشين ابزار، كه مي توان براي حركت دادن قطعه كار از آنها استفاده كرد، صرفاً براي استقرار قطعه كار به كار مي روند و معمولاً در هنگام ماشينكاري از آنها استفاده نمي شود. با استفاده از قلم كير ويژه اي كه قلم را در حين چرخش در امتداد شعاعي پيشروي مي دهد، مي توان پيشاني تراشي كرد.

          ميز كار اين ماشين نيز شيارهاي T شكل دارد و براي بستن قطعه كار با گيره از آنها استفاده مي كنند.

          معادله هاييكه قبلاً براي تعيين ضخامت برادة تغيير شكل نيافته، زمان ماشينكاري و آهنگ براده برداري به دست آمد، در اينجا نيز براي سوراخ تراشي و پيشاني تراشي معتبر است.

ماشين صفحه تراش

صفحه تراش ماشين كوچكي است كه حركت اصلي در آن خطي است. قلم تك لبه اي در سر قلم كه در انتهاي بازو قرار دارد محكم مي شود. حركت بازو رفت و برگشتي است ( حركت X ) كه بوسيلة يك سيستم محرك مكانيكي، يا سيلندر و پيستون هيدروليكي تأمين مي شود. سرعتحركت رفت، كه در حين آن عمل تراش انجام ميشود، خواه با استفاده از سيستم مكانيكي و خواه با استفاده از سيستم هيدروليكي، به مراتب از سرعت حركت برگشت كمتر است. سرعت حركت برگشت از آن رو بيشتر است كه زمان ماشينكاري به حداقل ممكن برسد. در همة صفحه تراشها طول حركت قابل تغيير است تا بتوان براي هر قطعه، طول حركت مناسب را انتخاب كرد. در پايان هر حركت برگشت، پيشروي به صورت پله اي و به كمك چرخ ضامن دار، كه سبب چرخيدن، پيچ جلوبر در كشو عرضي، و در نتيجه حركت ميز مي شود، انجام مي گيرد.

          از ماشينهاي صفحه تراش بيشتر براي تراشيدن سطوح مستوي بر روي قطعات كوچك وابسته به گروههاي كم تعداد استفاده مي شود. براي ماشينكاري سطحي افقي ، پيشروي به طور افقي ( حركت Y` )، و براي ماشينكاري سطحي عمودي، پيشروي به طور عمودي ( حركت Z` ) انجام مي شود.

          همان طور كه در شكل ديده مي شود، سر قلم به قلم گير و پاية مركب در ماشين تراش بي شباهت نيست. سر قلم را مي توان چرخاند و در مكان زاويه اي دلخواه در صفحة قائم محكم و بدين ترتيب ماشينكاري سطوح مورب را با پيشروي دستي قلم امكان پذير ساخت. يكي از قسمتهاي اصلي سر قلم صفحه تراش، جعبة زير دنده است. قلم گير با يك پين افقي به سر قلم لولا مي شود، بنابراين مي تواند حول لولا و به سمت بالا حركت چرخشي انجام دهد. در نتيجه به سبب نيرويي كه قطعه كار در حين حركت برگشت قلم به آن وارد مي كند، بلند مي شود. قطعه كار معمولاً به گيره اي بسته مي شود كه خود از طريق شيارهاي T شكل به ميز متصل شده است.

زمان لازم براي تراش سطحي به پهناي b از رابطة زير بدست مي آيد.

t  =

كه در آن  nبسامد حركتهاي رفت و برگشت يا حركتهاي تراش و f آهنگ پيشروي است.

          آهنگ براده برداري  Z در حين عمل تراش از رابطه زير بدست مي آيد.

Z= Au = f au

كه در آن u سرعت تراش و a عمق تراش است.

ماشين صفحه تراش دروازه اي

  به سبب محدوديت طول حركت و طول طرة بازو در صفحه تراش معمولي تراش سطوح قطعات بزرگ با صفحه تراش دروازه اي انجام مي شود با اعمال حركت اصلي خطي به قطعه كار ( حركت X ) و حركت پيشروي قلم درامتداد عمود بر آن ( Y يا Z ) در صفحه تراش دروازه اي  اين مسأله حل مي شود. حركت اصلي معمولاً از طريق شانه و پينيون انجام مي گيرد و نيروي محرك پينيون از موتور الكتريكي دور متغير تأمين ميشود.

          همانند صفحه تراش معمولي قلم گيرهاي صفحه تراش دروازه اي نيز جعبة زير رنده دارند و مانع تداخل بين قلم و قطعه كار در حين حركت برگشت شود حركت پيشروي در اين ماشينها پله اي است.

قطعه كار با استفاده از گيره روي شيارهاي T شكل ميز بسته مي شود زمان ماشينكاري آهنگ براده برداري و ضخامت برادة تغيير شكل نيافته را مي توان از معادله هاي نظير براي صفحه تراش معمولي بدست آورد صفحه تراش دروازه اي آخرين ماشين از گروه ماشينهاي با قلم تك لبه اي است كه در اينجا شرح داده شد.

ماشينهايي كه در آنها قلم هاي چند لبه اي بكار مي رود

قلم هاي چند لبه اي

از رايج ترين قلم هاي چند لبه اي مي توان مته، برقو، تيغه فرز و قلم خان كشي را نام برد كه در ادامه مطلب به همراه ماشينهايي كه اين قلم ها اغلب روي آنها بكار مي روند معرفي مي شوند.

ماشين مته

          ماشين مته تنها عملياتي را مي تواند انجام دهد كه در آنها قلم حركت چرخشي داشته باشد و در امتداد محور چرخش خود پيشروي كند قطعه كار در حين تراش همواره ساكن است در بسياري از ماشينهاي مته حركت پيشروي قلم با راه اندازي دستي اهرمي كه در سمت راست كله گي قرار دارد انجام مي شود ميز كار و كله گي را مي توان روي ستون حركت داد و در محل مناسب محكم كرد و بدين ترتيب قطعات با ارتفاعات مختلف را براي ماشين كاري به ماشين بست معمول ترين عملي كه با اين ماشين انجام مي شود مته كردن و توليد سطح استوانه اي داخلي با قلمي است كه مته مارپيچ ناميده مي شود.

          اين قلم دو لبه برنده دارد كه هر يك به سهم خود در برداشت براده شركت مي كنند پس پيشروي به ازاي هر دندانه ( عمقي از ماده كه بوسيله از يك دندانه برداشته و به موازات امتداد حركت پيشروي اندازه گيري مي شود ) همان ( درگيري پيش ) است كه با نصف f برابر است.

a= sin k

كه در آن k زاويه لبه برنده اصلي است.

زمان ماشينكاري t از معادله زير بدست مي آيد.

t=

بديهي است كه سرعت تراش در دو نوك جانبي مته حداكثر و در نوك مياني مته كه بصورت لبه يك اسكنه كوتاه است صفر است . نقش اين لبه اسكنه اي كه در ايجاد سوراخي جديد در قطعه كار اين استكه با پس زدن ماده به سمت لبه هاي برنده راه مته را در داخل قطعه كار باز مي كند شرايط مناسب تراش در اين ناحيه اثري بر كيفيت سطح ماشين كاري شده ندارد بلكه لبه هاي برنده فرعي در اين امر دخبل اند براده حاصل كه به صورت مارپيچ در مي آيند از درون شيارهاي مته به خارج حمل مي شود.

          مته هاي مارپيچ معمولاً براي ايجاد سوراخهايي به طول كمتر از 5 برابر قطر خود مناسب اند گرچه بايد اضافه كرد كه مته هاي مخصوصي نيز يافت مي شود كه در ماشينهاي ويژه براي مته كردن سوراخهاي عميق تر بكار مي روند و از شرح آنها در اينجا خودداري مي كنيم.

قطعه كار را معمولاً در گيره اي قرار مي دهند و سپس گيره را با پيچ و مهره به ميز متصل مي كنند اما معمولاً براي ايجاد سوراخ هر محور سوراخي در قطعه استوانه اي از ماشين تراش استفاده مي كند بدين منظور مته مارپيچ را در پس دستگاه بجاي مرغك جا مي زنند يا از دستگاه مخصوصي براي بستن مته استفاده مي كنند كه خود روي حماله نصب ميشود.

مته مارپيچهاي بزرگ معمولاً تنه اي مخروطي دارند كه درون ماده گي مخروطي مناسبي كه در انتهاي محور اصلي ماشين قرار دارد جا مي خورد براي جلوگيري از لغزش بين اين سطوح مخروطي از زبانه اي در انتهاي تنه استفاده مي شود كه درون شياري مناسب در انتهاي قسمت مخروطي ماده گي قرار مي گيرد براي آزاد كردن مته از درون شياري مناسب به انتهاي گوه اي كه بدين منظ.ر ساخته شده است ضربه اي وارد شود.

          مته مارپيچهاي كوچك تنه استوانه اي دارند و به كمك سه نظامي كه به سه نظام مته هاي دستي بي شباهت نيست به محور ماشين متصل مي شوند اين سه نظام تنه مخروطي دارد تا بتوان آنرا در ماده گي روي محور اصلي ماشين مته يا پس دستگاه ماشين تراش جا زدو استوار كرد.

          عمل خزينه زني براي ايجاد خزينه ماده گي مخروطي به عمق كم كه در انتها آزادي دارد با مته مرغك انجام مي شود. از اين ماده گي مخروطي مي توان براي استقرار نوك مرغك در ماشين تراش يا به منزلة راهنمايي براي مته مارپيچ و جلوگيري از سرگرداني نوك مياني آن در آغاز تراش استفاده كرد. برقوزني به منظور پرداختكاري سوراخي كه قبلاً ايجاد شده است انجام مي شود.

          برقو شبيه مته است ولي شيارهايي مستقيم دارد و مقدار لبه هاي برنده آن نيز بيشتراست منظور اصلي از اين عمل براده برداري سنگين نيست بلكه تنها هدف آن افزايش دقت و صافي سطح ماشين كاري شده سوراخ از طريق برداشتن اندكي از ماده قطعه كار است.

          پيشاني تراشي موضعي براي ايجاد فرورفتگي دايره اي و مسطح حول يك سوراخ و در صفحه عمود برمحور سوراخ انجام مي شود، سطح حاصل نشيمن گاه خوبي براي واشر و مهره است. كله گي و موتور اين ماشين ها در طول بازويي كه خود در صفحه افقي مي گردد حركت كشويي دارد و بدين ترتيب سطح بزرگي را پوشش مي دهد اين ماشينها به ويژه در مواردي كه بايد سوراخهاي متعددي در يك قطعه كار سنگين ايجاد كرد بسيار مناسب اند.

ماشين فرز افقي

ماشين هاي فرز در دو نوع مهم ساخته مي شود. افقي و عمودي همانطور كه قبلاً نيز گفته شد صفتهاي افقي و عمودي امتداد محور اصلي ماشين را مشخص مي كند. در ماشين فرز افقي تيغه فرز به محوري افقي كه خود به كمك محور اصلي به چرخش در مي آيد بسته مي شود بنابراين قلم مي چرخد و كار بصورت پيوسته پيشروي مي كند.

          ساده ترين عمل ماشينكاري در اين ماشينها فرزكاري با تيغه غلطكي است كه براي توليد سطح افقي روي قطعه كار انجام مي شود.

اگر جهت تيغه غلطكي معكوس مي شد قلم به صعود روي قطعه كار تمايل مي يافت بدين سبب اين نوع فرز كاري با تيغه غلطكي را فرزكاري صعودي مي نامند. شواهد حاكي از آن است كه در فرزكاري صعودي نسبت به فرزكاري معمولي با تيغه غلطكي به نيرو و توان كمتري نياز است و بنابراين به آن ترجيح داده مي شود اما فرزكاري صعودي مستلزم صلابت ماشين و وسايل نگاه دارنده قلم و قطعه كار است.

          آهنگ پيش روي f كه معادل مقدار پيشروي قطعه كار به ازاي يك دور چرخش تيغه است با معادله زير بيان مي شود.

F=

كه در آن  u سرعت پيشروي قطعه كار و  بسامد چرخش تيغه فرز است. ( درگيري پيش ) كه معدل ضخامت براده اي است كه با يك دندانه برداشته مي شود و به موازات امتداد حركت پيش روي اندازه گيري مي شود برابر است با f/N، كه Nتعداد دندانه هاي تيغه فرز است.

ماشين فرز عمودي

با استفاده از ماشين فرز عمودي انواع مختلف عمليات ماشين كاري سطوح افقي عمودي يا مورب انجام مي شود همانطور كه از نام اين ماشين بر مي آيد محور اصلي آن عمودي است.

          قطعه كار را مي توان در يكي از سه امتداد زير پيشروي كرد:

1- در امتداد محور عمودي ( حركت Z ) با بالا و پايين بردن زانو

2- در امتداد محور افقي ( حركت Y ) با حركت دادن زين روي زانو

3- درامتداد محور افقي ( حركت X ) با حركت دادن ميز روي زين

در ماشين هاي بزرگ زين مستقيماً روي بستر سوار مي شود و حركت نسبي بين قلم و قطعه كار در امتداد محور عمودي با حركت دادن كله گي در طول ستون ( حركت Z ) تأمين مي شود اين نوع ماشين ها را ماشين هاي فرز عمودي بستر دار مي داند.

          در تخمين زمان ماشين كاري t بايد براي حركت نسبي اضافه بين قلم و قطعه كار اضافه مجازي در نظر گرفت.

          تيغه فرزهايي كه در ماشين هاي عمودي بكار مي روند معمولاً يا سوراخي در ميان دارند و يا داراي تنه استوانه اي اند.

          آن دسته از تبغه ها كه سوراخ دارند به ميلة فرزي متنصل مي شوند كه خود بوسيله ميلة كششي به درون ماده گي واقع در محور اصلي كشيده و به آن متصل مي شود.

آن دسته از تيغه هايي كه تنه استئانه اي دارند به كمك سه نظام يا از طريق پيچي كه بر قسمت ماشين كاري شدة تنه فشار وارد مي آورد به محور اصلي بسته مي شوند.

          در اين نوع ماشين نيز قطعه كار را با استفاده از يا شكاف هاي T شكل به ميز كار مي بندند.

          در فرزكاري با تيغه غلطكي درگيري كاري را عمق تراش مي نامند.

از طرفي

sin=

=

و در نهايت نتيجه مي شود

a=

سرانجام، اگر  كوچك باشد داريم

          در هنگام تخمين زدن زمان ماشين كاري ،  بايد به اين نكته توجه داشت كه مصافتي كه تيغه فرز مي پيمايد بيش تر از طول قطعه كار است.

و چنانكه ديده مي شود معادل  است كه در آن  طول قطعه كار است.

بنابراين زمان ماشينكاري عبارت است از

آهنگ براده برداري ، معادل حاصل ضرب سرعت پيشروي  و مساحت مقطع براده ( اندازه گيري شده در امتداد حركت پيشروي ) است. در اينجا درگيري پشت،  با پهناي قطعه كار برابر است پس

تراشه تيغه داراي لبه هاي برنده اي است تا مقطع دلخواه را روي قطعه كار ايجاد كند.

          نظر به اينكه ساخت اين تيغه ها معمولاً مستلزم صرف هزينه زياد است از اين نوع تيغه ها تنها در توليد با مقياس بزرگ استفاده مي شود. در شكاف تراشي از تيغه هاي استاندارد كه در دو طرف لبه هاي برنده اصلي لبه اي فرعي دارند براي ايجاد شكافهايي با مقطع مستطيلي استفاده مي شود. در فرزكاري تحت زاويه نيز با استفاده از تيغه فرزهاي استاندارد با دندانه مورب شكافهاي مثلثي دز قطعه كار ايجاد مي كند. فرزكاري با تيغه هاي مركب براي ايجاد نقاطي با شكلهاي مختلف و با استفاده از ماشيني كه همزمان تيغه هاي مختلف روي آن بسته مي شود انجام مي گيرد.

          در ماشينهاي فرز افقي تيغه ها به وسيله خار به ميلة فرز بسته مي شود. يك سر اين ميله مخروطي است تا درون مادگي مخروطي نظير كه سر محور اصلي تعبيه شده است جا زده شود. براي محكم كردن ميله فرز به محور اصلي ماشين از يك ميله كشش استفاده مي شود كه از پشت ماشين به درون محور اصلي تو خالي رانده شده و به ميلة فرز پيچيده شده است.

تکنیک های قالبسازی

برای ساخت قالبهای تزریق از چند روش و یا ترکیب آنها استفاده می شود.

شکل 5 نشانگر هزینه های نسبی ساخت کاویتی از مواد مختلف است.کاویتهای فولاد ،به مراتب گرانتر از کاویتهای ساخته شده از مواد دیگر هستند . علی رغم این موضوع ،معمولاً فولاد بر دیگر مواد ترجیح داده می شود. توضیح این تضاد ظاهری است که عمر مفید قالبهای فولاد ی بیشتر از بقیه قالبها است و همچنین هزینه های اضافی ساخت کاویتی فقط قسمتی از هزینه کل قالب است.

آماده شدن حفره قابلهای که با روکش کاری الکترونیکی ساخته می شوند. همانند روش های دیگر ،که در کارگاه انجام نمی شوند، ساعت کاری اضافه لازم دارد. این موضوع خوشایند نیست .ساخت مغریهایی که روکش کاری الکترولتی شده اند هفته ها و بلکه ماهها طول می کشد. برای نمونه سازی می توان کاویتی را از خنس فولاد گرم کار ساخت و همچنین می توان آنرا پرداخت نمود. هزینه های بالای تولید ،استفاده از مواد بهتر را توجیه می کند، چرا که هزرینه مواد معمولاً فقط %20-10 از کل هزینه قالب را تشکیل می دهد.

علیرغم تمامی مدرن برنامه ریزی،طراحی و تولید،ساخت قالب مستلزم استفاده از استاد کار های ماهر و شایسته،که در حال حاضر تعداد آنها کم است. ،میباشد. بنابراین ساخت قالب یک گلوگاه ایجاد می کند.

روشن است که تجهیزات جدید،فقط در ماشینهای مدرن قالبسازی مانند ماشین ابزارهای کنترل عددی وجود دارند، به کمک این تجهیزات فرایند کاری اتوماتیک شده و نیاز به کار انسانی نیست. و بنابراین تعداد ضایعات کم می شود. (مثلاًEDM )

2-1 ریخته گری

در بسیاری از موارد شرایط سطحی یا خواص مکانیکی ماده مصرفی محدودیتهایی برای فرآیند ماشین کاری ایجاد میکند. تکنیکهای بسیار جدید ریخته گری و کاربرد فولاد های مخصوص و آلیاژهای غیر آهنی ساخت قالبها و کاویتهای ریختگی را در ابعاد مختلف ممکن می سازد.

2-1-1 فرآیند ریخته گری

سه فرآیند ریخته گری وجود دارند،ریخته گری در ماسه ،ریخته گری در سرامیک و ریخته گری تحت فشار. کاربرد آنها به عواملی چون ابعاد قالب ،تلرانسهای ابعادی،قابلیت تولید مجدد مورد نیاز و کفیت سطحی مطلوب بستگی دارد.

2-1-2 ریخته گری در ماسه

این فرآیند در ساخت قالبهای بزرگ که هر نمینه قالب تا 3 تن وزن دارد (2) و همچنین در ساخت قالبهایی که به علت صحت ابعادی و کیفیت سطحی ویژه مورد نیاز از ابتدا ماشینکاری اضافی برای آنها برنامه ریزی شده است بکار می رود (3،2).ابتدا به وسیله یک مدل اصلی مثبت،مدل منفی که در آن ابعاد اضافی که ماشینکاری خواهند شد به ابعاد خارجی اضافه شده اند تهیه می شود. گوشت اضافی،با توجه به شکل و ابعاد با ایجاد یک شیب c 5 تا 1 (5 تا 2 ) بر دیوار خارجی ،ماشینکاری می شود مدی منفی تمام شده برای شکل دهی ماسه بکار می رود و پس از فشرده شدن مکانیکی ماسه از آن خارج می شود .پیش از قالب گیری قالب ماسه ای با صیقل دادن صاف می شود. صیقل دادن این سطح بر سطح محصول نهایی ریخته گری (قالب)موثر است.قالب ماسه ای در هنگام خارج کردن محصول ریختگی از بین می رود.این قالب از شن کرم –اُر ، سیلیکات زیر کونیم یا کوارتز همراه با عوامل اتصال با پایه شیشه مایع ، روغن یا رزینهایی عمل آوری سرد ساخته می شود ( 6 ، 4 ) . این ترکیب با فلز ریختگی واکنشی انجام نمی دهد . به علاوه از تشکیل ناخالصیهای غیر فلزی و حباب که کیفیت قالب را خراب می کنند جلوگیری می کند . کیفیت مدل و جنس آن علاوه بر قالب ماسه ای و فرایند ریخته گری ، کیفیت سطحی ، دقت ابعادی و شکلی را در ریخته گری تعیین می کند . از آنجا که برای تولید مجدد محصول در قالبهای تزریق ، این سه خاصیت مورد توجه هستند ، بنابراین پیشنهاد می شود که از رزین اپوکسی برای ساخت مدل استفاده شود . جدول 11 مقایسه ای بین مواد مختلف ساخت مدل را ارائه می کند .

در ساخت مدل ، اضافه ابعادی برای انقباض باید در نظر گرفت . برای تعیین انقباض کلی ، تغییر ابعادی فلز ریختگی که حاصل از انجام و سرد شدن است و همچنین انقباض پلاستیکی که در قالب ریخته می شود باید در نظر گرفت . اضافه ابعاد معمولی برای تعدادی از فلزات ریختگی در ریخته گری در ماسه ، در جدول 12 فهرست شده اند . موادی که در این جدول نیستند ، در قالبهای تزریق مطلوبیت کمتری دارند .

امتیاز بزرگی قالبهای ریختگی این است که قالب تقریباً پس از ریختگی آماده است . عملیات اضافی ، مخصوصاً در صورت یکی کردن سیستم انتقال گرما با قالب به وسیله یک سیستم لوله کشی پیش ساخته ، کمتر می شود .

2-1-3 ریخته گری دقیق – ریخته گری در سرامیک

این فرآیند در ساخت قالبهای یا کاویتهای مغزی که برای تولید محصول با سطح دقیق مورد نیاز هستند به کار می رود . ساختار سطحی محصول تولید شده مانند چوب ، چرم و منسوجات است . شکل 6 مراحل واقعی فرآیند از مدل تا مغزی نهایی را نشان می دهد . از مدل اصلی ، معمولاً یک مدل طبیعی ، مدل منفی ، گرفته می شود ، که این مدل اغلب از جنس لاستیک سیلیس دار عمل آوری سرد ساخته می شود . از این مدل برای ساخت قالب سرامیک ریختگی استفاده می شود . این قالب به یک صفحه قالبگیری که در جعبه قالب است متصل می شود ، و سرامیک مایع داخل آن ریخته شود . با توجه به اندازه مدل و صحت تولید مجدد محصول که مورد نیاز است ترکیب شیمیایی مختلفی به کار می روند . با توجه به ترکیب شیمیایی ، به خصوص نوع عامل اتصال ، فرآیندهای متفاوتی ، البته با فرق کمی نسبت به فرآیند استاندارد به کار می رود . معروفترین آنها فرآیندهای unicast و show هستند .

ترکیب ریخته گری سرامیک مایع ، اغلب از دانه های زیرکونیم که کاملاً مسطح شده اند و عامل اتصال مایع ( رزین سختی پذیر ) است . پس از عمل آوری ، مدل در داخل یک حمام سخت گردانی غوطه ور شده و یا بوسیله آن خیسانده می شود. پس از این فرآیند پایدار سازی شیمیایی ، عامل اتصال و ماده سخت کن با سوزاندن آنها از ترکیب خارج می شوند و مدل برای چندین ساعت در داخل کوره پخته می شود ( 7 ، 2 ) ، سپس مدل برای ریخته گری آماده است . مراحل بعدی مشابه ریخته گری در ماسه است .

2-1-4 ریخته گری تحت فشار ( دایکاست )

در ریخته گری در سرامیک و ماسه ، فلز مذاب در داخل یک قالب باز و بدون تأثیر فشار خارجی منجمد می شود . در ریخته گری تحت فشار ، مواد مذاب تا پایان انجماد تحت فشار خارجی هستند . بنابراین تجهیزات قابل توجهی لازم است . از آنجا که در این روش نیازی به مدلهای تغییر شکل نیست و زمان تولید کمتر است ، قسمتی از هزینه های اضافی تولید که بر اثر ساخت قالب فولادی و تجهیزات  هیدرولیک مورد نیاز ایجاده شده اند جبران می شود . بر خلاف ریخته گری در قالب باز که عملاً همه نوع ابعادی را می توان در آن تولید کرد ، در این فرآیند ابعاد به قدرتی که می توان به درستی تجهیزات دادمحدود می شود . ابعاد ریخته گری تحت فشار تقریباً تا مساحت    1000  cm(3) محدود می شود . بنابراین ، این فرآیند در ساخت قالبها یا حفره قالبهای مغزی کوچکتر که در آنها تلرانس دقیق و بیشترین کیفیت سطحی محصول نهایی مورد نیاز است به کار می رود .

همانطور که پیش از این ذکر شده ریخته گری تحت فشار در قالبهای فولادی که از جنس فولاد گرمکار مناسب ساخته می شوند انجام می شود . فولاد هوا سخت پیشنهاد می شود ( 8 ) . در ساخت مدل باید یک شیب حداقل 5، o ، ترجیحاً 1 یا بیشتر ، در نظر گرفت . انقباض قالب ریخته گری تحت فشار و همچنین مواد پلاستیکی که به کار خواهند رفت ، همچنین گوشت اضافه لازم برای ماشینکاری مغزی برای جازنی آن در پایه قالب باید در نظر گرفته شود . این گوشت اضافه حداقل باید  mm5 باشد ( شکل 7 ) . در صورت استفاده از قالبهای فولادی ، مقدار انقباض فلزات ریخته شده تحت فشار را می توان از جدول 13 به دست آورد ( 9 ) .

شکل 7 یک مدل فولادی ریخته گری و ابعاد مهم آن را نمایش می دهد . پس از مساحت مدل ، مدل مثبت برای ماتریسها و مدل منفی برای ماهیچه ها ، آنرا داخل یک پایه با ابعاد قالب یا کاویتی مغزی اخیر ، با در نظر گرفتن گوشت اضافه ماشینکاری قرار می دهند و سپس روی میز یک پرس هیدرولیک نصب می کنند . قالب با فلز مذاب پرشده و تحت فشار هیدرولیک بسته می شود . فشار تا انجماد فلز حفظ می شود . در نتیجه یک محصول ریختگی با ساختار یکنواخت ، ظریف و بدون تخلخل به دست می آید . سپس محصول از داخل قالب خارج می شود . این کار با یک حرکت عمودی ساده و یاحرکت چرخشی انجام می شود . حرکت اخیر ساخت کاویتهای مغزی برای قالبگیری پیچ یا چرخنده های حلزونی پلاستیکی را ممکن می سازد .

بر خلاف ریخته گری در قالب باز ، در ریخته گری تحت فشار سیستم تبادل گرمایی در حین ریخته گری وجود ندارد .

2-2 پاشش فلز

پاشش فلز ، روش کم هزینه و مخصوصاً سریع برای ساخت حفره قالب از یک مدل با جنس دلخواه است . با این روش صحت سطح محصول تولیدی بسیار زیاد است و همچنین مدلسازی و قالبگیری در سری های کوچک در شرایطی نزدیک به شرایط تولید ممکن است . در این فرآیند آلیاژهای ذوب پایین بیسموت – قلع ذوب شده و بر روی یک مدل پاشیده می شوند ، این مدل با یک عامل جدایش از قالب آماده سازی شده است ( شکل 8 ) . قطرات فلزی به محض برخورد با سطح مدل سرد می شوند . با ادامه پاشش یک لایه بدون تخلخل به پوسته فشرده ای تبدیل می شود . استحکام پوسته که به آن ماسک هم می گویند – با توجه به کاربرد آن ، با افزایش ضخامت زیاد می شود . در قالبهای تزریق ضخامت عموماً  mm5-4 است ( 10 ) . به محض اینکه پوسته پایدار شد ، از مدل جدا می شود ( با شیب تقریبی 2 ) و داخل قاب فلزی قرار می گیرد . قاب نیروی گیرنده و نیروهایی که در داخل حفره قالب عمل می کنند را تحمل می کند و به وسیله آن می توان اجزاء راهنما را برای تثبیت موقعیت بدون جابه جایی ، در قالب یکپارچه کرد . سیستم مبادله گرما نیز به صورت لوله کشی در داخل قاب قرار می گیرد . سپس تمام مجموعه درون یک پشت بند از جنس آلیاژ ذوب پایین ، رزین اپوکسی اصلاح شده با پودر آلومینیوم یا بتون ، قرار می گیرد .

آلیاژهای ذوب پایین با توجه به محدوده یا نقطه ذوب در یک محفظه که به صورت الکتریکی گرم می شود و یا در قوس یک افشانه فلز ذوب می شوند. مذاب به وسیله هوای فشرده ( 600kpa-200 ) منتشرشده و بر روی مدل پاشیده می شود . توصیه می شود که این عمل در یک اتاقک پاشش انجام شود . به این ترتیب محل کار عاری از غبار فلزی و تمیز است و همچنین از ماده باقی مانده بدون آلوده کردن آن می توان مجدداً استفاده کرد .

در حین پاشش ،فلز مذاب به سرعت سرد می شود .هنگامی که این فلز به مدل برخورد می کند دمای آن از c  400-200 به c  50-40 کاهش یافته است.از این رو مفاومت در برابر گرما برای جنس مدل مطرح نیست.بنابراین گچ ،رزین ریختگی ،لاستیک سیلیس دار،چوب،پلاستیکهای سختی پذیر و چرم مصنوعی را می توان به کار برد.

پس از اینکه پوسته قالب در داخل قاب فلزی نصب شد و در پشت بند قرار گرفت،این قالبها که به وسیله پاشش فلز ساخته می شونددر قالبگیری تزریقی فشار تا MPa 40 (13-10) را تحمل می کنند .اندازه قالب تا مساحت   m0.6 سطح تصویر شده امکان پذیر است. عمر مفید به ساختمان قالب ،طراحی قطعه کار و شرایط فرآیند بستگی دارد.عمر مفید قالب های ساده تا 2000 ضرب هم می رسد.

2-3 روکش کاری الکترولیتی

حفره قالب مغزی دلخواه را می توان با روکش کاری الکترولیتی فلز بر روی یک مدل ساخت .پس از جدا کردن مدل ،روکش رسوبی یک پوسته خود نگهدار تشکیل می دهد و این پوسته توسط یک پشت بند مستحکم شده و آنرا می توان به راحتی داخل صفحه قالب قرار داد طوری که کاملاً حفظ شود.

با توجه به ماده اولیه ساخت مدل ،آنرا باید ازپیش آماده سازی کرد . سپس آنرا در یک محلول آبی نمک فلزی،الکترولیت،غوطه ور کرده و به قطب منفی یک منبع DC  ( کاتد)وصل می کنند.در یک فاصله مشخص از کاتد آندوهایی که به قطب مثبت منبع انرژی متصل هستند قرار دارند. جنس آندها از فلز است که باید بر روی مدل روکش رسوبی شود. اگر جریان در الکترولیتی که حاوی نمک فلز رسوب شونده است ایجاد شود،فلز آند حل می شود و به صورت یونهای فلزی در الکترولیت به سوی کاتدحرکت کرده و به صورت فلز بر روی مدل رسوب می کند.

عموماً مدل را با ماشین کاری ، ریخته گری یا ورقه پوشانی می سازند. ماده اولیه مدل بر مبنای تعداد دفعات استفاده و چگونگی جدا سازی آن (مخرب ،غیر مخرب ،شیمیایی) تعیین میشود.

هم مواد فلزی و هم موار غیر فلزی مناسب هستند. مدلهای فلزی قبل از غوطه وری در حمام ،باید گریس زدایی و به وسیله عامل جدایی پوشش شوند.مدلهای غیر فلزی باید رسانای الکتریکی شوند این کار با استفاده از یک لایه نقره که به صورت شیمیایی احیاء شده انجام می شود. سطح مدل ابتدا در محلول حساس کننده چربی زدایی ( یا خنثی) می شود. سپس سطح به ترتیب با نیترات نقره و یک محلول احیاء کننده آماده می شود. محلولها با هم واکنش نشان می دهند .به این ترتیب نیترات نقره و یک محلول احیا کننده آماده می شود. محلولها با هم واکنش نشان می دهند.به این ترتیب نیترات نقره به لایه فشرده نقره احیاء می شود. که این لایه به عنوان عامل جدایی نیز در سطح غیر فلزی عمل می کند.

در ساخت مدلها مراقبت زیادی باید به عمل آید و نیاز با استاد کارهای ویژه ای است. به دماهای بالاتر 0حدود 60) که مدل در حمام تحت آن قرار می گیرد باید توجه خاصی داشت .انبساط حاصل ممکن است باعث تغییرات ابعادی و تابیدگی شود. کیفیت سطحی و ابعادی پوسته بهتر از شرایط مدلیکه از آن ساخته میشود نخواهد بود. توزیع نامناسب روکش ممکن است بر اثر طراحی نادرست مدل(گوشه ها و لبه های تیز) با موقعیت نامناسب آندها بوجود آید. گاهی عملیات ماشینکاری واسطه،(مثل فرزکاری)ضروری است. روشهای رفع این مشکلات تغییر طرح مدل ،تصحیح آرایشآندها و در نهایت استفاده از کاتدهای کمکی است.

ابتدا یک لایه سخت از جنس آلیاژ کبالت نیکل به ضخامت تقریبی mm 5 بر روی مدل،روکش کاری الکترولیتی می شود. سپس برای ایجاد ابعاد مورد نیاز یا نغزی پشت بند لازم برای آن تهیه میشود. در این مرحله می توان سیستم تبادل گرمایی را نیز داخل کرد. مهمترین مواد و روشهای ساخت پشت بند به شرح زیر است:

-       روکش کاری الکترولیتی روی

-       ریخته گری رزین اپوکسی

-       ریخته گری آلیاژهای ذوب پائین (مثلاً فلز حروف ریزی)

-       پا شش فلز

-       ریخته گری در سرامیک و

-       جازنی پشت بند فولادی

نوع پشت بند به باری که قالب تحت آن قرار می گیرد و به ابعاد قالب بستگی دارد.پوسته پشت بند شده،حفره قالب مغزی که در آخر کار تا اندازه مناسب ماشینکاری میشودفاز مدل جدا و داخل صفحه نگهدارنده حفره قالب جا زده می شود.

امتیازهای روکش کاری الکترولیتی عبارتند از تولید دقیق سطوح بافت دار،حتی در حفره قالبهای بسیار عمیق و باریک،صحت ابعادی و امکان ساخت حفره قالبهای مشابه متعدد با یک مدل اصلی، اتلاف زمان نکته منفی این روش است.

2-4 سنبه زنی

سنبه زنی سرد،تکنیکی است که در آن قالب ها و حفره قالبها بدون براده برداری تولید می شوند. یک سنبه سختکاری و پرداخت شده که شکل خارجی قطعه ،قالبگیری را داردفبا سرعت کمی (min/mm 10-1 .0 ) به داخل یک ماده خام از جنس فولاد نرم پخت شده فشار داده می شود. سنبه به صورت یک مدل منفی در قطعه خام ایجاد می شود. کار آرایی این تکنیک با حداکثر فشار مجاز سنبه که در حدود MPa 3000 است و استحکام تسلیم ماده خام پس از پخت محدود می شود. بهترین شرایط سنبه زنی سرد در فولادهای پخت شده با استحکام پایین MPa  600 ایجاد می شود.

استحکام تسلیم پس از پخت به مقدار آلیاژهای حل شده در فریت،به مقدار و توزیع کاربید درون آن بستگی دارد. .انتخاب مواد  برای سنبه زنی سرد بر مبنای سختی آنها پس از پخت(سختی بریتل)و ترکیب شیمیایی آنها انجام می شود .عمق بدون بعد سنبه زنی t/d نسبت به عمق t و قط سنبه d  در یک سنبه استوانه ای است. اگر سطح مفطع سنبه متفاوت باشد. مثلاً مستطیل یا مربع ،انگاه (A /13 .1)=d  که A  مساحت سطح مقطع است. (17 ) .با افزایش عمق،ماده خام سختکاری سرد میشود. این سختکاری سرد،با پخت واسطه(کریستالیزاسیون مجدد)خنثی میشود.سپس مجددا فرآیند سنبه زنی تا رسیدن به حداکثر بار سنبه ادامه می یابد .در هنگام پخت باید توجه داشت که پوسته تشکیل نشود،چرا که نتایج خوب سنبه زنی فقط در سطوح سالم امکان پذیر است . با پیش گرم کردن ماده خام ، می توان عمق سنبه زنی را افزایش داد . با توجه به جنس و دمای گرم کردن ، عمق سنبه زنی را می توان %50-20 افزایش داد. در نهایت ، گودیها هم جریان مواد را راحت تر کرده و هم باعث افزایش عمق سنبه زنی می شود  ( 17 ) .

هنگام سنبه زنی لبه ماده خام به داخل کشیده می شود . در آخر ، باید این تورفتگی ماشینکاری شود و بنابراین هنگام تعیین عمق سنبه زنی باید باید در نظر گرفته شود . شکل 17 رابطه بین مقدار حرکت سنبه ، عمق قابل استفاده و تورفتگی را نشان می دهد . یک مغزی قالب سنبه زنی شده که هنوز ماشینکاری نشده در شکل 18 نشانداده شده است .

کیفیت سطحی سنبه و ماده خام اهمیت خاصی دارد . فقط سطوحی که بی عیب و نقص پرداخت شده اند ، از جریان ماده جلوگیری نکرده و مانع چسبیدن یا جوش خوردن می شوند . به دلیل مشابهی ، به روغن کاری کافی نیز باید توجه داشت . دی سولفید مولیبدن ، روانساز موثری است ، ولی روغن در مقابل فشار مقاومت کافی ندارد . برای کاهش اصطکاک ، معمولاً سنبه را پس از پرداخت ، در محلول سولفات مس ، آبکاری مس می کنند ( 18-16 ) .

علاوه بر کیفیت سطحی سنبه و ماده خام ، ابعاد ماده خام نیز برای جریان یافتن مواد بدون ایجاد ترک مهم است . برای سنبه زنی سرد ، ارتفاع اولیه ماده خام نباید کمتر از 5 .2 – 5 .1 برابر قطر سنبه باشد ( 18 – 16 ) . قطر ماده خام ، که به اندازه سوراخ صفحه نگهدارنده حفره قالب مربوط می شود ، باید دو برابر قطر سنبه باشد .     سنبه زنی سرد ، عموماً برای ساخت حفره قالبهای کوچک با ارتفاع کم به کار می رود . این روش ، نسبت به روشهای دیگر امتیازهای متعددی دارد . سنبه ، که مدل مثبت قطعه قالبگیری نهایی است ، بسیار اقتصادیتر از مدلهای منفی ساخته می شود . با یک سنبه ، در یک زمان کوتاه مغزیهایی      قالب یکسان و متعددی می توان ساخت . از آنجا که بر خلاف عملیات ماشینکاری ، الیاف مواد قطع نمی شوند ، کیفیت سطحی قالب بهتر وعمرمفید آن بیشتر است . محدودیتهای روش سنبه سرد ، نتیجه خواص مکانیکی سنبه و ماده خام و در نتیجه ابعاد حفره قالب است . افزایش عمق سنبه زنی با روشهای ذکر شده قابل انجام است .

2-5 ماشینکاری و عملیات براده برداری 

2-5-1 ساخت با عملیات براده برداری - ماشینکاری        

% 90 قالبها با عملیات ماشینکاری ، شامل تراشکاری ، فرزکاری ، سوراخکاری و سنگ زنی ساخته می شوند . ماشین آلات ، غالباً تجهیزات خاص ، باید طوری محصول را آماده کنند که عملیات اضافی کمی ، اغلب کاردستی ( پولیش ، لپینگ و پرداخت نهایی) باقی بماند .

کارگاههای امروزی ، ماشینهای کنترل عددی ( NC ) به کار می برند ، این ماشینها دقت بیشتری دارند و ضایعات آنها کمتر می باشد . نتیجه یک بررسی نشان می دهد که در ساخت قالب % 25 از ماشینکاری NC و % 75 از روش کپی کاری استفاده می شود ،البته این آمار برای کارگاههای قالبسازی مدرن و همچنین در ساخت قالبهای بزرگ صحت ندارد . قطعات استاندارد فقط تا ابعاد mm 900 Í 600 ارائه شده اند . بنابراین قالبهای بزرگ ، مثلاً قطعات بدنه خودرو ، باید از بلوکهای فولادی فرزکاری شوند . به علت اینکه زمان از دست رفته قابل جبران نیست و همچنین به خاطر امتناع از زیانهای اقتصادی نباید ضایعاتی ایجاد شود .

فولادهای نیتریدی ، سختکاری سطحی ، سختکاری مغزی و همچنین فولادهایی که به صورت از پیش سخت شده تا استحکام Mpa 1500 را می توان با ماشین آلات مدرن ماشینکاری کرد . البته اقتصادیترین کار ، ماشینکاری فولادهایی با استحکام تسلیم Mpa 800 – 600 است ( 19 ، 18 ) . ماشینکاری تنشهای پس ماند موجود را آزاد می کند . این عمل باعث تابیدگی قالب پس از ماشینکاری و در حین عملیات حرارتی بعدی می شود . بنابراین بهتر است که پس از خشن کاری ، با پخت قطعه تنشها را آزاد کرد . تابیدگی که در قطعه به وجود می آید با عملیات پرداخت نهایی جبران می شود و این عمل تنش دیگری ایجاد نمی کند .

از آنجا که شرایط سطح حفره قالب ، تعیین کننده کیفیت سطحی قطعه قالبگیری است و جدا شدن از قالب هم تابع آن است ، بنابراین پس از عملیات حرارتی ، مغزیهای ماشینکاری شده ، صاف ، سنگ زده و پولیش می شوند تا کیفیت سطحی خوبی به دست آید . نقصهای روی سطح حفره قالب ، با توجه به ماده قالبگیری و شرایط فرآیند کم و بیش بر روی قطعه ایجاد می شوند . اختلاف شکل سطح حفره قالب از طرح هندسی ایده آل ، مثل موج دار بودن و زبری ، زیبایی ظاهری قطعه را کم کرده و در آن شیار ایجاد می کند ، این عامل باعث افزایش نیروی جدایش می شود .

2-5-2 عملیات سطحی ( پرداخت نهایی )

در تولید تمامی محصولات نوری ، شرایط سطح حفره قالب ( تخلخل ، موجها ، زبری ) در کیفیت محصول نهایی بسیار مهم هستند . این موضوع تأثیر زیادی بر زمان و در نتیجه بر هزینه ساخت قالب دارد . این مورد بر نیروی جدایش و مقدار رسوب ترموستها و لاستیکها نیز اثر دارد .

بیشترین پرداخت در سطح پرداخت آینه ای لازم است که خروج قطعه از قالب را راحت می کند . بر خلاف موارد فوق ، در تولید قطعاتی که زیبایی ظاهری آنها لازم نیست ، از حفره قالب با سطح آماده نشده استفاده می شود . در این موارد ، خواص جدایش تعیین کننده شرایط سطحی حفره قالب است . سطوح بافت دار هم به همین صورت هستند .

بافت قطعه ، تعیین کننده جدایش آسان قطعه است و اگر بافت قطعه شیارهایی مایل نسبت به جهت خروج قطعه از قالب داشته باشد نیروی جدایش بیشتر از نیروی جدایش در قالبهای پرداخت شده است . در ادامه برخی از روشهای پولیش بیان می شوند .

2-5-2-1 سنگ زنی و پولیش ( دستی یا کمکی )

پس از تکمیل حفره قالب با تراشکاری ، فرزکاری ، EDM و ... سطح را باید با سنگ زنی و پولیش صاف کرد تا کیفیت سطحی لازم برای تولید قطعه و جدایش آسان ایجاد شود . این کار حتی امروزه نیز اغلب به صورت دستی انجام می شود و تجهیزات با توان الکتریکی و بادی و همچنین مافوق صوتی نیز به کار می روند ( 23-21 ) . جزئیات ترتیب مراحل عملیات ، سنگ زنی خشن و دقیق و پرداخت در شکل 19 نمایش داده می شود .

با سنگ زنی خشن ، سطح فلزی تمیز و از نظر هندسی صحیح با زبریm µ 1 > R به دست می آید ، که آن را می توان با یک مرحله سنگ زنی دقیق یا پولیش تمام کرد ( 24 ) .

 اگر مرحله پولیش با دقت انجام شود و برخی قوانین ابتدائی رعایت شوند سطحی با زبری به ارتفاع m µ 01 . 0 – 001 . 0 به دست می آید . البته پیش شرط این عمل ، استفاده از فولادهای عاری از ناخالصی با ساختار دانه بندی ظریف ، مثل فولادهای ذوب مجدد شده است ( بخش 1-1-8 ) . پرداخت کاملاً اتوماتیک ، ضعفهای زیادی دارد . بنابراین ، این روشها فقط در ترکیب با روشهای مکانیکی دستی به کار می روند . این روشها برای تکمیل مطالب به صورت خلاصه بیان شده اند .

2-5-2-2 پرداخت ارتعاشی

پرداخت ارتعاشی ، یک حالت از روش حرکت چرخشی سریع مرسوم است . قطعه کارها در داخل یک ظرف قرار روی دانه ای ( granulated zing  ) ، آب ، آلومین به عنوان محیط پرداخت و عامل مرطوب کننده یا ترکیب ضد زنگ پر می شود . سپس در ظرف حرکت ارتعاشی ایجاد می شود . به این ترتیب ، ترکیب به شدت مخلوط و بر دیوارهای قالب فشرده می شود . بنابراین ، یک عامل تمیز کاری ، که دیواره ها را صاف می کند انجام می شود . ضعف این روش ، سایش لبه ها است . باید این لبه ها را با پوشش کردن محافظت کرد  ( 25 ) . محدودیت این روش ، اندازه و وزن قالبها است .

2-5-2-3 سند بلاست ( لپینگ افشانه ای )

سند بلاست یکی از معروفترین و کاربردی ترین روشها است . در این روش ، ترکیب هوا – آب که حاوی دانه های شیشه ای است ، محیط دمیدن را تشکیل می دهد . سطوح قالب ، تحت فشار kpa 1000 – 500 و به وسیله این ترکیب آماده سازی می شوند .

این کار تمامی ناصافیها از قبیل شیارها را تسطیح می کند . کیفیت سطحی حاصل ، با سطوحی که به صورت مکانیکی آماده شده اند قابل مقایسه نیست . ارتفاع زبری تقربیاً m µ 5 است ( 25 ) . محدودیت این روش ، اندازه و وزن قالبها است .

2-5-2-4 لپینگ فشاری

این روش یک حالت لپینگ افشانه ای است که به الکترود – هونینگ هم معروف است . کاربرد آن محدود به آماده سازی سوراخها است . همانطور که از اسم آن پیداست ، این روش در ساخت ابزارهای تزریق پروفیل که در آنها سوراخهایی به اشکال مختلف و با کوچکترین اندازه باید پولیش شوند کاربرد ویژه ای دارد . در این فرآیند ، از یک ترکیب پرداخت خمیری با ویسکوزیته های مختلف که شامل کاربید سیلیسیم ، کاربید بور و یا ذرات الماس که نسبت به ابعاد سوراخ اندازه های مختلفی از آن به کار می روند ، استفاده می شود . این مجموعه به عقب و جلو حرکت داده می شود و ارتفاع زبری متوسط m µ 05 .0 = R به دست می آید ( 28 ، 26 ) . فرآیند به صورت اتوماتیک انجام می شود و فقط یک زمان کوتاه برای نصب و تنظیم لازم دارد .

2-5-2-5 پرداخت الکتروشیمیایی

در پرداخت الکترشیمیایی ، لایه های رویی قطعه کار به صورت آندی و بدون تأثیر مکانیکی یا گرمایی بر قالب جدا می شوند ( 29 ) . برداشت ماده از یک عنصر میکرسکوپی آغاز می شوند و با افزایش زمان فرآیند به آرامی ، سطوح ناصاف بزرگتر را نیز صاف و گرد می کند . سطح به دست آمده صاف است ولی تخت نمی باشد و موجهای باقیمانده روی آن مشخص هستند ( 30 ) . نقصهای فولاد مانند ناخالصیها و تخلخل مشخص می شوند . بنابراین بساری از انواع فولادها ، مخصوصاً فولادهای کربنی ، را نمی توان پرداخت الکتروشیمیایی کرد ( 25 ) .

2-5-2-6 پرداخت با تخلیه الکتریکی

پرداخت با تخلیه الکتریکی یک روش جدید و مستقل نیست . این تکنیک یک روش ماشینکاری با تخلیه الکتریکی ( بخش 2-6-1 ) است و سریعاً پس از پرداخت سایشی ظریف انجام می شود . بنابراین سایش و پرداخت در یک دستگاه و با یک تنظیم انجام می شوند . ساختار سطح پس از پرداخت با تخلیه الکتریکی ، با صفی از گودیهای حاصل از تخلیه که متصل و به هم بسته هستند ، مشابه ماشینکاری با تخلیه الکتریکی ، شناخته می شود . البته در اینجا ، این چاله ها عمیق و بیشتر آنها دایروی هستند و اندازه تمامی آنها تقریباً مساوی است . زبری سطح قالبهایی که به این روش پرداخت شده اند تقریباً m µ 3 .0 – 1 . 0 =R و قطر چاله های تخلیه حدود m µ 10 است . این کیفیت در حد سطوح سنگ زده شده ظریف است و اغلب نیازها در قالبسازی را بر طرف می کند . بنابراین پولیش دستی ، که در قطعات پیچیده مشکل است ، دیگر لازم نیست .

2-5-3 ادغام طراحی کامپیوتری و برنامه نویسی NC

یکی از کارهایی که در طراحی کامپیوتری قالبها و ماشین آلات انجام می شود ، تهیه داده های کنترلی برای ادامه کار با ماشین ابزارهای کنترل عددی ( NC  ) است . در اینجا منظور از برنامه نویسی NC مجموعه اطلاعات فنی و هندسی برای فرآیند کار است .

در ماشین ابزارهای مرسوم ، این اطلاعات توسط اپراتور برای تنظیم کلیه متغیرهای لازم در ماشین ( مانند حرکت برشی ابزار ، پیشروی ، شرطها ، تعداد چرخش ، اطلاعات اضافی ) به کار می رود . ماشینهایی که وسایل کپی کاری دارند ، طرح سطح مدل را با یک حس کننده تعقیب کرده و این اطلاعات را به حرکت ابزار تبدیل می کنند . در ماشینهای ساده یا طرحهای قدیمی ، بادامکها اطلاعات کاری را ایجاد می کنند ( مانند تحریک برگشتها ، کنترل پیشروی ( 33 ) ) . شکل 20 روشهای مرسوم و روشهای آینده ساخت قالب را نمایش می دهد .

در ماشینهای NC انتقال اطلاعات به صورت عددی و بر مبنای کد گذاری مشخص ( مثلاًٌ حالت CLDATA ) انجام می شود . دو حالت عملیات وجود دارند : برنامه نویسی دستی و مکانیکی که برنامه نویسی کامپیوتری است .

در برنامه نویسی دستی NC برنامه ریز باید کلیه حرکتها و مراحل تبدیل در ماشین را به ترتیب درست تعیین کرده و کدگذاری نماید . برای این کار مراحل برنامه ریزی زیر انجام می شود :

- تشخیص ترتیب کاری ،

- پیدا کردن ابزار مورد نیاز ،

- تعیین داده های فنی و

- کد گذاری اطلاعات به دست آمده برای حرکت و تبدیل .

قسمت کنترل ماشینهای مدرن با استفاده از توابع کمکی و زیر برنامه ها ( مثلاً تقسیم اتوماتیک قسمتها ، پیچ زنی و قلاویز کردن ، فرزکاری گودالها ) قسمت بزرگی از این کارها را خود انجام می دهد و کار فرد را کاهش می دهد . توسعه زیاد ریز پردازنده های کنترل کننده ، برنامه نویسی مکالمه ای و شبیه سازی فرآیند بر روی صفحه را امکانپذیر ساخته است . نمایش فرآیند با رنگهای مختلف و از دیدهای متفاوت مفید است . ادغام سیستمهای برنامه نویسی و کنترل ماشین ، کارگاههای کوچک را هم در استفاده از روش NC بدون مشکلی ، توانا می سازد و تغییرات سازمانی بزرگتری قابل انجام هستند .

علی رغم این فواید ، از آنجا که تولید اطلاعات مربوطه توسط فرد انجام می شود و زمان و پول زیادی لازم دارد ، در تولید خطوط و لبه های پیچیده تر این روش قابل توجیه نیست .

از آنجا که شکل قطعه قالبگیری بیش از پیش با سیستم CAD بنا می شود ، تعریف سطح به صورت کاملاً عددی با افزودن داده های NC ممکن است ( شکل 21 ) .

به این علل ، راه حلهای سیستماتیک کاملاً جدیدی ارائه شده است که ادغام امکانات مختلف برای دستیابی ه ایده تولید مجتمع کامپیوتری ( CIM ) را ممکن کرده است . از همه مهمتر ، باید به ادغام طراحی به کمک کامپیوتر ( CAD ) و کنترل عددی به کمک کامپیوتر ( CAP )  ( 36 ) تأکید کرد ، که این روش به صورت برنامه های CAM / CAM ، به وسیله بسیاری از تهیه کنندگان برنامه های CAD و CAD ارائه می شود . دو سیستم نرم افزاری پایه وجود دارند :

- داده های هندسی برای   NC ، از سیستم CAD ، به وسیله یک رابطه استاندارد شده به یک برنامه NC مستقل منتقل می شوند .

- واحد NC در سیستم CAD ادغام شده است .

در حالت اول ، اپراتور NC از شکل هندسی قطعه که در پایانه CAD است استفاده می کند :

طرحهای لازم برای مراحل مربوطه کاری از یک ضبط شده فراخوانده می شوند و به وسیله یک رابط استاندارد شده به سیستم NC منتقل می شوند . برنامه NC به صورت مکالمه ای بر روی صفحه و همراه با گرافیک پیش می رود . پس از اضافه کردن دستورات فنی مثل انتخاب قالب ، تلرانسها ، پیشروی و ... اپراتور برنامه NC را به زبان APT ، این برنامه مقدار زیادی مستقل از ماشین است  ، یا به شکل بندی CLADATA طبیعی دریافت می کند . عمل بعدی پردازنده ، باعث هماهنگ شدن برنامه با کنترل واقعی ماشین می شود .

در برنامه های CAD که با واحد  NC به صورت مجتمع هستند ، تمامی داده های حرکتی ، مستقیماً از اطلاعات سطحی که با سیستم CAD ساخته شده تولید می شوند . علاوه بر این در سیستم حجم جهت دار CAM / CAD می توان به سرعت عملیات Boolean ( گودالها ، حفره ها ، سوراخها ) را به صورت حجم برشی تعریف کرد . به این ترتیب مقدار کار انجام شده به صورت اساسی کم می شود . استفاده از یک بانک داده های معمولی در طراحی برنامه ریزی ، این امتیاز را دارد که تغییرات در مجموعه دادها اثر مرتبطی بر دیگر داده ها دارد . به این ترتیب تمامی اندازه ها پس از تصحیح طراحی به صورت اتوماتیک نوسازی می شوند . در انتقال داده بین بخشها و همچنین در انتقال بین انواع مختلف سیستمهای CAD  و NC از ایجاد خطا جلوگیری می شود . امتیاز دیگر سیستمهای مجتمع CAM / CAD در هنگام تغییر طراحی یک قطعه مشخص می شود : اگر فقط تغییر ابعاد قالب در نظر باشد و شکل آن فرقی نکند ( برای قطعات ساده مثل درپوشها ، کاسه نمد شفت و ... ) و اصول ساخت قالب هم یکسان باشد ، برای هر یک از آنها ایجاد یک حالت جدید بر پایه داده های هندسی واقعی لازم نیست . در عوض برنامه یک فهرست برای داده های واقعی ایجاد می کند که این اطلاعات به عنوان ورودی متغیرهای فرآیند است و در ضمن داده های فنی نیز در آن موجود هستند .

دامنه توابع یک واحد NC به صورت زیر است :

- تولیدی ، در نتیجه بهینه سازی حرکتهای ابزار ،

- تقسیم اتوماتیک مقاطع ،

- توانایی تعریف سیکلهای بزرگ ( خشن کاری ، پرداخت نهایی ) ،

- کار نقطه به نقطه ( مته کاری ، پیچ زنی ، قلاویز کردن ، برقوزدن ) ،

- فرز کاری حفره ها و سطوح با ماشینکاری یک طرفه ، دو طرفه ، چرخ دنده حلزونی ، چرخ دنده خورشیدی ، در نظر گرفتن جزیره ها و عمق براده برداری ،

- تعریف مسیرهای شروع و پایان .

- وارد کردن متغیرهای فنی مثل سرعت برشی ، قدرت سریع ، سرعت پیشروی ، تلرانس ، ارتفاع زبری ، حداکثر فاصله بین دو ابزار ،

- شبیه سازی استاتیکی و دینامیکی فرآیند فرزکاری همراه با چک کردن برخوردها و

- خروج کدهای NC به شکل مناسب .

با توجه به پیچیدگی کار ( ماشینکاری NCD 3- 2/1  2 ) مدولهایی با پیچیدگیهای  مختلف در دست هستند ( 37 ) .

برای ساخت نمونه اولیه با ماشینکاری یک قطعه از یک بلوک پلاستیکی ، خشن کاری اغلب با تیغه های پیشانی تراش انجام می شود . بلوک در صفحه تراز شده فرز کاری می شود . برای کار روی سطح تراز خارجی و فرزکاری حفره های موازی طرح ، سیکلهای فرزکاری مربوطه به کار می روند . برنامه ریزی چنین طرحی با مدول D 2/1  2 بسیار ساده تر از مدول D 3 است . گردکردن گوشه ها به وسیله تیغچه های پروفیل انجام می شود و نیاز به برنامه ریزی آن نیست .

مدول D 3 NC فقط برای سطوحی که آزادانه و به صورت پیچیده شکل گرفته اند به کار می رود . این مدولها هنوز از تعریف حجم سیستم CAD استفاده نمی کنند بلکه بر پایه مشخصات ریاضی سطح ، به صورت توابع Bezier یا Spline ، عمل می کنند . سطوحی که انحنای تندی دارند با اتصال سطوح جزئی کوچکتر ( کله ها ) که با وارد کردن مرز آنها ایجاد شده اند تقریب زده می شوند ، تکه هایی که باید در مرحله یکسانی ماشینکاری شوند ، باید مشخص گردند .

پس از تعیین نقطه شروع ماشینکاری ، جهت فرزکاری و نوع ماشینکاری تیغه فرز فرم دار ( سرگرد ، فرز انگشتی ، تیغه فرز دایروی ) باید بسته شود .اگر بعضی از سطوح نباید ماشین کاری شوند آنها را باید به صورت خطوط بسته یا سطوح برخورد تعریف کرد تا نرم افزار NC  و در محاسبه ماشینکاری از آنها پرش کند.

سیستمهای مجتمع CAM/CAD در جهت انتقالی اتوماتیک و سریع اطلاعات فنی مانند تلرانس ابعاد ،شکل و موقعیت و اطلاعات مربوط به ساختار سطحی از نقشه ها به واحد NC  توسعه می یابند.

2-6 فرآیند ساخت با تخلیه الکتریکی

امروزه قالبسازی بدون تجهیزات تخلیه الکتریکی قابل تصور نیست.به کمک این تجهیزات،شکلهای هندسی پیچیده در فولادهای پخت ،بازپخت و سختکاری شده در یک مرحله و بدون تابیدگی به دست می آیند (38).

2-6-1 ماشینکاری با تخلیه الکتریکی (EDM  )

ماشینکاری با تخلیه الکتریکی یک فرایند ساخت تولید مجدد است که از اثر براده برداری تخلیه الکتریکی ناپایدار و پی در پی که بین الکترود و قطعه کار با تغییر ولتاژ KV  20 در سیال دی الکتریک (آب یا هیدروکربنهایی مثل نفتا و نفت چراغ (kerosene  ) ایجاد می شود استفاده می کند. با هر ضربه پی در پی حجم کوچکی از ماده قطعه کار و الکترود تا دمای ذوب یا تبخیر (C  5000-1000 ) گرم می شود و با نیروهای مکانیکی و الکتریکی از سطح کار خارج می شوند.

این کار در هر دو الکترود چاله هایی ایجاد می کند که اندازه آنها به انرژی جرقه بستگی دارد .بنابراین دو حالت خشن کاری (انرژی زیاد ضربه)و پرداخت تمایز داده می شوند. کثرت چاله های حاصل از تخلیه باعث ایجاد سطحی با ساختار و زبری خاص و ظاهر مات مشخصی، بدون علائم جهت دار حاصل از ماشینکاری می شود. باقیمانده مواد به وسیله یک افشانه سیال الکترولیتی تمیز،از دهانه اسپارک پاک شده و در ظروف رسوب می کند پلاریزاسیون قطعه کار و ابزار به ترکیب مواد بستگی دارد و طوری انجام می شود که بیشترین حجم از قطعه کار جدا شود.

اندازه تغییر شکا اسپارک حاصل از اسپارک عمودی ساده ؛با شکل و ابعاد الکترود معین می شد.ماشینکاری شیارهای ندید عملی نیست. معرفی روش با تخلیه الکتریکی خورشیدی کاربرد های روش فرسایش را گسترده کرده است. در این روش ماشینکاری با حرکت نسبی بین قطعه کار و الکترود انجام می شود که این حرکت با ترکیب 3 حرکت عمودی،خارج از مرکز و چرخشی بدست می آید .ماشینکاری با تخلیه الکتریکی خورشیدی به تکنیک سه بعدی یا چند فضایی هم معروف است. امروزه با این روش می توان در حفره قالبها شیار ایجاد کرد.

تمام رسانه های الکتریکی خوب،اگر رسانایی گرمایی خوبی هم نشان می دهند به عنوان الکترود بکار می روند. در اغلب موارد،نقطه ذوب این مواد به قدری بالا است که از سایش سریع الکترود ابزاری جلوگیری می کنند.

الکترود های به روش تراشکاری،صفحه تراشی یا سنگ زنی،شکل دهی سرد و گرم یا شش شعله ای و یا روکش کاری الکترولیتی ساخته می شوند. شکل،دقت مورد نیاز و جنس قطعه روش ساخت را تعیین میکند.

به علت کیفیت سطحی بالایی که در قالبهای تزریق مورد نیاز است و همچنین سایش الکترود،برای خشن کاری و پرداخت دیواره های حفره قالب،مخصوصاً در فرسایش عمودی ،از الکترودهای متعدد استفاده می شود، بنابراین با اسپارک میکروسکپی دقت UM 1 و کمتر و ارتفاع زبری UM  0.1 را می توان مجددا تولید کرد. قالبهایی که به این روش ساخته می شوند اغلب فقط یک پرداخت نهایی لازم دارند .اما در برخی از موارد مانند تولید قطعات نوری یا ساخت حفره قالبهایی که سطح آنها با اچ کردن ساختاردار می شود این پرداخت کافی نیست.

در روش اسپارک سختار سطحی بر اثر گرما تغییر می کند. دمای بالای جرقه سطح فولادی را ذوب کرده و در این حال هیدرکربنهای پر ملکول سیال دی الکتریک را به اجزاء آن تجزیه می کنند. کربن آزاد شده در سطح فولاد منتشر شده و با عناصر تشکیل دهنده کاربید،لایه های بسیار سختی ایجاد می کند. ضخامت این لایه ها به مقدار انرژی اسپارک بستگی دارد. علاوه بر این تجمع ماده الکترود در منطقه ذوب مشاهده می شود بین سطح رویی سخت شده و ساختار اولیه یک لایه انتقالی وجود دارد نتیجه این تغییر ساختار ایجاد تنش های کششی پس ماند بالا (45)در لایه های خارجی است که باعث ترک خوردن می شود و در بعضی اوقات مانع عملیات تکمیلی مورد نیاز مثلاً اچ فتو شیمیایی می شود . علی رغم این موضوع امروزه فرایند EDM جای ثابتی در روش های ساخت قابل دارد .بعضی از قالب ها را به جز با این روش نمی توان ساخت. با استفاده صحیح از این روش قالبها تا %40 ارزانتر ساخته می شوند.

این روش اتوماتیک انجام میشود و بسیار دقیق و بی اشکال است و نیازی با نظارت بر آن نیست.این مورد مهمترین امتیاز این تکنیک است.ماشینهای تخلیه الکتریکی مدرن با صفحه کنترل متقابل چهار محوره کنترل عددی میشوند و پالتهای جابجا شونده ای برای قطعه کار دارند. به این ترتیب می توان پالتها را در سیال در بیش از یک محور حرکت داد. بنابراین شروع کار و ماشینکاری دقیق بدون نظارت انجام می شود و می توان کار را بدون اپراتور برای قطعه کار های متعددی ادامه داد.

2-6-2 وایرکات (برش با اسپارک به وسیله الکترودهای سیمی متحرک )

این فرایند یک روش اقتصادی برای برش سورخهای میانی با شکل دلخواه است. دیواره های شکاف ممکن است نسبت به سطح صفحه مایل باشند با توجه به کارایی قابل توجه این روش حفره قالبهای کوچک بطور فزاینده ای مستقیماٌ در صفحات قالب بریده می شوند.

برشکاری با اسپارک بر پایه اصول فرسایش گرمایی EDM است.فلز با تخلیه الکتریکی و بدون برخورد با کار مکانیکی با قطعه کار و الکترود سیمی نازک برداشته شده و برش می شود. الکترود به صورت عددی کنترل می شود و مانند اره نواری یا چکشی در قطعه حرکت داده می شود. سیال دی الکتریک آب با مواد معدنی پایین است که از افشانه های هم محور به سطح برش کاری وارد میشود. سپس این آب در یک دستگاه مجزا تمیز و بازیابی میشود. آب امتیاز های زیادی نسبت به هیدروکربنها دارد . با آب فاطله دهانه اسپارک بیشتر می شود که این امر شستشو و کل فرایند را بهتر می مند. براده ها کوچکتر هستند .هیچ محصول جامد حاصل از تجزیه بوجود نمی اید و هیچ قوسی که باعث شکستن غیر قابل پیشگیری سیم شود تولید نمی شود.امروزه ماشینهای برش کاری با اسپارک در انواع دو محمور و چهار محوره وجود دارند. طرح چهار محوره برای سوراخهای مخروطی بکار میرود. به وسیله تجهیزات مدرن شکافهای پیچیده با لبه های غیر معمول را تا ارتفاع برش کاری mm 420 می توان ایجاد کرد. فاصله دهانه به قطر الکترود سیمی بستگی دارد و با کار مورد نظر هماهنگ می شود .معمولاً از سیمی به قطر mm 0.3 -0.03 استفاده می شود. این سیم با باز شدن قرقره دائماً جایگزین میشود. بر  خلاف روش مرسوم EDM ابزار تغییر نمیکند. با توجه به روش برش کاری (برش سریع یا برش ظریف که ترکیب برش کامل،برشکاری مجدد و صاف کردن است)سطوح فولاد با ارتفاع زبری UM1.8 -0.3 و سرعت براده برداری MIN/mm 140 بدست می آید .مشابه فرآیند برشکاری EDM .

این روش برشکاری نیز بر قطعه کار اثر گرمایی دارد و باعث تغییر ساختاری در لایه های نزدیک به سطح میشود. ممکن است یک عملیات تکمیلی مکانیکی لازم شود.

2-7 ماشینکاری الکتروشیمیایی (ECM)

این فرآیند مدرن براده برداری بر پایه اثر الکترولیتی که باعث حل شدن مواد رسانا و نیمه رسانای قطعه کار می شود است. انحلال با تبادل بار برقی و مواد بین قطعه کار به عنوان آند و ابزار به عنوان کاتد و با توان جریان الکتریکی در الکترولیت به عنوان محیط موثر انجام می شود.

این روش امتیاز هایی تسبت به فرایند EDM  (عدم سخت کاری سطح،عدم سایش الکترودها و سرعت براده برداری زیاد)داشته ولی ضعفهای جدی نیز در آن وجود دارند .تجهیزات بسیار گران هستند و از آنجا که در ساخت آند زمان و هزینه زیادی صرف می شود فقط برای ساخت تعداد زیادی محصول هم شکل مناسب هستند که چنین حالتی به ندت در ساخت حفره قالبها ی ترزیق پیش می آید. علاوه بر این تلرانسهای قابل دسترسی 5 برابر بزرگتر از تلرانسهای فرآیند EDM  هستند.

2-8 براده برداری شیمیایی –اچ کردن

غالباً سطوح جهت اهداف کاری با تزئینی بافت دار میشود. همچنین برای زیبا سازی افزایش مقاومت سایشی و مقاومت در برابر خراش (مثلاً دانه بندی چوب یا چرم)و یا برای لمس پذیری بهتر این کار انجام می شود. در ضمن می توان اثرات جریان(خطوط جوشکاری،رگه )را پنهان کرد .

با فرایندهایی که قبلاً بیان شد .عموماً مکانیکی و اغلب دستی ،طراحی هایی خلافانه ممکن نیستند .تنها فرآیند شیمیایی امکانات جدیدی برای طرح ایجاد کرده است.

مبنای این فرایند،حل شدن فلزات در محلولهای اسیدی ،بازی و نمکی است. مواد فلزی،در نتیجه اختلاف پتانسیل بین مناطق میکروسکپی ماده یا بین ماده و عامل اچ حل میشوند .اتم های فلزی ،الکترون ساطع می کنند و به صورت یونی از شبکه فلزی تخلیه می شوند. یونهای آزاد در فرآیند احیاء به وسیله کاتیونها و انیونهای موجود در عامل اچ مصرف می شوند .فلز جدا شده برای تشکیل نمک فلزی غیر محلول با آنیونها ترکیب می شود. این نمک با صاف کردن و عمل سانتریفیوژ از عامل اچ خارج می شود.

عموماً ترکیب دقیق عامل اچ از اسرار تجاری تولید کننده است.تقریباً تمامی فولاد ها را بدون محدودیت مقدار عناصر آلیاژی مثل نیکل یا کروم (حتی فولاد زنگ نزن)می توان به روش شیمیایی ماشین کاری یا بافت دار کرد. علاوه بر قالبهای فولادی قالبهایی که از فلزات غیر آهنی هم ساخته شده اند می توان عملیات شیمیایی کرد .

پرداخت سطحی که با براده برداری شیمیایی یا اچ کردن بدست می آید به جنس و شرایط قطعه کار و البته به عامل اچ بستگی دارد .براده برداری یکنواخت فقط در مواردی حاصل می شود که ترکیب همگن و ساختار یکنواخت باشد .هر چه که ساختار ظریف تر باشد سطح اچ شده بهتر و صافتر نمایان میشود.بنابراین معمولاً قالبها را قبل ار اچ کردن عملیات حرارتی می کنند. عمق عملیات حرارتی همیشه باید بیشتر از عمق اچ کردن باشد. در غیر این صورت عامل اچ به داخل لایه های عملیات حرارتی شده نفوذ می کند. در این صورت اچ کردن بسیار نامنظم می شود. با سختکاری سطحی قبل از اچ کردن لایه های کافی بدست می آید. همانطور که گفته شد زبری اولیه قالب بر پرداخت سطحی پس از اچ کردن موثر است .اثرات ناخواسته ماشینکاری پوشیده نشده ولی کم و بیش به صورت نامشخص تر دیده میشوند.قبل از اچ کردن باید سطح را با سمباده ای به اندازه دانه 240 کاملاً صاف کرد. عمق مجاز اچ کردن نتیجه شرایط کاری قالبگیری تزریقی است. سرعت براده برداری به عامل اچ،دما و نوع جنس بستگی دارد .عموماً سرعتMM/MIN  0.08 -0.01 است و با افزایش دما زیاد می شود.

دو روش اچ کردن ،اچ غوطه وری و اچ پاششی بکار می روند. هر دو روش امتیاز و ضعفهایی دارند،با اچ غوطه وری ،قالبهایی با هر اندازه را می توان اچ کرد و تجهیزات آن ساده و ارزان هستند .در این روش دفع محصولات واکنش و تعویض پایدار عامل اچ در نزدیکی سطح قطعه مشکل است.در اچ پاششی خارج کردن محصولات واکنش و تعویض پایدار عامل در سطح قطعه راحت تر است. البته فرآیند کار بیشتری لازم دارد و تجهیزات آن گرانتر هستند.عامل اچ فشرده شده و از میان نازل به سطح اچ شونده پاشیده میشود.

کلیه پوششهایی که بر روی سطح قرار گرفته اند تا از اچ شدن جلوگیری کنند در موقع برخورد عامل پاشیده شده نباید از بین رفته و یا بلند شوند طوریکه عامل در سطح زیر آنها عمل کند.

چندین روش برای پوشش گذاری سطوحی که نباید براده برداری شوند ارائه شده است.این روشها به نوع بافت بستگی دارند. روشهای پوشش گذاری دستی ،سیلک اسکرین و واسطه های فتو شیمیایی در این دامنه هستند. به وسیله فرایند اخیر تولید مجدد با دقت بالا قابل دستیابی است سطح فلز با یک پوشش حساس به نور که طرح فیلم روی آن کپی شده است پوشیده می شود.سطح بافت داری که به این وسیله ساخته می شود در جزئیات نیز درست است و به خوبی بصورت یکسانی تولید مجدد می شود بنابراین این فرایند خاصه برای قالبهایی با چند حفره قالب قابل توجه است. امروزه شابلونهای مختلفی در زمینه های گسترده ارائه می شوند.

2-9 سطوحی که عملیات اسپارک یا انحلال شیمیایی (اچ) شده اند

با  کمک تکنیکهای مدرن ساخت – اسپاک و به خصوص اچ فتو شیمیایی –تقریباً تمامی طرح های دلخواه بر سطوح قابل تولید هستند.

هر دو روش ظاهر مشخصی بر سطح قالب ایجاد می کنند. قالبهای اسپارک شده سطحی تخت با حاشیه ای که با حفره های حاصل از تخلیه گرد شده دارد. سطوح اچ شده متفاوت هستند .ساختار عمیق تر است و لبه های تیزی دارد .در هر دو مورد می توان ساختار را با دمیدن ذرات سخت (کاربید سیلیسیم) یا ذرات نرم (ساچمه شیشه ای ) به ساختاری که خریدار می خواهد تبدیل کرد .با ذرات سخت سطح زبز و با ذرات نرم سطح صاف می شود.

 هر ماده پلاستیک با توجه به ویسکوزیته ،سرعت انجماد و متغیرهای فرآیند مثل فشار تزریق و دمای قالب سطح را به شکل متفاوتی تولید مجدد می کند.

یک قانون کلی این است که با کم شدن ویسکوزیته مذاب دقت سطح تولید شده بیشتر می شود.در نتیجه موادی که ویسکوزیته مذاب آنها پائین است سطح قالب و گوشه های تیز را دقیقاً تولید می کنند .نتیجه حاصل سطح بسیار مات و مقاوم در برابر خرابی است.موادی که ویسکوزیته حالت مذاب آنها بالا است. گوشه های قالب قوس بزرگتری داشته و این سطح براق بوده ولی به خرابی حساس است .بیشتر شدن متغیر های فرایند مثل دمای قالب سرعت تزریق و فشار حفره قالب باعث تولید مجدد دقیق تر ساختار ظریف سطح قالب می شود و ظاهر کلی این سطح مات تر می شود. این موضوع به این معنا است که قطعات پیچیده و مشکل که سطح بزرگی دارند و قطعاتی که ضخامت دیواره آنها بسیار متفاوت است. اگر مذاب ئاخل حفره قالب در تمامی نقاط در در شرایط یکسانی باشد سطح یکنواختی ظاهر می کنند.

از این رو ابعاد و موقعیت گلوئی تزریق و راهگاه اهمیت خاصی دارند. اگر موقعیت گلوئی تزریق نامناسب باشد کیفیت محصول کم است و در سطوحی که دور از گلویی تزریق هستند افزایش درخشندگی مشاهده می شود. علت این امر وجود مذاب سرد شده در فاصله زیاد از گلوئی تزریق و در نتیجه فشار بسیار کم برای ایجاد جزئیات ساختار است.

هنگام خارج کردن قطعه کار از قالب بافت سطح مثل شیار عمل می کند و مانع جدایش می شود. بنابراین با توجه به شیب دیواره قالب در حین اچ کردن یا اسپارک نباید بیشتر از عمق مشخصی کار کرد. جهت بافت عمودی موازی یا نامنظم نسبت به جهت خارج کردن قطعه مهم است. با حساب سرانگشتی عمق اچ کردن برای هر 0.5 شیب حداکثر mm 0.02 است.

اگر اچ کردن ماهیچه لازم باشد عمق باید کمتر باشد و یا شیب باید بیشتر باشد اگر نتوان از مقادیر پیشنهاد شده تبعیت نمود پس از ایجاد دماهای مختلف در دیواره قطعه قالب گیری از شیار به بیرون کشیده می شود . همچنین می توان ابتدا ماهیچه را خارج کرد و در نتیجه قطعه قالبگیری به سمت مرکز جمع شده و از بافت جدا می شود. (مثلاً بدنه خودکارهای ساچمه ای ) پیش شرط این کار ایجاد شیب بیشتر روی ماهیچه نسبت به سطح خارجی قطعه است.

2-10 قالب برای قطعات تو خالی با شکل دلخواد تکنیک پوسته –تکنیک ماهیچه ذوب شده

بسیاری از قطعات را با قالبهای مرسوم نمی توان قالب گیری تزریقی کرد مخصوصاً در قطعاتی که شیار های پیچیده دارند و یا قطعات توخالی سه بعدی مثل لوله های مجرای ورود هوا در موتور های گازوئیلی این مشکی وجود دارد.بنابراین استفاده از قالبهایی که در آن ماهیچه کشیده می شود ممکن نیست.این قطعات با تکنیک های قالبگیری تزریقی تولید می شوند. راه حل این مسئله استفاده از تکنیک پوسته و یا ماهیچه های ذوب شونده است.

روش پوسته در قطعات قالبگیری که می توان آنها را چند قسمت کرده و قسمتهای مجزا و پیش ساخته شده را در مرحله ای دیگر با جوشکاری چسبانیدن و .. به هم متصل کرد یا در قالبگیری تزریقی مواد اطراف محل اتصال بکار می رود . قالبگیری در اطراف محل اتصال که در اینجا مورد توجه است ،مراحل ساخت متعددی لازم دارد. در اولین گام دو نیم پوسته با یک فلانچ در خط جدایش ساخته می شوند. البته این گونه فرض شده که می توان خط جدایش را به گونه ای قرار داد که مانع جدایی دو نیم پوسته نشود. سپس این اجزاء در یا قالب دیگر قرار گرفته و مواد در اطراف فلانچها ریخته می شود.

کار با ماهیچه ذوب شونده به معنی ساخت ماهیچه از بین رونده در مرحله قبلی است. عموماً ماهیچه ها با ریخته گری در قالب یک تکه تحت فشار کم و در صورت نیاز در گاز محافظ ساخته می شوند .سپس آنها در قالبهای تزریق جا زده می شوند و از حرکت کردن آنها توسط مذاب ورودی جلوگیری می شود. در غیر این صورت تفاوت در ضخامت دیواره ها و یا بارگذاری یک طرف ماهیچه ها بوجود می آید که باعث خراب شدن قالب می شود.پس از قالب گیری تزریقی قطعه و ماهیچه از قالب جدا شده و داخل یک وان گرم شده می شوند که در آن ماهیچه ذوب و خارج می شود .با توجه به جنس ماهیچه و نقطه ذوب آن وان آب گرم و یا روغن گرم بکار می رود. علاوه بر آلیاژهای بیسکوت –قلع قلع از نمک ها و موم ها نیز برای ساخت ماهیچه استفاده می شود. پس از پایان کار این مواد را می توان بازیافت کرده و مجدداً استفاده نمود.

برای کاراگاههایی که به صورت اقتصادی کار می کنند تجهیزات ذوب ماهیچه گران هستند . برای ذوب ماهیچه با سرعت کافی یک گرم کن القایی قرتمند بکار می رود.

ماهیچه های فلزی از جنس آلیاژهای بیسموت-قلع در ساخت بطن و قلب مصنوعی بکار می روند. همانطور که گفته شد ذوب ماهیچه تجهیزات گران قیمتی نیاز دارد. بنابراین اخیراًعلاوه بر آلیاژهای ذوب پائین مواد دیگری نیز در نظر هستند. مواد مختلف از یخ تا نمک مطرح شده اند. ماهیچه مومی اطلاح شده که تا دمای c  200 مقاومت می کند به نظر طرح جالبی است.

2-11 فرآیند استریو-پلانوگرافی برای ساخت نمونه و مدل

اغلب نمونه ها و مدل ها به صورت دستی و یا با ماشینکاری ساخته می شوند اغلب برای این کار ابزار ماشین آلات خاصی مورد نیاز است . بعضی اوقات این کار روزها هفته ها یا ماهها زمان میبرد و حتی هزینه های آن از هزینه قالبهای تولید بسیار بیشتر می شود .با این روش استریو –پلاتو گرافی می توان به سرعت و بدون ابزار اضافی مدل نمونه و قالبهای ریخته گری را با کامپیوتر تولید کرد.

استریو پلاتو گرافی تکنولوژی جدیدی برای ساخت مدل با نمونه به صورت اتوماتیک و بر پایه اطلاعات تهیه شده در CAD/CAM است اشعه لیزر پلیمر حساس به نور داخل محفظه را عمل آورده و بدون ابزار یک قطعه توپر سه بعدی تولید می کند.

اجزاء اصلی این سیستم کامپیوتر اسکنر نوری و لیزری است. کامپیوتر نقشه CAD قطعه را به سطح مقطعهای منفرد تقسیم می کند اشعه لیزر به وسیله اسکنر X-Y براده های این سطوح را روی سطح پلیمر مایع کپی می کند. پلیمر تحت اثر تشعشع UV اشعه لیزر بر روی یک سکو عمل آورده می شود.

پس از تمام شدن سطح مقطع اول سکو به اندازه ضخامت مقطع از پیش تعیین شده پائین می آید و سطح مقطع بعدی در معرض اشعه لیزر قرار می گیرد . به این ترتیب قطعه ساخته می شود. ماده عمل آوری نشده به صورت مایع باقی می ماند و برای قطعات دیگر قابل مصرف است.

پس از تکمیل قطعه سکو و قطعه از ماشین خارج می شوند. سطح به وسیله گرما با یک حلال خشک شده و با تشعشع UV شدید با گرمای بیشتر به شدت سخت می شود.

تحقیق درباره رشته مهندسی مكانيك

هدف :

الف – گرايش مكانيك در طراحي جامدات

هدف تربيت آزمايشگاهي متخصصاني است كه بتوانند در مراكز توليد و كارخانه‌ها اجزاء و مكانيزم ماشين‌آلات مختلف را طراحي كنند. دروس اين دوره شامل دروس نظري، آزمايشگاهي، كارگاه و پروژه و كارآموزي است. فارغ‌التحصيلان مي‌توانند در كارخانجات مختلف نظير خودروسازي ، صنايع نفت، ذوب فلزات و صنايع غذايي و غيره مشغول شوند و براي اين دوره امكان ادامه تحصيل تا سطح كارشناسي ارشد و دكتري در داخل يا خارج از كشور وجود دارد. موفقيت داوطلبان به آگاهي آنها در دروس جبر و مثلثات، هندسه ، فيزيك و مكانيك همچنين آشنايي و تسلط آنان به زبان خارجي بستگي فراوان دارد. از جمله دروس اين دوره مي‌توان دروس مقاومت مصالح، طراحي و ديناميك را نام برد. در اين رشته زمينه اشتغال و بازاركار خوب وجود دارد و مطالب ارائه شده در طول تحصيل براي دانشجويان محسوس و قابل لمس است.

ب – گرايش مكانيك در حرارت و سيالات

اين رشته در به كاربردن علوم و تكنولوژي مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سيستمهايي كه اساس كار آنها مبتني بر تبديل انرژي ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان كارآيي لازم را مي‌دهد و آنها را جهت فعاليت در صنايع مختلف مكانيك در رشته حرارت و سيالات (نظير مولدهاي حرارتي، انتقال سيال نيروگاههاي آبي، موتورهاي احتراقي و ... ) آماده مي‌سازد. فارغ‌التحصيلان اين دوره قادر به طراحي و محاسبه اجزا و سيستمها در بخشهاي عمده‌اي از صنايع نظير صنايع خودروسازي ، نيروگاههاي حرارتي و آبي، صنايع غذايي، نفت، ذوب فلزات و غيره هستند.

فارغ‌التحصيلان اين دوره مي‌توانند تا مقطع كارشناسي ارشد و دكتري در داخل يا خارج از كشور ادامه تحصيل دهند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضي و فيزيك تسلط داشته و با يك زبان خارجي آشنا باشند. دروس اين رشته شامل مطالبي در زمينه‌هاي حرارت و سيالات ، مي‌باشد.

نظر دانشجويان: با توجه به اينكه اصولا تحصيلات دانشگاهي به خصوص در زمينه‌هاي مهندسي نياز صد در صد به علاقه‌مندي داوطلب دارد، بنابراين عدم داشتن علاقه‌و همچنين عدم تقويت دروس اساسي و پايه‌اي در بخش مكانيك مانند رياضي، فيزيك – مكانيك ، شيمي ، رسم فني (تجسم بالا داشتن) و هوش نسبتا خوب و عدم روحيه تجزيه و تحليل در مسائل باعث دلسردي و از دست‌دادن انگيزه تحصيل و ركورد شديد در تحصيلات خواهد شد.

ج - گرايش ساخت و توليد
هدف تربيت كارشناساني است كه با به كاربردن تكنولوژي مربوط به ابزارسازي، ريخته‌گري ، جوشكاري، فرم دادن فلزات ، طرح كارگاه يا كارخانه‌هاي توليدي آماده كار در زمينه ساخت و توليد ماشين‌آلات صنايع (كشاورزي ، نظامي، ماشين‌سازي، ابزارسازي ، خودروسازي و ... ) باشند. فارغ‌التحصيلان اين دوره قادر خواهند بود در صنايعي مانند ماشين‌سازي، ابزارسازي، خودروسازي ، صنايع كشاورزي، صنايع هوايي و تسليحاتي به ساخت و توليدي ماشين‌آلات، طراحي كارگاه و يا كارخانه توليدي بپردازند و نظارت و بهره‌برداري و اجراي صحيح طرحها را عهده‌دار شوند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضي، فيزيك و مكانيك از آگاهي كافي برخوردار باشند. دروس اين دروه شامل مطالبي در مورد نحوه توليد، طراحي قالبهاي پرس، طراحي قيد و بندها، كار و برنامه‌ريزي با ماشينهاي اتوماتيك، اصول كلي و نحوه كار با ماشينهاي دستي و تعمير و نصب تمام سرويسهاي صنعتي مي باشد و درصد نسبتا بالايي از آنها به صورت عملي ارائه مي‌گردد. داوطلب بايد سالم باشد تا بتواند كارهاي كارگاهي را به خوبي انجام دهد و استعداد كارهاي فني را داشته باشد. با توجه به خودكفايي صنايع كشور اين رشته داراي بازار كار خوبي است.

در حقيقت رشته مكانيك بخشي از علم فيزيك است كه با استفاده از مفاهيم پايه علم فيزيك و به تبع آن رياضي به بررسي حركت اجسام و نيروهاي وارد بر آنها مي‌پردازد و مي‌كوشد تا با توجه به نتايج بررسي‌هاي خود ، طرحي نو در زمينه فن‌شناسي و صنعت ارائه دهد و در راه پيشرفت انسان گامي به جلو بردارد.

به عبارت ديگر رشته مكانيك، رشته پياده كننده علم فيزيك است چون براي مثال بررسي حركت خودرو و عوامل موثر بر روي آن برعهده فيزيك است. اما اين كه چگونه حركت آن تنظيم گردد بر عهده مكانيك مي‌باشد.

دكتر آريا الستي استاد مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف در معرفي اين علم مي‌گويد:

«علم مكانيك به تحليل حركت و عوامل ايجاد كننده حركت مانند نيروها و گشتاورها و شكل حركت مي‌پردازد. اما مهندسي مكانيك تا حدودي با علم مكانيك تفاوت دارد چرا كه يك مهندس مكانيك علاوه بر علم مكانيك بايد بسياري از علوم ديگر را ياد گرفته و بعضي از هنرها را نيز كسب كند. شايد بتوان گفت كه رشته مهندسي مكانيك ، رشته تحليل و طراحي سيستم‌هاي ديناميكي و استاتيكي است.»

دكتر محمد دورعلي يكي ديگر از اساتيد مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف نيز در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«رشته مهندسي مكانيك را شايد بتوان از نقطه‌نظر تنوع موضوعات تحت پوشش، جامع‌ترين رشته مهندسي به شمار آورد. چون رشته مهندسي مكانيك در برگيرنده تمامي علوم و فنوني است كه با توليد ، تبديل و استفاده از انرژي، ايجاد و تبديل حركت و انجام كار، توليد و ساخت قطعات و ماشين‌آلات و به كارگيري مواد مختلف در ساخت آنها و همچنين طراحي و كنترل سيستم‌هاي مكانيكي، حرارتي و سيالاتي مرتبط مي‌باشد.

به عبارت ديگر محاسبات فني، مدلسازي و شبيه‌سازي ، طراحي و تهيه نقشه‌ها ، تدوين روش ساخت ، توليد و آزمايش تمامي ماشين‌آلات و تاسيسات موجود در دنيا ، با تكيه بر توانايي‌هاي مهندسان مكانيك انجام مي‌گيرد.»

گرايش‌هاي مقطع ليسانس:

رشته مهندسي مكانيك داراي سه گرايش «طراحي جامدات ، حرارت و سيالات، ساخت و توليد» در مقطع ليسانس مي‌باشد كه البته دانشگاه صنعتي شريف داراي گرايشهاي ديگري نيز هست.

مهندسي مكانيك ( در سطح كارشناسي    (

در شروع آموزش مهندسي در ايران ، مهندسي مكانيك با برق يكي بود و «الكترومكانيك» ناميده مي‌شد. اما اين دو رشته حدود 45 سال پيش از هم جدا شدند و به مرور رشته‌هاي ديگري مانند مهندسي شيمي و مواد نيز از مهندسي مكانيك جدا شد و مهندسي مكانيك به عنوان رشته مهندسي مكانيك عمومي ارائه گرديد. ولي با پيشرفت صنعت و نياز صنايع به تخصص‌هاي مختلف در اين زمينه، از مهندسي مكانيك عمومي دو گرايش «طراحي جامدات» و «حرارت و سيالات» و بعد از آن «ساخت و توليد» بيرون آمد و بالاخره بايد به مهندسي دريا اشاره كرد كه هنوز در دانشگاه صنعتي شريف به عنوان يكي از گرايشهاي مهندسي مكانيك ارايه مي‌شود. ما در اين‌جا به معرفي اجمالي هر يك از گرايشهاي فوق مي‌پردازيم.

گرايش حرارت و سيالات
همان‌طور كه از نام اين گرايش پيداست مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات به مبحث حرارت و مسايل مربوط به سيالات مي پردازد. به عبارت ديگر در اين رشته عوامل موثر بر خواص مختلف حركت سيال بخصوص سيال داغ مطالعه شده و اثر عبور سيال بر محيط محل عبور مانند نيروهايي كه در اثر عبور خود در محل ايجاد مي‌كند و يا طول‌هاي ناشي از اثر افزايش و يا كاهش دما در اعضاي مختلف يك دستگاه، بررسي مي‌شود. همچنين از دروس اصلي اين رشته مي‌توان به مكانيك سيالات اشاره كرد كه نيروهاي وارد بر جسم متحرك در سيال را بررسي مي‌كند.

دكتر الستي در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش حرارت و سيالات به فيزيك حرارت و مكانيك سيالات مي‌پردازد و وظيفه‌اش تحليل و طراحي سيستم‌ها از ديدگاه حرارتي و سيالاتي است . براي مثال در طراحي يك موتور احتراق داخلي، مسائل مربوط به تبديل حرارت به انرژي ، انتقال حرارت، حفظ موتور در حرارت مناسب و سرد نگه‌داشتن موتور توسط يك مهندس مكانيك حرارت و سيالات بررسي مي‌شود.

همچنين مسايل مربوط به تاسيسات ساختمان و رآكتورها، انتقال آب ، نفت و گاز ، طراحي نيروگاههاي مختلف ، طراحي توربو ماشين‌ها (ماشين‌هاي دوار) مثل توربين‌هاي بخار، توربين‌هاي گاز و فن‌كويل‌ها به گرايش سيالات مربوط مي‌شود.»

شهرداد صادق مهندس مكانيك گرايش حرارت و سيالات نيز در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«دانشجويان اين گرايش در زمينه تهويه مطبوع ، دستگاههاي آب و فاضلاب و گرم كننده ساختمان‌ها و به طور كلي مباحث «تاسيساتي» مطالعه مي‌كنند. در ضمن در اين رشته مباحث مربوط به طراحي نيروگاهها ، موتورهاي احتراق داخلي و طراحي انواع موتورهاي درون‌سوز اتومبيل‌ها مطالعه مي گردد.»

گرايش طراحي جامدات
گرايش طراحي جامدات به بررسي انواع نيروها، حركتها و تاثير آنها بر اجزاء مختلف ماشين مي‌پردازد. در واقع مهندس طراحي جامدات با توجه به نيازهاي جامعه ، دستگاهها و ماشين‌هاي مختلف را طراحي مي‌كند.

محمد رضوي مهندس مكانيك گرايش طراحي جامدات در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«هر ماشين از دو قسمت متحرك و ثابت تشكيل شده است. حال بررسي اين مطلب كه حركت مورد نياز ماشين از چه راهي تامين شده و چگونه از منبع توليد به جايگاه مورد استفاده انتقال پيدا كند و بالاخره چگونه از اين حركت استفاده گردد تا بيشترين بازدهي را داشته باشد، در حيطه وظايف مهندسي طراحي جامدات است. همچنين ابداع و پيش‌بيني دستگاه تنظيم ماشين‌آلات نيز از مسايل مطرح در اين گرايش مي‌باشد.

در واقع مهندس طراح جامدات بايد تمامي نيروها و گشتاورهايي را كه به هر عضو ماشين وارد مي‌شود بررسي كرده و بهترين حالت قطعه مورد نظر را براي تمامي آن نيروها و گشتاورها و همچنين در براي داشتن بهترين كارايي به دست آورده و كارايي مناسب آن قطعه را در زمان طولاني تضمين كند.»

دكتر الستي در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

« طراحي سيستم ، طراحي ماشين‌هاي تراش، فرز، چاپ و قسمت‌هاي تعليق ، سيستم‌هاي انتقال قدرت و ديناميك يك خودرو، توسط مهندسان اين گرايش طراحي مي‌شود. همچنين يك هواپيما قسمتهاي مربوط به فرود، پرواز، كنترل پرواز به نحوي مربوط به طراحي جامدات مي‌گردد.»

دكتر قرشي استاد دانشگاه صنعتي شريف نيز در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش طراحي جامدات به طراحي ماشين‌آلات و اجزاي آنها، ارتعاشات ماشين‌آلات، ديناميك آنها و كنترل سيستم‌ها مي‌پردازد.»

گفتني است كه دو گرايش طراحي جامدات و حرارت و سيالات بسيار نزديك به هم هستند و تنها در 20 واحد درسي با يكديگر تفاوت دارند. بنابراين فارغ‌التحصيلان آنها نيز توانايي‌هاي مشترك زيادي دارند.

گرايش ساخت و توليد
يك قطعه بايد به چه روشي ساخته شود تا داراي توليدي سريع و ارزان و همچنين كيفيت مناسب و وقت و كارايي مطلوب باشد؟

پاسخ به اين سوال مهم بر عهده مهندسان گرايش ساخت و توليد است. چرا كه به گفته دكتر الستي يك مهندس ساخت و توليد به مسائل مربوط به ساخت بهينه و توليد با كيفيت بالا مي‌پردازد. در واقع اين گرايش بيشتر به مشكلات و معضلات ساخت و توليد مي‌پردازد و در نتيجه نسبت به دو گرايش حرارت و سيالات و طراحي جامدات علمي‌تر است و دو گرايش فوق جنبه عملي‌تر دارند.

دكتر قرشي نيز با تاكيد بر كابردي بودن اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش ساخت و توليد به زمينه‌هاي كاربردي مهندسي مكانيك مي‌پردازد و مهندس اين گرايش در زمينه شكل دادن فلزات ، طراحي قالب‌ها و ساخت قطعه‌هاي گوناگون فعاليت مي‌كند.»

گرايش مهندسي دريا
يكي از گرايش‌هاي مهندسي مكانيك كه تنها در دانشگاه صنعتي شريف ارائه مي‌گردد، مهندسي دريا (كشتي‌سازي) است چرا كه در دانشگاههاي ديگر از جمله دانشگاه صنعتي اميركبير، دانشگاه خليج فارس و دانشگاه سيستان و بلوچستان، مهندسي دريا به عنوان يك رشته مستقل با سه گرايش مهندسي كشتي‌سازي ، مهندسي كشتي و دريانوردي ارائه مي‌شود.

اما چرا دانشگاه صنعتي شريف، مهندسي دريا را به عنوان يكي از گرايش‌هاي مهندسي مكانيك ارائه مي‌دهد؟

دكتر الستي در پاسخ‌به اين سوال مي‌گويد:

«مهندس دريا گرايش كشتي‌سازي مسائلي از قبيل طراحي بدنه، استحكام بدنه، سيستم‌هاي پيشرانه (موتور گيربكس) ، پايداري كشتي در مقابل امواج كناري جانبي كشتي و طراحي مربوط به ناوبري (مسيريابي كشتي) را مطالعه مي‌كند كه همه اين مسائل در گرايش‌هاي ديگر مكانيك نيز مطرح مي‌شود و فقط مهندسي كشتي‌سازي اين مسائل را به صورت تخصصي در ارتباط با كشتي و سازه‌هاي دريايي مثل اسكله‌ها و سكوهاي نفتي متحرك مطالعه مي‌كند. به عبارت ديگر يك مهندس دريا ، مهندس مكانيكي است كه در كاربردهاي دريايي مشغول به كار مي‌باشد.»

گفتني است كه در دانشگاه صنعتي شريف، رشته مهندسي هوا و فضا نيز در دانشكده مكانيك ارائه مي‌گردد و اساتيد اين دانشكده ، مهندسي هوا و فضا را يكي از گرايش‌هاي مكانيك به شمار مي‌آورند.

آينده شغلي ، بازاركار، درآمد:

در حال حاضر دانشجوي توانمند مهندسي مكانيك پس از فارغ‌التحصيلي مشكل كاريابي ندارد چرا كه به گفته دكتر دورعلي توسعه سخت‌افزاري و رشد مسايل مهندسي ، گرايش به سمت توليد داخل و ايجاد تكنولوژي توليد تجهيزات و وسايل در داخل كشور و روي آوردن به خدمات مهندسي در داخل كشور به علت محدوديت‌هاي ارزي و كاهش درآمدهاي نفتي، باعث رشد چشمگير بازاركار مهندسان مكانيك در ايران شده است.

دكتر دورعلي در ادامه مي‌گويد:

«يك مهندس مكانيك در حال حاضر در زمينه‌هاي مختلفي فعاليت مي‌كند كه از جمله آنها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

طراحي و ساخت تمامي ماشين‌آلات و قطعات آنها، اعم از ماشين‌آلات توليدي تمامي صنايع، لوازم خانگي و تجهيزات پزشكي.

- طراحي و ساخت تجهيزات مكانيكي نيروگاههاي فسيلي، اتمي ، خورشيدي ، بادي و آبي.

- طراحي و ساخت تجهيزات و سيستم‌هاي انتقال و تصفيه آب، سيستم‌هاي مكانيكي و كنترلي پالايشگاهها و كارخانجات شيميايي.

- طراحي و ساخت تاسيسات حرارتي و برودتي ساختمانها و اماكن، بالابرها و آسانسورها و سيستم‌هاي حمل و نقل.

- ساخت ماشين‌آلات تغليظ و بازيافت مواد مثل كارخانجات قند، كاغذسازي ، سيمان ، نساجي ، نمك و كنسانتره .

- طراحي و ساخت وسايل و تجهيزات حمل و نقل زميني، دريايي و هوايي.

- ساخت تجهيزات دفاعي مانند تانك، راكت، اژدر و پلهاي متحرك

- ساخت روبات‌ها ، بازوهاي مكانيكي و سيستم‌هاي توليد.

در ضمن يك مهندس مكانيك مي‌تواند به عنوان كارشناس و مشاور فني در بانك‌ها ، شركت‌هاي سرمايه‌گذاري و بيمه و شركت‌هاي بازرسي و نظارت امور بين‌المللي فعاليت بكند.»

دكتر الستي نيز در اين زمينه مي‌گويد:

«در همه جاي دنيا يك فارغ‌التحصيل مهندسي مكانيك مثل يك موم خام است كه دانش كافي دارد و در هر زمينه‌اي كه كار كند مي‌تواند در آن زمينه متخصص بشود.

براي مثال مي‌تواند در تحليل و طراحي خودرو، در طراحي و ساخت ماشين‌هاي ابزار و حتي در تدوين و توليد برنامه‌هاي كامپيوتري فعاليت بكند. يعني رشته مكانيك زمينه كار و زمينه انتخاب بسيار گسترده‌اي را در مقابل فارغ‌التحصيلان اين رشته قرار مي‌دهد.»

دكتر قرشي نيز در مورد فرصت‌هاي شغلي، گرايش مهندسي دريا مي‌گويد:

«بدون شك چون مهندسي دريا نسبت به گرايش‌هاي ديگر رشته مكانيك تخصصي‌تر است، فرصت‌هاي شغلي آن نيز محدودتر مي‌باشد اما با اين وجود فارغ‌التحصيلان اين گرايش مي‌توانند در كارخانه‌هاي كشتي‌سازي كشور مثل كارخانه كشتي‌سازي «صدرا» در بوشهر ، كارخانه «نكا» در شمال و «اروندان» در خليج فارس مشغول به كار گردند و يا در سازمان بنادر و كشتي‌راني وظيفه ساخت سكوهاي شناور را بر عهده بگيرند.»

توانايي‌هاي مورد نياز و قابل توصيه :

«مكانيك بهشت رياضيات است.» اين جمله زيبا از «لئونارد اولر» رياضي‌دان بزرگ سوئيسي، بيانگر ارتباط تنگاتنگ رياضيات با مكانيك است. در واقع مهندسي مكانيك بخصوص در گرايش حرارت و سيالات از مباحث و مسايل رياضي بسيار استفاده مي‌كند. از سوي ديگر همان‌طور كه پيش از اين گفتيم مكانيك بخشي از علم فيزيك است و حتي دانش‌آموزان دوره متوسطه نيز با علم مكانيك در كتاب فيزيك خود آشنا مي‌شوند و اين علم بخصوص در گرايش طراحي جامدات اهميت بسياري دارد. به همين دليل دانشجوي مهندسي مكانيك بايد در دو درس رياضي و فيزيك قوي بوده و همچنين از هوش، استعداد و قدرت تجسم خوبي برخوردار باشد.

دكتر الستي در مورد توانايي‌هاي لازم براي دانشجوي اين رشته مي‌گويد:

«فعاليت در رشته مهندسي مكانيك بسيار متنوع است و در نتيجه هم دانشجوي علاقه‌مند به كارهاي تئوريك مي‌تواند جذب اين رشته شده و در بخش‌هاي نظري و تئوري فعاليت كند و هم دانشجوي خلاق و علاقه‌مند به طراحي و ساخت وسايل و دستگاههاي مختلف مي‌تواند اين رشته را انتخاب نمايد. اما بدون شك يك مهندس مكانيك موفق كسي است كه به ياري دو بال علم و عمل پيشرفت كند. به همين خاطر من در دانشگاه ، دانشجويان را تشويق مي‌كنم كه پروژه‌هاي تحقيقاتيشان تلفيقي از كار تئوريك و عملي باشد.»

دانشجوي اين رشته بايد از نظر جسمي آمادگي كار در محيطهاي پرجمعيت و كارخانجات دور از شهر را داشته باشد.

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر:

امكان ادامه تحصيل در مقاطع كارشناسي ارشد و دكتراي تخصصي ميسر مي‌باشد. در دوره كارشناسي ارشد 32 واحد و در دوره دكترا 48 واحد درسي ارايه مي‌گردد.

رشته‌هاي مشابه و نزديك به اين رشته :

رشته مهندسي مكانيك به عنوان جامع‌ترين رشته مهندسي داراي دروس مشترك با اغلب رشته‌هاي مهندسي ديگر نظير مهندسي دريا ، مهندسي شيمي، مهندسي هوا فضا و ... مي‌باشد.

مصاحبه با دانشجوي مشغول به تحصيل :

مهندسي مكانيك جامع‌ترين رشته مهندسي است كه در آن با اصول اساسي طراحي تمامي سيستمهاي محيط پيرامون آشنا مي‌شويم . دروس اين رشته غالبا كاربردي بوده و در ارتباطي تنگاتنگ با دروس رياضيات و فيزيك است. دانشجوي اين رشته بايد فردي خلاق و داراي قدرت تجسم كافي باشد تا بتواند در طراحي مكانيزمها موفق باشد.

وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر :

دانش مكانيك دانش زندگي است . در هر مجتمع و كارگاه صنعتي نياز به فارغ‌التحصيلان اين رشته امري ضروري و مشهود است و با توجه به حركتهاي صنعتي اين چندساله اخير كشور مهندسين مكانيك بيش از پيش در گرداندن چرخ صنعت دخيل شده‌اند و راه همواره براي رشد و ترقي آنها گشاده است.

نكات تكميلي :

رشته مهندسي مكانيك داراي واحدهايي ملموس و كاربردي است ولي داشتن شناخت كافي نسبت به اين رشته قبل از انتخاب آن ضروري است. اغلب واحدهاي اين رشته داراي رياضيات ديفرانسيلي پيچيده و تجسم فيزيكي هستند كه منجر به سخت‌شدن اين واحدها مي‌شوند. ضمنا واحدهاي كارگاهي و فعاليت در واحدهاي توليدي نيز از ويژگي‌هاي اين رشته مي‌باشد كه داوطلبان آن را با محيطهاي صنعتي آشنا كرده و پيوند مي‌زند.

تحقیق درباره رشته مهندسی کامپیوتر

هدف

رشته مهندسي كامپيوتر كه به طراحي و ساخت اجزاي مختلف كامپيوتر مي پردازد، لذا اهميت بسيار زيادي در دنياي امروز برخوردار است. هدف از طي اين دوره تربيت كارشناساني است كه در زمينه تحليل، طراحي، ساخت و راه اندازي دستگاهها و مجموعه هاي سخت افزاري جديد، بررسي و شناخت مجموعه هاي سخت افزاري و نرم افزاري موجود، نگه داري، عيب يابي و تعمير و اصلاح و توسعه فعاليت كنند

طراحي، شبيه سازي، فرآوري، پردازش، سنجش، آموزش، ويرايش و ... همه مفاهيمي هستند كه با بالاترين دقت و در كوتاهترين مدت زمان ممكن در برنامه هاي نرم افزاري كامپيوتر انجام مي شوند. لذا هدف از اين رشته تربيت نيروي متخصص براي انجام امور فوق است

تواناييهاي فارغ التحصيلان فارغ التحصيلان اين مقطع، قابليتها و تواناييهاي زيادي دارند و چنانچه در مسير مناسب هدايت شوند، قادر خواهد بود مشكلات زيادي را حل كنند. برخي از اين تواناييها به شرح زير است:
1) بررسي و شناخت نرم افزارها و سخت افزارهاي جديد و به كارگيري آنها.
2) بررسي كمبودها و نيازهاي نرم افزاري و سخت افزاري بخشهاي صنعت و خدمات و تدوين نيازهاي آنها، امكان سنجي و تعيين ابزار و نيروي انساني لازم براي رفع كمبودها 3) تجزيه و تحليل سيستمهاي كوچك و متوسط نرم افزاري و سخت افزاري و ارائه راه حل مناسب براي اجراي آنها.
4) طراحي مجموعه هاي كوچك و متوسط نرم افزاري و سخت افزراي و توليد طرحهاي اجرايي براي انها5) اجراي طرحهاي كامپيوتري، نصب، آزمايش و آموزش آنها6) پشتيباني و نگه داري سيستمهاي نرم افزاري شامل شناسايي خطاها، رفع خطاها و افزودن امكانات جديد به سيستمها.
7) عيب يابي كامپيوترها و سيستمهاي كامپيوتري و رفع عيبها.
8) شناسايي فنون جديد طراحي و ساخت كامپيوتر و ارزيابي و به كارگيري آنها

تواناييهاي ذكر شده مربوط به كارشناسان نرم افزار و سخت افزار مي باشد، اما روشن است كه كارشناسان نرم افزار در محدوده مسائل نرم افزاري توانايي بيشتري دارند و برعكس كارشناسان سخت افزار در محدوده مسائل سخت افزاري از توانايي بيشتري برخوردارند.
ماهيت:

كامپيوتر داراي دو جزء متفاوت سخت افزار و نرم افزار است. اجزاء فيزيكي و قابل لمس كامپيوتر مانند مدارها و بردهاي الكترونيكي سخت افزار ناميده مي شوند.

نرم افزار جزء غيرقابل لمس كامپيوتر است. نرم افزار برنامه ها و داده هايي است كه به كامپيوتر فرمان مي دهند كه چه عملي را انجام دهد. يك مهندس نرم افزار ياد مي گيرد كه چگونه نرم افزارهاي بزرگ و عظيم را طراحي و برنامه ريزي كند، تست و ارزيابي نهايي نمايد و در نهايت مستند سازد.
پس بدين گونه نسبت كه يك تعميركار كامپيوتري يك مهندس سخت افزار و يك اپراتور كامپيوتر يك مهندس نرم افزار تلقي گردد.

"نرم افزار در حقيقت روح و جان كامپيوتر است كه به سخت افزار هويت مي بخشد و اصولاً به برنامه اي گفته مي شود كه براي به كارگيري سخت افزار ساخته شده باشد.

نرم افزارها را مي توان به دوره كلي دسته بندي كرد كه عبارتند از : نرم افزارهاي سيستمي و نرم افزارهاي كاربردي.
نرم افزراهاي سيستمي برنامه هايي هستند كه كامپيوتر براي فعال شدن يا سرويس دادن به آن نياز دارد و اين دليل از سوي سازندگان سيستم كامپيوتري عرضه مي شوند و مهمترين آنها سيستم عامل، برنامه هاي سودمند و مترجم هاي زبان مي باشد.

نرم افزارهاي كاربردي نيز برنامه هايي هستند كه كاربر يا خود آن ها را مي نويسد يا شركت هاي نرم افزاري آنها را تهيه كرده و براي فروش عرضه مي كنند. اين گونه برنامه ها معمولاً عموميت برنامه هاي سيستم را نداشته و براي زمينه هاي مختلف مهندسي، علمي، تجاري، آموزشي، تفريحي و يا طراحي نوشته مي شوند."

"مهندسي سخت افزار در مقطع ليسانس به مطالعه و بررسي طراحي سخت افزاري، كنترل سخت افزاري و شبكه هاي كامپيوتري مي پردازد. براي مثال يك مهندس سخت افزار مي تواند طراحي سخت افزاري كند كه با IC ها كار كند، با كامپيوتر كار كند و يا از دروازه هاي كامپيوتر استفاده نمايد و در نهايت مي تواند به طراحي مدارهاي مجتمع ديجيتالي بپردازد. كه البته به اين بخش از سخت افزار بيشتر در مقطع كارشناسي ارشد و دكتري پرداخته مي شود."
گرايش هاي مقطع ليسانس:

رشته مهندسي كامپيوتر در مقطع كارشناسي داراي دو گرايش سخت افزار و نرم افزار است كه البته اين دو گرايش در مقطع كارشناسي تفاوت قابل توجهي با يكديگر ندارند.

"گرايش سخت افزار در برگيرنده فعاليت هاي آموزشي، پژوهشي و صنعتي در خصوص قطعات، بردها، تجهيزات و در نهايت سيستم هاي كامپيوتري در مقياس هاي مختلف است و يكي از شاخه هاي مهم آن به نام معماري كامپيوتر (طراحي و ساخت كامپيوتر) مي باشد."

"هدف از گرايش نرم افزار كامپيوتر، آموزش و پژوهش در زمينه زبانهاي مختلف برنامه نويسي، سيستم هاي عامل مختلف و طراحي انواع الگوريتم ها مي باشد."

آينده شغلي، بازار كار، درآمد:

با توجه به گسترش روزافزون دنياي كامپيوتر امروزه بيش از هر زمان ديگري نياز به متخصصان كامپيوتر احساس مي شود. امروزه يك مهندس كامپيوتر اگر علاقمند به كار باشد، هيچ وقت با مشكل بيكاري روبه رو نمي شود. به خصوص مهندسين نرم افزار فرصت هاي شغلي بيشتري داشته و براي كاركردن نياز به امكانات و تجهيزات زيادي ندارند. فرصت هاي شغلي اين رشته به حدي گسترده و متعدد است كه نه تنها فارغ التحصيلان اين رشته به راحتي جذب بازار كار مي شوند بلكه دانشجويان دو سال آخر اين رشته نيز مي توانند وارد بازار كار شده و فعاليت كنند. براي مهندسين سخت افزار هم امكان كار در شركتهاي توليد كننده قطعات و دستگاهها و مراكز صنعتي – توليدي بسيار فراهم است و از نظر سطح درآمدي هم با توجه به دانش و پشتكار شخصي در حد قابل قبول و ايده آلي قرار دارند. از طرفي با توجه به استفاده روزافزون از شبكه اينترنت زمينه كار در اين موضوع نيز بسيار مهياست.
توانايي هاي جسمي، علمي، رواني و ... مورد نياز و قابل توصيه
توانايي علمي: يك مهندس كامپيوتر بايد سخت كوش و با پشتكار باشد چون رشته كامپيوتر رشته پويايي است و هميشه بايد اطلاعاتش به روز بوده و به دنبال فراگرفتن مطالب جديد باشد. مهندس كامپيوتر بايد پايه رياضي قوي داشته و توانايي اش در زمينه فيزيك خوب باشد. همچنين لازم است فردي خلاق باشد تا بتواند مسايل را از راههاي ابتكاري حل كند.
علاقمنديها: مهندس كامپيوتر نرم افزار و سخت افزار بايد به يادگيري و مطالعه علاقمند باشد تا پيشرفت در خور توجه داشته باشد. همچنين بايد از جستجو و كاوش در مدارها و ريزساختارها استقبال كند و به كار با كامپيوتر علاقه داشته باشد.

توانايي مالي: با توجه به توضيحات گفته شده داشتن يك دستگاه كامپيوتر براي يك مهندس كامپيوتر امري ضروري به نظر مي رسد ولي اين گونه نيست كه بدون داشتن كامپيوتر دانشجويان از ادامه تحصيل و پيشرفت باز بمانند.
وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر:
رشته كامپيوتر كه باعث جهاني شدن اطلاعات و ارتباطات شده است ، رشته روز و رشته آينده است تا جايي كه پيش بيني مي شود تا 10 سال ديگر در كشورهاي پيشرفته مردم همان قدر كه بر نيروي برق وابسته هستند به شبكه اينترنت وابسته خواهند شد. با توجه به توضيحات گفته شده روند رو به رشد استفاده از كامپيوتر در زندگي روزانه اشتغال و موقعيت كاري براي فارغ التحصيلان اين رشته فراهم است تا در قالب شركتهاي توليدكننده نرم افزار، شركتهاي توليدكننده قطعات، مراكز صنعتي – توليدي، شركتها و موسسات خدماتي، مراكز آموزشي و ... مشغول به كار شده و فعاليت كنند. با توجه به پيشرفت كند ايران نسبت به جامعه جهاني كامپيوتر در سالهاي اخير نياز به مهندسين خلاق و كوشا در اين زمينه كاملاً احساس مي شود.
روند رو به رشد استفاده از كامپيوتر در محافل عمومي و خصوصي، استفاده گسترده از شبكه اينترنت و زمينه هاي مرتبط با آن، فراهم آمدن شرايط آموزش و تجارت الكترونيك همه و همه دست به دست هم داده اند تا از اكنون چشم انداز روشني نسبت به آينده اين رشته وجود داشته باشد به نحوي كه فعالان در اين زمينه از آينده معلوم و مطمئني برخوردار خواهند بود. تنها نگراني به قسمت نرم افزار مربوط مي شود كه بايد مهندسان خلاق ايراني اقدام به تهيه نرم افزارهاي گوناگون و كارآمد كرده تا تنها مصرف كننده صرف نباشيم.
نكات تكميلي:

"بعضي از افراد تصور مي كنند كه مهندسي سخت افزار در حد يك تعميركار كامپيوتر است در حالي كه كار يك مهندس سخت افزار، تعمير يا نصب و راه اندازي كامپيوتر نيست. هر چند كه مي تواند چنين كاري را انجام دهد. در واقع كار يك مهندس سخت افزار، طراحي هاي سخت افزاري است و به همين دليل در دانشگاه دروسي مثل رياضيات و يا مدارهاي منطقي را مطالعه مي كند همچنين برخلاف تصور كساني كه يك اپراتور را در حد يك مهندس نرم افزار مي دانند، بايد گفت كه يك مهندس نرم افزار لازم است از دانش رياضي خوبي برخوردار باشد تا بتواند برنامه هاي كامپيوتري را طراحي كند و آنها را توسعه دهد. براي مثال بايد بتواند يك كار گرافيكي را از بنيان طراحي كند. كاري كه از عهده يك اپراتور بر نمي آيد. و به همين دليل ما معتقديم كه كلاسهاي آزاد آموزش كامپيوتر هيچ وقت نمي توانند يك مهندس كامپيوتر پرورش دهند.