بررسي تجربي و شبيه سازي المان محدود درجه حرارت ابزار برش در فرآيند تراشكاري فولاد سخت كاري شده با استفاده از نانو سيال Sio2

Experimental and Finite Element Simulation of Cutting Tool Temperature During Hard Turning of Hardened Steel Using Sio2 Nano‐Fluid

در اين مقاله، تأثير استفاده از نانو سيالدياكسيد سيليكون (Sio2)بر روي درجه حرارت ابزار برش در تراشكاري فولاد سخت كاري شده 4340 با استفاده از روشهاي تجربي و شبيه سازي المان محدود، مورد مطالعه قرار گرفته است؛ بدين منظور ابتدا مدل المان محدود فرايند تراشكاري فولاد سخت كاري شده 4340در دو حالت خشك توسعه يافت و صحت نتايج آن از نظر نيرو و درجه حرارت، اعتبارسنجي شد. در ادامه طراحي آزمايش با هدف مطالعه تأثير كاربرد نانوسيال دي اكسيد سيليكون و غلظت آن بر درجه حرارت ابزار برش انجام شد و مجموعه اي از آزمونهاي تجربي و شبيه سازي هاي المان محدود متناسب با طراحي آزمايش انجام شده و نتايج آنها با يكديگر مقايسه شد. انطباق مناسبي بين نتايج تجربي و شبيه سازي المان محدود وجود دارد. بر اساس نتايج حاصل از اين پژوهش، استفاده از نانو سيال دي اكسيد سيليكون در فرآيند تراشكاري فولاد سخت كاري شده، به طور متوسط كاهش حدوداً 30درصدي درجه حرارت ابزار برشي را به همراه خواهد داشت. علاوه بر آن مشاهده شد كه افزايش غلظت ذرات نانو در سيال پايه منجر به كاهش جزئي درجه حرارت ابزار برش خواهد شد كه بيشترين ميزان كاهش در حدود 40درصد و در غلظت وزني 0/6 درصد اتفاق خواهد افتاد.

This paper studies the effects of soluble cutting fluid-based sio2 Nano-fluid on machining force in turning of hardened AISI 4340 tool steel. These influences, Moreover, are compared with the outputs of similar tests through dry. The obtained results showed 1% volume fraction of sio2 Nanoparticles added to soluble water as cutting fluid was considerably reduced machining force in comparison dry. The investigations indicated that sio2 Nano-fluid reduced machining force by 24% compared to the dry state Moreover, the results illustrated that the lowest machining force obtained in cutting speed 400 m/min, feed rate 0.1 mm/rev and cutting nanofluid.