بررسي تاثير ارتعاشات و سايش ابزار بر توپوگرافي سطح قطعه‌كار در ماشينكاري آلياژ تيتانيوم Ti6Al4V با استفاده از رويه نگاري ليزري سطح

Effect of cutting tool vibration and tool wear on the surface topography of workpiece while machining Ti6Al4V Titanium alloy using laser profilometry

ارتعاشات بين ابزار و قطعه‌كار و همچنين سايش ابزار، به سبب تاثير مخرب آنها بر بافت و كيفيت سطح، پديده‌هايي نامطلوب در فرآيند ماشين‌كاري محسوب مي شوند. در ماشين‌كاري آلياژهاي تيتانيوم به سبب واكنش پذيري بالا، ضريب هدايت حرارتي پايين و مـدول‌‌‌‌‌‌‌‌الاستيسيته نسبتاً پايين اين ماده، مشكل تخريب بافت سطح حادتر است. در اين تحقيق، تاثير ارتعاشات و سايش ابزار بر توپوگرافي سطح قطعه‌كار آلياژ تيتانيومTi6Al4V در فرآيند تراشكاري خشك، مورد بررسي قرار گرفته است. در انجام آزمايش-هاي براده‌برداري، با تغيير سطح ارتعاشات ابزار در دو راستاي مماسي و پيشروي، تاثير ارتعاشات بر توپوگرافي سطح مورد بررسي قرار گرفته است. تغيير ارتعاشات ابزار در راستاي مماسي با استفاده از افزايش طول تعليق ابزار و تغيير سطح ارتعاشات در راستاي پيشروي توسط روتراشي قطعه طويل انجام شده است. اندازه‌گيري ارتعاشات توسط سنسورهاي شتاب‌سنج نصب شده بر روي بدنه ابزارگير صورت گرفته است. نتايج حاصل از آزمايش تاثير ارتعاشات مماسي بر توپوگرافي سطح قطعه‌كار نشان داد افزايش ارتعاشات مماسي ابزار موجب افزايش تخريب توپوگرافي سطح مي‌شود. نتايج حاصل از بررسي تاثير سايش ابزار بر ارتعاشات و بافت سطح نشان داد افزايش ارتعاشات ناشي از سايش سطح آزاد موجب بي نظمي بافت سطح وكاهش كيفيت آن مي‌شود. استفاده از فن آوري رويه‌نگاري ليزري سه بعدي در ارزيابي بافت سطح ماشين‌كاري، اطلاعات جامع-تري در مقايسه با روشهاي اندازه‌گيري دوبعديِ متداول ارائه مي‌دهد.

Some undesirable phenomena in the machining process include vibrations between the cutting tool and the workpiece as well as tool wear due to the destructive effect of vibrations on the surface quality. In machining of titanium alloys, the deterioration of the surface is more critical due to such properties as low modulus of elasticity, low thermal conductivity, and high chemical reactivity. This study has investigated the effect of vibration and flank wear on the surface topography of Ti6Al4V titanium alloy in the process of dry turning. Variation of induced tangential vibration is conducted by increasing tool overhang and the induced feed vibration is conducted by longitudinal turning of a slender part. The results of the investigation of the effect of vibrations on the surface topography of the workpiece show that the increasing of tangential vibration increases the deterioration of surface topography. In addition, study on the effect of tool wear indicates that vibrations resulting from tool wear increase the irregularities on the topography of the surface. Application of laser profilometry for the evaluation of machined surface textures provides more comprehensive information than the traditional two-dimensional measurement.