كليدواژه :
تراشكاري , ماشين كاري , ارتعاشات التراسونيك , عمر ابزار , دماي ماشين كاري , زبري سطح , سختي قطعه كار , فولاد AISI 4140
چكيده فارسي :
ماشينكاري قطعات سخت يكي از مهم‌ترين چالش هاي صنايع توليدي است. از اين رو روشهاي نويني به ماشينكاري سنتي افزوده شده است. ماشينكاري به كمك ارتعاشات التراسونيك از جمله اين روش ها است. مزاياي استفاده از ارتعاشات التراسونيك نسبت به ماشين كاري سنتي شامل كاهش نيروهاي ماشين كاري، كاهش سايش ابزار و اصطكاك، افزايش عمر ابزار، ايجاد شرايط برشي متناوب، افزايش قابليت ماشين كاري مواد سخت برش و غيره است. براي ارتعاش ابزار، يك هورن از جنس فولاد با فركانس تشديد 20633 هرتز توسط نرم افزار آباكوس تحليل و سپس ساخته شد. در اين مطالعه، اثرات پارامترهاي سرعت دوراني، نرخ پيشروي، شرايط ماشينكاري معمولي و ارتعاشي در سه سختي 15، 30 و 45 راكول سي مختلف براي قطعهكار بر دماي ماشينكاري، زبري سطح و فرسايش ابزار مورد ارزيابي قرار گرفت. طراحي آزمايشها به صورت فاكتوريل كامل بوده و در مجموع، 54 آزمايش انجام شد. نتايج نشان داد در سختي هاي بالاتر توسط اعمال ارتعاشات زبري سطح كاهش يافت. زبري سطح Ra)) در ماشينكاري به كمك ارتعاشات التراسونيك نسبت به ماشينكاري معمولي در پارامترهاي مختلف ماشينكاري تا حدود 36 درصد كمتر است. همچنين با افزايش سختي قطعه كار فرسايش ابزار بيشتر شده است كه توسط اعمال ارتعاشات التراسونيك اين فرسايش ابزار نسبت به حالت ماشين كاري معمولي كمتر است. علاوه بر اين دماي ماشين كاري در مجموع در سختي هاي بالاتر قطعه كار در حالت ارتعاشي حداكثر 15 درصد كمتر است. با اعمال ارتعاشات فرسايش ابزار در مجموع كاهش يافته است كه مي توان با انتخاب ابزار سرمتي و اعمال ارتعاشات شرايط فرسايش ابزار را در ماشينكاري فولاد 4140 AISI به حداقل رساند.
چكيده لاتين :
Machining of hard workpieces is one of the most important challenges of the manufacturing
industry. Hence, new methods were added to traditional machining. Ultrasonic vibration
machining is one of these methods. The advantages of using ultrasonic vibrations compared
to traditional machining include reducing machining forces, reducing tool wear and friction,
increasing tool life, creating intermittent cutting conditions, increasing surface quality, and
so on. To vibrate the tool, a horn with a resonant frequency of 20,633 Hz was analyzed by
Abacus software. In this study, the effects of cutting speed, feed rate, conventional machining
conditions, and vibration machining conditions at three different hardness of 15, 30, and 45
Rockwell C for the workpiece on surface roughness and tool wear were evaluated. The
experiments were designed at full factorial, and a total of 54 experiments were performed.
The results showed that at higher workpiece hardness by applying vibration the surface
roughness was reduced. The surface roughness (Ra) in machining by means of ultrasonic
vibrations is up to about 36% less than conventional machining in various machining
parameters. In addition, the temperature in vibration machining is lower about 15% at higher
stiffness of the workpiece. Also, with the increase in the hardness of the workpiece, the tool
wear was increased, which is less by applying ultrasonic vibrations. Also, by applying
vibrations, tool wear was reduced in total, which can be minimized by selecting cermet tools
and applying vibrations in 4140 AISI steel machining.
