تأثير اعمال گرماي القايي و ارتعاش فراصوتي بر كيفيت سطحي قطعه كار ماشينكاري شده و نيروي برش در تراشكاري هيبريدي فولاد سخت شده

The Application Effect of Induction Heat and Ultrasonic Vibrations on, Surface Quality and Cutting force of Machined Work piece in Hybrid Machining

مواد سخت ماشينكاري شونده­ اي مثل فولاد سخت شده و سوپر آلياژها بدليل خصوصيات فيزيكي نظير نرخ استحكام به وزن بالا، مقاومت به خوردگي عالي، مقاومت خزش و خستگي خوب و دماي كاري بالا، مواد شناخته شده و پركاربردي در صنعت هايي از جمله هوا-فضا، پزشكي، دريايي و غيره مي­باشد كه ماشينكاري آن­ها همواره از دغدغه­ هاي اصلي در كاربرد اين مواد بوده است. در اين مقاله قابليت ماشينكاري ماده CK45 سخت شده در 4 فرآيند تراشكاري سنتي، به كمك گرما­دهي القايي، به كمك ارتعاش فراصوتي و تراشكاري تركيبي گرم و فراصوتي تحت آزمايش و مقايسه قرار گرفته است. روش گرما­دهي در اين مقاله از نوع القايي مي ­باشد كه طراحي و ساخت آن هزينه بسيار پايين تري در مقايسه با تامين تجهيزات گرما­دهي ديگر از جمله ليزر يا قوس پلاسما و ايمني بالاتري در مقايسه با روش شعله آتش يا كوره المنتي دارد. نتيجه حاصله عبارت از اين است كه تراشكاري تركيبي گرمايي و فراصوتي بيشترين بهبود كيفيت سطح و كاهش نيروهاي برشي را در مقايسه با ديگر روش هاي مورد آزمون ارائه مي­ دهد. همچنين بررسي نحوه تشكيل براده نشان مي­دهد كه بيشترين تاثيرپذيري كيفيت سطح مربوط به تراشكاري تركيبي گرمايي و ارتعاش فراصوتي مي ­باشد.

Hard to cut materials such as hardened steel and super alloys are well known and popular in transportation, aerospace, marine and medical industries, due to their strength, high corrosion and fatigue resistance and high working temperature . However, their lowmachinability is one of the major problems in using them. In this article we examine machinability of the hardened CK45 steel in four processes including; conventional turning, hot turning, ultrasonic assisted turning and hot ultrasonic assisted turning as a hybrid machining. The results of these four processes are compared with each other. The heating technique is induction type which has much lower construction cost compared to other techniques such as laser beam and plasma arc. It has been illustrated in the present study that combining the heating technique with ultrasonic vibration has the most effect in improving surface quality and reducing cutting forces compared to other turning process. The chip formation under the heat and ultrasonic vibration and its influence on the surface quality have also shown that hybrid process has the most affection.