مطالعه تجربي نيروي برش و دما در فرآيند ماشينكاري سوپرآلياژ پايه نيكل واسپالوي

Experimental Study of Cutting Force and Temperature in the Machining Process of Waspaloy

سوپرآلياژ واسپالوي يك نوع سوپرآلياژ پايه نيكل است و عمدتاً براي قطعات توربين‌ هواپيما، ديسك‌هاي كمپرسور و شفت‌ها استفاده مي‌شود. تراشكاري سوپرآلياژ واسپالوي مانند بسياري از سوپرآلياژهاي پايه نيكل در دماي محيط (تراشكاري مرسوم) دشوار است. در اين پژوهش با تغيير در پارامترهاي سرعت برشي و نرخ پيشروي، در عمق براده ثابت به بررسي نيروي برش و دماي ايجاد شده در ناحيه برش قطعه‌كار در فرآيند تراشكاري مورب سوپرآلياژ واسپالوي بدون مواد خنك كاري (ماشينكاري سنتي) پرداخته شد. سختي قطعه‌كار مورد آزمايش 3±382 ويكرز و قطر آن 25 ميلي‌متر بود. به منظور بررسي نيروي برش و دماي ناحيه برش از طراحي آزمايش عاملي كامل بدون تكرار استفاده شد و يك مدل رگرسيوني از عوامل تاثير گذار براي تخمين نيروي برشي ارائه گرديد. به طور خاص بيشترين تغييرات نيروي برشي در شرايطي كه سرعت برشي 1200 (rpm) و عمق براده0/3 (mm) بود با افزايش نرخ پيشروي از 14 به 42 (mm/min) اتفاق افتاد. همچنين با افزايش سرعت برشي و نرخ پيشروي در تمامي آزمايش‌ها دماي ماشينكاري افزايش يافت.

Waspaloy is a type of nickel-based superalloy that is mainly used in aircraft turbine parts, compressor disks, shafts, and turbine parts. Waspaloy, like many nickel-base superalloys, is difficult to a machine at room temperature (conventional machining). In this paperwork, the cutting force and temperature created in the cutting area of the workpiece by changing different cutting parameters: cutting speed, feed rate, and constant depth of cut, in the dry oblique turning process of Waspaloy investigated. The hardness of the tested workpiece was 382±3 Vickers. In order to investigate the cutting force and the temperature of the cutting area, a full factorial experiment design without repetition was used, and a regression model of the influencing factors was presented to estimate the cutting force. Specifically, by an increase in the feed rate from 14 to 42 (mm/min), the most cutting force change occurred when the cutting speed was 1200 (rpm) and the depth of cut was 0.3 (mm). Moreover, except in test 6, the machining temperature increased with the rise of cutting speed and feed rate in all experiments.