مطالعه تاثير استفاده از نانو سيال براي خنك كاري در فرآيند فرزكاري براي بهبود پارامترهاي ماشينكاري

Study the Effects of Nano Fluid as a Coolant in Milling Process for Improving Machining Parameters

هدف از اين پژوهش بررسي تاثير محلول نانوپودر در آب صابون براي خنك‌كاري قطعات توليدي در ماشين فرز و مقايسه آن با سيالات خنك‌كاري متداول است. يكي از مهمترين عوامل در عمليات ماشينكاري كه باعث كاهش عمر ابزار و تخريب كيفيت سطح مي‌شود دما و انتقال حرارت است. براي رفع اين مشكل از سيال خنك ساز و روانكار استفاده مي‌شود. ضريب هدايت حرارتي سيالات معمولي در عمليات ماشينكاري زياد نيست و براي افزايش ضريب هدايت حرارتي و همچنين بهبود خنك‌كاري از موادي با اندازه نانو در سيال خنك‌كننده استفاده شده است. اين امر باعث افزايش سرعت و كاهش زمان ماشينكاري شد و كيفيت سطح قطعه را بهبود بخشيد. در اين تحقيق از نانوسيال آب صابون كه از اضافه كردن نانو ذرات مس با خلوص 99 درصد با نام تجاريOHFC به‌دست آمده است، براي عمليات ماشينكاري استفاده شده است. در اين آزمايش سه عامل سرعت دوراني، سرعت پيشروي و عمق براده برداري در سه حالت خشك، آب صابون معمولي و نانوسيال، به‌عنوان متغيرهاي آزمايش در نظر گرفته شده است و در نهايت دماي كاري و كيفيت سطح مورد بررسي قرار گرفته است. مقايسه نتايج به‌دست آمده از آزمايشها در حالتهاي مختلف نشانگر افزايش نرخ انتقال حرارت و بهبود كيفيت سطح در اثر استفاده از نانوسيال است. اين پديده‌ها عمر ابزار و بازده را افزايش مي‌دهد.

The aim of this research work is to evaluate the effects of coolant including nano- powder material for the cooling purpose in milling process and comparing the results with the conventional coolant. Generation heat and weak heat transfer reduces the tool life and also deteriorate surface roughness during milling operation. To overcome this problem, it is necessary to use coolant for cooling as well as lubrication purposes. Due to limited heat removal rate from the work piece through the conventional coolant, some nano powder material is added to coolant, to improve the heat transfer coefficient. The added nano powder also increases machinability, decreases production time and improve surface roughness. In this paper nano fluid of copper with 99 percent purity added to Z1 coolant for machining of St37 work piece in milling machine. In this research, some factors such as rotational speed, feed and depth of cut in the three states of machining, with different coolant including Z1 and nano fluid and dry condition were investigated and finally temperature of machined work piece and its surface quality were evaluated. By comparing the obtained results it is evident that the heat removal rate and surface quality in the case of nano fluid are improved and furthermore the tool life as well as machining efficiency increases.