تاثير شرايط مختلف روان‌كاري روي زبري‌سطح فولاد آلياژي ۴۳۴۰ در فرآيند فرزكاري سخت

Effect of cutting fluid application on surface roughness in hard milling of 4340 alloyed steel

فولاد سخت‌كاري شده ???? به‌دليل ويژگي‌هاي خاص خود، كاربرد زيادي در صنعت دارد. ماشين‌كاري اين فولاد پس از انجام عمليات حرارتي سخت‌كاري، مي‌تواند باعث افزايش توليدپذيري، كاهش هزينه توليد و بهبود خواص قطعه‌كار شود. زبري سطح نهايي در فرآيند ماشين‌كاري، نقش مهمي را بر عملكرد قطعه ايفا كرده و مهم‌ترين شاخصه سطح ماشين‌كاري شده است. يكي از عوامل موثر بر سلامت سطح، استفاده از سيال برشي در ماشين‌كاري است كه علاوه بر جنبه‌هاي مثبت آن، داراي مشكلات زيست‌محيطي بوده و براي سلامت اپراتور خطرناك است. درنتيجه استفاده از روان‌كاري با حداقل سيال برشي به‌عنوان يك روش جايگزين مورد توجه مي‌باشد. در اين پژوهش، رابطه بين پارامترهاي فرزكاري و كيفيت سطح قطعه نهايي در فرزكاري فولاد سخت‌كاري شده ???? و در حضور سيستم‌هاي مختلف روان‌كاري شامل حالت خشك، تر و حداقل روانكار بررسي شده است. پارامترهاي سرعت برشي، نرخ پيشروي و عمق برش محوري و شعاعي، بهعنوان پارامترهاي اصلي فرآيند فرزكاري درنظرگرفته شده‌اند. روش طراحي آزمايش رويه پاسخ نيز براي بررسي اثر پارامتر‌ها روي زبريسطح، مورداستفاده قرارگرفت و در مجموع 90 آزمايش انجام شده است. نتايج نشان داد كه از بين پارامترهاي برشي، بهترتيب نرخ پيشروي و سرعت برشي بيشترين تاثير را روي زبري‌سطح داشته و زبري‌سطح با افزايش سرعت برشي و كاهش پيشروي كمتر شد. همچنين روان‌كاري با حداقل سيال برشي در مقايسه با ديگر روش‌ها بهترين عملكرد را از خود نشان داد و اثر آن در سرعت‌هاي برشي و عمق برشي بالا مشهودتر است.

AISI4340 hardened steel has vast functionality in industries. Hard machining of this steel has several benefits such as, higher productivity, lower production cost and improved workpiece properties. In machining operation, ultimate surface roughness is the most important characteristic of machined surface and plays an important role in workpiece life. One of the effective factors on surface integrity is cutting fluid used in machining operation which, in spite of its positive effects has health and environmental problems. As a result, using minimum quantity lubrication is considered as an alternative method. In the present study, relations between milling parameters and final surface quality in milling of AISI4340 hardened steel, in the presence of lubrication systems including; dry, wet and minimum quantity lubrication have been investigated. Cutting speed, feed rate, axial and radial depth of cut have been considered as main parameters of milling operation. Totally, 90 experiments have been done using response surface method to analyze the effects of process parameters on surface roughness. Results revealed that feed rate and cutting speed have the most influence on surface roughness. Also, higher values of cutting speed and lower values of feed rate are necessary to reduce surface roughness. In addition, compared to other lubrication methods, minimum quantity lubrication has the best performance in surface quality, especially in high cutting speed and depth of cut.