مطالعه تجربي سايش ابزار و زبري سطح در فرزكاري مارپيچ سرعت‌بالاي فولاد D2

Experimental study of tool wear and surface roughness on high speed helical milling in D2 steel

با توجه به رشد فنّاوري در چند دهه گذشته، استفاده از فولادهاي سخت گسترش‌يافته است. ماشين‌كاري اين نوع فولادها به دليل خواص ذاتي آن‌ها، با چالش‌هاي زيادي مانند سايش شديد ابزار و افت كيفيت سوراخ همراه است؛ بنابراين، كنترل فرآيند در توليد قطعاتي از جنس اين فولادها از اهميت به سزايي برخوردار است. به همين منظور براي يافت شرايط مطلوب ماشين‌كاري، در پژوهش حاضر با استفاده از فرآيند فرزكاري مارپيچ، بر روي فولاد سخت‌كاري شده D2 سوراخ‌هايي ايجاد گرديد. فولاد D2 مورد آزمايش، تحت عمليات حرارتي خلا تا 52 راكول سي سخت گرديد. اينسرت‌هاي مورداستفاده از نوع كاربايدي با روكش TiCN انتخاب گرديدند. سرعت برشي به‌عنوان مهم‌ترين پارامتر روي سايش ابزار در 5 سطح تغيير داده شد. نرخ پيشروي و عمق برش نيز ثابت و به بزرگي 05/0 و 1/0 تنظيم شدند. هركدام از آزمايش‌ها 4 بار تكرار شد و درمجموع 20 آزمايش انجام گرفت. ماشين‌كاري در حالت خشك صورت گرفت. خروجي‌هاي مورد مطالعه شامل سايش ابزار و زبري سطح سوراخ بودند. سايش ابزار توسط ميكروسكوپ ابزارسازي اندازه‌گيري شد. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه با افزايش سرعت برشي در اين نوع فولاد سخت، زبري سطح كاهش مي‌يابد؛ اما در مقابل، سايش ابزار به مقدار قابل‌توجهي افزايش يافت.

Concerning the technology growth in the past few decades, the use of hard steels is expanded. Nevertheless, machining of this alloys Encounter with many challenges such as severe tool abrasion and low hole quality, because of their inherent nature. Therefore, process control directly related to the economy of the parts made of these steels and is important. In order to find optimal conditions for machining, in this study holes were created on the D2 steel by using helical milling process. D2 steel was hardened under vacuum heat treatment to 52 HRC. Carbide inserts with TiCN coating were selected. 5 level of cutting speed was considered as the main parameter affecting the tool wear. Feed rate and the cutting depth were constant at 0.05 and 0.1, respectively. Each of the experiments were repeated 4 times and 32 tests were performed, totally. Milling tests were performed under dry condition. Studied outputs were tool wear and hole surface roughness. Tool wear were measured by tool maker microscopy. The results showed that with increasing cutting speed, surface roughness decrease. In contrast, tool wear increased.