تأثير سختي قطعه كار و پارامترهاي برشي بر زبري سطح در سخت‌تراشي خشك فولاد ابزار سردكار X210Cr12

The effect of workpiece hardness and cutting parameters on surface roughness in dry hard turning of X210Cr12 cold tool steel

ماشين كاري فولادهاي سخت ويژگي‌ها و مشكلات خاص خود را دارد. با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در بكارگيري ابزارهاي برشي جديد، امكان براده‌‌برداري از فولادهاي سخت شده بوسيله فرآيندهايي چون تراشكاري و فرزكاري بوجود آمده است و امكان جايگزين كردن تراشكاري سخت به‌جاي برخي از فرآيندهاي سنگ‌زني وجود دارد. به عمليات تراشكاري روي قطعه‌كارهايي با سختي بالاي 45 راكول‌سي، سخت‌تراشي گفته مي‌شود. هدف از اين تحقيق، بررسي اثر سختي قطعه‌كار و پارامترهاي سرعت برشي و نرخ پيشروي بر زبري سطح در عمليات سخت‌تراشي فولاد ابزار سردكار X210Cr12 يا SPK در حالت خشك است. بدين منظور، قطعه‌كارهايي از جنس فولاد X210Cr12تحت عمليات حرارتي متفاوت قرار گرفت تا در محدوده سختتراشي قرار گيرد. سپس اين قطعه‌كارها با استفاده از ابزار برشي سي‌بي‌ان با پارامترهاي برشي متفاوت ماشينكاري و از لحاظ زبري سطح مقايسه شد. طراحي آزمايش‌ها بصورت كامل بوده و در مجموع، 36 آزمايش انجام شده است. طبق نتايج بدست آمده از آزمايش‌هاي تجربي و آناليز واريانس، نرخ پيشروي90.4% و سختي قطعه‌كار 8.3% بر زبري سطح تأثير داشته است. ميزان اثر سرعت برشي بر زبري سطح قطعه‌كار بسيار ناچيز است. افزايش نرخ پيشروي باعث افزايش زبري سطح شده است. با افزايش سختي قطعه‌كار تا 50 راكول‌سي، زبري سطح قطعه‌كار كاهش و با افزايش سختي از 50 تا 65 راكول‌سي، زبري سطح افزايش يافته است.

Machining of hard steels has its own problems. According to the recent advances in implementation of new cutting tools, the machining of hard steels with operations such as turning and milling is possible and it can be replaced with some grinding operations. Turning of workpieces with 45 HRC or upper hardness is called hard turning. The aim of this article is the investigation of the effect of workpiece hardness and cutting speed and feed rate parameters on surface roughness in hard turning of cold work tool steel X210Cr12 or SPK in dry condition. To achieve this goal, the workpieces of X210Cr12 steel were hardened with different heat treatment cycles such that their hardness lay in the hard turning range. Then the workpieces were machined with different cutting parameters using CBN tool and the resulted surface roughness were compared. Experimental tests were designed with full factorial method and totally 36 tests have been done. According to obtained results of experimental tests and analysis of variance, the effect of feed rate and workpiece hardness on surface roughness was 90.4% and 8.3%, respectively. The effect of cutting speed on surface roughness is negligible. Increasing the feed rate resulted in the upper surface roughness. Increasing the workpieces hardness to 50 HRC decreased surface roughness and increasing workpieces hardness from 50 to 65 HRC, increased surface roughness.