مطالعه تجربي تاثير خنك كاري كرايوژنيك بر روي عمرابزار و توان مصرفي دستگاه در تراشكاري فولاد 304

Experimental Study of Cryogenic Cooling Effect on Tool Wear and Power Consumption During Turning of AISI304

عملكرد سيالات برشي در ماشين كاري مواد مختلف به منظور بهبود كارايي و اثربخشي در هر فرآيند ماشين كاري حياتي است. هدف از انجام اين پژوهش بررسي تأثير استفاده از روش خنك كاري كرايژونيك بر روي عمرابزار و توان مصرفي دستگاه در فرآيند تراشكاري فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 است. بدين منظور سرعت برشي و زمان ماشين كاري هركدام در سه سطح به عنوان متغيرهاي مسئله انتخاب شدند. روش رويه پاسخ، با به كارگيري طرح مركب مركزي، به منظور برنامه ريزي و تحليل آزمايش هاي تجربي مورد استفاده قرار گرفت. ارتباط بين پارامترهاي ماشين كاري و متغيرهاي خروجي با استفاده از روش رويه پاسخ مدل سازي شدند. همچنين براي بررسي كفايت و مؤثر بودن مدل رياضي و متغيرهاي مربوطه، آناليز واريانس انجام شد. نتايج حاصله تطابق خوبي را بين مقادير اندازه گيري شده سايش ابزار و توان مصرفي دستگاه و مقادير پيش بيني شده مدل توسعه يافته نشان دادند. با استفاده از روش آناليز واريانس، مدل هاي رياضي مناسبي براي پاس خهاي خروجي با درنظر گرفتن ترم هاي موثر و مقادير P كمتر از 0/05 (سطح اطمينان 95 %) به دست آمدند. پس از انجام آزمايش هاي تجربي و تحليل و بررسي نتايج، مشخص گرديد استفاده از خنك كاري كرايژونيك در مقايسه با ماشين كاري خشك باعث كاهش سايش ابزار تا 5/ 67 % و كاهش توان مصرفي دستگاه تا 24 % مي شود.

Performance of cutting fluids in machining of different materials is critical importance in order to improve the efficiency of any machining process. The objective of this research is investigation the effects of cryogenic cooling on tool wear and power consumption in the turning process of AISI 304 austenitic stainless steel. Cutting speed and cutting time each at three levels were selected as cutting variables. Response surface methodology (RSM), employing a face-centered central composite design scheme, has been used to plan and analyze the experiments. The relationships between machining parameters and output variables were modeled using RSM. Analysis of variance (ANOVA) was performed to check the adequacy of the mathematical model and its respective variables. The results showed a good agreement between the measured tool wear and power consumption and predicted values obtained by developed models. Suitable mathematical models for the response outputs were obtained using the ANOVA technique, in which significant terms were chosen according to their p values less than 0.05 (95% of confidence interval). When experiments and analysis of results were done, it is observed that tool wear was decreased till 67.5% and power consumption was decreased till 24% in cryogenic cooling method when compared with dry machining.