تأثیر اعمال گرمای القایی و ارتعاش فراصوتی بر کیفیت سطحی قطعه‌کار ماشینکاری شده و نیروی برش در تراشکاری هیبریدی فولاد سخت شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

مواد سخت ماشینکاری شونده­ای مثل فولاد سخت شده و سوپر آلیاژها بدلیل خصوصیات فیزیکی نظیر نرخ استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی عالی، مقاومت خزش و خستگی خوب و دمای کاری بالا، مواد شناخته شده و پرکاربردی در صنعت هایی از جمله هوا-فضا، پزشکی، دریایی و غیره می­باشد که ماشینکاری آن­ها همواره از دغدغه­های اصلی در کاربرد این مواد بوده است. در این مقاله قابلیت ماشینکاری ماده CK45  سخت شده در 4 فرآیند تراشکاری سنتی، به کمک گرما­دهی القایی، به کمک ارتعاش فراصوتی و تراشکاری ترکیبی گرم و فراصوتی تحت آزمایش و مقایسه قرار گرفته است. روش گرما­دهی در این مقاله از نوع القایی می­باشد که طراحی و ساخت آن هزینه بسیار پایین تری در مقایسه با تامین تجهیزات گرما­دهی دیگر از جمله لیزر یا قوس پلاسما و ایمنی بالاتری در مقایسه با روش شعله آتش یا کوره المنتی دارد. نتیجه حاصله عبارت از این است که تراشکاری ترکیبی گرمایی و فراصوتی بیشترین بهبود کیفیت سطح و کاهش نیروهای برشی را در مقایسه با دیگر روش های مورد آزمون ارائه می­دهد. همچنین بررسی نحوه تشکیل براده نشان می­دهد که بیشترین تاثیرپذیری کیفیت سطح مربوط به تراشکاری ترکیبی گرمایی و ارتعاش فراصوتی می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Rahim‌ , Warap N. and Mohid Z., Thermal-Assisted Machining of Nickel-based Alloy, Chapter1. Advanced Machining Research Group, University Tun Hussein Onn Malaysia, Parit Raja, Batu Pahat, Johor, Malaysia, 2015.
  • میرمحمدصادقی ا. و امیرآبادی ح.، بررسی فرآیند ماشین‌کاری هیبریدی سوپرآلیاژ اینکونل 718 به‌کمک جت سیال پرفشار و بهینه‌سازی چندهدفه پارامترهای فرآیند. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 49، ش. 1، 1398.
  • Takeyama, H., and S. Kato. "Burrless drilling by means of ultrasonic vibration." CIRP annals 40.1 pp. 83-86, 1991.
  • Lei S. and fefferkorn F., A REVIEW OF THERMALLY ASSISTED MACHINING. Proceedings of the 2007 International Manufacturing Science and Engineering Conference MSEC2007, Atlanta, Georgia, USA, 2007.
  • Przestacki1 D. and Jankowiak M., Surface roughness analysis after laser assisted machining of hard to cut materials, 14th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, Journal of Physics: Conference Series 483, 2014.
  • Lucia O., Maussion P., Dede E.J. and Burdio J., Induction Heating Technology and Its Applications: Past Developments, Current Technology, and Future Challenges. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, vol. 61, pp. 2509-2520, 2013.
  • Farahnakian M., Razfar M. and Biglari F., Analytical and experimental modeling of cutting force in plasma assisted turning of hardened steel, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 1, pp. 108-116, 2015.
  • Ahmed , A. Mitrofanov V., Babitsky V.I. and Silberschmidt V.V., Analysis of forces in ultrasonically assisted turning. Journal of Sound and Vibration, Vol. 38(3-5), pp. 845-854, 2007.
  • Sharma V. and Pandey P.M., RECENT ADVANCES IN ULTRASONIC ASSISTED TURNING: A STEP TOWARDS SUSTAINABILITY, Cogent Engineering 3.1, 2016.
  • Panjehpour, M.R.S. Yazdi, and R. Shoja-Razavi, An experimental investigation of pulsed laser-assisted machining of AISI 52100 steel. Optics & Laser Technology, Vol. 63, pp. 137-143, 2014.
  • Muhammad R., Maurotto A., Roy A. and Silberschmidt V., Hot ultrasonically assisted turning of β-Ti alloy. 5th CIRP Conference on High Performance Cutting. 2012, p. 336-341.
  • Farahnakian M. and Razfar M.R., Experimental study on hybrid ultrasonic and plasma aided turning of hardened steel AISI 4140. Materials and Manufacturing Processes, Vol. 29, 5, pp. 550-55, 2014.
  • Xavierarockiaraj S. and Kuppan P., Influence of Process Parameters on Surface Temperature during Laser Assisted Preheating of SKD 11 Steel based on Response Surface Methodology. Materials Today: Proceedings, Vol. 5, No. 5, pp. 13451-13458, 2018.
  • Rudnev V. and Totten G.E., Theoretical Background from: Handbook of Induction Heating CRC Press. Chapter 3, pp. 95-103, 2017.
  • Mohammed K.A., Abdulhameed J.J. and Al-Ameen E.S., The Effectiveness of Hot machining process for the Machinability of Hard to cut materials: A REVIEW. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, Iraq,
  • Adina C.E., Sabin P.M., Stefan S., Dan P., Virgil V.O. and Ioan J.C., Ultrasonic Assisted Machining for Hard-to-Cut Materials. In Applied Mechanics and Materials. 2015.
  • https://steelselector.sij.si/steels/CK45.html
  • https://www.denitool.com/en/insert-details/vcgt-160404-fn-250-dx30.html
  • Parida A.K. and Maity K., Modeling of machining parameters affecting flank wear and surface roughness in hot turning of Monel-400 using response surface methodology (RSM). Measurement, Vol. 137, pp. 375-381, 2019.
  • Adamczak S., Zmarzły P. and Janecki D., THEORETICAL AND PRACTICAL INVESTIGATIONS OF V-BLOCK WAVINESS MEASUREMENT OF CYLINDRICAL PARTS, Metrol. Meas. Syst., Vol. 22, No. 2, pp. 181–192, 2015.
  • Paulo Davim J., Traditional machining processes: Research Advances. In Springer International Publishing (Ed.), Innovative computational intelligence, 55-96, AG Switzerland, 2014.
  • محمد مهدی ابوترابی، عارف سلیمی نیا. "تأثیر عملیات تبریدی روی ابزار برشی بر زبری سطح و سایش ابزار در ماشینکاری فولاد زنگ‌نزن 304". مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 51، ش. 3، 1400.
  • مجید امیری، شهرام یوسفی. "مطالعه تجربی و بهینه‌سازی ماشینکاری تخلیه الکتریکی بر روی آلیاژ Al 7075 با استفاده از روش تاگوچی- گری". مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 46، ش. 5،
  • Adamczak S., Zmarzły P. and Janecki D., THEORETICAL AND PRACTICAL INVESTIGATIONS OF V-BLOCK WAVINESS MEASUREMENT OF CYLINDRICAL PARTS, Metrol. Meas. Syst., 22, No. 2, pp. 181–192, 2015.
  • Shunmugavel M., Goldberg M., Polishetty A., Nomani J., Sun S. and Littlefair G., Chip formation characteristics of selective laser melted Ti–6Al–4V, AustrAliAn JournAl of MechAnicAl engineering,
  • Liu Y., Agmell M., Xu D., Ahadi A., Stahl J. and Zhou J., Numerical contribution to segmented chip effect on residual stress distribution in orthogonal cutting of Inconel718, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 109:993–1005, 2020.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار