تحلیل عددی و تجربی فرایند ماشینکاری متعامد با در نظر گرفتن سیستم خنک کاری برودتی

عنوان                                                                                                                               صفحه

فصل اول : مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………..  1

فصل دوم : پایه های نظری و پیشینه پژوهش……………………………………………………………………………………………  5

2-1 پایه های نظری……………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

        2-1-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………..  6

        2-1-2  اهميت دما و ايجاد حرارت در فرايند براده برداري………………………………………………………….   6

        2-1-3 منابع حرارت در فرايند براده برداري…………………………………………………………………………………   7

             2-1-3-1 منطقه برش (q₁)……………………………………………………………………………………………………   7

             2-1-3-2 منطقه بين ابزار و براده (q₂)…………………………………………………………………………………  10

             2-1-3-3 منطقه بين ابزار قطعه كار (q₃)…………………………………………………………………………….  11

        2-1-4 توزيع حرار ت در ابزار برش………………………………………………………………………………………………  11

        2-1-5 حرارت توليد شده در ماده براده برداري……………………………………………………………………………. 12

2-2 پیشینه پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………………………..13

     2-2-1 توليد حرارت و تغييرات دما در فرايند ماشينكاري…………………………………………………………………13

      2-2-2 توليد گرما……………………………………………………………………………………………………………………………….14

      2-2-3 مدل انتقال گرما……………………………………………………………………………………………………………………..14

      2-2-4 توزیع دما………………………………………………………………………………………………………………………………..15

        2-2-5 تعيين دما در محل تماس ابزار- براده………………………………………………………………………………….16

        2-2-6 بهبود و بهتر كردن قابليت شكست براده به وسيله خنك كاري برودتي……………………………..17

       2-2-7 نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………….18

فصل سوم: مواد و روش ها………………………………………………………………………………………………………………………….19

3-1 تحليل عددي……………………………………………………………………………………………………………………………………………..20

              3-1-1 مدلسازي ماشينكاري متعامد در نرم افزارABAQUS  ………………………………………………20

              3-1-2 تعيين خواص مواد………………………………………………………………………………………………………..20

              3-1-3 تماس بين قطعه کار وابزار……………………………………………………………………………………………21

              3-1-4 شرايط مرزي ابزار و قطعه كار………………………………………………………………………………………22

              3-1-5 مش زني سازگار………………………………………………………………………………………………………..  22

3-2 تحليل تجربي ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 24

             3-2-1 مواد اوليه…………………………………………………………………………………………………………………………  24

             3-2-2 مراحل انجام آزمایشات………………………………………………………………………………………………….  25

                 3-2-2-1 شرایط ماشينكاري برودتي…………………………………………………………………………………… 25

                        3-2-2-1-1 تغییرات در ابزارگير …………………………………………………………………………….  26

                 3-2-2-2 شرایط ماشينكاري خشك…………………………………………………………………………………..  28

3-3 نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

فصل چهارم: نتايج و بحث………………………………………………………………………………………………………………………….29

      4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….30

      4-2 بررسي صحت مدلسازي انجام شده در اين پژوهش…………………………………………………………………..30

      4-3 شكل گيري براده…………………………………………………………………………………………….………………………….35

      4-4 بررسي اعمال تنش در شكل گيري براده………………………………………………………..………………………….35

      4-5 نتايج حاصل از توزيع دما در قطعه كار……………………………………………………………………………………….44

      4-6 قابليت شكست براده ………………………………………………………………………………………………………………….51

      4-7 بررسي و تحليل نتايج با استفاده از كرنش پلاستيكي معادل PEEQ……………………………………….53

      4-8 آزمایش نیرو……………………………………………………………………………………………………………………………………58

فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات…………………………………………………………………………………………………….59

  5-1نتايج …………………………………………………………………………………………………………………………………………………60

  5-2 پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………..61

منابع ومآخذ…………………………………………………………………………………………………………………………………………………62

                                                  فهرست شكل ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

شكل2-1) منابع اصلي حرارت در براده برداري……………………………………………………………………………………………7

شكل 2-2) توزيع حرارت …………………………………………………………………………………………………………………………..11

شكل2-3) توزيع دما در ابزار و قطعه كار در برش متعامد…………………………………………………………………………12

شكل2-4) مقايسه براده  فولاد 1020  الف ) ماشينكاري برودتي ب) ماشينكاري خشك ……………………..14

شكل2-5) منبع گرما و شرايط مرزي براي مدل ………………………………………………………………………………………15

شكل2-6) توزيع دما ………………………………………………………………………………………………………………………………….15

شكل 2-7) قابليت شكست براده به وسيله خنك كاري برودتي……………………………………………………………….17

شکل 3-1) فلاکس نیتروژن مایع……………………………………………………………………………………………………………….26

شکل3-2) برفک زدن هلدر………………………………………………………………………………………………………………………. 26

شكل3-3) مجرای عبور سیال برودتی در ابزار گیر…………………………………………………………………………………….27

شكل3-4) ابزارگیر بعد از سوراخکاری و اتصال بستها……………………………………………………………………………….28

شكل 4- 1)نحوه شكل گيري براده و توزيع دما………………………………………………………………………………………..34

شكل 4-2-1) توزيع تنش در ماشينكاري برودتي با سرعت (m/min)47  …………………………………………..36

شكل 4-2-2) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  …………………………………………….37

شكل 4-2-3) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min)47  ………………………………………………37

شكل 4-2-4) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min)47  ………………………………………………38

شكل 4-2-5) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  …………………………………………….39

شكل 4-2-6) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  ……………………………………………..40

شكل 4-2-7) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  …………………………………………….41

شكل 4-2-8) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min)47  ………………………………………………41

شكل 4-2-9) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  …………………………………………….42

شكل 4-2-10) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  …………………………………………..43

شكل 4-3) توزيع دما ماشينكاري خشك با سرعت  (m/min) 47  ……………………………………………………..44

شكل 4-4) توزيع دما ماشينكاري خشك از مرحله (1 تا 6)  با سرعت  (m/min) 47  ………………………45

شكل 4-5) توزيع دما تجربي ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  ………………………………………..46

شكل 4-6) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  ………………………………………………….47

شكل 4-7) توزيع دما ماشينكاري برودتی از مرحله (1 تا 6)  با سرعت  (m/min) 47  ……………………..48

شكل 4-8) توزيع تنش ماشينكاري برودتي با سرعت  (m/min) 47  ………………………………………………….49

شكل 4-9) نتايج تجربي قابليت شكست براده به وسيله خنك كاري برودتي………………………………………….51

شكل 4-10) ماشينكاري برودتي با سرعت (m/min) 47  ……………………………………………………………………52

شكل 4-11) ماشينكاري برودتي با سرعت (m/min) 65  ……………………………………………………………………52

شكل 4-12) ماشينكاري خشك با سرعت (m/min) 47  …………………………………………………………………….52

شكل 4-13) ماشينكاري خشك با سرعت (m/min) 65  …………………………………………………………………….52

شكل 4-14) توزيع كرنش پلاستيكي معادل از مرحله (1 تا 4)  …………………………………………………………….53

شكل 4-15) توزيع كرنش پلاستيكي معادل از مرحله (5تا8)  ……………………………………………………………….54

شكل 4-16) توزيع كرنش پلاستيكي معادل از مرحله (9 تا 14)  ………………………………………………………….55