تأثیر استراتژی‌های مختلف ایجاد سوراخ روی فولاد آلیاژی سخت

103 صفحه فايل word

قابل ويرايش

چکیده

سوراخ‌کاری به دلیل کاربرد بسیار در صنایع هوافضا، نفت، گاز و صنایع نظامی از اهمیت بالایی برخوردار است. به‌طوری‌که در بعضی از کشورهای صنعتی نزدیک به نیمی از ماشین‌کاری‌های صورت گرفته بر قطعات را سوراخ­کاری تشکیل می­دهد. برای ایجاد سوراخ باکیفیت سطح و دقت بالا فاکتورهای بسیاری تأثیرگذار هستند که یکی از مهم‌ترین این فاکتور­ها، روش ایجاد سوراخ می‌باشد. امروزه روش‌های مختلفی برای ایجاد سوراخ وجود دارد که هرکدام در نحوه براده برداری و درگیری ابزار با قطعه کار با یکدیگر متفاوت هستند. این تفاوت در نحوه ورود، درگیری و براده برداری، باعث تأثیرگذاری بر بسیاری از مشخصه‌های کیفیت سطح همچون زبری سطح، تلرانس ابعادی و هندسی و نیروی ماشین‌کاری می‌شود.

در این تحقیق سعی شده است تا با بررسی تجربی استراتژی­های ایجاد سوراخ در فولاد سخت D2 AISI، بهترین استراتژی برای ایجاد سوراخ و بهینه‌ترین پارامترهای برشی تعیین شود. به همین منظور در این پژوهش، تأثیر چهار استراتژی سوراخ‌کاری شامل فرزکاری مارپیچ، فرزکاری پروفایل، سوراخ‌کاری معمولی و سوراخ‌کاری با پیش مته بر مشخصه‌های کیفی سوراخ موردبررسی قرار گرفت. روش طراحی آزمایش فاکتوریل کامل به‌منظور بررسی اثر پارامترهای برشی شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش روی خروجی‌های نیروی ماشین‌کاری، زبری سطح و تلرانس‌های ابعادی و هندسی سوراخ به کار گرفته شد.

نتایج نشان داد که میانگین نیروهای ماشین­کاری به‌دست‌آمده درروش فرزکاری پروفایل نسبت به سایر روش‌های سوراخ‌کاری کمترین است. همچنین نیروی ماشین‌کاری سوراخ‌کاری معمولی بیشتر از سایر روش‌ها به دست آمد و دلیل اصلی اختلاف نیروی ماشین‌کاری با روش سوراخ‌کاری با پیش مته حجم بالای براده برداری در این روش است. در میان تمامی استراتژی‌های سوراخ‌کاری، استراتژی فرزکاری مارپیچ کمترین میزان زبری سطح را به وجود آورد. کم‌ترین مقدار زبری سطح به‌دست‌آمده در این روش در سرعت برشی (mm/min) 110، پیشروی (mm/tooth) 0.05 و عمق برش (mm) 0.15 به دست آمد.

تلرانس ابعادی به‌دست‌آمده در فرزکاری مارپیچ بسته‌تر از سایر روش‌های سوراخ‌کاری مشاهده شد. بازه تلرانسی به‌دست‌آمده در این روش بازه بین 9.975- 10.039 میکرومتر را شامل شد که نشان دهنده دقت ابعادی بالای این روش نسبت به سایر روش‌های سوراخ‌کاری است. کمترین مقدار تلرانس استوانه­ای در استراتژی فرزکاری پروفایل و در سرعت برشی(mm/min) 110، پیشروی 0.03 (mm/tooth) و عمق برش (mm) 0.3 به دست آمد. سوراخ­کاری معمولی بازه خطای تلرانس استوانه‌ای 0.0274- 0.0736 را شامل شد و بیشترین بازه خطا را در بین تمامی استراتژی­های سوراخ‌کاری دارا بود. بیشترین مقدار خطای تلرانس استوانه‌ای در سرعت برشی (mm/min) 10 پیشروی (mm/tooth) 0.05 ایجاد شد. همچنین تلرانس گردی به‌دست‌آمده درروش فرزکاری پروفایل بسته‌تر از سایر استراتژی­های سوراخ­کاری است. دلیل بسته‌تر بودن تلرانس گردی فرزکاری پروفایل نسبت به فرزکاری مارپیچ خطای میان یابی کمتر این روش نسبت به فرزکاری مارپیچ است.

کلمات کلیدی

استراتژی­های سوراخ­کاری، فولاد سخت AISI D2، تلرانس­های هندسی و ابعادی، زبری سطح، نیروی ماشین­کاری، پارامتر­های ماشین­کاری