بخشی از مقاله
بررسی پارامترهای ماشینکاری و تاثیر آن ها بر سایش ابزار و صافی سطح قطعه کار در عملیات تراشکاری
چکیده
امروزه برای بقای صنعت دو عامل افزایش عمر ابزار و کیفیت سطح قطعه کار با هزینه پایین یک امر ضروری می باشد. در این میان در فرایند ماشینکاری، این امر با انتخاب صحیح و هوشمندانه پارامترهای ماشینکاری امکان پذیر خواهد بود. مهم ترین پارامترها در فرایند تراشکاری به صورت پرداخت، پیشروی، سرعت برشی و عمق برش می باشد. معمولا منظور از کیفیت، بیشتر صافی سطح و تلرانس تولید مدنظر می باشد؟ هدف از این تحقیق بررسی سایش ابزار و تاثیر آن بر کیفیت سطح در فرایند تراشکاری می باشد؟ همچنین ارتباط بین سایش ابزار و صافی سطح قطعه کار با متغیرهای مستقل ماشینکاری مورد مطالعه قرار گرفته است؟ نتایج نشان داد که تغییرات سرعت برشی و پیشروی و عمق براده بر روی ناحیه سایش تاثیر مهمی داشته است.
واژه های کلیدیْ عمر ابزار، صافی سطح، نرخ پیشروی، سرعت برشی، عمق برش، سایش ابزار
-1 مقدمه پدیده سایش ابزار نتیجه عوامل مختلف فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی
در جریان عمل براده برداری می باشد که در ناحیه تماس بین ابزار و قطعه کار ایجاد می شود. سایش ابزار یکی از چالشهای اساسی در فرآیندهای ماشینکاری است. این پدیده به نوبه خود در کیفیت تمام شده سطح قطعه ماشینکاری شده، مدت زمان انجام فرآیند و هزینه تمام شده تاثیر به سزایی دارد. انتخاب صحیح متغیرهای برش مانند سرعت پیشروی، سرعت برشی و عمق برشی از پارامترهای مهم در هر فرآیند ماشین کاری است که به دلیل کاهش سایش ابزار و افزایش عمر آن به این موضوع توجه شده است. در عملیات تراشکاری یکی از پارامترهایی که بسیار مورد توجه قرار می گیرد عمر ابزار براده برداری می باشد. سایش ابزار تاثیر مستقیم بر عمر ابزار دارد وبه عبارتی عامل اصلی کاهش عمر ابزار، و باعث افزایش عمر مرده ماشینکاری می شود .[1]
-2 بررسی پارامترهای ماشینکاری سایش ابزار به پارامترهای مختلفی بستگی دارد بطوریکه با افزایش
مقدار پیشروی، درجه حرارت روی سطح ابزار افزایش یافته و سایش ابزار نیز افزایش می یابد و در نتیجه عمر ابزار کاهش می یابد . همچنن در اثر افزایش عمق برش نیز درجه حرارت روی سطح براده و آزاد ابزار افزایش یافته و در نتیجه سایش ابزار بالارفته و عمر ابزار کاهش می یابد. همچنین با افزایش مقدار پیشروی، ناهمواری سطح ماشینکاری بیشتر می شود و کیفیت سطح قطعه کار به سرعت پایین می آید.
حال برای اثبات این موضوع به نتایجی که توسط محمدرضا بهاری پور [2] بدست آمده میپردازیم.
جدول.1 پارامترهایی که برمیزان سایش ابزار و صافی سطح موثر هستند
متغیر های ابزار متغیرهای مستقل ماشینکاری متغیرهای وابسته
جنس ابزار سرعت برشی ارتعاش ابزار
سختی ابزار مقدار پیشروی درجه حرارت
هندسه لبه ابزار عمق برش نیروهای ماشینکاری
در شکل1 نشان داده شده است که با افزایش سرعت برش در ابتدا سایش ابزار کاهش یافته و در ادامه افزایش می یابد . با افزایش سرعت برشی بازده تراشکاری افزایش می یابد و در نتیجه در صورت نداشتن محدودیت تا حد امکان باید سرعت برشی را افزایش داد.
شکل.1 رابطه بین سرعت برشی و سایش ابزار
شکل2 نشان می دهد که با افزایش مقدار پیشروی، ناهمواری سطح ماشین کاری بیشتر می شود و کیفیت سطح قطعه کار به سرعت پایین می آید. دلیل آن افزایش نیروی برشی و خیز ابزار برشی است که منجر به کاهش صافی سطح قطعه کار می شود.
شکل.2 رابطه بین پیشروی و صافی سطح
(mm)پیشروی
شکل.4 رابطه بین پیشروی و عمق بار، با صافی سطح[2]
نمودار شکل های 5 و 6 تاثیر مقدار پیشروی بر صافی سطح را نشان می دهند. با بررسی شکل ها می توان نتیجه گرفت که در صورت ثابت نگه داشتن بقیه متغیرها، با افزایش مقدار پیشروی، صافی سطح افزایش می یابد.
شکل 3 و 4 به ترتیب ارتباط بین مقدار پیشروی و عمق بار با سایش ابزار، و صافی سطح را نشان میدهد . مشاهده می شود که با افزایش عمق برش، سایش ابزار بیشتر می شود، که دلیل آن افزایش درجه حرارت روی سطح آزاد و براده ابزار است.
(mm)پیشروی
شکل.3 رابطه بین پیشروی و عمق بار، با سایش ابزار
با افزایش مقدار پیشروی، صافی سطح قطعه کار به سرعت پایین می آید. دلیل آن این است که با افزایش پیشروی نیروی های برشی بیشتر شده و در نتیجه کیفیت سطح پایین می آید.
شکل.5 تاثیر مقدار پیشروی بر صافی سطح
شکل.6 تاثیر مقدار پیشروی بر صافی سطح
نمودار شکل های 7 و 8 تاثیر مقدار سرعت برشی بر صافی سطح را نشان می دهند. با بررسی شکل ها می توان نتیجه گرفت که در صورت ثابت نگه داشتن بقیه متغیرها، با افزایش سرعت برشی تا مقدار مشخصی، صافی سطح قطعه کار کاهش پیدا می کند ولی از آن مقدار به بعد با افزایش سرعت برشی، صافی سطح قطعه کار شروع به افزایش می نماید.
شکل.9 تاثیر مقدار عمق برش بر صافی سطح
شکل.7 تاثیر مقدار سرعت برشی بر صافی سطح
شکل.8 تاثیر مقدار سرعت برشی بر صافی سطح
نمودار شکل های 9 و 10 تاثیر مقدار عمق برش بر صافی سطح را نشان می دهند. با بررسی شکل ها می توان نتیجه گرفت که در صورت ثابت نگه داشتن بقیه متغیرها، با افزایش مقدار عمق برش تا محدوده ای، صافی سطح قطعه کار کاهش پیدا می کند ولی از آن مقدار به بعد با افزایش مقدار عمق برش، صافی سطح قطعه کار شروع به افزایش می نماید.[3]
شکل.10 تاثیر مقدار عمق برش بر صافی سطح
-3 نتیجه گیری
· دراثر افزایش عمق برش، درجه حرارت روی سطح براده و آزاد ابزار افزایش یافته و در نتیجه سایش ابزار را بالا برده و عمر ابزار را کاهش می دهد.
· با افزایش مقدار پیشروی، سایش ابزار افزایش می یابد. در اثر پیشروی درجه حرارت روی سطح ابزار افزایش می یابد و در نتیجه عمر ابزار کاهش می یابد.
· تاثیر مقدار پیشروی برصافی سطح با شیب بیشتری نسبت به سایش نتیجه می شود. با افزایش مقدار پیشروی ناهمواری سطح ماشینکاری بیشتر می شود و کیفیت سطح قطعه کار به سرعت پایین می آید. دلیل آن افزایش نیروی برشی و گریز ابزار است که منجر به کاهش صافی قطعه کار می شود.
· اثر عمق برشی بر صافی سطح ماشینکاری زیاد می باشد و به همین دلیل نمی توان عمق برش را زیاد نمود. بطوریکه با کاهش عمق برشی، صافی سطح بیشتر میشود.
· به طور کلی می توان گفت که شرایط ابزار با کاهش سرعت برشی، مقدار پیشروی و باردهی بهبود می یابد. همچنین با
