نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی اثر پارامترهای تراشکاری و خنک کاری بر دقت ابعادی، کیفیت سطح و میزان فرسایش ابزار در تراشکاری فولاد VCN150 با ابزار CBN

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
نیما راسخ صالح 1
حسین حاج حبیب یزدی 1
نسیم نایب پاشایی 2
1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق
2 دانشگاه تربیت مدرس
10.22034/issst.2024.719120
چکیده
ماشینکاری به عنوان یکی از فرآیندهای کلیدی در تولید قطعات صنعتی، همواره در معرض تحولات و بهبودهای مستمر بوده است. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در این زمینه، دستیابی به تعادل بین سرعت ماشینکاری، دقت ابعادی و عمر ابزار است. این پژوهش با هدف بهینه‌سازی پارامترهای تراشکاری پرسرعت فولاد VCN150 با استفاده از ابزار CBN به منظور دستیابی به بالاترین سرعت برش ممکن در ماشین آلات سنتی مرسوم بدون کاهش دقت ابعادی انجام شد. با هدف افزایش طول عمر ابزار، تأثیر دو روش خنک‌کاری با هوای فشرده و خنک‌کاری خشک، بر میزان فرسایش لبه برنده ابزار مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای سرعت برشی در بازه 100 تا 500 متر بر دقیقه، سرعت پیشروی در بازه 4/0 تا 2 میلی‌متر بر دور و عمق برش در بازه 25/0 تا 75/0میلی‌متر مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش عمق برش باعث کاهش زمان ماشینکاری می‌شود، اما می‌تواند به تشکیل لبه‌های تیز و کاهش کیفیت سطح منجر شود. کم‌ترین زمان ماشینکاری در سرعت برشی 450 متر بر دقیقه، سرعت پیشروی 2 میلی‌متر بر دور و عمق برش 75/0 میلی‌متر حاصل شد که در این شرایط، اختلاف ابعادی نسبت به مقدار طراحی شده بیش‌‌تر بود. کم‌ترین اختلاف ابعادی در سرعت برشی 100 متر بر دقیقه، سرعت پیشروی 1 میلی‌متر بر دور و عمق برش 75/0 میلی‌متر اندازه گیری شد که با افزایش قابل توجه زمان ماشینکاری همراه بود. نتایج نشان داد که میزان فرسایش لبه برنده ابزار در روش خنک‌کاری با هوای فشرده به طور قابل توجهی کمتر از روش خنک‌کاری خشک است.
کلیدواژه‌ها
ماشینکاری پر سرعت
فولاد VCN150
دقت ابعادی
کیفیت سطح
سایش ابزار

موضوعات

  1. H. Demirpolat, R. Binali, AD. Patange, SS. Pardeshi, S.Gnanasekaran, “Comparison of tool wear, surface roughness, cutting forces, tool tip temperature, and chip shape during sustainable turning of bearing steel”. Materials. 16(12)(2023):4408.
  2. S.Amini, M. H. Fatemi, and R. Atefi. "High speed turning of Inconel 718 using ceramic and carbide cutting tools." Arabian Journal for Science and Engineering 39 (2014): 2323-2330.
  3. G.Hernández, L. Wilfredo, et al. "Selection of machining parameters using a correlative study of cutting tool wear in high-speed turning of AISI 1045 steel." Journal of Manufacturing and Materials Processing 2.4 (2018): 66.
  4. E.Baburaj, K. M. Mohana Sundaram, and P. Senthil. "Effect of high speed turning operation on surface roughness of hybrid metal matrix (Al-SiC p-fly ash) composite." Journal of Mechanical Science and Technology 30 (2016): 89-95.
  5. محبی، علیرضا، راسخ صالح، نیما، نایب پاشایی، نسیم. بررسی رفتار سایشی ابزار فولاد تندبر در تراشکاری فولاد 1045. نشریه علوم و مهندسی سطح, 1402; 19(56): 48-62.
  6. A. H. Musfirah, J. A. Ghani, and CH. Che Haron. "Tool wear and surface integrity of inconel 718 in dry and cryogenic coolant at high cutting speed." Wear 376 (2017): 125-133.
  7. M.K. Gupta, et al. "Studies on geometrical features of tool wear and other important machining characteristics in sustainable turning of aluminium alloys." International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology 10.4 (2023): 943-957.
  8. S.Chinchanikar, and S. K. Choudhury. "Machining of hardened steel—experimental investigations, performance modeling and cooling techniques: a review." International Journal of Machine Tools and Manufacture 89 (2015): 95-109.
  9. X.Tian, et al. "Performance of carbide tools in high-speed dry turning iron-based superalloys." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 236.4 (2022): 427-439.
  10. Z.Chen, et al. "Effect of machining parameters on cutting force and surface integrity when high-speed turning AD 730™ with PCBN tools." The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 100 (2019): 2601-2615.
  11. S.Yousefi, M. Zohoor, and M. Faraji. "The variations of dimensional accuracy in dry hard turning operation." 25th annual international conference on mechanical engineering ISME2017. 2017.
  12. F. J. Sun, et al. "Effects of cutting parameters on dry machining Ti-6Al-4V alloy with ultra-hard tools." The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 79 (2015): 351-360.
  13. O.Ogundimu, S.Albert Lawal, and I. P. Okokpujie. "Experimental study and analysis of variance of material removal rate in high speed turning of AISI 304L alloy steel." IOP conference series: materials science and engineering. Vol. 413. No. 1. IOP Publishing, 2018.

14. T.Kagnaya, et al. "Microstructural analysis of wear micromechanisms of WC–6Co cutting tools during high speed dry machining." International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 42 (2014): 151-162.