20484

۲۰۴۸۴

برآورد و اندازه گيري دماي ابزار برشي در ماشينكاري سوپرآلياژها

كارشناسي ارشد

مكاترونيك

۱۳۹۷/۱۱/۲۷

دكتر بهنام داودي

مكانيك

عمليات براده برداري يك فرآيند ترمو مكانيكي است. در طول اين فرآيند، حرارت در نتيجه تغيير شكل پلاستيك و اصطكاك در طول سطح تماس ابزار- براده و ابزار- قطعه كارحاصل مي شود. ميزان افزايش دما ممكن است به بالاي ۱۰۰۰ درجه سانتيگراد در منطقه برش برسد كه اين دما تحت تأثير رفتار ماده و مكانيزم تشكيل براده است. بيشترين دما در سطح تماس ابزار-براده اتفاق ميافتد. سايش و شكست ابزار به طور قابل ملاحظه اي در دماهاي بالا، افزايش مي يابد. به همين دليل اندازه گيري دما در ماشينكاري اهميت فراواني دارد. براي اندازه گيري دما در ماشينكاري از چند روش استفاده مي شود كه ترموكوپل (تماسي) و اشعه مادون قرمز (غير تماسي) مهمترين و پركاربردترين روش مي باشند. با توجه به دوار بودن ابزارهاي فرزكاري، استفاده از روش هاي معمول براي اندازه گيري دما با چالش جدي مواجه مي باشد و در برخي مواقع به طور عملي ممكن نيست. به دليل محدوديت هاي اندازه گيري لحظه اي دماي منطقه ي ماشينكاري به وسيله ترموكوپل و سنسور مادون قرمز از دستگاه جديد طراحي شده براي اندازه گيري دماي منطقه تماس ابزار-قطعه كار استفاده مي شود. اين دستگاه شامل چند ماژول مي باشد كه مهمترين آن ها استفاده از ماژول بلوتوث براي ارسال اطلاعات مي باشد. اين ماژول دماي پراب ترموكوپل را به دستگاه ثبت كننده (PC ، گوشي تلفن همراه) كه به آن جفت شده است ارسال مي نمايد. با توجه به اينكه پراب ترموكوپل همراه با ابزار فرز ميچرخد ، دستگاه ترموكوپل بر روي دستگاه فرز نصب ميگردد و همراه با آن دوران مي كند و امكان اندازه گيري دماي ابزار دوار نظير ابزار فرز، مته و غيره را ميسر مي سازد. در اين پايان نامه صحت سنجي دستگاه ساخته شده در ابتدا بر روي دستگاه تراش بر روي سوپرآلياژ پايه آهن-نيكل A286 انجام و سپس اندازه گيري دماي ابزار برشي در فرآيند فرزكاري بر روي قطعه هاي فولاد ضد زنگ و ST37 در سرعت برشي و عمق بار هاي متفاوت اجرا شده است.نتايج حاصل نشان مي دهد كه با دقت نسبتا مناسب و نصب سريع و راحت مي توان از اين دستگاه براي اندازه گيري دماي ابزارهاي برشي مدور و غير مدور استفاده كرد.

1398/02/08

Estimating and measuring the temperature of the shearing tool in machining of superalloys

2/16/2020 12:00:00 AM

Cutting operations are a thermo-mechanical process. During this process, the heat becomes efficient as a result of plastic deformation and friction along the contact surface of the tool and the tool-piece. The temperature increase may reach 1000 ° C in the cutting region, which is affected by the behavior of the material and the forming mechanism. The highest temperature occurs at the contact surface of the tool. The wear and tear of the tool increases considerably at high temperatures. For this reason, temperature measurement is very important in machining. Thermocouples (contact) and infrared (non-contact) radiation are the most important and most practical methods for measuring temperature in machining. Due to the rotation of the milling tools, the use of the usual methods for measuring the temperature faces a serious challenge, and in some cases it is not practicable. Because of the limitations of instantaneous measurement of the temperature of the machining area by the thermocouple and infrared sensor, a new device is designed to measure the temperature of the contact area of the tool-piece. This machine includes several modules, most notably using the Bluetooth module to send information. This module sends the thermocouple temperature to the recording device (PC, mobile phone) that is paired. Due to the fact that the probe of the thermocouple is rotating with the milling tool, the thermocouple is mounted on the milling machine and it can be adjusted with it, allowing the measurement of the temperature of the rotary tool such as a milling tool, drill, and so on. In this thesis, the verification of the machine was first performed on a lathe machine on an A286 iron-nickel base superalloy, and then the temperature measurement of the shearing tool in the milling process on the stainless steel parts and the ST37 at the shear rate and the depth of the loads The results show that with a fairly accurate and quick installation, it can be used to measure the temperature of circular and non-circular shear tools.