30175

بررسي تجربي فرز كاري برودتي كامپوزيت فلزي پايه آلومينيوم A356-10%SiC

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

1399

1402/07/15

دكتر بهنام داودي - دكتر سيد علي نيكنام

مهندسي مكانيك

امروزه كامپوزيت هاي پايه فلزي با توجه به نقاط قوتشان بسيار مورد توجه بوده و در زمينه هاي صنعتي، از جمله صنايع خودروسازي، هوافضا، نظامي و... مورد استفاده قرار مي¬گيرند. از جمله اين نوع كامپوزيت ها مي¬توان كامپوزيت¬هاي پايه آلومينيومي را نام برد كه در آن ها آلومينوم را كه خواصي همچون سبكي و نرمي و استحگام پايين دارد را به عنوان ماده زمينه و موادي همچونSiC كه موادي سخت و با استحكام بالا هستند را به عنوان مواد افزودني مورد استفاده قرار مي¬دهند. از اين رو توليد ماده¬اي سبك با استحكام بالا شكل مي¬گردد. مهمترين مزيت¬هاي كامپوزيت¬هاي پايه فلزي نسبت استحكام به وزن بالا، مقاومت به خوردگي مناسب، سياليت و قابليت ريخته¬گري عالي، مقاومت به ترك گرم، قابليت جوشكاري مناسب و همچنين ضريب انبساط حرارتي پايين است. از جمله معايب اين نوع كامپوزيت ها نيز پايين بودن قابليت ماشينكاري و سايش بالاي ابزار¬هاي برشي است كه استفاده از آنها در برخي موارد را با محدوديت همراه مي¬كند. تحقيقات محدودي در مورد تأثير روش‌هاي خنك¬كاري مختلف بخصوص خنك¬كاري برودتي و استراتژي¬هاي خنك¬كاري برودتي بر سايش و عمر ابزار برشي صورت گرفته است كه نشان مي¬دهد استفاده يا عدم استفاده از سيال برشي در ماشين‌كاري اين مواد به موضوع چالشي در بين محققان تبديل ‌شده است. لذا در اين پايان نامه به بررسي اثرات پارامتر¬هاي برشي و خنكاري كرايوژنيك بر سايش ابزار برشي)سطح براده و پهلويي (و زبري¬سطح قطعه¬كار پرداخته شده و نتايج حاصله با مشاهدات پيشين كه با روشهاي خنك ¬كاري خشك، MQL و غوطه¬وري انجام گرديده است مورد مقايسه و بررسي قرارگرفته است. در اين پژوهش كارآمدي خنك¬كاري در كاهش سايش ابزار به اثبات رسيد. افزايش عمر ابزار نسبت به حالت خشك تا 26% گزارش گرديد. بر اساس تحليل هاي آماري صورت گرفته مشاهده شد كه اثر پارامتر¬هاي برشي و پارامتر¬هاي خنك كاري برودتي، قابل توجه بود (97% =R2 ) و از نظر آماري قابل اتكا بود. بر اساس تحليل هاي صورت گرفته مشاهده شد كه اثر پارامترهاي برشي و خنك كاري بر مولفه هاي كيفيت سطح مورد مطالعه (Ra) مطلوب نبود و نتايج آماري با R2 در حدوده 65% براي روش خنك¬كاري كرايوژنيك همراه بود. همچنين شرايط بهينه در خنك كاري كرايوژنيك براي كاهش سايش ابزار و موثر¬ترين پارامتر¬هاي خنك¬كاري برودتي بر عمر ابزار با توجه به آناليز واريانس و P-VALUE معرفي گرديد. آناليز رگرسيون ميان سايش ابزار و كيفيت سطح(Ra) ميزان R2 را حدود صفر نشان داد.

1402/09/02

Experimental investigation of cryogenic milling of aluminum-based metal composite A356-10%SiC

10/6/2024 12:00:00 AM

Today, metal-based composites are highly sought after due to their strengths and are used in industrial fields, including automotive, aerospace, military, etc. Among these types of composites, we can mention aluminum-based composites, in which aluminum, which has properties such as lightness, softness, and low rigidity, is used as the base material, and materials such as SiC, which are hard and high-strength materials, are used. They are used as additives. Therefore, the production of light material with high strength is formed. The most important advantages of metal-based composites are high strength-to-weight ratio, good corrosion resistance, excellent fluidity and castability, hot crack resistance, good weldability, and low thermal expansion coefficient. Among the disadvantages of this type of composites is low machinability and high wear of cutting tools, which limits their use in some cases. Limited research has been done on the effect of different cooling methods, especially cryogenic cooling and cryonic cooling strategies on the wear and life of cutting tools, which shows that the use or non-use of cutting fluid in the machining of these materials is related to the subject. It has become a challenge among researchers. Therefore, in this thesis, the effects of cutting parameters and cryogenic cooling on the wear of cutting tools (chip surface and side surface) and the surface roughness of the work piece have been investigated and the results obtained with the previous observations that were made with dry cooling methods, MQL and Immersion has been done and has been compared and investigated. In this research, the effectiveness of cooling in reducing tool wear was proven. It was reported that the life of the tool increased by 26% compared to the dry state. Based on the statistical analysis, it was observed that that the effect of shearing parameters and cryogenic cooling parameters was significant (R2 = 97%) and was statistically reliable. Based on the analysis, it was observed that the effect of shearing and cooling parameters on quality components The studied level (Ra) was not optimal and the statistical results were associated with R2 around 65% for the cryogenic cooling method. Also, the optimal conditions in cryogenic cooling to reduce tool wear and the most effective parameters of cryogenic cooling on life The tool was introduced according to the analysis of variance and P-value.The regression analysis between the wear of the tool and the surface quality (Ra) showed the R2 value to be around zero.

زبري سطح , كامپوزيت پايه فلزي , عمر ابزار , برودتي

surface roughness , metal matrix composite-mmc , tool life , cryogenic

Ghasem najafi

Dr. Behnam Davoodi