امير سهيلي راد

Numerical Simulation of Drilling Process of Inconel 718 for Predicting Edge Quality an‎d Cutting Forces

در اين پژوهش، يك مدل اجزاي محدود سه‌بعدي براي شبيه‌سازي فرآيند سوراخ‌كاري سوپرآلياژ سخت‌ماشين‌كاري Inconel 718 توسعه داده شد. مدل هندسي ابزار با استفاده از نرم‌افزار SolidWorks و قطعه‌كار در محيط Abaqus طراحي گرديد. رفتار ماده بر اساس مدل جانسون-كوك همراه با مدل آسيب وابسته به كرنش-سرعت تعريف شد و ابزار سوراخ‌كاري در دو حالت مته صلب و مته تغييرشكل‌پذير از جنس تنگستن كاربيد مدل‌سازي گرديد. شرايط برش در تمامي شبيه‌سازي‌ها شامل سرعت برشي m/min 15 و نرخ پيشروي mm/rev 02/0 در نظر گرفته شد. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد مدل عددي توانست روند تغييرات نيروي محوري را با دقت مناسبي بازتوليد نمايد؛ به‌گونه‌اي كه مقدار ميانگين نيروي محوري در حالت پايدار فرآيند براي ابزار صلب N 19/345 و براي ابزار تغييرشكل‌پذير N 23/363 پيش‌بيني شد كه خطاي حالت دوم كمتر از 1% نسبت به داده تجربي بود. در مورد گشتاور سوراخ‌كاري، مقادير ميانگين آن به‌ترتيب N.m 868/0 براي ابزار صلب و N.m 9/0 براي ابزار تغييرشكل‌پذير به‌دست آمد و پيك گشتاور مدل تغييرشكل‌پذير حدود 17% بيشتر از مدل صلب بود. از نظر ابعاد هندسي، قطر سوراخ با توجه به ابزار با قطر mm 5 با مقدار mm 082/5 در مدل تغييرشكل‌پذير و mm 093/5 در مدل صلب پيش‌بيني شد، در حالي‌كه خطاي گردي سوراخ به‌ترتيب μm 25/8 و μm 25/9 محاسبه گرديد كه مدل تغييرشكل‌پذير تطابق بهتري با مقدار تجربي (μm 8) داشت. بررسي كيفيت لبه سوراخ نشان داد بيشينه پليسه در خروجي ايجاد مي‌شود و مدل تغييرشكل‌پذير مقادير كوچك‌تري نسبت به مدل صلب پيش‌بيني كرده است و از اين نظر به داده‌هاي تجربي نزديك‌تر است. براي اعتبارسنجي داده‌هاي حاصل از شبيه‌سازي، از نتايج آزمايش تجربي منتشرشده در منابع معتبر استفاده شد تا امكان مقايسه كمي و كيفي بين مدل عددي و نتايج تجربي فراهم شود.

سوراخ‌كاري , Inconel 718 , شبيه‌سازي عددي , مدل جانسون-كوك , Abaqus , نيروي محوري , گشتاور سوراخ‌كاري , خطاي گردي , پليسه