15040

بررسي تجربي و عددي ميزان تغيير شكل سازه يك ماشين فرز در حين عمليات ماشين‌كاري

1401

دكتر حبيب الله اكبري

امروزه تقاضا براي قطعات با تلورانس بسته و كيفيت بالا رو به افزايش است .از آنجا كه بسياري از قطعات در فرآيند توليد نياز به ماشينكاري دارند حصول اطمينان از دقت و سرعت در توليد قطعات از اهميت بالاي برخوردار است .يكي از ماشين هاي مورد استفاده درفرآيند هاي توليد در صنعت ماشين فرز است كه عواملي همچون نيرو ،حرارت وسايش و...باعث دقت ماشين كاري ميشود همانطور كه اشاره شد نيرو يكي از مهمترين عوامل مي باشد كه در هنگام براده برداري نيرو و گشتاوري به ابزارو محور اسپيندل و در نتيجه به سازه ماشين وارد ميشود. در اين پژوهش سعي كرديم با استفاده از4 قطعه كار با خواص مختلف از جمله فولاد قالب 2311، فولاد MO40، آلومينيوم 6063 و برنج عيار 58.5 ميزان انحراف سازه ماشين فرز FP4M را بررسي كنيم. هدف اين پژوهش تحليل و مقايسه صلبيت يك نوع ماشين ابزار فرز به ¬صورت تجربي و عددي و نيروهاي برشي و عوامل مؤثر بر فرآيند ماشين‌كاري مواد مهندسي مختلف با استفاده از مدل‌هاي تحليلي و شبيه‌سازي اجزاء محدود است. در اين راستا، موادي مانند آلومينيو م 6063، فولاد Mo40، فولاد ابزار AISI D2 و برنج 5․58 به‌عنوان ماده ماشين‌كاري شونده مورد مطالعه قرار گرفتند. جهت بررسي، از المان‌هاي C3D10 در نرم‌افزار آباكوس براي مش‌بندي و شبيه‌سازي فرآيند استفاده شد. همچنين، با استفاده از روابط تحليلي، نيروي برش هر ماده با در نظر گرفتن پارامترهايي نظير سرعت پيشروي، سرعت دوراني ابزار، قطر ابزار، و عمق باربرداري محاسبه شد. با هدف بررسي و تحليل مقدار جابجايي ماشين ابزار، تصاوير ماشين ابزار حين باربرداري از هر ماده و نيز در حالت بدون بار با تنظيمات معين و مشخصي صورت گرفت تا خطا به حداقل مقدار ممكن برسد. در ادامه تصاوير و جابجايي ايجاد شده بر روي ماشين ابزار با استفاده از روش‌هاي پردازش تصوير بررسي و اندازه‌گيري شد. به علاوه مقادير متغيرهاي ماشين‌كاري براي هر تصوير يادداشت شده و با استفاده از روابط تجربي محاسبه نيروي برش محاسبه و وارد نرم‌افزار آباكوس شد. سپس جابجايي و تغيير شكل نهايي ماشين ابزار حاصل از شبيه‌سازي عددي آباكوس با مقادير حاصل از تصاوير تجربي مقايسه شد. نتايج به‌دست‌آمده نشان دادند كه نيروي برش به شكل قابل توجهي به جنس ماده، پارامترهاي ماشين‌كاري و هندسه ابزار وابسته است. همچنين مقايسه صلبيت ماشين ابزار در حالت تجربي و عددي در محدوده 5 درصد خطا را شامل شد.با نتايج به دست آمده از شبيه سازي و تجربي براي فولاد قالب 2311 بيشترين مقدارجابه جايي وهمينطور براي آلومينيوم 6063 كمترين مقدارجابه جايي ثبت شد. در خلال تحليل نتايج، به بررسي مقدار و علت تغيير شكل براي ماشين‌كاري هر يك از چهار ماده مذكور پرداخته شد. به‌علاوه، مدل اجزاء محدود تطابق مناسبي با محاسبات تحليلي داشت كه اعتبار روش شبيه‌سازي را تأييد مي‌كند. اين پژوهش مي‌تواند به بهبود فرآيندهاي ماشين‌كاري صنعتي از طريق انتخاب بهينه پارامترها و كاهش هزينه‌هاي توليد كمك كند.

6/9/2025 12:00:00 AM

87532

1404/07/15