18972

۱۸۹۷۲

بررسي تجربي تأثير پارامترهاي ماشين‌كاري بر سايش ابزار و كيفيت سطح در تراشكاري فولاد 4142AISI

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

1394

۱۳۹۶/۱۱/۱۶

دكتر بهنام داودي

مكانيك

چكيده فولاد آلياژي 4142AISI يكي از پرمصرف‌ترين فولادها در صنايع مختلف به‌خصوص صنايع نفت، گاز و پتروشيمي است و در دماهاي بالا و فشارهاي زياد كاربرد فراواني دارد از جمله در ساخت شافت ها، پينيون و اسپيندل، پيچ و مهره‌ها، چرخ‌دنده‌ها نظير چرخ‌دنده درايو سوپر شارژر و مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار مي گيرد. اين فولاد آلياژي جزء زيرگروه فولادهاي كم آلياژي است كه داراي كربن متوسط مي‌باشد. مشكلات ماشين‌كاري اين فولاد يكي از چالش‌هاي ساخت و توليد قطعات در صنايع نفت، گاز و صنايع پتروشيمي است. در اين راستا و به‌تبع آن، معضلات سايش و عمر ابزار برشي و زبري سطح قطعه كار، از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد. در اين تحقيق به بررسي تأثير پارامترهاي ماشين‌كاري نظير سرعت برشي و سرعت پيشروي با استفاده از سيال برشي (روش غوطه وري) و بدون استفاده از سيال برشي (شرايط خشك) و با استفاده از ابزارهاي برشي كاربايدي روكش‌دار و CBN در ماشينكاري فولاد آلياژي AISI4142 پرداخته شد. هدف از اين تحقيق و انتخاب پارامترها، كاهش هزينه‌ها، صرفه‌جويي در زمان، حصول نتايج مطمئن‌تر و دستيابي به دقت بيشتر در كنار صحت و بهبود راندمان فرآيند مي باشد. با استفاده از طراحي آزمايش رويه پاسخ سطح RSM و با بهره گيري از نرم‌افزار ميني تب، پارامترهاي خروجي حاصل از فرآيند ماشينكاري نظير سايش ابزار برشي، زبري سطح قطعه كار، زمان ماشين‌كاري، شكل و نحوه پراكندگي براده مورد تجزيه‌وتحليل قرار گرفت و مقادير نسبي بهينه سايش ابزار، زبري سطح و زمان ماشين‌كاري براي ابزار برشي كاربايدي روكش‌دار در حالت غوطه‌وري با سرعت برشي ۱۲۲ متر بر دقيقه و سرعت پيشروي ۰٫۱۴ ميلي‌متر بر دور و براي ابزار برشي CBN در حالت غوطه‌وري با سرعت برشي ۱۶۱ متر بر دقيقه و سرعت پيشروي ۰٫۱۲ ميلي‌متر بر دور، حاصل گرديد. پس از مقايسه اين دونقطه نسبي بهينه، مشخص شد كه ابزار برشي CBN در پارامترهاي خروجي داراي مطلوبيت بهتري است بطوري كه با استفاده از اين نوع ابزار در ماشينكاري فولاد آلياژي مورد بررسي، كيفيت نهايي سطح قطعه كار بهتر و رخداد سايش ابزار كمتر مي‌باشد. كلمات كليدي: فولاد آلياژي AISI4142 ، تراشكاري، روش سطح پاسخ، سايش ابزار، زبري سطح

1397/03/29

Experimental study on effect of machining parameters on Tool wear and Surface Roughness in turning of AISI4142 Alloy Steel

5/5/2018 12:00:00 AM

Abstract: Alloy steel AISI4142 is one of the most widely used steels in various industries, especially in oil, gas and petrochemical industries and is widely used in high temperatures and high pressures, such as the manufacturing of shafts, pinions, and spindles, bolts and nuts, gears such as supercharger drive gears and pressure vessels are used. This alloy steel is a sub-group of low-alloy steels with moderate carbon content. Machining problems of this steel as well as problems of wear and tool life, surface roughness are discussed in this study. In this research, investigated effect of machining parameters such as cutting speed and feed rate using cutting fulid (wet method) and without using cutting fulid (dry conditions) and using coated carbide and CBN cutting tools for alloy steel AISI4142 machining. The purpose of this research and choosing parameters is to reduce costs, save time, reaching more reliable results and obtaining precision alongside accuracy and improvement of process efficiency. In the study, using response surface method and by Minitab software, analyzes output parameters resulting from the machining process such as tool wear, surface roughness, machining time, formation and distribution pattern of chip and the optimal values for tool wear, surface roughness and machining time by coated carbide cutting tool in wet mode were with cutting speed of 122 m/min and feed rate of 0.14 mm/rev and for CBN cutting tool in wet mode were with cutting speed of 161 m/min and feed rate of 0.12 mm/rev. After comparing these two optimal points, it was revealed that CBN cutting tool has better desirability in output parameters, so that using this type of tool in the alloy steel AISI4142 machining, the final quality of the workpiece surface is more appropriate and also the process of tool wear is less. Keywords: Alloy steel AISI 4142, Turning, Response surface method, Tool wear, Surface roughness.