23135

بررسي تجربي ماشينكاري فولاد MO40 تحت استراتژي‌هاي خنك‌كاري و روانكاري

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

1397

1399/7/29

دكتر سيدعلي نيكنام

دكتر بهنام داودي

مكانيك

فرآيندهاي ماشينكاري يكي از اصلي‌ترين روش‌هاي توليد قطعات صنعتي مي‌باشند. سيالات برشي عضو جدايي‌ناپذير در فرآيندهاي مختلف ماشينكاري بوده و اگرچه به‌كارگيري اين سيالات موجب معضلات زيست‌محيطي نيز مي‌شود، ولي فوايد تأثيرگذار آن‌ها سبب مزاياي فراواني ازجمله كاهش سايش ابزار، كاهش دماي ناحيه برش و بهبود جدايش براده شده و اثربخشي مثبت آن در بهبود راندمان ماشينكاري قابل‌انكار نيست. شايان‌ذكر است تاكنون جايگزين مناسب و اقتصادي براي سيالات برشي مرسوم معرفي نشده و ازاين‌رو بهبود نحوه‌ي به‌كارگيري اين سيالات در عمليات برش الزامي است. در اين پژوهش، فولاد MO40 به‌عنوان قطعه‌كار موردمطالعه در فرآيند تراشكاري مورداستفاده قرارگرفته است. نكته قابل‌توجه در فولادهاي MO40، مقاومت آن‌ها در فشار و دماي بالا در برابر سايش مي‌باشد. ماشينكاري اين فولاد يكي از چالش‌هاي دشوار در ساخت و توليد قطعات در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي است. در اين راستا و به‌تبع آن، معضلات سايش و عمر ابزار برشي، از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. ازاين‌رو، تراشكاري فولاد MO40 تحت تأثير پارامترهاي متفاوت ماشينكاري نظير سرعت برشي، سرعت پيشروي، عمق برش و استراتژي‌هاي خنك‌كاري-روانكاري سازگار با محيط‌زيست و همچنين روش مرسوم تحت طراحي آزمايش به روش تاگوچي قرارگرفته است. مكانيزم هاي سايش بر روي ابزار با تحليل ريزساختاري سطح براده ابزار و سطح پهلويي شناسايي گشته و نتايج سايش در دو سطح پهلويي و براده ابزار تحت تحليل آماري قرارگرفته است تا مقدار و نسبت اثرگذاري هر پارامتر برشي بر تغييرات سايش‌هاي تحت مطالعه مشخص گردد. همچنين مساحت و تراكم هركدام از نواحي سايش در جهت تأثير آن بر هندسه و شكل‌پذيري براده مورد تحليل و ارزيابي ريزساختاري و آماري قرار گرفت. بر اساس نتايج تجربي، سايش چسبندگي به‌عنوان مكانيزم اصلي سايش مؤثر در عمر ابزار مشاهده گرديد و روش سازگار با محيط‌زيست مانند حداقل مقدار روانكار نتايج بسيار خوبي اعم از كاهش مقدار و مساحت سايش مخصوصاً در سطح براده ابزار و همچنين بهبود شكل‌پذيري براده‌ي ايجادشده از خود نشان داد.

1399/11/02

Study the machining steel MO40 under cooling-lubrication strategies

1/4/2021 12:00:00 AM

cooling-lubrication are an integral part of various machining processes and although the use of these fluids also causes environmental problems, but they have many benefits such as reducing tool wear, reducing the shear temperature and improving the cutting area. Therefore, it is necessary to improve the use of these fluids in cutting operations. Machinability improvement of hard steels is one of the most important industrial demands. Among hard steels, the MO40 steel has significant mechanical and thermal properties that are recommended for many industrial applications and products, including aero-engines and gas turbines. As similar as many other hard to cut materials, machining MO40 requires adequate selection of cutting parameters and lubrication modes. Limited studies were found in this regard. In the present study, the turning tests were conducted on MO40 steel and the tool wear magnitude and morphology were assessed under various cutting speeds, depth of cuts, feed rates and three lubrication modes. Furthermore, in order to improve the machining performance, minimum quantity lubrication (MQL) system was developed and the obtained results under this lubrication mode were compared with other two types of lubrication modes, including dry and wet. The composition of the adhered material on the cutting tools shows that in all lubrication modes, the built-up edge (BUE) occured. Furthermore, it was noticed that the use of MQL machining led to higher tool life as compared to other two lubrication modes used.

خنك‌كاري , روانكاري , عمر ابزار , براده , محيط‌زيست

MO40 , Lubrication , Tool life , Chip , Environment