26011

بررسي پارامترهاي موثر بر قابليت ماشينكاري كامپوزيت هاي پايه منيزيمي ساخته شده با استفاده از براده

دكتري

مهندسي مكانيك-ساخت و توليد

93

1400/02/22

دكتر محمد صديقي

مهندسي مكانيك

امروزه با گسترش نياز به استفاده از مواد با خواص جديد، جايگاه و اهميت كامپوزيت هاي پايه فلزي به وضوح مشخص شده است. استفاده از سراميك ها و ذرات سخت به عنوان تقويت كننده كامپوزيت ها، اين مواد را در دسته مواد با ماشينكاري سخت قرار داده است لذا بدست آوردن شرايط مناسب ماشينكاري آنها بسيار حائز اهميت مي باشد. در اين رساله، قابليت تراشكاري كامپوزيت زمينه منيزيمي AZ91 تقويت شده با ذرات سيليكون كاربايد، به عنوان يكي از سبك ترين كامپوزيت هاي پايه فلزي، مورد توجه قرار گرفته است. جهت بررسي اين موضوع، ماشينكاري كامپوزيت هاي با دو كسر حجمي 5/2 % و 5 % از ذرات تقويت تحت بررسي قرار گرفته اند. به دليل ماهيت بسيار ساينده قطعه كار، از سخت ترين ابزار كاربايدي سمانته صنعتي پوشش دار موجود با گريد TH1000 جهت ماشينكاري قطعات كامپوزيتي استفاده گرديد. جهت بررسي سايش در ابزار، اثرات مهمترين پارامترهاي ماشينكاري از قبيل سرعت برشي و پيشروي مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين يك مدل تحليلي-تجربي جهت پيشبيني سايش در سطح فلانك ابزار توسعه داده شد. علاوه بر آن، اثرات سرعت برشي، پيشروي و عمق برش بر كيفيت سطح، نيروي ماشينكاري و شكل براده مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج بدست آمده، پيشروي مهمترين پارامتر در سايش ابزار كاربيدي در هنگام ماشينكاري كامپوزيت AZ91/SiC مي باشد. مدل توسعه يافته سايش، پيشبيني بسيار دقيقي از سايش ابزار را ارائه نمود. به دليل ماهيت ساينده ذرات SiC، ابزار در مدت زمان كوتاهي تحت سايش قرار گرفته و ذرات جدا شده تنگستن كاربايد از سطح ابزار مي توانند سبب كاهش كيفيت سطح گردند. عيوب اصلي در كاهش كيفيت سطح شامل حفره ها، ذرات تقويت كننده شكسته شده، ذرات ابزار چسبيده به سطح قطعه كار، ميكرو ترك ها و حفره هاي ناشي از جداشدن ذرات تقويت كننده از سطح هستند. با افزايش درصد كسر حجمي تقويت كننده، عيوب سطحي افزايش مي يابند. عمر ابزار در ماشينكاري كامپوزيت هاي با اندازه ذره تقويت كننده كوچكتر، كاهش مي يابد. همچنين، براده ها در ماشينكاري كامپوزيت منيزيمي گرايش به شكل نيمه پيوسته و دندانه دار هستند كه با افزودن كسر حجمي تقويت كننده، تمايل تشكيل براده هاي كوچكتر، افزايش مي يابد.

1400/11/15

Evaluation of machining parameters effects on machinability of Magnesium-based composites fabricated by machining chips

5/12/2022 12:00:00 AM

Today, with enhance in the need of using materials with new properties such as strength, weight, hardness and so forth, position and value of metal matrix composites have become cleared. Using ceramics and hard particles as composite reinforcements categorized these materials as difficult-to-cut. Then, obtaining a proper machining condition is very remarkable. In this thesis, machinability of AZ91 composites reinforced by SiC particles, as one of lightest metal matrix composites, are considered. To this end, machining of composites with two volume fractions of 2.5 and 5% are evaluated. Due to the abrasiveness nature of the work-pieces, the hardest coated cemented carbide with grade TH1000 is used to machine the composite materials. To assess the tool wear, effects of the most important machining parameters such as cutting speed and feed rate are studied. Additionally, am empirical-experimental model is developed to predict the flank wear. Moreover, effects of cutting speed, feed rate and depth of cut on the surface quality, machining force and chip morphology are evaluated. Regarding the results, feed rate is the most significant parameter in the carbide tool wear when machining of AZ91/SiC composites. The developed model predicts tool wear accurately. Due to the abrasiveness of SiC particles, the tools are won out in a short time and detached tungsten carbide from the tool surface could reduce the finished surface. The pits, broken SiC reinforcements, tungsten carbide pieces adhered to the work piece surface, micro cracks, pulled out particles are the main defects decreasing the surface quality. With increase in the composites volume fraction, the surface defects increases in return. Also, chips in machining of Mg-based composites tend to become semi continues and serrated and their tendency to gets smaller size increases with increase in the volume fraction.

كامپوزيت هاي پايه فلزي، AZ91/SiC، قابليت تراشكاري، سايش، كيفيت سطح، شكل براده.

Metal matrix composites, AZ91/SiC, machinability, wear, surface quality, chip morphology.