شماره ركورد
30741
پديد آورنده
حجت سلطاني
عنوان
ارزيابي تجربي روش هاي خنككاري در كارايي فرزكاري مارپيچ و متهكاري كامپوزيت تيتانيوم-آلومينيوم
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/11/30
استاد راهنما
دكتر بهنام داودي
دانشكده
فني و مهندسي
چكيده
امروزه در بسياري از كاربردهاي مهندسي، امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه خواص موردنظر را برآورده سازد، وجود ندارد. از اين رو آلياژ ها بسيار مورد توجه قرارگرفته اند. آلياژهاي تيتانيوم و آلومينيوم به دليل ويژگيهاي فيزيكي و مكانيكي برتر، در صنايع مختلف از جمله هوافضا مورد استفاده قرار ميگيرند. در فرآيند مونتاژ قطعات اين صنايع، سوراخكاري آلياژها محدوديت هايي مانند نيروي رانش بالا، اتلاف حرارت ضعيف و سوراخهاي شديد خروجي مته را نشان داده است. پژوهش حاضر با هدف ارزيابي تجربي روش هاي خنك كاري در كارايي فرزكاري مارپيچ و متهكاري آلياژهاي تيتانيوم-آلومينيوم انجام شده است و به مقايسه روش هاي مختلف ايجاد سوراخ يعني متهكاري و فرزكاري مارپيچ و همچنين بررسي روش هاي مختلف خنك كاري سيلابي، حداقل مقدار سيال، تبريدي و تلفيق اين دو در اين آلياژها پرداخته شده است. تأثير روشهاي مختلف سوراخكاري و پارامترهاي ماشينكاري در سراسر قطعه كار بررسي شده است. پارامترهاي مختلف مي تواند به طور موثري تشكيل سوراخ در متهكاري و فرزكاري را تحت تاثير قرار دهد. با بررسي تاثير پارامتر سرعت برشي، به شناسايي روش مطلوب براي سوراخكاري پرداخته شد و با اعمال روش هاي خنك كاري و مقايسه آن ها، بهترين روش سوراخكاري در دو قطعه آلومينيوم 7075 و تيتانيوم گريد 2 متصل به هم با بررسي و مطالعه داده هاي حاصل از آناليز هاي تلرانس استوانه اي، انحراف از قطر، زبري سطح سوراخ، شكل براده و سايش ابزار ماشينكاري شده انتخاب شد. همچنين، تركيب شيميايي آلياژ آلومينيوم و تيتانيوم با استفاده از آناليزكوانتومتري، مشخص گرديد. براي كاهش تعداد آزمايشها و ارزيابي تأثير پارامترهاي مهم بر فرآيند سوراخكاري، در مرحله اول سرعت برشي نسبت به پيشروي ميز به طور متغير در نظر گرفته شد. در يكي از آزمايش ها، پارامتر سوراخكاري به صورت يك ضرب و با سرعت برشي ثابت انتخاب شد. دراين طراحي، در مجموع 8 آزمايش به صورت دو بار تكرار انجام شد. اين امر به منظور بررسي بهتر شرايط سوراخكاري در دو آلياژ با پارامترهاي يكسان انجام شد تا مقايسه آن با انجام سوراخكاري با پارامترهاي متغير ملموستر باشد. نتايج نشان داد در فرايند مته كاري به علت بالا بودن نيروها و ارتعاش، نوك مته دچار خيز شده و حركت دايرهاي بزرگتر را طي ميكند و سوراخ توليدي نسبتا مخروطي خواهد بود. در فرآيند فرزكاري مارپيچ به علت پايين بودن قابل توجه نيروها، خيز ابزار بسيار كمتر خواهد بود، در نتيجه مخروطي شدن سوراخ به ميزان قابل توجهي كاهش مييابد. از اين رو فرزكاري مارپيچ آلياژ تيتانيوم و آلومينيوم در سرعت بالا، سوراخ هايي با كيفيت بالا و زبري حداقل را ايجاد ميكند. با تغيير شرايط خنك كاري ، درمي يابيم در شرايط روانكاري حداقل مقدار، زبري سوراخ، تلرانس استوانه اي، انحراف از قطر و ساييدگي ابزار كمترين مقدار است. درنتيجه اين روش به دليل اثر زيست محيطي كمتر، قيمت پايين تر و كيفيت سوراخ بالاتر، گزينه اي مناسب براي خنك كاري قطعه مورد نظر است.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/02/02
عنوان به انگليسي
Experimental evaluation of cooling methods in the efficiency of helical milling and drilling of titanium-aluminum composite
تاريخ بهره برداري
2/18/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حجت سلطاني نجف اباد
چكيده به لاتين
Nowadays, in many engineering applications, it is not possible to use one type of material that satisfies all the desired properties. Therefore, alloys have received much attention. Titanium and aluminum alloys are used in various industries, including aerospace, due to their superior physical and mechanical properties. Mechanical joints are considered as the most central part assembly process in these industries. However, the drilling of these alloys has shown limitations such as high thrust force, poor heat dissipation, and severe holes at the drill exit. The current research was carried out with the aim of experimental evaluation of cooling methods in the efficiency of helical milling and drilling of titanium-aluminum alloys, and to compare different methods of creating holes, i.e. drilling and helical milling, as well as investigating different flood cooling methods, the minimum amount of fluid, Refrigeration and integration of these two in these alloys have been discussed. The effect of different drilling methods and machining parameters has been investigated throughout the workpiece. Different parameters can effectively affect the formation of holes in drilling and milling. By examining the effect of the shear speed parameter, the optimal method for drilling was identified, and by applying cooling methods and comparing them, the best method of drilling in two pieces of aluminum 7075 and titanium grade 2 connected together by examining and studying the data obtained from cylindrical tolerance analysis, diameter deviation, hole surface roughness, chip shape and machining tool wear were selected. Also, the chemical composition of aluminum and titanium alloy was determined using quantum analysis. In order to reduce the number of tests and evaluate the effect of important parameters on the drilling process, in the first step, the cutting speed was considered as a variable relative to the table advance. In one of the experiments, the drilling parameter was selected as a multiple and with a constant cutting speed. In this design, a total of 8 experiments were repeated twice. This was done in order to better investigate the conditions of drilling in two alloys with the same parameters so that the comparison with drilling with variable parameters is more concrete. The results showed that in the drilling process, due to the high forces and vibration, the drill tip will rise and go through a larger circular motion, and the production hole will be relatively conical. In the process of helical milling, due to the significant low forces, the rise of the tool will be much less, as a result, the taper of the hole will be significantly reduced. Therefore, helical milling of titanium and aluminum alloy at high speed creates holes with high quality and minimal roughness. By changing the cooling conditions, we find that in the lubrication conditions, the minimum value is the minimum value of hole roughness, cylindrical tolerance, diameter deviation and tool wear. As a result, this method is a suitable option for cooling the desired part due to its lower environmental impact, lower price and higher hole quality.
كليدواژه هاي فارسي
فرزكاري مارپيچ , سوراخكاري با مته , آلياژ آلومينيوم , آلياژ تيتانيوم , خنك كاري
كليدواژه هاي لاتين
Helical milling , Drilling , Aluminum alloy , Titanium alloy , Cooling
Author
Hojat Soltani
SuperVisor
Dr. Behnam Davoodi