بررسی اثر عملیات سطحی کوبش فراصوتی بر تنش‌های پسماند ایجادشده و میزان سختی سطحی روی قطعات برشکاری شده با روش تخلیه الکتریکی سیمی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.433219.1894
چکیده

برشکاری با تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات)، یکی از فرآیند­های ماشین­کاری است که در آن، یک سیم نازک با نزدیک شدن به قطعه­ کار و ایجاد جرقه‌­هایی در حضور سیال دی­الکتریک، به‌­تدریج قطعه کار را برش می­‌دهد. عدم تماس ابزار و قطعه­ کار، عدم وجود پلیسه، دقت ابعادی و پرداخت سطحی مناسب، از مزایای این روش هستند. تنش‌های پسماند سطوح وایرکات شده، ماهیت کششی دارند و در لایه‌­های سطحی مقادیر بزرگی دارند. فناوری کوبش فراصوتی، با ایجاد فشردگی در لایه‌­های سطحی قطعه ­کار، باعث ایجاد تنش پسماند فشاری و همچنین باعث بهبود برخی خواص مکانیکی از جمله سختی می­‌شود. در این پژوهش، عملیات کوبش فراصوتی، با ساخت ابزار ارتعاشی فراصوتی و نصب آن بر روی دستگاه تراش، بر روی نمونه­‌های وایرکات شده از فولاد آلیاژی پرکاربرد Mo40(DIN 1.7225) در سه سطح متفاوت پرداخت، نیمه پرداخت و خشن انجام گرفت. تاثیر پارامترهایی همچون تعداد پاس، سرعت پیشروی و نوع برش قطعات وایرکات شده در دامنه ثابت ارتعاش، بر روی تنش پسماند ایجادی، بررسی شدند. آزمایش­‌های انجام­شده با روش تاگوچی، نشان دادند که در همه حالت­‌ها، این فرآیند، باعث تبدیل تنش‌های پسماند کششی به تنش‌های پسماند فشاری قابل‌­توجه در نمونه‌های وایرکات شده می‌شود. تنش پسماند فشاری به 1654 مگاپاسکال نیز رسید. افزایش تعداد پاس‌ها، تنش پسماند فشاری را افزایش می‌دهد، اما افزایش سرعت پیشروی، آن را کاهش می‌دهد. با انجام فرآیند در همان پاس اول، به ترتیب برای نمونه نیمه پرداخت، پرداخت و خشن افزایش 30، 31 و 48 درصدی در مقادیر سختی سطحی مشاهده گردید و با پاس­‌های بعدی این افزایش ادامه یافت.