مطالعه زبری سطح، نرخ براده برداری و انحراف در قطعات کامپوزیتی جدار نازک طی فرآیند ماشین کاری سریع

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران.

2 استادیار، مهندسی مکانیک ، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد.

3 استادیار، مهندسی مکانیک، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران.

4 استادیار، مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

doi
10.22068/jstc.2020.130640.1668
چکیده

امروزه، به علت نیاز صنایع مختلف، استفاده از قطعات کامپوزیتی با جدار نازک به دلیل بالا بودن نسبت استحکام به وزن آن بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. ساختار لایه‌ای کامپوزیت‌ها، موجب مشکلات و آسیب‌هایی در فرآیند ماشین‌کاری می‌گردد، این مشکلات مخصوصاً در ماشین‌کاری قطعات کامپوزیتی با جدار نازک، بیشتر می‌باشد. یکی از راهکارهای مناسب جهت جلوگیری از بروز آسیب طی ماشین‌کاری کامپوزیت‌های جداره نازک استفاده از فرآیند ماشین-کاری سرعت بالا می‌باشد. در این تحقیق تأثیر پارامترهای فرزکاری سرعت بالا بر روی زبری‌سطح، نرخ براده‌برداری و میزان انحراف در کامپوزیت جدار نازک، مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور ابتدا نمونه‌های کامپوزیتی از جنس شیشه-اپوکسی با ضخامت‌های 2، 4 و 6 میلی‌متر تهیه گردید و سپس عملیات فرزکاری سرعت بالا بر روی نمونه‌ها، با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش، انجام شد. آزمایشات انجام شده توسط نرم-افزار مینی‌تب طراحی و آنالیز گردید. مقایسه نتایج حاصل از بهینه‌سازی بر روی کامپوزیت‌ها با ضخامت‌های متفاوت به روش سطح‌ پاسخ نشان داد که مقادیر بهینه میزان زبری سطح 2.12 میکرومتر، نرخ براده‌برداری 5.99 میلی‌متر مکعب بر دقیقه و میزان انحراف 0.082 میلی‌متر مربوط به نمونه با ضخامت 6 میلی‌متر می‌باشد. در کامپوزیت‌های با ضخامت 6 میلی-متر به علت برخورداری از صلبیت بالاتر، نتایج مطلوب‌تری بدست آمد. همچنین میزان خطای پیش-بینی شده در مقایسه با مقادیر تجربی بدست آمده برای پارامترهای زبری سطح، نرخ براده-برداری و میزان انحراف به ترتیب 6%، -5.22% و 2.5% محاسبه گردید که نشان دهنده توافق مطلوب نتایج تجربی و تحلیل آماری می باشد.