بررسی دما در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک
چکیده
پرهزینه و سخت بودن ماشینکاری مواد کامپوزیتی و سوپر آلیاژهای جدید، محققان را برآن می دارد، تا برای کاهش سایش ابزار، نیروهای ماشینکاری، صافی سطح و غیره، از روشی بهره گیرند که با کاهش سرعت برشی توانایی، ماشینکاری را نیز حفظ نماید. این مهم با بکارگیری ابزار مرتعش با فرکانس های بالای فراصوت میسر گردید. از آنجائیکه افزایش دمای ابزار، یکی از مهمترین عوامل در افزایش سایش آن است، بدین خاطر پایان نامه حاضر بررسی دقیق تغییرات دما، بالاخص تأثیر پارامترهای ارتعاشی روی میزان دمای ابزار در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک(uat) را پوشش می دهد. برای نیل به این مقصود ابتدا اشاراتی به تاریخچه ای از کابرد ارتعاشات آلتراسونیک در ماشینکاری، ویژگی های امواج آلتراسونیک، مزایا و محدودیت های فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک و بررسی دما در ماشینکاری معمولی(ct) شده است. با انجام آزمایش های تجربی اندازه گیری نیرو، علاوه بر تعیین ضریب اصطکاک برای شبیه سازی، با مقایسه نیروهای استخراج شده از شبیه سازی به سبب نزدیکی نتایج با یکدیگر، صحه گذاری روی درستی شبیه سازی انجام گردید و در ادامه، مراحل شبیه سازی اجزای محدود فرآیندهای تراشکاری معمولی و ارتعاشی با تحلیل کوپل دما- جابجایی برای قطعه کار با آلیاژ al7075-t6 و ابزار کاربیدی، ذکر شده است. علاوه بر این، نتایج شبیه-سازی دمایی با نتایج تجربی و شبیه سازی دمایی ماشینکاری معمولی سایر محققین، مورد مقایسه قرار گرفت و با نزدیک بودن نتایج با یکدیگر، صحه گذاری مجدد روی شبیه سازی دمایی ماشینکاری صورت پذیرفت. نتایج حاصل عبارتند از اینکه، در uat به مانند تراشکاری معمولی میزان تأثیر سرعت برشی بر دما، بیشتر از نرخ پیشروی است و هنگام درگیری ابزار با قطعه کار، میزان افزایش دما نسبت به حالت ct بیشتر از کاهش آن در هنگام جدایی ابزار از قطعه کار است. همچنین با افزایش دامنه و فرکانس ارتعاش، دمای ماکزیمم ابزار نیز افزایش یافته و در سرعت ارتعاشی ثابت، تأثیر میزان افزایش دامنه ارتعاشی روی افزایش دما بیشتر از افزایش فرکانس ارتعاشی است.