The Effect of Workpiece Hardness and Cutting Parameters on Temperature, Surface Roughness and Tool Wear in Ultrasonic Assisted Turning

(1)

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2022;22(06):357-369

The Effect of Workpiece Hardness and Cutting Parameters on Temperature, Surface Roughness and Tool Wear in Ultrasonic Assisted Turning

A R T I C L E I N F O A B S T R A C T Article Type

Original Research

Machining of hard workpieces is one of the most important challenges of the manufacturing industry. Hence, new methods were added to traditional machining. Ultrasonic vibration machining is one of these methods. The advantages of using ultrasonic vibrations compared to traditional machining include reducing machining forces, reducing tool wear and friction, increasing tool life, creating intermittent cutting conditions, increasing surface quality, and so on. To vibrate the tool, a horn with a resonant frequency of 20,633 Hz was analyzed by Abacus software. In this study, the effects of cutting speed, feed rate, conventional machining conditions, and vibration machining conditions at three different hardness of 15, 30, and 45 Rockwell C for the workpiece on surface roughness and tool wear were evaluated. The experiments were designed at full factorial, and a total of 54 experiments were performed.

The results showed that at higher workpiece hardness by applying vibration the surface roughness was reduced. The surface roughness (Ra) in machining by means of ultrasonic vibrations is up to about 36% less than conventional machining in various machining parameters. In addition, the temperature in vibration machining is lower about 15% at higher stiffness of the workpiece. Also, with the increase in the hardness of the workpiece, the tool wear was increased, which is less by applying ultrasonic vibrations. Also, by applying vibrations, tool wear was reduced in total, which can be minimized by selecting cermet tools and applying vibrations in 4140 AISI steel machining.

Authors Bayat M.¹ , Amini, S.^1*

How to cite this article

Bayat M, Amini S. The Effect of Workpiece Hardness and Cutting Parameters on Temperature, Surface Roughness and Tool Wear in Ultrasonic Assisted Turning.

Modares Mechanical Engineering.

2022;22(06):357-369.

Keywords Turning, Machining Temperature, Ultrasonic Assisted Turning, Tool Life, Surface Roughness, Workpiece Hardness, AISI 4140 Steel

C I T A T I O N L I N K S

1 Manufacturing Department, Mechanical Engineering Faculty, University of Kashan, Kashan, Iran

[1] Design of optimisation of cutting parameters for turning metal matrix composites … [2]

Estimation of energy consumption in milling process with minimum quantity lubrication … [3] Effect of ultrasonic-assisted turning on geometrical tolerances in Al 2024-T6. [4]

Comparative performance of coated and uncoated inserts during intermittent cut milling of aisi 4340 steel. [5] Effects of cutting edge geometry, workpiece hardness, feed rate and cutting speed … [6] Machinability investigations in hard turning … [7] Factors influencing surface integrity in hard machining of steels-A review. [8] Evaluation of workpiece hardness and cutting parameters effects … [9] The effect of workpiece hardness and cutting parameters on surface roughness in dry hard turning of X210Cr12 cold tool steel. [10]

Surface roughness modelling in hard turning operation of AISI 4140 using CBN cutting tool.

[11] Experimental study on effect of micro textured surfaces … [12] An approach based on tool mode control for surface roughness reduction … [13] A study on ultrasonic vibration cutting of low alloy steel. [14] Vibration drilling process on Al2024. [15] Modelling and simulation of effect of ultrasonic vibrations on machining of Ti6Al4V. [16] Surface integrity and microstructure changes in 3D … [17] Analysis of linear vibration in rotary turning of AISI 4140 steel. [18] Cryogenic turning of AISI 304 stainless steel …. [19] Metal Cutting Principles, pp.213-272. [20] Effect of cutting parameters on tool-chip interface temperature … [21] Analysis of cutting parameters and cooling/lubrication methods for sustainable machining … [22] Cooling approaches and cutting temperatures in cryogenic machining of Ti-6Al-4V. [23] Prediction of surface roughness and cutting zone temperature in dry turning … [24] Effect of cutting parameters on heat generation in ultra-precision milling … [25] Cutting temperature and resulting influence on machining performance … [26] Effect of cutting and vibration parameters on the cutting performance … [27]

Theoretical modeling of tool mean temperature during ultrasonically assisted turning. [28]

Vibratory rotary turning process of Al 7075 workpiece. [29] Built-up edge reduction in drilling of AISI 1045 steel.

*Correspondence

Address: P.O.B. 8731753153, Manufacturing Department, Mechanical Engineering Faculty, University of Kashan, Kashan, Iran [email protected]

Article History

Received: November 29, 2021 Accepted: February 06, 2022 ePublished: April 03, 2022

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution-

[ DOR: 20.1001.1.10275940.1401.22.6.2.7 ] [ Downloaded from mme.modares.ac.ir on 2022-11-07 ]

(2)

یسررب ثات

ی ر تخس ی هعطق اهرتماراپ و راک ی

شرب ی ربز ،امد رب ی

اسرف و حطس ی

ش رد رازبا

راکشارت ی

نوسارتلا تاشاعترا کمک هب ی

ک

ب دوعسم ی تا لوت و تخاس هورگ ی

،د سدنهم هدکشناد ی

ناکم ی ،ک ا ،ناشاک ،ناشاک هاگشناد ی

نار

ینیما دیعس

*

لوت و تخاس هورگ ی

،د سدنهم هدکشناد ی

ناکم ی ،ک ا ،ناشاک ،ناشاک هاگشناد ی

نار

هدیکچ شام ی ن راک زا یکی لااب یتخس اب تاعطق ی مهم

رت ی ن شلاچ زا .تسا تعنص یاه

شور ور نیا هب ینیون یاه

شام ی ن راک .تسا هدش هدوزفا یتنس ی شام

ی ن راک ی

شور نیا هلمج زا کینوسارتلا تاشاعترا کمک هب .تسا اه

زا هدافتسا یایازم

نیشام هب تبسن کینوسارتلا تاشاعترا لماش یتنس یراک

ن شهاک ی اهور ی

شام ی ن راک ی

، اس شهاک ی ش رازبا ازفا ،کاکطصا و ی

ش لباق ی ت شام ی ن ک را ی داوم

ازفا ،تخس ی ش ک ی ف ی ت حطس غ و ی هر شاعترا لامعا یارب .تسا کینوسارتلا یاه

سناکرف اب دلاوف سنج زا نروه کی ،رازبا هب دیدشت

20633 مرن طسوت زتره رازفا

.دش هتخاس سپس و لیلحت سوکابآ ا رد

ی ن تارثا ،هعلاطم

تعرس لماوع

ینارود ، خرن طیارش ،یورشیپ شام

ی ن راک کینوسارتلا و یلومعم ی

رد تخس هس ی

15 ، 30 و 45 س لوکار ی فلتخم یارب هعطق رب راک نیشام یامد یربز ،یراک

شیاسرف و حطس را دروم رازبا

ز ی با ی تفرگ رارق . اتن ی ج ناشن داد یتخس رد یاه

کینوسارتلا تاشاعترا لامعا طسوت رتلااب

ربز ی شهاک حطس تفای

ربز . حطس ی

( Ra

نیشام رد ) شاعترا کمک هب یراک نیشام هب تبسن کینوسارتلا یاه

یراک

فلتخم لماوع رد یلومعم شام

ی ن راک دودح ات ی 36 .تسا رتمک دصرد نچمه

ی ن

ازفا اب ی ش تخس ی هعطق اسرف راک ی ش ب رازبا ی رتش هک تسا هدش طسوت

لامعا

شاعترا یاه ا کینوسارتلا ی

ن اسرف ی ش شام تلاح هب تبسن رازبا ی

ن یراک

لومعم ی .تسا رتمک نیا رب هولاع

امد ی شام ی ن راک ی تخس رد عومجم رد ی

یاه

هعطق رتلااب تلاح رد راک رثکادح کینوسارتلا

15 .تسا رتمک دصرد

لامعا اب

شاعترا یاه کینوسارتلا اسرف

ی ش رازبا عومجم رد شهاک ی هتفا هک تسا یم ناوت

اب تمرس رازبا باختنا ی

لامعا و کینوسارتلا ارش

ی ط اسرف ی ش رد ار رازبا

شام ی ن راک ی دلاوف 4140 AISI .دناسر لقادح هب

هژاودیلک اه : اکشارت ر ی ، شام ی ن راک ی نوسارتلا تاشاعترا کمک هب ی

،ک ،رازبا رمع

امد ی شام ی ن راک ی ، ربز ی ،حطس ،راک هعطق یتخس دلاوف

AISI 4140

:تفایرد خیرات 08

/ 09 / 1400

:شریذپ خیرات 17

/ 11 / 1400

:لوئسم هدنسیون*

[email protected]

1 - همدقم

شام ی ن راک ی یکی زا مهم رت ی ن و نیرتدربراکرپ

ارف ی اهدن ی دیلوت رد

عیانص فلتخم تسا تکرح تازلف شرب لمع . ی

بسن ی ب ی ن رازبا

شرب ی هعطق و تن رد هک تسا راک ی

هج رادقم نآ ی هب رظن دروم زلف زا

هعطق زا هدارب لکش م ادج راک

ی دوش . نیشام ماگنه تاعطق یراک

هب ردت ی ج یم هتساک نآ رمع زا و هتفر نیب زا یشرب رازبا دوش

اربانب ؛ ی ن

نیشام ماگنه .تسا مهم لماع کی رازبا طیارش ،یراک

رمع لوط

داوم مجح ای نامز زا تسا ترابع رازبا شام

ی ن راک زا لبق هدش ی

ددرگ تسکش راچد هکنیا ای دنک رازبا هکنیا

] 1

تایلمع نیح رد .[

شام ی ن راک شیاس هقطنم کی ی یم لکش شرب رازبا رد

نازیم و دریگ

رازبا رد هدش داجیا شیاس الاومعم

رمع نییعت تهج یبسانم رایعم

هار یلک روط هب .تسا رازبا رازبا رمع لوط شیازفا یارب یددعتم یاه

یم داهنشیپ هدافتسا هک ددرگ

زا تاعیام کنخ یراک رد شام ی ن راک ی

رایسب مهم

،تسا اما هنیزه اه ار شیازفا یم دهد و تارثا یبرخم رب

حم ی ط ز ی تس و تملاس ناسنا یم دراذگ

] 2

.[

هب نیا لیلاد لیامت هب

هدافتسا زا شام ی ن راک ی کشخ شیازفا هتفای تسا

] 3

.[

نونکات

ز تاعلاطم یدای

ور رب لماوع ی شام ی ن راک ی ثأت و ی ر نآ ور رب اه ی

یفاص ناناواراس .تسا هدش ماجنا رازبا رمع و حطس و

واخ ری

] 4

[

راتفر

شام ی ن راک ی ششوپ اب رازبا TiN

و ششوپ نودب رد ار

دنیآرف

راکزرف ی دلاوف 4340 AISI ب یسرر .دندرک داد ناشن جیاتن یامد

هیحان شام ی ن راک ی رد کشخ یراکزرف یاهدلاوف

تخس رایسب

تسلااب هک ببس شهاک رمع سا هدش رازبا .ت

لزا و ناراکمه

] 5

[

ریثأت لماوع ،یشرب یتخس هعطق راک و هسدنه رازبا رب یفاص حطس

دلاوف رازبا AISI H13 .دندرک یسررب ار نا یب یس رازبا زا هدافتسا اب

یتخس هعطق راک رد نیا شهوژپ 51 و 54 لوکار یس رد رظن هتفرگ

نآ .دش اه ناشن دنداد هک یربز حطس و یورین یعاعش اب شیازفا

یتخس هعطق راک یربز و شیازفا حطس

اب شیازفا خرن یورشیپ

شیازفا ادیپ یم دناتیج .دنک و

ناراکمه

] 6

[

ریثأت لماوع یشرب یور

یربز

،حطس شیاس رازبا و یورین یشرب اب هدافتسا زا رازبا یکیمارس

یلومعم و رازبا یاراد نکش هدارب ار

یور دلاوف رازبا راکدرس AISI

یسرربD2 رارق دنداد و هجیتن دنتفرگ هک هعطق یاهراک شام ی ن راک ی

هدش اب رازبا یاراد نکش هدارب تبسن

هب رازبا یلومعم یاراد یربز

حطس یرتمک انایلوی .تسا

] 7

لماوع [

رثؤم رب یربز حطس رد

شام ی ن راک ی تخس دلاوف رنف EN47 هب تروص یبرجت یسررب درک و

ناشن داد هک دنور رییغت یربز حطس اب یتخس شیازفا هعطق

راک زا

35 ات 55 لوکار یس هب تروص یلوزن

،تسا یلو حطس یربز هعطق

دعب زا یتخس 55 لوکار یس هب تروص ریگمشچ شیازفا یم ادیپ -

ک .دن نامدود و ناراکمه

] 8

[

لماوع ریثأت یتخس

هعطق

،راک خرن

یورشیپ و تعرس ینارود ار رب یربز حطس و اب هدافتسا زا لایس

یشرب یهایگ هیاپ و

رازبا یدیابراک یورین

شرب رد خاروس راک ی

دلاوف 4340 AISI ار یسررب دندرک و ناشن دنداد یتخس هعطق راک

ریثأت لباق هظحلام ا ی رب یربز حطس

،دراد هب ای ن هنوگ هک شیازفا نآ

ببس شهاک یربز دش حطس . یردیح ناراکمه و

] 9

[

قحت رد ی ق ی

ازفا اب هک دنداد ناشن ی

ش تخس ی هعطق ات راک 50 لوکار س ی

، ربز ی

هعطق حطس ازفا اب و شهاک راک

ی ش تخس ی زا 50 ات 65 لوکار س ی

،

ربز ی ازفا حطس ی ش ی هتفا نچمه .تسا ی

ن اتن ی ج رد داد ناشن

تخس ی 50 لوکار س ی رتهب ی ن ربز ی هعلاطم رد .دش لصاح حطس یا

د ی رگ شواچ ی ناراکمه و

] 10

[

ثأت ی ر تخس ی هعطق تعرس و راک

پسا ی لدن ربز رب ی شام رد حطس ی

ن یراک سررب ار دلاوف ی

.دندرک

هعطق اهراک یی تخس اب ی 35 ، 45 ، 50 ، 50 ، 55 ، 60 و 65 لوکار س ی

ارب ار ی امزآ ماجنا ی

ش اه نآ .دندرک باختنا اتن زا هدافتسا اب اه

ی ج

برجت ی ربز هک دنداد ناشن ی

حطس اب ازفا ی ش تخس ی ات 55 لوکار

(3)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

س ی ازفا نآ زا سپ و شهاک ی

ش پ ی اد م ی .دنک یربز حطس تاعطق

شام ی ن راک یکی هدش ی زا

مهم رت ی ن یاهرتماراپ

نییعت تیفیک

تاعطق و رد یرایسب زا عقاوم مهم رت ی ن رایعم یارب لوبق ای

ندرکدر تاعطق تسا . رد یراکشارت رازبا ،کینوسارتلا کمک هب هب

ررکم تروص

هعطق زا م ادج راک ی سب .دوش ی را ی تلااقم رد ناققحم زا

هدرک شرازگ فلتخم ز دوبهب هک دنا

ی دا ی رد لماوع جورخ ی رد

شام ی ن راک ی دراد دوجو

] 11

.[

سویواتسا

ناراکمه و

] 12

[

رثا

راکشارت ی یلومعم راکشارت و ی

کینوسارتلا کمک هب

ار رب

مولآ ی ن ی مو سررب ار ی رک ند .د داد ناشن جیاتن

هک شاعترا یاه

ربز دوبهب ثعاب توصارف ی

حطس تسا هدش د هعلاطم رد .

ی رگ ی ،

ناراکمه و تان

] 13

[

ارش ندوزفا اب ی

ط هب توصارف شاعترا

شام ی ن راک ی یلومعم ن دنتسناوت ، ی

اهور ی نچمه و شرب ی

ن اس ی ش

رد .دنهد شهاک ار رازبا هعلاطم

د ی رگ ی ما ی ن ی ناراکمه و

] 14

[

ناشن

اد ند شاعترا تکرح هک د ی

خاروس رد رازبا راک

ی دش شهاک ثعاب ی

د

ن ی ور ی روحم ی اقم رد ی هس شام اب ی ن راک ی یلومعم تسا هدش .

تاپ ی ل ناراکمه و

] 15

[

اد ناشن ند شاعترا زا هدافتسا اب هک د

کینوسارتلا رد

شام ی ن راک ی Ti6Al4V ن ، ی ور ی م هب شرب ی ناز 40

%

یلا 45

% شهاک ی هتفا نچمه و ی ن امد ی ن شرب ی ز 48

% شهاک

تسا هتفای قحت رد .

ی ق ی فطل طسوت ی

ناراکمه و

] 16 [

بش ی ه زاس ی اه ی راکشارت دنیآرف ی

اتن و دش ماجنا کینوسارتلا ی

ج

نآ زا هدافتسا هک داد ناشن اه

شاعترا یاه کینوسارتلا اب

ثع

هناد هزادنا شهاک دش

. اب نینچمه

ازفا ی ش تخس ی هعطق ،راک

ن ی ور ی شام ی ن راک ی ن ی ز شیازفا ثعاب یفرط زا و هتفای شیازفا

و یفرصم یژرنا زه

ی هن لوت ی د تسا هدش .

ما ی ن ی ناراکمه و

] 17

[

ن ی اهور ی شرب ی

، اس ی ش ربز و رازبا ی

ماگنه حطس ی

هک شاعترا

نوسارتلا ی ک راکشارت هب ی

نارود ی ( )RT هدوزفا دش ار سررب دروم ی

رارق دنداد . یاتن ج داد ناشن ازفا

ی ش تعرس ینارود ازفا هب رجنم ی

ش

ن ی اهور ی شرب ی هدش ا هک ی ن راکشارت رد دروم ی

نارود ی کمک هب

نوسارتلا ی ک سر تلع هب ی

ند نارحب تعرس هب ی

ب ی رتش امن ی نا .دوب

ازفا ی ش نارود تعرس ی

ربز شهاک ثعاب رازبا ی

ن و حطس ی اهور ی

شرب ی کشارت رد را ی نارود ی .دش لک روط هب ی ربز ی حطس ن و ی اهور ی

شرب ی ب ی ش زا 50 % شهاک ی دنتفا اقم رد و ی هس راکشارت اب ی تنس ی

نارود و ی اس ی ش راکشارت رد رازبا رتمک ی

نارود ی نوسارتلا ی ک هب

تسد .دمآ قحت اما ی تاق لبق ی زا هدافتسا هک تسا هداد ناشن

شاعترا یاه ثعاب توصارف شهاک

ن ی ور ی شرب تسا هدش ؛

اربانب ی ن م رظن هب ی دسر ا لامعا هک ی

ن شاعترا یاه کینوسارتلا

ور ی هعطق تخس اب راک ی

م لااب ی دناوت .دشاب رثؤم

دلاوف 4140 AISI

عون کی لآ دلاوف ی ژا ی لوم ی ندب - تسا مورک و

لد هب ی لست شنت ل ی

م

هب لااب هدرتسگ روط ا

ی ارب ی تاعطق تخاس ی

دننام ،تفش ،روحم

پ ی چ هرهمو خرچ ، هدند و اه هریغ دروم م رارق هدافتسا ی

گ ی .در لیلد هب

دلاوف نیا عونتم دربراک

هب مادقا بسانم حطس تیفیک هب زاین و

هعطق سنج نیا یسررب یتخس رد راک

دش توافتم یاه اربانب ؛

ی ن ،

ا رد ی ن قحت ی ق عس ی ثأت تسا هدش ی

ر لماوع شام ی ن راک ی رد یتخس

یاه هعطق فلتخم تلاح ود ره رد راک

یراکشارت لومعم ای ی

(CT) Conventional turning

تلاح و یراکشارت

کمک هب

کینوسارتلا

ای (UAT) Ultrasonic assisted turning

سررب ی .دوش

مهم رت ی ن ا رد هلئسم ی

ن قحت ی ق تخس ی هعطق اب هک تسا راک

شور اه ی شام ی ن راک ی یلومعم و کینوسارتلا سررب

ی .تسا هدش

عون ود نیا رثا نینچمه شام

ی ن راک عون ود رد رازبا شیاسرف رب ی

.تسا هدش یسررب زین یتمرس و یدیابراک نتسگنت رازبا فده

نیا

،قیقحت یسررب ثأت ی ر لماوع تعرس

،لدنیپسا خرن

و یورشیپ

هعطق یتخس نیشام فلتخم طیارش ود اب راک

رب یراک تیفیک حطس

و رازبا رمع فلتخم رازبا ود رد

شام ی ن راک دلاوف ی AISI 4140

.تسا

هب لکروط اعترا رثا دروم رد ،ی شاه

یتخس رد کینوسارتلا یاه یاه

هعطق یلااب .تسا هدش ماجنا یمک تاعلاطم ،راک

هلاقم نیا رد رثا

شاعترا لامعا رد کینوسارتلا یاه

نیشام دنیآرف دلاوف یراک

AISI

4140 تلاح رد و یلومعم یاه کینوسارتلا

هسیاقم و یسررب مه اب

یروآون .تسا هدش نیا

هسیاقم لماش هلاقم

رثا تخس هس ی توافتم

هعطق رد راک شام ی ن راک و کینوسارتلا ی شام

ی ن راک رب یلومعم ی

و یدیابراک نتسگنت یشرب رازبا شیاسرف طیارش و امد ،حطس یربز تسا یتمرس .

2 - شور و داوم اه

دلاوف 4140 AISI ی ک ی رتدربراکرپ زا ی

ن .تسا تعنص رد اهدلاوف

دب ی ن ارب روظنم ی سررب لماوع ی شرب ی رب طیارش و حطس یربز رازبا

رد تخس ی یاه ا توافتم ی ن هعطق لوا ماخ هدام .دش باختنا راک ی

ه

تروص هب لیم درگ لوا رطق اب ی ه 20 م ی ل ی رتم زا تاعطق .دش باختنا

دلاوف سنج 4140

AISI لمع طسوت و باختنا ی

تا ترارح ی هب

تخس ی یاه 15 ، 30 و 45 لوکار س ی سر ی دند هنومن . یاه هت ی ه هدش

لمع تحت ی

تا ترارح ی ارب ی تخس لوصح ی

اه ی لتخم ف رارق

رتکلا هروک لخاد تاعطق ادتبا .دنتفرگ ی

ک ی امد ات و هتفرگ رارق ی

870 تناس ی دارگ هعطق .دندش هداد ترارح تدم هب اهراک

1 رد تعاس

ای ن اک ات هدش هتشاد هگن امد نتسآ الام

ی هت هب هعطق راتخاس و هدش

زنترام ی ت دبت ی ل اهن رد .ددرگ ی

ت ارف تحت تاعطق ی

اهدن ی لمع ی تا

ترارح ی خپزاب ت ارب ی تخس لوصح ی

45 س لوکار ی تدم هب 20

قد ی هق تخس و ی 30 س لوکار ی تدم هب 2 امد رد تعاس ی

550 هجرد

حم لخاد سپس و دنتفرگ رارق ی

ط تخس هب ات دندش کنخ نغور ی

-

یاه راکشارت دنیآرف ماجنا تهج رظن دروم ی

.دنسرب یتمرس رازبا زا

شیامزآ ماجنا یارب یدیابراک نتسگنت و رد .تسا هدش هدافتسا اه

ره یارب یتمرس رازبا هس و یدیابراک نتسگنت رازبا هس عومجم هعطق توافتم یتخس .تسا هدش هدافتسا راک

زا هدافتسا دروم رازبا

عون DCMT 11T308-PF 4225

هک تسا کیودنس تکرش تخاس

نیشام صوصخم دیرگ( لیتسا و دلاوف یراک

P و .تسا )M رازبا

عون زا زین یتمرس DCMT-11T302-HF-Cermet

ماجنا تهج

شیامزآ ،شیامزآ ره رد هنومن ره لوط نینچمه .دش باختنا اه 5

یلیم .تسا هدوب رتم یتخس یارب

15 و یتمرس رازبا کی یس لوکار

(4)

یتخس یارب و یدیابراک نتسگنت رازبا کی 30

و 45 زین یس لوکار

لامتحا ات تسا هدش هدافتسا هناگادج یرازبا زا تروص نیمه هب شیامزآ بیترت نینچمه .دبای شهاک اطخ یفداصت تروص هب اه

.دش باختنا

هس هفلوم تعرس ینارود

، رن پ خ ی ورش ی تخس و ی

هعطق ود و راک طیارش شام توافتم ی

ن راک ی غتم ناونع هب ی

اهر ی

دورو ی دنیآرف راکشارت ی ارب .دش هتفرگ رظن رد ی

امزآ ماجنا ی

ش اه

ارب ی تعرس

،ینارود پ تعرس ی ورش و ی تخس هعطق ی راک هس حطس

ارش ود و دش باختنا ی

ط شام توافتم ی

ن راک ی ارب ی امزآ ماجنا ی ش -

اه دش هتفرگ رظن رد تسا ه

امزآ لحارم مامت رد شرب قمع . ی

ش

ربارب و تباث 5

/ 0 م ی ل ی رتم دش هتفرگ رظن رد تسا ه

. ا رد ی ن ،هعلاطم

شیامزآ اه زا هدافتسا اب یلومعم یراکشارت

( )CT راکشارت و ی اب

کینوسارتلا کمک (

)UAT رد لماوع شام فلتخم ی

ن راک ی ماجنا

دش تسا ه و شاعترا هنماد . ظنت سناکرف

ی م ارب هدش ی س ی متس هب

ترت ی ب 12 م ی رتمورک و 20633 زتره ( روسنس زا .دوب AEC-5502A-

)01 نپاژ روشک تخاس ارب

ی هزادنا گ ی ر ی هدافتسا شاعترا هنماد

دش تسا ه هجت . ی تاز و ی هژ ا ی ارب ی س بصن ی متس تاشاعترا لامعا

کینوسارتلا رازبا هب

ور رب ی شارت هاگتسد دش یحارط

ارب . ی جنا ما

دنیآرف یلومعم یراکشارت

( )CT راکشارت و ی کینوسارتلا کمک اب

( )UAT ، ی ک هجت ی ز حارط ی ور رب هدش ی

شام ی ن شارت تخاس

شام ی ن زاس ی ربت ی ز دش بصن . هجت ی تاز ور رب هدش بصن ی

هاگتسد

شارت لکش رد 1 ناشن .تسا هدش هداد

لکش 1 ) هدامآ زاس ی شاعترا کمک هب یراکشارت هعومجم

نوسارتلا ی ک

ارب ی ق تخاس ی دنبود ارب ی لامعا شاعترا یاه کینوسارتلا رد

تعرس تهج ینارود

ق ادتبا رازبا هب ی

دنبود حارط هطوبرم ی

هدش

ق .تسا ی دنبود دلاوف سنج زا هطوبرم St37

تسا لحم رد هک یاه

راکشوج هطوبرم ی

.تسا هدش

لماوع شرب ی غتم ی ر رد هک

امزآ ی ش اه ی شام ی ن راک ی هدافتسا دش لودج رد 1 .تسا هدش رکذ

داقم باختنا ی

ر لماوع شرب ی پ ساسا رب ی

داهنش هدنزاس هناخراک

سررب ،رازبا ی قحت ی تاق لبق هدش رشتنم ی

شام دروم رد ی

ن راک ی دلاوف

AISI 4140

نچمه و ی ن تعرس نتفرگ رظن رد ینارود

نارحب ی تهج

ارش لامعا ی

ط نوسارتلا ی ک .تسا هدش ماجنا

وم روتارنژ هدافتسا در

ا رد ی قحت ن ی ئوس تکرش تخاس ق ی

س ی MPI تسا ا ناوت . ی روتارنژ ن

1000 تاو ب نآ دماسب هدودحم و ی

ن 18 ات 40 تسا زترهولیک .

لودج 1 ) شیامزآ یدورو یشرب یاهرتماراپ یبرجت یاه

حوطس راک هعطق یتخس (HRC)

ینارود تعرس ( )rpm

یورشیپ خرن ( mm/rev )

شاعترا هنماد (μm)

1 15 180 0/08 یلومعم یراکنیشام

( 0 )

2 30 355 0/14 یراکنیشام

نوسارتلا ی ک ( 12 )

3 45 500 0/2 -

دسنارت ی رسو دسنارت عون زا هدافتسا دروم ی

اهرسو ی پ ی رتکلاوز ی ک ی اب

دماسب 20 - 5 / 20 ک ی زترهول تسا . دسنارت ی رسو ی ک ی مهم زا رت ی ن

ازجا ی نوسارتلوا ده ی

ک تسا هک هفیظو نآ لیدبت س ی لانگ اه ی

یکیرتکلا هب شاعترا یاه یکیناکم ( دوم یلاسرا ) و لیدبت

شاعترا یاه یکیناکم هب س ی لانگ اه ی یکیرتکلا ( دوم یتشگرب )

تسا . نروه ی ک ی ازجا زا ی ده نوسارتلوا ی ک تسا هک اظو ی مهم ف ی

وقت و تاشاعترا لاقتنا هلمج زا ی

هنماد ت شاعترا اه .دراد هدهع رب ار

ارب ی سررب ی لماوع جورخ زا ی هزادنا هاگتسد گ

ی ر داعبا ی

و ی وئد یی Vision Measurement Machine (VMM) SP4030

تخاس

تکرش نیچ روشک نوسیا

هدافتسا دش ارب . ی هزادنا گ ی ر ی امد ی

حطس هعطق راک رتمومرت زا ، یزیل

لدم VIR50 تکرش تخاس چتسکا

تقد اب 0.1 تناس هجرد ی

دارگ تسا هدش هدافتسا نیا .

عون رتمومرت

تیلباق هداد یرادرب هب تروص 150 یلیم هیناث ار دراد . نینچمه

هلصاف رتمومرت ات هعطق راک رد هدودحم تیلباق هزادنا یریگ هاگتسد

دوب . نیا هاگتسد تیلباق هداد یرادرب ات هلصاف 127 یتناس یرتم زا

هژوس دروم رظن ار دراد . تامیظنت رتمومرت یاراد Emissivity

یاه

توافتم یارب سنج یاه توافتم دراد هک شیپ زا عورش شیامزآ اه

یتسیاب نیا ریداقم قباطم سنج دروم رظن دراو تامیظنت هاگتسد

دوش . نیا هاگتسد تیلباق یسررب امد هدودحمرد 50

- ات 2200 هجرد

یتناس دارگ ار دراد . نیا رد هدش یسررب یامد هک تسا رکذ هب مزلا

هعطق یامد هعلاطم .تسین رازبا یامد و تسا راک

اجنا زا سپ م

تخس راک ی م ی ناز تخس ی تخس هاگتسد طسوت هعطق ره ی

جنس

هزادنا گ ی ر ی ربز .دش ی جنس حطس یربز یسررب تهج هدافتسا دروم -

اه لدم PS1 لکش رد .تسا رهام تکرش تخاس و 1

هوحن

هدامآ زاس ی نیشام تازیهجت یراک

امن ی ش ا رد .تسا هدش هداد ی

ن

قحت ی ق شام شور زا ی

ن راک ی ارب کشخ ی رادرب هدارب ی

هنومن اه

هدافتسا هدش تسا .

لکش رد 2 هجت ی تاز امزآ رد هدافتسا دروم ی

ش یاه برجت ی ناشن

.تسا هدش هداد

شیامزآ زا کی ره اه

2 لیلد هب و دش رارکت راب

.دش رظن فرص موس شیامزآ زا رگیدکی هب یجورخ جیاتن یکیدزن سپ امزآ ماجنا زا ی

ش اه داقم ی ر م ی گنا ی ن ربز ی حطس Ra

هدافتسا اب

ربز هاگتسد زا ی

هزادنا جنس گ

ی ر ی .تسا هدش

تکرح سروک رادقم

ربز هاگتسد نزوس ی

درادناتسا ساسا رب جنس ISO 4287

رادقم 5 / 2

م ی ل ی رتم ظنت ی م ارب .تسا هدش ی

ب تقد ی رتش سررب و ی لباق ی ت

ذپرارکت ی ر ی ربز ی ارب حطس ی عقوم هس رد هنومن ره ی

ت و فلتخم

هس م و دش ماجنا رارکت راب ی

گنا ی ن هزادنا یاه ناونع هب هدمآ تسد هب

(5)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

لکش 2 ) شیامزآ رد هدافتسا دروم تازیهجت )فلا اه

کینوسارتلا روتارنژ

)بMPI

جنس یربز هاگتسد )ج ییوئدیو رادربریوصت هاگتسد

ربز ی طسوتم حطس Ra

امزآ ماجنا زا سپ .دش تبث ی

ش اه سررب هب ی

لحت و ی ل اتن ی ج اس .دش هتخادرپ ی

شام زا سپ رازبا ش ی

ن راک ی یسررب

وصت و ی رادربر ی تسا هدش . سپ زا ماجنا یامزآ ش

،اه امزآ رد ی هاگش

اهرازبا زا ی شرب ی هاگتسد طسوت

هزادنا گ ی ر یداعبا و ی وئد یی ( )VMM

هیهت ریواصت

حارط شور زا .دش ی

امزآ ی ش روتکاف ی ل هدافتسا لماک

و دش 54 امزآ ی ش ا اب ی ن رب .دش ماجنا شور

نیا ساسا لماوع

شام ی ن راک ی ، رد لودج 2 .تسا هدش صخشم

یس شارت هاگتسد زا هدافتسا اب نروه نا

یس هچره هک هدش هتخاس

نروه ب تقد اب یرتشی حارط ی هنماد دوش شاعترا

رتهب ی دهاوخ

تشاد . روظنم یارب نیمه هب

حارط ی نروه لانآ زا ی ز دم لا رد مرن رازفا

سوکابآ دش هدافتسا

رد هک لکش 3 تن ی هج زجت ی ه لحت و ی ل دم لا زا

نروه حارط ی تحت هدش شاعترا

لوط سناکرف رد ی

20633 زتره

ناشن تسا هدش هداد .

شیامزآ نایاپ زا سپ جیاتن هسیاقم یارب اه

هب تسد شیامزآ زا هدمآ زا اه

مرن رازفا .دش هدافتسا بت ینیم

هداد اه نیا رد مرن رازفا نیا طسوت اهرادومن و دش لیلحت مرن

رازفا

.دش هیهت 3 - ثحب و یبرجت جیاتن

1-3 - نیشام طیارش یسررب رب یراک

هعطق یامد راک

نیشام هیحان رد امد تیفیک و رازبا رمع رد مهم لماوع زا یکی یراک

تسا حطس حان رد .

ی ه لوا ی ه وناث و ی ه رد ماگنه شام ی ن راک ترارح ،ی

.تسا هدش دیلوت ا ترارح

ی داج هدش رد حان ی ه شان شرب ی غت زا یی ر

تسلاپ لکش ی

ک کشت ماگنه داوم ی

ل و هدارب نچمه ی ن کاکطصا

ب ی ن هعطق حطس و هدارب اب رازبا .تسا راک

اس رب هولاع امد ی

ش ،رازبا

غت ثعاب یی ر ک شهاک و هدارب لکش ی

ف ی ت حطس هعطق راک

یم دوش .[18]

هاتوک نامز هب هجوت اب ،یجارختسا یاهامد

نیشام هعطق حطس ای رازبا یاپ یامد رگنایب اهنت ،یراک نیح رد راک

لکش 3 ) زجت ی ه لحت و ی ل لادم زا نروه مرن رد هدش لدم رازفا

سوکابآ

لودج 2 ) شیامزآ یدورو یشرب یاهرتماراپ یبرجت یاه

طیارش شام ی ن راک ی

تعرس یورشیپ

( mm/rev )

تعرس ینارود ( )rpm

هرامش شیامزآ

( mm/rev )

CT

08 /

0 180 37

CT

08 /

0 180 19

CT

08 /

0 180 1

14 /

0 180 38 0/14 180 20 0/14 180 2

2 /

0 180 39 0/2 180 21 0/2 180 3

08 /

0 355 40 0/08 355 22 0/08 355 4

14 /

0 355 41 0/14 355 23 0/14 355 5

2 /

0 355 42 0/2 355 24 0/2 355 6

08 /

0 500 43 0/08 500 25 0/08 500 7

14 /

0 500 44 0/14 500 26 0/14 500 8

2 /

0 500 45 0/2 500 27 0/2 500 9

UAT

08 /

0 180 46

UAT

08 /

0 180 28

UAT

08 /

0 180 10

14 /

0 180 47 0/14 180 29 0/14 180 11

2 /

0 180 48 0/2 180 30 0/2 180 12

08 /

0 355 49 0/08 355 31 0/08 355 13

14 /

0 355 50 0/14 355 32 0/14 355 14

2 /

0 355 51 0/2 355 33 0/2 355 15

08 /

0 500 52 0/08 500 34 0/08 500 16

14 /

0 500 53 0/14 500 35 0/14 500 17

2 /

0 500 54 0/2 500 36 0/2 500 18

یتخس هعطق = راک 45

یس لوکار یس لوکار30 = راکهعطق یتخس یس لوکار15 = راکهعطق یتخس

(6)

نیشام .تسا یراک لکش رد

4 امد ی رد رازبا تعرس اه ی شرب ی

،فلتخم و فلتخم یتخس هس رد

پ خرن ی ورش ی 2 / 0 م ی ل ی رتم رود رب

شام تلاح رد ی

ن راک ی کینوسارتلا و یلومعم هدش هداد ناشن

رد .تسا شام ی ن راک ی کینوسارتلا ازفا اب ،

ی ش تعرس ینارود

، دنور

ازفا ی ش امد یدوعص تروص هب

.تسا لکش رد 4 تسا حضاو

هک

امد ی حطس هعطق راک هب طوبرم نیشام

کینوسارتلا یراک همه رد

تعرس اه رتمک زا نیشام یلومعم یراک

.تسا ازفا اب ی ش تعرس

ود ینار زا 355 ات 500 قد رب رتم ی ،هق امد ره رد ود تلاح نیشام -

ک یرا شیازفا ی هتفا ازفا اب .تسا ی

ش

،تعرس دنور شیازفا امد

لو تسا هباشم ی

رد امد ،تعرس ره رد نیشام

یراک کینوسارتلا

زا رتمک نیشام یراک لومعم ی ب .تسا ی رتش ی ن تعرس رد امد شهاک

ینارود 355 رتم قد رب ی هق شام رد ی ن راک ی کینوسارتلا رادقم هب

15%

شام هب تبسن ی

ن راک یلومعم ی

م هدهاشم ی

دوش رادقم .

پ خرن رد امد شهاک طسوتم ی

ورش ی 2 / 0 م ی ل ی رتم رد رود رب نیشام -

ک کینوسارتلا یرا لومعم تلاح هب تبسن

ی ات 15

% لکش رد .تسا

5 امد ی رد رازبا یورشیپ یاه ،فلتخم و یتخس هس رد

تعرس

ینارود 500 رتم قد رب ی هق شام تلاح رد ی

ن راک ی و یلومعم

کینوسارتلا .تسا هدش هداد ناشن

هک تسا هداد ناشن تاعلاطم اب

ازفا ی ش پ خرن ی ورش ی

، حطس و هدارب عطقم نآ لابند هب

، ناوت

کاکطصا ی ور هدش فلت ی

رازبا حطس

ازفا ی ش م ی ی دبا

] 19

. [

ماگنه

هدارب رادرب ی ای ن ازفا ی ش صا ناوت کاکط ی

، شیازفا ثعاب امد

ی

شرب ی لمع رد ی تا راکشارت ی .تسا هدش ازفا

ی ش یورشیپ خرن ن

ی ز

هب لد ی ل ازفا ی ش ن ی ور ی کاکطصا ی حاون رد شنرک خرن و ی

لوا ی ه و

وناث ی ه غت یی ر

،لکش امد ی ازفا ار شرب ی

ش م ی دهد

] 20

. [

دنور هب تسد

هدمآ لکش رد 5 اب رگید تاعلاطم

دراد تقباطم ناققحم

] 21,22

.[

رد

دنیآرف نیشام یراک تنس ی

، غت زا لصاح يژرنا یی

ر تسلاپ لکش ی

ک

رد حان ی ه لوت ،هدارب اب رازبا دروخرب لحم و شرب ی

د م ترارح ی دنک .

ای ن ترارح طسوت هدارب س ،اه ی لا کنخ نچمه و يراک ی

ن لاقتنا

اده ترارح ی

ت ی و رازبا هب هعطق

،راک لقتنم م ی دوش . طقف هچرگا

قحت ی تاق کدنا ی مز رد ی هن ب طابترا ی ن شام يامد ی

ن يراک يربز و

حطس ذپ تروص ی هتفر ازفا اما ،تسا ی

ش هعطق يامد رد رازبا و راک

ح ی ن شام ی ن

،يراک شقن ی ساسا ی ک رد ی ف ی ت اهن حطس یی ا ی اف م ی -

دنک لصا تلع . ی

ای ن تدش رد عوضوم ی

نتفا اس دنور ی ش رد رازبا

لااب ياهامد تسا

] 23

.[

ناراکمه و گناو

] 24

[

برجت هعلاطم هب ی

لوت ترارح ی

د ح رد هدش ی ن شام ی ن يراک مولآ ی ن ی مو 6061 .دنتخادرپ

لکش 4 ) ریثأت تعرس ینارود رب امد رد ود تلاح نیشام یراک (

UAT

) و (

CT

)

لکش 5 ) ریثأت یورشیپ رب امد رد ود تلاح نیشام یراک (

UAT

) و (

CT

)