در فرآیند فرزکاری قطعات با سطوح تندیس وار، انحناهای سطح به عنوان یکی از بارزترین ویژگی های هندسی آن می تواند بر نیروهای فرزکاری و در نتیجه بر دقت ابعادی قطعه نهایی تأثیرگذار باشد. در این مقاله با ارائه مدلی تحلیلی برای استخراج ناحیه درگیری ابزار فرز انگشتی سرکروی و سطح تندیس وار، به گونه ای که فرم صریح انحناهای سطح را در بر داشته باشد، به مطالعه اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری پرداخته می شود. به این منظور، ابتدا نیروهای فرزکاری با استفاده از مدل مکانیستیک و با به کارگیری روش تبدیل از حالت متعامد به مایل برای محاسبه ضرایب برشی مدل سازی می شوند. سپس، با مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج موجود در مراجع معتبر به صحه گذاری آن پرداخته می شود. در ادامه با انجام مطالعات پارامتریک، اثر انحناهای سطح و عمق درگیری بر نیروهای فرزکاری بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در عمق درگیری ثابت، انحناهای سطح در نواحی مقعر بیشترین تأثیر، در نواحی زینی شکل حالت میانی و در نواحی محدب کمترین تأثیر را بر نیروها دارند. همچنین، در مقادیر مشخص از انحناهای سطح، اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری با کاهش عمق درگیری افزایش می یابد. به عبارت دیگر، با کاهش عمق درگیری، صرف نظرکردن از انحناهای سطح خطای نسبی بزرگتری را در نتایج وارد می کند. همچنین، نتایج به دست آمده نشان می دهند که انحنای سطح در صفحه عمود بر مسیر حرکت ابزار اثر بزرگتری بر نیروهای فرزکاری نسبت به انحنای سطح در امتداد مسیر دارد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

فرز انگشتی نوعی ابزار ماشینکاری است برای براده برداری سطوح قطعه بوده که به دلیل کاربرد گسترده در صنایعی چون قالب سازی مورد توجه قرار گرفته است. ازاین رو امروزه، نیاز صنعت به یافتن پارامترهای بهینه فرآیند احساس می شود تا بتوان به کیفیت سطح مورد نظر دست یافت. به طور کلی، انتخاب پارامترهای اثرگذار در هر فرآیند فرزکاری به طور قابل توجهی بر کیفیت سطح یک قطعه تمام شده تأثیر می گذارد. در این پژوهش با استفاده از روش آنالیز حساسیت آماری ای-فست به بررسی کمی میزان اثرگذاری همزمان پارامترهای ورودی شامل سرعت اسپیندل، عمق برش، و نرخ پیشروی بر روی پارامتر خروجی زبری سطح برای نمونه ها پرداخته شده است. آزمایش های ماشینکاری تحت پارامترهای مختلف برش همانطور که در شرایط پایدار برای ابزار فرز تعریف شده اند، انجام شده است. زبری سطح و میزان ارتعاش ماشین کاری با فرم های درجه دوم غیرخطی؛ به ترتیب بر اساس پارامترهای برش و برهمکنش های آن از طریق چندین روش تحلیل رگرسیون، مدل سازی شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که پارامتر زمان سرعت اسپیندل با 67 درصد تأثیر به عنوان تأثیرگذارترین پارامتر بر روی زبری سطح شناخته شده است. همچنین مشاهده شد که پارامتر نرخ پیشروی با 30 درصد تأثیر عمق برش با 3 درصد به عنوان دومین و سومین پارامترهای اثرگذار بر زبری سطح شناخته شده اند.

استفاده از سطوح پیچیده در صنایع گوناگون از جمله هوافضا و قالب سازی، رو به گسترش است. برای فرزکاری چنین سطوحی، توجه به فاکتورهایی از قبیل نوع استراتژی و پارامترهای ماشین کاری که همگی روی قابلیت ماشین کاری تاثیرگذار هستند، امری ضروری است. از اهداف این تحقیق، بررسی تاثیر استراتژی های مختلف و نیز پارامترهای مختلف ماشین کاری روی میکروسختی سطح نوعی سطح انحنادار (محدب) از جنس فولاد ضد زنگ1.4903  است. ابزار بکار رفته، فرز انگشتی سرکروی با روکش TiN و استراتژی های استفاده شده، چهار روش خطوط موازی، آفست سه بعدی، مارپیچ و شعاعی می باشند. طراحی و تحلیل آزمایش ها با استفاده از روش تاگوچی انجام گردید. پارامترهای ورودی شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی و فاصله بین مسیرهای ابزار بودند. پس از انجام آزمایش ها، سختی لایه سطحی نمونه های فرزکاری شده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مسیرهای مختلف ابزار تاثیر متفاوتی روی میکروسختی سطح فرزکاری دارند. فارغ از شرایط برش، سختی بعد از فرآیند، در تمامی استراتژی ها از سختی اولیه قطعه کار بیشتر بود. استراتژی مارپیچ دارای بیشترین و استراتژی شعاعی دارای کمترین مقدار سختی بودند. علاوه بر این، افزایش نرخ پیشروی، سرعت برشی و فاصله بین مسیرهای ابزار، سختی را افزایش داد و فاصله بین مسیرهای ابزار کمترین اثر را روی سختی داشت. بیشترین مقدار سختی نیز در شرایط سرعت برشی 180 متربردقیقه، نرخ پیشروی 0.18 میلیمتربردندانه و فاصله بین مسیر ابزار 0.7 میلیمتر گزارش شد که افزایش 56% را نشان می داد .

فرآیند میکرو فرزکاری یکی از روشهایی است که قادر به تولید قطعات سه بعدی در مقیاس کمتر از یک میلیمتر می باشد. با کوچکتر شدن قطعات، نسبت مساحت سطح به حجم قطعه افزایش می یابد که باعث می شود سطح قطعه نقش مهمی را در کار کرد آن ایفا کند. بنابراین یافتن ارتباط پارامتر های میکرو فرزکاری با زبری و پروفیل سطح در عملیات میکرو فرزکاری اهمیت زیادی دارد. در این مقاله، با استفاده از ترکیب هندسه پروفیل انتهای ابزار و مختصات لبه اصلی برش مدلی ارایه شده است که قادر به پیش بینی پروفیل و زبری سطح کف شیار میکرو فرزکاری می باشد. هندسه ابزار در دو بخش ماکرو و میکرو مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات مربوط به مختصات لبه اصلی برش و پروفیل ابزار استخراج شده و با معرفی انواع مکانیزمهای برشی در عملیات میکروفرزکاری، تاثیر عواملی همچون برگشت الاستیک و اثر حداقل ضخامت براده برای محاسبه زبری سطح در نظر گرفته شده اند. شبیه سازی انجام شده توسط نرم افزار MATLAB اثر پیشروی، شعاع لبه انتهایی و اثر حداقل ضخامت براده را برای میکرو فرزکاری ماده ای از جنس فولاد ضد زنگ 316 مورد مطالعه قرار می دهد. همچنین با انجام عملیات میکروفرزکاری مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشات مقایسه شده و صحت شبیه سازی تایید شده است. در ادامه آزمایشات اثر پیشروی بر روی زبری سطح و ایجاد پلیسه نیز مورد مطالعه قرار گرفته شده است.

در این مقاله، نحوه تاثیر پارامترهای مهم برشی و هندسه تیغ فرز (قطر و زاویه خروج از قطعه کار) در عملیات فرزکاری پیشانی تراش روی خصوصیات ابعادی پلیسه خروجی بررسی شده است. آزمایش های زیادی در شرایط مختلف ماشینکاری انجام گرفته و مقدار ارتفاع و ضخامت پلیسه اندازه گیری شده است. در ادامه، با استفاده از روشهای آماری، یک مدل ریاضی برای پیش گویی ارتفاع و ضخامت پلیسه روی جنس قطعه کار ST37 ارایه شده تا بتوان به مقادیر بهینه پارامترهای برشی برای داشتن حداقل ارتفاع پلیسه دست یافت.

هدف این مقاله، بررسی نیروهای برشی در فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UAM) بر روی فولادAISI 1020  است. برای اعمال ارتعاش به قطعه کار، یک فیکسچر مخصوص طراحی و ساخته شده است. با تغییر عمق برش، نیروی برشی در جهت های مختلف در حالت های فرزکاری معمولی (CM) و فرزکاری ارتعاشی اندازه گیری شده است. نیروهای برشی بدست آمده از فرزکاری ارتعاشی نسبت به فرزکاری معمولی کوچکتر هستند. با افزایش مقدار عمق برش، از میزان تاثیر ارتعاش اولتراسونیک بر نیروهای برشی کاسته می شود. میانگین کاهش نیروی برشی در آزمایش های مختلف برای فرآیند  UAM نسبت به فرآیند CM،8%   است.