بررسی تاثیر سختی قطعه کار و پارامترهای برشی بر دما، زبری سطح و فرسایش ابزار در تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک

ماشین کاری قطعات سخت یکی از مهم ترین چالش های صنایع تولیدی است. از این رو روش های نوینی به ماشین کاری سنتی افزوده شده است. ماشین کاری به کمک ارتعاشات التراسونیک از جمله این روش ها است. مزایای استفاده از ارتعاشات التراسونیک نسبت به ماشین کاری سنتی شامل کاهش نیروهای ماشین کاری، کاهش سایش ابزار و اصطکاک، افزایش عمر ابزار، ایجاد شرایط برشی متناوب، افزایش قابلیت ماشین کاری مواد سخت برش و غیره است. برای ارتعاش ابزار، یک هورن از جنس فولاد با فرکانس تشدید 20633 هرتز توسط نرم افزار آباکوس تحلیل و سپس ساخته شد. در این مطالعه، اثرات پارامترهای سرعت دورانی، نرخ پیشروی، شرایط ماشین کاری معمولی و ارتعاشی در سه سختی 15، 30 و 45 راکول سی مختلف برای قطعه کار بر دمای ماشینکاری، زبری سطح و فرسایش ابزار مورد ارزیابی قرار گرفت. طراحی آزمایش ها به صورت فاکتوریل کامل بوده و در مجموع، 54 آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد در سختی های بالاتر توسط اعمال ارتعاشات زبری سطح کاهش یافت. زبری سطح Ra)) در ماشین کاری به کمک ارتعاشات التراسونیک نسبت به ماشین کاری معمولی در پارامترهای مختلف ماشین کاری تا حدود 36 درصد کمتر است. همچنین با افزایش سختی قطعه کار فرسایش ابزار بیشتر شده است که توسط اعمال ارتعاشات التراسونیک این فرسایش ابزار نسبت به حالت ماشین کاری معمولی کمتر است. علاوه بر این دمای ماشینکاری در مجموع در سختی های بالاتر قطعه کار در حالت ارتعاشی حداکثر 15 درصد کمتر است. با اعمال ارتعاشات فرسایش ابزار در مجموع کاهش یافته است که می توان با انتخاب ابزار سرمتی و اعمال ارتعاشات شرایط فرسایش ابزار را در ماشین کاری فولاد 4140 AISI به حداقل رساند.