بررسی اثر زبری سطح بر عمر خستگی در فرایند سوراخ کاری فولاد سخت

در این پژوهش، اثر زبری سطح بر عمر خستگی در فرایند سوراخ کاری فولاد AISI4340 مورد بررسی قرار گرفت. سه روش ایجاد سوراخ شامل سوراخ کاری سنتی با و بدون پیش مته و فرزکاری مارپیچ به کارگرفته شدند. به منظور مطالعه اثر زبری سطح و پارامترهای فرایند روی استحکام خستگی، دو پارامتر اصلی برش شامل؛ سرعت برشی (Vc) و نرخ پیشروی (fz) با استفاده از طرح آزمایش رویه پاسخ در 5 سطح تغییر داده شدند. در هر آزمایش 5 پارامتر اصلی پروفیل زبری سطح شامل Rz، Rt، Ra، Rq و Rsm اندازه گیری شدند. سپس عمر هر نمونه با استفاده از آزمون های خستگی بدست آمد. با درنظرگرفتن آزمایش های اعتبارسنجی، 13 آزمون خستگی برای هر راهبرد سوراخ کاری انجام گرفت (مجموع 39 آزمون خستگی). نتایج نشان داد که روی سطح سوراخ ایجاد شده توسط فرایند سوراخ کاری سنتی، اثراتی از مسیر ابزار، خراش های ناشی از برخورد براده ها و اثر شخم زنی بوجود می آید. این اثرات در سایر فرایندها ناچیز بود. بر همین اساس نیز، بیشترین زبری سطح به ترتیب در فرایند های سوراخ کاری سنتی، سوراخ کاری با پیش مته و فرایند فرزکاری مارپیچ مشاهده گردید. همچنین، مدل تخمین عمر بر اساس معیار زبری Rz با خطای میانگین 4.4% بهترین تخمین عمر خستگی را دارا بود. در واقع، عمر خستگی وابستگی بیشتری به اختلاف ارتفاع پستی و بلندی ماکزیممی دارد که در مجاور هم هستند. همچنین مشاهده شد که در توسعه مدل تخمین عمر خستگی قطعات سوراخ دار، استفاده از مدل بر پایه پارامتر زبری سطح در مقایسه با پارامترهای برش، عمر خستگی را بهتر و با خطای کمتری محاسبه می کند.