مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه تجربی متغیرهای خروجی ماشین‌کاری تخلیه‌ الکتریکی نیمه‌خشک فولاد Mo40 با استفاده از روغن گیاهی

نویسندگان
مهران نصری 1
احسان روحانی‌اصفهانی 2
1 گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
2 مرکز تحقیقات فناوری‌های نوین ساخت و تولید، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
چکیده
ماشین‌کاری تخلیه ‌الکتریکی نیمه‌خشک یکی از روش‌های نوین براده‌برداری سازگار با محیط زیست است. با ترکیب روش حداقل مقدار روانکار و روغن گیاهی علاوه بر کاهش مضرات سلامتی و کاهش هزینه‌ها به بهبود فرآیند منجر می‌‌شود. این تحقیق روی فولاد Mo۴۰ صورت گرفت و از ترکیب روغن گیاهی و هوا به‌عنوان دی‌الکتریک استفاده شد. اثر متغیرهای جریان الکتریکی، ولتاژ مدار باز، زمان روشنی پالس، زمان خاموشی پالس و فشار هوا بر نرخ براده‌برداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح و با استفاده از روش طراحی ترکیب مرکزی سطح پاسخ مورد مطالعه قرار گرفته ‌است. نتایج نشان داد که افزایش آمپر، زمان روشنی پالس، ولتاژ مدار باز موجب دوام کانال پلاسما و افزایش نرخ براده‌برداری شده و زمان خاموشی پالس با شست‌وشوی بهتر محیط از ذرات اتصال کوتاه را کمتر کرده و همگی منجر به تاثیر بر نرخ براده‌برداری شده‌اند. همچنین افزایش متغیرهای آمپر و ولتاژ مدار باز منجر به افزایش سایش الکترود ابزار شده و افزایش زمان روشنی پالس و نیز افزایش زمان خاموشی پالس، کاهش نرخ سایش ابزار را به همراه دارد. افزایش فشار هوا موجب کاهش تراکم دی‌الکتریک و افزایش نرخ سایش ابزار ‌شد. از طرف دیگر افزایش آمپر و زمان روشنی پالس و همچنین ولتاژ مدار باز موجب افزایش زبری سطح، افزایش زمان خاموشی پالس و فشار هوا به‌علت شست‌وشوی بهتر موجب کاهش زبری سطح شدند. انتخاب این روش منجر به افزایش ۲۰۰% میزان نرخ براده‌برداری و کاهش ۳۰% نرخ سایش ابزار و کاهش ۶۰% زبری ‌سطح نسبت به روش غوطه‌وری نفت سفید شده است.
کلیدواژه‌ها
ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی نیمه‌خشک
روش سطح پاسخ
فشار هوا
روغن گیاهی

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental Investigation of Machining Parameters of Near Dry Electrical Discharge Machining (EDM) of Mo40 Steel Using Vegetable Oil

نویسندگان English

M. Nasri 1
E. Rouhani Esfahani 2
1 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 Modern Manufacturing Technologies Research Center, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده English

​Near dry Electrical Discharge Machining (EDM) is one of the advanced methods for removing materials environmentally friendly. Combining the minimum quantity of lubricant (MQL) and vegetable oil not only reduces health and costs, but also improves the process. This research has been conducted on Mo40 steel and the mixture of vegetable oil and air has been used as dielectric. The effect of electric current variables, open circuit voltage, pulse on and off time and air pressure were studied on material removal rate (MRR), tool wear rate (TWR), and surface roughness (Ra), using the method of designing the central composition of the response surface. The results showed that the increase in ampere, pulse on time and open circuit voltage increase the MRR; also, increase of the pulse time improves washing of the environment that prevent short-circuit and all had an effect on the MRR. Also, increasing the ampere and open circuit voltage leads to an increase in the TWR and increasing the pulse on time, as well as the increase in pulse time, reduces the TWR. Increasing the air pressure reduced the dielectric density and increased the TWR. On the other hand, the increase in the ampere and the pulse on time as well as the open circuit voltage increased Ra and increase in the pulse time and the air pressure reduced Ra. This method has led to an increase of 200% in MRR, 30% reduction in TWR, and 60% reduction in Ra compared to the kerosene immersion method.

کلیدواژه‌ها English

Near Dry Electrical Discharge Machining
Response surface method
Air Pressure
Vegetable oil
Abbas NM, Yusoff N, Mahmod R. Electrical discharge machining (EDM): Practices in Malaysian industries and possible change towards green manufacturing. Procedia Engineering. 2012;41:1684-1688.
Beşliu I, Schulze HP, Coteaţă M, Amarandei D. Study on the dry electrical discharge machining. International Journal of Material Forming. 2010;3(Supple 1):1107-1110.
Valaki JB, Rathod PP. Assessment of operational feasibility of waste vegetable oil based bio-dielectric fluid for sustainable electric discharge machining (EDM). The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016;87(5-8):1509-1518.
Valaki JB, Rathod PP, Sankhavara CD. Investigations on technical feasibility of Jatropha curcas oil based bio dielectric fluid for sustainable electric discharge machining (EDM). Journal of Manufacturing Processes. 2016;22:151-160.
Sadagopan P, Mouliprasanth B. Investigation on the influence of different types of dielectrics in electrical discharge machining. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017;92(1-4):277-291.
Ng PS, Kong SA, Yeo SH. Investigation of biodiesel dielectric in sustainable electrical discharge machining. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017;90(9-12):2549-2556.
Gholipoor A, Baseri H, Shabgard MR. Investigation of near dry EDM compared with wet and dry EDM processes. Journal of Mechanical Science and Technology. 2015;29(5):2213-2218.
Bai X, Zhang QH, Yang TY, Zhang JH. Research on material removal rate of powder mixed near dry electrical discharge machining. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013;68(5-8):1757-1766.
Bai X, Zhang Q, Zhang J, Kong D, Yang T. Machining efficiency of powder mixed near dry electrical discharge machining based on different material combinations of tool electrode and workpiece electrode. Journal of Manufacturing Processes. 2013;15(4):474-482.
Kao CC, Tao J, Shih AJ. Near dry electrical discharge machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007;47(15):2273-2281.
Cao Z, Liu Z, Ling J, Qiu M, Wang X. Deep-type hole machining by inner jetted aerosol dielectric ablation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015;78(9-12):1989-1998.
Dhakar K, Dvivedi A. Experimental investigation on near-dry EDM using glycerin-air mixture as dielectric medium. Materialstoday Proceedings. 2017;4(4):5344-5350.
Rajabinasab F, Hadad MJ, Abedini V. Investigation and study the effect of the gas type and pressure on the performance of near dry electrical discharge machining. Modares Mechanical Engineering. 2016;15(20):360-364. [Persian]
Rajabinasab F, Hadad MJ, Abedini V, Hajighorbani RA. Investigation and study of the tool material and the dielectric fluid rate effect on the performance of near dry electrical discharge machining. Modares Mechanical Engineering. 2016;15(20):365-370. [Persian]
Govindan P, Joshi SS. Experimental characterization of material removal in dry electrical discharge drilling. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2010;50(5):431-443.
Ghoreishi M, Tahmasbi V. Optimization of material removal rate in dry electro-discharge machining process. Modares Mechanical Engineering. 2015;14(12):113-121. [Persian]
Liqing L, Yingjie S. Study of dry EDM with oxygen-mixed and cryogenic cooling approaches. Procedia CIRP. 2013;6:344-350.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 19، شماره 6
خرداد 1398
صفحه 1539-1549