مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اثر انواع روانکار حامل نانوذرات اکسید آلومینیوم بر زبری سطح در فرآیند میکروفرزکاری آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
سیف اله تنها
حمید باصری
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
فرآیند میکروفرزکاری به عنوان یکی از پرکاربردترین روشهای ساخت قطعات می باشد که با توجه به ابعاد کوچک و ویژگی های ظریف آنها مطرح است. در این مطالعه، عملیات میکروفرزکاری با استفاده از میکروابزاری به قطر 0.5 میلیمتر بر روی قطعه تیتانیومی از جنس آلیاژ Ti6Al4V صورت گرفته است. تاثیر نانو ذرات مورد استفاده در روانکار و زبری سطح قطعه کار میکروفرزکاری شده مهمترین مشخصه مورد بررسی در این تحقیق است. در این تحقیق از روشهای آزمون تجربی و طراحی و تحلیل آزمایشات به روش تاگوچی برای مطالعه زبری سطح حین فرآیند استفاده شده است. آزمایشات تجربی به منظور مقایسه نقش روانکاری در شرایط خشک، تر و حداقل مقدار روانکاری در محیط های مختلف ماشینکاری با روانکار حاوی نانو ذرات و بدون نانو ذرات و تاثیر پارامترهای برشی بر مشخصه های مختلف فرآیند میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V انجام گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از حداقل مقدار روانکاری بویژه با روانکارهای حاوی نانو ذرات، با افزایش کیفیت سطح نقش موثرتری در روانکاری حین میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V داشته اند. سرعت اسپیندل و نوع روانکاری موثرترین پارامترها در میکروفرزکاری آلیاژ Ti6Al4V شناخته می شوند.
کلیدواژه‌ها
آلیاژ تیتانیوم
میکروفرزکاری
نانوذرات
Al2O3 و Ti6Al4V

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Effect of Types of Aluminum Oxide Nanoparticles Lubricants on Surface Roughness in the Micromilling Process of Titanium Alloy Ti6Al4V

چکیده English

Micro-milling process as one of the most widely used methods of making parts due to the small size and their delicate properties in the process. In this study, micro-milling operations were performed on a titanium piece made of Ti6Al4V alloy using a tool with a diameter of 0.5 mm. The effect of nanoparticles used in lubricants on the surface roughness of the micro-milled workpiece is the most important characteristic studied in this research. In this research, experimental test methods and design and analysis of experiments by Taguchi method have been used to study the surface roughness during the process. Experimental tests to compare the role of lubrication in dry, wet and Minimum Quantity Lubrication (MQL) in different machining environments with lubricants containing nanoparticles and without nanoparticles and the effect of shear parameters on different characteristics of micro-milling of Ti6Al4V alloy is done. The results show that the use of Minimum Quantity Lubrication (MQL), especially with lubricants containing nanoparticles, increased the surface quality and had a more effective role in lubrication during micro-milling of Ti6Al4V alloy. Spindle speed and type of lubrication are the most effective parameters in Ti6Al4V alloy micro-milling.

کلیدواژه‌ها English

Titanium alloy
Micromilling
Nanoparticles
Al2O3
Ti6Al4V
"1- Ding H, Shen N, Shin YC. Thermal and mechanical modeling analysis of laser-assisted micro-milling of difficult-to-machine alloys. Journal of Materials Processing Technology. 2012 1;212(3):601-13.
2- Huo D. Micro-cutting: fundamentals and applications. John Wiley & Sons; 2013.
3- Bouzakis KD, Michailidis N, Skordaris G, Bouzakis E, Biermann D, M'Saoubi R. Cutting with coated tools: Coating technologies, characterization methods and performance optimization. CIRP annals. 2012 1;61(2):703-23.
4- Lekkala R, Bajpai V, Singh RK, Joshi SS. Characterization and modeling of burr formation in micro-end milling. Precision Engineering. 2011 1;35(4):625-37.
5- Mamedov A, Lazoglu I. Thermal analysis of micro milling titanium alloy Ti–6Al–4V. Journal of Materials Processing Technology. 2016 Mar 1;229:659-67.
6- Huo D, Lin C, Dalgarno K. An experimental investigation on micro machining of fine-grained graphite. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2014;72(5):943-53.
7- Zhang X, Ehmann KF, Yu T, Wang W. Cutting forces in micro-end-milling processes. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2016 1;107:21-40.
8- Cheng X, Wang Z, Nakamoto K, Yamazaki K. Design and development of PCD micro straight edge end mills for micro/nano machining of hard and brittle materials. Journal of Mechanical Science and Technology. 2010 Nov;24(11):2261-8.
9- Ucun I, Aslantas K, Bedir F. An experimental investigation of the effect of coating material on tool wear in micro milling of Inconel 718 super alloy. Wear. 2013 15;300(1-2):8-19.
10- Liu D, Nguyen T, Wang J, Huang C. Mechanisms of enhancing the machining performance in micro abrasive waterjet drilling of hard and brittle materials by vibration assistance. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2020; 151:103528.
11- Zhang S, Zhou Y, Zhang H, Xiong Z, To S. Advances in ultra-precision machining of micro-structured functional surfaces and their typical applications. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2019 1;142:16-41.
12- Dhar NR, Kamruzzaman M, Ahmed M. Effect of minimum quantity lubrication (MQL) on tool wear and surface roughness in turning AISI-4340 steel. Journal of materials processing technology. 2006;172(2):299-304.
13- Khan MM, Mithu MA, Dhar NR. Effects of minimum quantity lubrication on turning AISI 9310 alloy steel using vegetable oil-based cutting fluid. Journal of materials processing Technology. 2009 1;209(15-16):5573-83.
14- Nam JS, Lee PH, Lee SW. Experimental characterization of micro-drilling process using nanofluid minimum quantity lubrication. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2011 1;51(7-8):649-52."
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 22، شماره 10
مهر 1401
صفحه 181-186