مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی مکانیزمهای سایش و عمر ابزار در تراشکاری سوپرآلیاژ پایه آهن-نیکل N-155 به کمک روششناسی رویه‌ی پاسخ

نویسندگان
1 دانشیار دانشگاه تبریز
2 کارشناس ارشد
چکیده
خواص مناسب سوپرآلیاژها از جمله حفظ استحکام در دماهای بالا و مقاومت خوب به خوردگی باعث شده تا این آلیاژها در صنایع مختلف از جمله صنایع هوافضا، صنایع شیمیایی و پتروشیمی به وسعت مورد استفاده واقع شود. از طرف دیگر وجود همین خواص باعث شده تا سوپرآلیاژها جزء مواد سخت برای ماشینکاری محسوب شوند. از این رو بررسی قابلیت ماشینکاری سوپرآلیاژها از جنبه تئوری و کاربردی اهمیت زیادی پیدا می‌کند. در تحقیق حاضر، تأثیر پارامترهای ماشینکاری بر عمر ابزار در تراشکاری سوپرآلیاژ پایه آهن-نیکل N-155 بررسی شده است. سرعت برشی و نرخ پیشروی هر کدام در پنج سطح به عنوان متغیرهای براده‌برداری انتخاب شدند. رابطه‌ی بین پارامترهای ماشینکاری و متغیر خروجی (عمر ابزار) با استفاده از روش‌شناسی رویه‌ی پاسخ مدل‌سازی شد. نتایج نشان می‌دهند که تطابق خوبی بین نتایج آزمایش‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی‌شده توسط مدل ریاضی وجود دارد. همچنین از تجزیه و تحلیل واریانس برای بررسی کیفیت مدل برازش شده و متغیرهای مربوطه استفاده گردید و نشان داده شده که سرعت برشی بیش از نرخ پیشروی بر عمر ابزار تأثیرگذار است. همچنین ابزارهای برشی توسط تصاویر حاصل از عکسبرداری الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفتند و مکانیزم‌های سایش ابزار در سرعت‌های برشی و نرخ پیشروی‌ مختلف بررسی شدند. سایش مالشی و چسبندگی، مکانیزم‌های سایش غالب هستند. در پایان، با استفاده از تابع مطلوبیت، پارامترهای بهینه ماشینکاری برای به دست آوردن بیشترین عمر ابزار پیش‌بینی شدند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of wear mechanisms and tool life in turning of N-155 iron-nickel-base superalloy using response surface methodology

نویسندگان English

Behnam Davoodi 1
Behzad Eskandari 2
چکیده English

Superalloys are extensively used in various industries like aerospace, chemical and petrochemical industries due to their properties such as high strength at elevated temperature and good corrosion resistance. On the other hand, owing to these properties, superalloys are classified as difficult to cut materials. In the present work, the effect of cutting parameters on tool life in turning of N-155 iron-nickel-base superalloy is investigated. Cutting speed and feed rate each at five level were selected as cutting variables. Relationship between cutting parameters and output variable i.e. tool life was modeled by using response surface methodology (RSM). The results showed that there was a good agreement between the experimental results and the predicted values using the developed mathematical model. Additionally, analysis of variance was implemented to evaluate the adequacy of the regression model and respective variables. ANOVA results indicated that the cutting speed had more effect on tool life than feed rate. Moreover, wear mechanisms and failure modes of the cutting edges were analyzed by using the images of scanning electron microscope (SEM) at different cutting speeds and feed rates. It was observed that abrasion and adhesion were the most dominant wear mechanisms in this study. Finally, desirability function was used so as to predict optimum cutting parameters for achieving maximum tool life.

کلیدواژه‌ها English

Turning
Iron-nickel-base superalloy
Tool wear mechanisms
Response Surface Methodology (RSM)
Regression model