مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

سلامت سطح در فرزکاری سرعت بالای آلیاژ Ti6Al4V در حضور سیستم روان‌کاری نیمه خشک

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
فرزکاری سرعت بالای آلیاژهای تیتانیوم به علت برخورداری از بهره‌وری بالای فرایند و کیفیت خوب محصول، به صورت گسترده در صنایع هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. پژوهش حاضر، زبری، بافت و میکروسختی سطح را در فرزکاری سرعت بالای آلیاژ Ti6Al4V به صورت تجربی مورد مطالعه قرار می‌دهد. آزمایش‌ها در حضور روان‌کاری کمینه انجام گردید. ابزار به کار رفته نیز، فرز انگشتی کاربایدی سرتخت به قطر 6 میلیمتر با روکش TiAlN بود. روش فاکتوریل کامل به منظور طراحی آزمایش‌ها و تحلیل اثرات پارامترهای ماشینکاری شامل سرعت برشی و نرخ پیشروی روی زبری، بافت و میکروسختی سطح به‌کار گرفته شد. سایر پارامترهای برش یعنی عمق برش محوری و عمق برش شعاعی نیز ثابت بودند. نتایج نشان داد که با استفاده از فرایند فرزکاری سرعت بالا می‌توان به سطوحی با کیفیت بالا و زبری سطح حدود 2/0 میکرومتر دست یافت. تغییرات میکروسختی نیز با سرعت برشی دارای طبیعتی دوگانه بود. به این معنا که در ابتدا، با افزایش سرعت برشی تا 375 متر بر دقیقه، میکروسختی بالا رفته و پس از این سرعت برشی، میکروسختی سطح به صورت چشمگیری کاهش یافت. همچنین با بیشترشدن نرخ پیشروی، میکروسختی سطح افزایش یافته و بیشترین میکروسختی در سرعت برشی 375 متر بر دقیقه و نرخ پیشروی 08/0 میلی‌متر بر دندانه بدست آمد که نشان از افزایش 57% میکروسختی نسبت به سختی اولیه قطعه داشت. تصاویر بافت سطح نیز نشان داد که افزایش سرعت برشی تاثیر مستقیمی بر کاهش ترک‌ها و پارگی‌های سطحی دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Surface integrity in high speed machining of Ti6Al4V alloy in presence of minimum quantity lubrication

نویسندگان English

Hamed Hassanpour 1
Amir Rasti 1
Mohammad Hossein Sadeghi 2
چکیده English

High-speed milling of titanium alloys is widely used in aerospace industries for its high efficiency and good quality of product. The paper empirically studies surface roughness, topography and microhardness variations in high speed milling of Ti6Al4V alloy. The experiments were conducted under minimum quantity lubrication environment. Carbide end mill tool with TiAlN coating and 6 millimeter diameter was used. Full factorial method was used to design of experiments and analyze the effect of machining parameters including cutting speed and feed rate on surface roughness, topography and microhardness. The other cutting parameters i.e. axial depth of cut and radial depth of cut were constant. The results showed that a high quality surface with roughness of 0.2 µm can be obtained by using high speed machining method. Also, microhardness variations versus cutting speed has two-fold nature. It indicates that firstly, by increasing cutting speed up to 375 m/min, microhardness increases and after that, it declines remarkably. In addition, by increasing feed rate, surface microhardness rises and the maximum microhardness was obtained in cutting speed of 375 m/min and feed rate of 0.08 mm/tooth, which showed 57% increase in regard with hardness of the base material. The Images of surface topography showed that increasing of the cutting speed has a significant effect on reduction of surface tears and smears.

کلیدواژه‌ها English

High Speed Milling
Ti6Al4V Alloy
Surface integrity
minimum quantity lubrication