مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه میکروسختی و لایه سفید در فرزکاری فولاد سخت با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی مکانیک
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
فولادهای سخت با دارا بودن استحکام و مقاومت سایشی بالا، کاربرد گسترده‌ای در صنعت خودروسازی، قالب‌سازی و ساخت سرمته‌های حفاری دارند. ماشینکاری این مواد در حالت سخت‌کاری شده با هدف دستیابی به دقت ابعادی و هندسی بالا، افزایش تولیدپذیری و بهبود خواص قطعه‌کار رو به گسترش است. در این پژوهش، رابطه بین پارامترهای برش و کیفیت سطح نهایی در فرزکاری سخت قطعه‌کاری از جنس فولاد ۴۳۴۰ و در حضور روان‌کاری با حداقل سیال برشی بررسی گردیده است. پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش محوری و شعاعی، به عنوان پارامترهای اصلی فرآیند فرزکاری سخت در سه سطح درنظرگرفته شدند و با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ، اثر این پارامترها روی میکروسختی سطح و ضخامت لایه سفید بررسی گردید. تحلیل واریانس نشان داد که مدل درجه 2 برای تخمین میکروسختی سطح به خوبی می‌تواند نتایج تجربی را تخمین بزند درحالی‌که مدل خطی تغییرات ضخامت لایه سفید را بهتر برآورد می‌کرد. تحلیل آماری نیز مشخص نمود که تمامی پارامترهای برش اثر افزاینده‌ای روی اندازه میکروسختی و ضخامت لایه سفید داشتند. نرخ پیشروی با 1/73%، سرعت برشی با 4/14% سهم تأثیر بالاتری را روی میکروسختی به خود اختصاص دادند. ضخامت لایه سفید نیز با تغییر شرایط برش بین 6/7 تا 1/16 میکرومتر تغییر می‌کرد و سرعت برشی با سهم 3/81% و نرخ پیشروی با سهم 4/9%، موثرترین پارامترهای روی ضخامت آن لایه بودند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of Microhardness and White Layer in Milling of Hardened Steel Using Response Surface Methodology

نویسندگان English

Hamed Hassanpour 1
Mohammad Hossein Sadeghi 2
Amir Rasti 1
1 tarbiat modares university, mechanical engineering
چکیده English

Hard steels are widely used in automotive industry, molding and production of well drilling bits because of its high wear resistance and strength. The tendency to hard machine of these steels is growing in order to achieve high dimensional and geometrical accuracy, increased productivity and improved workpiece properties. In this research, relation between cutting parameters and final surface integrity in hard milling process of a workpiece made out of 4340 steel while using minimum quantity lubrication system is studied. Different parameters were considered in three levels as main milling parameters including: cutting speed, feed rate, axial and radial depth of cut and consequently the effect of these parameters on surface microhardness and white layer thickness were studied using Response Surface Methodology (RSM). The analysis of variance (ANOVA) showed that a model of quadratic polynomial function would work perfectly in order to estimate microhardness and it can also estimate experimental results while a linear model can evaluate white layer thickness changes, better. Also, Statistical analysis revealed that all cutting parameters increase microhardness and white layer thickness. Feed rate with 73.1% and cutting speed with 14.4% had more effect on microhardness comparatively. White layer thickness also varied between 7.6 μm to 16.1 μm while different cutting conditions were applied and cutting speed with 81.3% and feed rate with 9.4% had the most effects on white layer thickness.

کلیدواژه‌ها English

Hard Steel
Microhardness
White Layer
Response surface