اثر ارتعاش اولتراسونیک در فرآیند فرزکاری ارتعاشی بر روی فولاد AISI-۴۳۴۰

Abstract

فرآیند ماشینکاری مافوق¬صوت دوار از جمله روشهای نوین می‌باشد که در محدوده گسترده‌‌ای از صنعت شامل هوافضا، خودروسازی، وسایل ورزشی، تجهیزات پزشکی، الکترونیک، اپتیک و غیره، کاربرد دارد و در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. فرآیند فرزکاری مافوق¬صوت دوار یک فرآیند ترکیبی می‌باشد که با افزودن ارتعاش با فرکانس بالا به روش سنگزنی سنتی ایجاد می شود. ماده دوغاب در فرآیند فرزکاری مافوق صوت با دانه‌‌های ساینده چسبیده بر روی ابزار هسته‌‌دار در حال چرخش در فرآیند فرزکاری مافوق صوت دوار جایگزین شده است. معمولاً قطعات دارای شکنندگی و سختی بالا را برای فرآیند فرزکاری مافوق صوت دوار انتخاب می‌‌نمایند. قطعه کار از جنس فولاد 4340 می باشد. فولاد آلیاژی 4340 یک فولاد آلیاژی با مقاومت بالا درجه حرارت بالا و حاوی کروم، نیکل و مولیبدن است. این قطعه به صورت یک دیسک گرد در آزمایشات مورد استفاده قرار گرفت. تست‌ها بر روی دستگاه کنترل عددی سه محوره کنترل همزمان ساخت کشور چین انجام شد. به منظور اندازه‌گیری نیروها، از دینامومتر نوع کیستلر مدل 9257B استفاده شده است. ابزار بکار گرفته شده تیغچه فرز سر تخت یکپارچه الماسه، به قطر 4 میلی‌متر، ساخت شرکت آلمان بود. خروجی مورد اندازه‌گیری، نیروی فرزکاری می‌باشد. به طور کلی 36 آزمایش بر اساس روش فاکتوریل کامل طراحی و اجرا گردید. نتایج نیروهای Fx و Fy به همراه پارامترهای فرزکاری نشان داده شده است. در این پژوهش مشاهده گردید که افزایش سرعت برشی باعث کاهش نیروی سوراخکاری اولتراسونیک نسبت به سوراخکاری معمولی می¬گردد. افزایش سرعت پیشروی باعث افزایش نیروی ماشینکاری در هر دو فرآیند می¬شود و بطور کلی، با افزایش سرعت پیشروی، نیرو در هر دو فرآیند سوراخکاری معمولی و سوراخکاری ارتعاشی افزایش یافته است. همچنین نیروی سوراخکاری هنگام استفاده از ارتعاشات اولتراسونیک، بطور موثر کاهش می¬یابد.