بررسي تجربي و شبيه‌سازي عددي اثر جت پرفشار سيال برشي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير استفاده از سيال برشي فشار بالا يكي از راهكارهاي اثرگذار در بهبود فرآيند ماشين‌كاري بوده است. اگرچه از به‌كارگيري سيال برشي فشار بالا در هنگام ماشين‌كاري در چندين نوع مواد سخت ماشين‌كاري شونده نتايج بسيار زيادي به‌دست‌آمده، اما بيشترين مطالعات مربوط به سيال فشار بالا هنوز به آزمايش¬هاي تجربي محدود مي¬شود كه نمي¬تواند درك اساسي از مكانيزم فرآيند ارائه دهد. علاوه بر اين، هنوز هم اطلاعات كافي در مورد جزئيات سيال برشي فشار بالا در ماشين‌كاري وجود ندارد. براي پر كردن اين شكاف و به منظور دستيابي به نتايج ملموس، هدف‌گذاري بر مبناي بررسي مكانيزم عملكرد سيال برشي فشار بالا بر اساس تلفيقي از روش تحليل المان محدود و آزمايش تجربي تدوين شده است. بدين صورت از شبيه‌سازي فرآيند تراشكاري در چند مرحله مجزا استفاده شده است. در ابتدا شبيه¬سازي بدون استفاده از سيال برشي يعني حالت خشك انجام‌گرفته است. در اين مرحله از فرايند براي سه سرعت برشي مختلف و در يك سرعت براي دو عمق مختلف براده برداري شبيه‌سازي انجام‌ شده است. در گام دوم شبيه¬سازي فرآيند با استفاده از سيال برشي انجام‌گرفته است. ميزان ضريب انتقال حرارت در اين حالت از نتايج شبيه¬سازي حجم محدود به كمك نرم‌افزار CFX استخراج‌ شده است. در گام سوم تأثير سيال برشي فشار بالا نيز لحاظ شده است.به منظور صحت سنجي شبيه‌سازي المان محدود از آزمايش‌هاي تجربي ماشين‌كاري استفاده شده است. در هر مرحله، مقادير مختلف نرخ براده برداري نيز مورد توجه قرار گرفته است. نتايج حاصله حاكي از آن است كه افزودن سيال برشي فشار بالا به‌طور قابل ‌ملاحظه‌اي بر بهبود فرآيند ماشين‌كاري تأثيرگذار است. در حالتي كه سرعت برشي 165 متر بر دقيقه و عمق ماشين‌كاري mm 5/2 در نظر گرفته ‌شده است، افزودن سيال برشي با فشار 80 بار به فرآيند ماشين‌كاري سبب كاهش 40 درصدي ماكزيمم دماي ابزار شده است. اين موضوع سبب افزايش عمر ابزار، بهبود كيفيت سطح قطعه كار و كاهش زمان فرآيند خواهد گرديد.

195000

دانشگاه علم و صنعت ايران

ساخت و توليد

دكتر بهنام داودي