پيش‌بيني نيروي برش در فرآيند فرزكاري

كارشناسي ارشد

فرآيند فرزكاري به طور گسترده­اي در صنعت براي ساخت و توليد قطعاتي نظير سنبه و ماتريس، صنايع هوايي، قطعات هوافضا مورد استفاده قرار مي­ گيرد. در اين پايان­نامه فرآيند فرزكاري با فرز انگشتي سرتخت مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته و بر اساس روش تحليلي مدلي براي پيش­بيني نيروي برشي وارد بر ابزار انگشتي سرتخت ارائه شده است. در فرآيند فرزكاري انگشتي سرتخت، ضخامت براده جدا نشده لحظه­اي به سبب وجود گريز ابزار به طور مشخصي تغيير مي­كند. از اين رو، در اين مدل گريز ابزار در فرايند فرزكاري با فرز انگشتي سرتخت در نظر گرفته شده است. در طي فرايند مدل­سازي، تنش سيلان برش در ناحيه برش اوليه به معرفي قانون تشكيل ماده جانسون-كوك اصلاح شده، كه سخت­كاري، نرم­شدگي دمايي و استحكام­ بخشي ماده را در خود گنجانده است، پرداخته مي­شود. براي محاسبه دقيق اثر شعاع لبه برنده و زاويه شيب موثر جزئي دخيل در پيش­بيني نيروي وارد بر لبه برنده در مدل تحليلي گنجانده شده است. اين مدل يكپارچه كه بر اساس مدل ماشينكاري اوكسلي توسعه داده شده، براي فرزهاي انگشتي ماكرو با تعداد شيارهاي دو يا بيشتر كاربرد دارد. جهت صحت سنجي نيروهاي پيش­بيني شده به روش تحليلي و اجزاء محدود FEM، به مقايسه نيروهاي فرزكاري اندازه­گيري شده توسط دينامومتر با نتايج تحليلي و المان محدود در نمودارهاي نيرو – زمان يا نيرو – زاويه چرخش پرداخته شده­ است. آزمايشات تجربي روي فولاد AISI 1045 انجام گرفته است. جهت شبيه­سازي المان محدود فرآيند فرزكاري انگشتي سرتخت از نرم­ افزار Abaqus استفاده شده است. همچين بخاطر اينكه فرآيند ماشينكاري يك مسئله ديناميكي با رفتار ماده غيرخطي و داراي تماس همراه با اصطكاك مي­باشد از روش حل صريح براي حل مدل المان محدود توسط   Explicit/ABAQUS استفاده شده است. نتايج نشان مي دهند كه نيروي برش پيش­بيني شده به روش تحليلي تطابق خوبي با نتايج روش تجربي و المان محدود دارد.

207921

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك - ساخت و توايد

دكتر بهنام داودي