بهینه سازی زبری سطح، انحنای خطوط و تشکیل پلیسه طی فرآیند ماشین کاری آلومینیوم 2024-T351 با جت آب و ذرات ساینده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 مدیر همکاری های علمی و امور قراردادهای سازمان مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی/ عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد تهران شمال

چکیده

آلیاژهای آلومینیوم، با توجه به تنوع بالا و خواص مکانیکی مطلوب، کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند. در این بین، آلیاژ آلومینیوم Al 2024-T351 به دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، شکل‌پذیری، چقرمگی و مقاومت در برابر خستگی، در ساخت اجزائی نظیر بال و بدنه هواپیما، کاربرد ویژه‌ای دارد. حضور 1.4% منیزیم در ساختار شیمیایی این آلیاژ، سبب حساسیت آن نسبت به حرارت ایجاد شده طی عملیات مرسوم ماشین‌کاری شده است. به همین علت، استفاده از فرآیند ماشین‌کاری با جت آب و ذرات ساینده (AWJM)، به عنوان روش مناسبی جهت ماشین‌کاری این دسته از مواد معرفی شده است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر پارامترهای انتخابی فرآیند ماشین‌کاری با جت آب و ذرات ساینده، نظیر فشار جت، سرعت گذار و ضریب بارگذاری بر زبری سطح، زاویه انحنای خطوط و شکل‌گیری پلیسه در نمونه‌های آلومینیومی 2024-T351 پرداخته شده است. نتایج نشان داد که پس از سرعت‌گذار، فشارجت و ضریب بارگذاری به‌ترتیب بیشترین تأثیر را بر مشخصه‌های کیفی سطح نمونه‌ها داشته است. طی بهینه‌سازی انجام شده به روش سطح پاسخ، مقدار بهینه شده توسط مدل، برای زبری‌سطح در نواحی صاف و زبر به‌ترتیب، 2.53 و 3.17 میکرومتر و برای زاویه انحنای‌خطوط، 3.48 درجه بدست آمد. خطای مدل نیز در مقایسه با مقدار تجربی بدست آمده برای کمیت‌های ذکر شده به ترتیب -2.79%، -5.98% و 16.23% محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of surface roughness, striation and burr formation during machining of aluminum 2024-T351 with abrasive water jet machining

نویسندگان [English]

  • Armin Rezaei 1
  • Ehsan Shakouri 2
1 Department of Mechanical Engineering, Tehran North Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Islamic Azad University-Tehran North Branch
چکیده [English]

Aluminum alloys are widely used in various industries due to their high variety and desirable mechanical properties. In the meantime, Al 2024-T351 aluminum alloy, due to its features such as high strength-to-weight ratio, ductility, toughness and fatigue resistance, has a special use in the manufacture of components such as wings and fuselage. The presence of 1.4% magnesium in the chemical structure of this alloy has made it sensitive to heat generated during conventional machining operations. For this reason, the use of abrasive water jet machining (AWJM) has been introduced as a suitable method for machining these materials. In this study, the effect of selected parameters of abrasive water jet machining, such as jet pressure, traverse speed and loading factor on surface roughness angle of striation and the burr formation in 2024-T351 aluminum samples were investigated. The results showed that after the traverse speed, the jet pressure and loading factor had the greatest effect on the qualitative characteristics of the surface of the samples, respectively. Also, during the optimization of the response surface methodology, the value optimized by the model was 2.53 and 3.17 micrometer for smooth and rough regions respectively, and 3.48° for the angle of striation. the error model was calculated to be, -2.79%, -5.98% and 16.23% respectively, compared to the experimental value obtained for the mentioned quantities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Al 2024-T351
  • Abrasive Water Jet Machining
  • Surface roughness
  • angle of Striation
  • Burr formation