بررسی تجربی تأثیر پارامترهای ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی بر زبری سطح و نرخ براده برداری سرامیک کاربید بور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه آزاد واحد تهران شمال ، تهران، ایران

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

3 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، اصفهان، ایران.

چکیده

سرامیک‌های پیشرفته به‌دلیل برخورداری از ویژگی‌هایی نظیر استحکام بالا، پایداری در دماهای بالا، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خواص مغناطیسی و الکتریکی منحصربه‌فرد، در ساخت قطعات خاص و استراتژیک کاربرد ویژه‌ای دارند. کاربید بور، ماده‌ای کریستالی تیره مایل به سیاه است که پس از الماس و نیترید بور مکعبی، سخت‌ترین مادة شناخته شده محسوب می‌گردد. با توجه به ویژگی‌ها و سختی بالای کاربید بور و توانایی خاص فرآیند ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی در ماشین‌کاری مواد سخت و ایجاد شکل‌های پیچیده، در این پژوهش به بررسی تجربی و آماری تأثیر پارامترهای شدت جریان و زمان روشنی پالس بر زبری سطح و نرخ براده‌برداری نمونه‌های تهیه شده از کاربید بور پرداخته شده است. نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام شده نشان داد، شدت جریان بیشترین تأثیر را بر زبری سطح و نرخ‌ براده‌برداری نمونه‌ها داشته است و همچنین مقایسه تصاویر میکروسکوپی از سطح نمونه‌های ماشین‌کاری شده نیز نشان داد که افزایش شدت جریان، افزایش ترک‌ها و اندازه حفره‌ها را به همراه داشته است. به‌طوری‌که، با افزایش شدت جریان از 16 آمپر به 24 آمپر، میانگین اندازه حفره‌ها، در حدود 30% افزایش یافته است و ادامه روند افزایش شدت جریان به 32 آمپر، سبب افزایش میانگین اندازه حفره‌ها در حدود 8% شده است. همچنین طی بهینه‌سازی انجام شده به روش فاکتوریل، مقدار بهینه برای نرخ براده‌برداری و زبری سطح نمونه‌ها به‌ترتیب، 2.45 میلی‌متر مکعب بر دقیقه و 4.30‌ میکرومتر بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effect of electrical discharge machining parameters on surface roughness and Material removal rate of boron carbide ceramic

نویسندگان [English]

  • Mohammad Nemati 1
  • Ehsan Shakouri 2
  • Payam Saraeian 3
1 Department of Mechanics, Faculty of Engineering, North Tehran Azad University, Tehran, Iran
2 Islamic Azad University-Tehran North Branch
3 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Advanced ceramics have special applications in the manufacture of special and strategic parts due to their characteristics such as high strength, stability at high temperatures, high corrosion resistance and unique magnetic and electrical properties. Boron carbide is a dark crystalline material that is the hardest known material after diamond and cubic boron nitride. Due to the high characteristics and hardness of boron carbide and the special ability of the electrical discharge machining process in machining hard materials and creating complex shapes, in this study, the effect of peak current parameters and pulse -on time on surface roughness and material removal rate of samples prepared from boron carbide has been investigated experimentally and statistically. The results of the experiments showed that the peak current had the greatest effect on the surface roughness and material removal rate of the samples and also the comparison of microscopic images of the surface of the machined samples showed that the peak current has increased the cracks and the size of the cavities. Thus, with the increase of peak current from 16 ampere to 24 ampere, the average size of the cavities has increased by about 30% and the continuation of the process of increasing the current intensity to 32 ampere has increased the average size of the cavities by about 8 %. Also, during the factorial optimization, the optimal values for the sampling material removal rate and surface roughness of the samples were 2.45 mm3 / min and 4.30 μm, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrical discharge machining (EDM)
  • Boron carbide
  • Material removal rate
  • Surface roughness