ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی کامپوزیت زمینه فلزی آلیاژ AZ91 منیزیم و بررسی و بهینه‌سازی اثر پارامترهای ورودی در نرخ براده برداری و زبری سطح قطعات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اراک

2 استادیار / دانشگاه صنعتی اراک

3 مدیر اجرایی نهاد نمایندگی مقام معظم رهبری در دانشگاه

4 دانشگاه اراک

چکیده

کامپوزیت‌های زمینه فلزی (MMC) دارای مدول الاستیک، چقرمگی و شکل‌پذیری بالاتری نسبت به فلز پایه هستند و کاربرد فراوانی در بسیاری از صنایع مختلف، دارند. این مواد دارای ویژگی‌های عالی مانند وزن سبک، نسبت مقاومت به وزن زیاد، سختی خاص بالا، هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر سایش خوب هستند. به دلیل سختی بالا، ماشین‌کاری این مواد توسط فرآیندهای معمول ماشین‌کاری بسیار دشوار است. ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی (EDM) یکی از فرآیندهای ماشین‌کاری پیشرفته‌ است که می‌توان از آن برای ماشین‌کاری کامپوزیت‌های زمینه فلزی استفاده کرد. آزمایش‌های مربوط به تحقیق حاضر با استفاده از روش طراحی آزمایش‌ها (DOE) و روش سطح پاسخ (RSM) مدل‌سازی گردیده و اثر پارامترهای شدت‌جریان تخلیه، زمان روشنی پالس و زمان خاموشی پالس در فرآیند براده برداری ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی ماتریس زمینه فلزی آلیاژ AZ91 منیزیم تقویت شده با 5 درصد ذرات کاربید سیلیسیوم پودری، بر روی نرخ براده برداری و صافی سطح قطعه‌کار، مورد مطالعه قرار گرفته و بهینه‌سازی شده است. جریان پیک تخلیه، تنها فاکتور مؤثر بر روی نرخ براده برداری است و بیشترین نرخ براده برداری در زمان روشنی پالس ۳۰۰ میکرو ثانیه، جریان 17.5 آمپر و زمان خاموشی پالس ۴۰ میکرو ثانیه به اندازه 542 میلی‌گرم بر دقیقه، قابل دست‌یابی است. پارامترهای زمان روشنی پالس، جریان تخلیه و اثر متقابل زمان روشنی پالس و جریان پیک تخلیه از فاکتورهای مؤثر بر زبری سطح قطعه‌کار هستند. کمترین میزان زبری سطح قطعه‌کار، در زمان روشنی پالس ۱۰۰ میکرو ثانیه و جریان پیک تخلیه ۵ آمپر به اندازه 9.55 میکرون‌متر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Electrical discharge machining of metal matrix composite AZ91 magnesium alloy and investigation and optimization of the effect of input parameters on material removal rate and workpiece surface roughness

نویسندگان [English]

  • Amin Safarabady 1
  • Vahid Tahmasbi 2
  • Amin sousanabadi farahani 3
  • mojtaba zolfaghari 4
1 arak university of technology
2 Department of Mechanical Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran
3 arak university of technology
4 Arak university
چکیده [English]

Metal matrix composites (MMCs) have higher modulus of elasticity, toughness and ductility than base metal and are widely used in many different industries. These materials have excellent properties such as light weight, high resistance to weight ratio, high specific hardness, high thermal conductivity and good abrasion resistance. Due to the high hardness, machining of these materials by conventional machining processes is very difficult. Electrical discharge machining (EDM) is an advanced machining process can be used to machining metal matrix composite. Experiments related to the present study were modeled using Design Of Experiments (DOE) and Response Surface Methodology (RSM) and the effect of parameters of discharge current intensity, pulse on time and pulse off time in the machining process of electric discharge machining of AZ91 alloy metal matrix composite Magnesium reinforced with 5% silicon carbide powdered particles has been studied and optimized on the material removal rate and surface roughness of the workpiece. The discharge peak current is the only factor affecting the material removal rate and the highest material removal rate can be achieved at pulse on time 300 µs, discharge peak current 17.5 A and pulse off time 40 µs as much as 542 mg/min. the parameters of pulse on time, discharge peak current and Interaction effect of pulse on time and discharge peak current are the factors affecting the surface roughness of the workpiece. The minimum surface roughness of the work piece is 9.55 µm in the pulse on time 100 µs and discharge peak current 5 A.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrical discharge machining
  • Metal matrix composites magnesium
  • material removal rate
  • surface roughness