مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

بررسی پارامترهای مؤثر بر کیفیت سطح و نرخ براده برداری در فرزکاری کامپوزیت زمینه آلومینیومی هیبریدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار / دانشگاه صنعتی اراک
2 دانشجوی کارشناسی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
10.22034/ijme.2025.523438.2084
چکیده
امروزه به علت نیاز روزافزون صنایع مختلف نظامی، هوافضا، خودروسازی و... به مواد با نسبت استحکام به وزن بالا، استفاده از مواد کامپوزیت پایه فلزی، به‌خصوص کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی به‌صورت چشمگیری افزایش‌یافته است. ماشین‌کاری جهت نیل به دقت ابعادی بالا جزء جدایی‌ناپذیر فرآیند تولید محصولات ساخته‌شده با کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی است. به دلیل وجود ماده تقویت‌کننده همچون کاربید سیلیسیوم و... ماشین‌کاری این دسته از مواد همواره با چالش‌های فراوانی روبه‌رو می‌گردد. لذا مطالعه پارامترهای مؤثر بر ماشین‌کاری کامپوزیت‌های پایه آلومینیومی امری ضروری است. در این مطالعه با بهره‌گیری از یک مطالعه روشمند شامل مدل‌سازی آماری و آزمایش تجربی به روش سطح پاسخ و استخراج معادلات رگرسیون اثر سرعت دوران اسپیندل، نرخ تغذیه، عمق برش و درصد ذرات تقویت‌کننده بر روی زبری سطح، نرخ براده برداری در هنگام فرزکاری کامپوزیت‌ هیبریدی با پایه آلومینیوم 7075 و ذرات تقویت‌کننده سیلیسیم کارباید و گرافیت مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. بر اساس مطالعات صورت پذیرفته می‌توان اذعان نمود که با افزایش نرخ تغذیه، نرخ براده برداری و کیفیت سطح بهبود می‌یابد. همچنین افزایش سرعت برشی منجر به کاهش زبری سطح به دلیل حضور ذرات گرافیت و افزایش نرخ براده برداری می‌شود. همچنین بهترین ترکیب از مقادیر برای به حداقل رساندن هم‌زمان زبری سطح و به حداکثر رساندن نرخ براده برداری و پیدا شد. بهترین ترکیب پارامترها عبارت‌اند از: سرعت اسپیندل 1000 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 0.0539 میلی‌متر بر دور، عمق برش 1.267 میلی‌متر و 10% ذرات تقویت‌کننده‌ی کاربید سیلیسیم و گرافیت است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the Effective Parameters on Surface roughness and Material Removal Rate in Milling of Hybrid Aluminum Matrix Composites

نویسندگان English

Vahid Tahmasbi 1
Amir Hosein Gharib 2
Mohammad Hafez Baghi 3
1 Department of Mechanical Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran
2 BSc Student, Mechanical Engineering Department, Arak University of Technology, Arak, Iran
3 MSc Student, Mechanical Engineering Department, Arak University of Technology, Arak, Iran
چکیده English

In recent years, due to the increasing demand from various industries such as military, aerospace, and automotive for materials with high strength-to-weight ratios, the use of metal matrix composites, particularly aluminum matrix composites, has significantly increased. Machining to achieve high dimensional accuracy is an integral part of the production process for products made with aluminum matrix composites. Due to the presence of reinforcing materials such as silicon carbide, machining these materials always faces many challenges. Therefore, studying the effective parameters on machining aluminum matrix composites is essential. In this study, using a systematic approach including statistical modeling and experimental testing by response surface methodology and extracting regression equations, the effect of spindle speed, feed rate, depth of cut, and percentage of reinforcing particles on surface roughness and material removal rate during milling of AL7075/SiC/Gr hybrid aluminum composite has been thoroughly investigated. Based on the studies conducted, it can be acknowledged that the results show that by increasing the feed rate, the material removal rate and surface quality improve. Also, increasing the cutting speed leads to a decrease in surface roughness due to the presence of graphite particles and an increase in the material removal rate. Also, the best combination of values was found to simultaneously minimize surface roughness and maximize material removal rate. The best combination of parameters is: spindle speed of 1000 rpm, feed rate of 0.0539 mm/rev, depth of cut of 1.267 mm, and 10% reinforcing particles of silicon carbide and graphite.

کلیدواژه‌ها English

Metal Matrix Composites
Surface roughness
Response Surface Methodology (RSM)
Material Removal Rate (MRR)
Milling

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 مرداد 1404