مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

تحلیل تجربی تاثیر هندسه براده شکن بر نیروهای برشی، دما و کیفیت سطح در تراشکاری خشن و پرداخت فولاد ضد زنگ AISI 304

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک-ساخت و تولید-دانشگاه کاشان
3 استاد گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
10.22034/ijme.2026.576322.2166
چکیده
در این پژوهش، شش نوع هندسه براده‌شکن شامل سه براده‌شکن مخصوص پرداخت و سه براده‌شکن مخصوص خشن‌کاری با ویژگی‌های هندسی متفاوت از نظر عرض و عمق شیار، زاویه براده مؤثر و هندسه ناحیه هدایت براده، به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفتند. اثر این هندسه‌ها بر نیروهای برشی، دمای ناحیه برش، نرخ براده‌برداری و زبری سطح به‌صورت تجربی ارزیابی شد. نتایج نشان دادند که افزایش سرعت اسپیندل از 500 به 1000 دور بر دقیقه موجب کاهش نیروی برشی در براده‌شکن‌های پرداخت حدود 15 تا 30 درصد و در براده‌شکن‌های خشن‌کاری حدود 10 تا 20 درصد شد. همچنین، افزایش نرخ پیشروی از 0.08 به 0.16 میلی‌متر بر دور باعث افزایش نیروی برشی در پرداخت 30 تا 45 درصد و در خشن‌کاری 40 تا 60 درصد گردید. دمای ناحیه برش در براده‌شکن‌های پرداخت کمتر از سایر هندسه‌ها بود و اختلاف دما بین کمترین و بیشترین نرخ پیشروی در پرداخت 15 تا 25 درصد و در خشن‌کاری 30 تا 45 درصد اندازه‌گیری شد. زبری سطح نیز با افزایش پیشروی 40 تا 60 درصد در پرداخت و 30 تا 50 درصد در خشن‌کاری افزایش یافت، در حالی که براده‌شکن‌های بهینه پرداخت تا 25 تا 35 درصد زبری کمتری نسبت به هندسه‌های غیر بهینه ایجاد کردند. نتایج نشان داد که انتخاب هندسه مناسب براده‌شکن متناسب با نوع عملیات نقش تعیین‌کننده‌ای در کاهش نیرو و دما، بهبود کیفیت سطح و افزایش بهره‌وری تراشکاری AISI 304 دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental analysis of the effect of chipbreaker geometry on cutting forces, temperature and surface quality in rough and finish turning of AISI 304 stainless steel

نویسندگان English

Adel Azad 1
Mohammad Honarpisheh 2
Saeid Amini 3
1 Phd Candidate Mechanical Engineering Department, Kashan University, Kashan, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran
3 Prof. Mechanical Engineering Department, Kashan University, Kashan, Iran
چکیده English

In this study, six chip-breaker geometries, including three finishing and three roughing designs with different groove widths, groove depths, effective rake angles, and chip-guiding geometries, were experimentally investigated. The effects of these chip-breaker geometries on cutting force, cutting temperature, material removal rate (MRR), and surface roughness were evaluated. The results showed that increasing the spindle speed from 500 to 1000 rpm reduced the cutting force by approximately 15–30% for the finishing chip breakers and 10–20% for the roughing chip breakers. Moreover, increasing the feed rate from 0.08 to 0.16 mm/rev increased the cutting force by 30–45% in finishing and 40–60% in roughing operations. The cutting temperature was lower for the finishing chip breakers than for the other geometries, while the temperature difference between the lowest and highest feed rates ranged from 15–25% in finishing and 30–45% in roughing operations. Surface roughness increased by 40–60% in finishing and 30–50% in roughing with increasing feed rate, whereas the optimized finishing chip breakers produced up to 25–35% lower surface roughness than the non-optimized geometries. The results demonstrate that selecting an appropriate chip-breaker geometry according to the machining operation plays a decisive role in reducing cutting force and temperature while improving surface quality and machining productivity of AISI 304 stainless steel.

کلیدواژه‌ها English

Turning
chip breaker geometry
force
surface roughness

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 شهریور 1405