پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 426 |
| تعداد مقالات | 5,554 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,683,531 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,652,187 |
مطالعه تجربی تنش پسماند در فرایند تراشکاری به کمک پلاسما | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 19، دوره 53، شماره 4، تیر 1400، صفحه 2385-2406 اصل مقاله (2.86 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2020.17565.6619 | ||
| نویسندگان | ||
| محسن خواجه زاده* 1؛ محمدرضا رازفر2 | ||
| 1دانشگاه صنعتی امیر کبیر*مهندسی مکانیک | ||
| 2صنعتی امیرکبیر*مهندسی مکانیک | ||
| چکیده | ||
| یکی از چالش‌های ماشینکاری قطعات دقیق، احتمال وقوع تغییر شکل در قطعات پس از ساخت و یا در حین کارکرد آنها در اثر تنش‌های پسماند ماشینکاری است. بزرگی این تنش‌ها از بزرگی تنش‌های حرارتی و مکانیکی در این فرایند تأثیر می‌پذیرد. تنش‌های مکانیکی به نیروهای ماشینکاری وابسته بوده و تنش‌های حرارتی از حرارت تولیدشده در برش ماده متأثر هستند. ماشینکاری به کمک پلاسما فرآیندی است که از یک منبع حرارتی کنترل‌شده پلاسما برای گرم‌کردن بخشی از قطعه که در آستانه برش قرار دارد، استفاده می‌کند و در نتیجه این امر، مقاومت ماده در برابر برش کاهش یافته، مقادیر کوچک‌تری از نیروها و درجه حرارت برش شده و نهایتاً بزرگی تنش پسماند را کاهش می‌دهد. در اﯾﻦ مقاله، تأثیر پارامترهای دمای براده تغییر شکل نیافته، سرعت برش و پیشروی بر تنش پسماند در فرایند برش متعامد به کمک پلاسما مورد مطالعه تجربی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، دمای براده‌ی تغییرشکل نیافته تأثیرگذارترین پارامتر بر بزرگی تنش‌های پسماند در این فرآیند بوده و با افزایش آن در محدوده 75 تا 220 درجه سانتی‌گراد، تنش پسماند در سطح قطعه به طور متوسط 30/85 درصد فشاری‌تر شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تنش پسماند؛ ماشینکاری به کمک حرارت؛ پلاسما؛ نیروهای برش؛ پراش پرتو ایکس | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental study of machining residual stresses in plasma-assisted turning process | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohsen Khajehzadeh1؛ Mohammad Reza Razfar2 | ||
| 1Mechanical Engineering Department of Amirkabir University of Technology | ||
| 2هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| چکیده [English] | ||
| The possibility of workpiece deformation after or during machining due to residual stresses is of crucial importance in precise components. These stresses are induced mainly due to plastic deformation or heat generation during the metal cutting process. Therefore, the magnitude of machining residual stresses is affected by mechanical and thermal stresses. Mechanical stresses depend on the cutting forces and thermal stresses originate from the magnitude of heat generation during cutting action. Therefore, it is expected that machining processes with lower cutting forces and cutting temperatures, will induce lower machining residual stresses as well. Plasma assisted machining is a process that uses a heat source to increase workpiece local temperature and thereby decrease the strength of the material which is to be removed; therefore lower values of cutting forces, temperatures, and residual stresses are expected. In this research work, the effects of undeformed chip temperature, cutting speed, and feed have been investigated on the machining induced residual stresses in the plasma-assisted orthogonal turning of AISI 4140. According to the achieved results, undeformed chip temperature is the most effective parameter on machining residual stresses and by increasing this parameter from 75 to 220˚C, machining induced surface residual stresses became more compressive averagely by 85.30%. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Residual stress, Heat assisted machining, Plasma, Cutting forces, X-ray diffraction | ||
| مراجع | ||
|
[1] H. Sutanto, J. Madl, Residual Stress Development in Hard Machining: A Review, Material Sciene and Engineering, 420 (2018) 1-8. [2] T. Ozel, D. Ulutan, Prediction of machining induced residual stresses in turning of titanium and nickel based alloys with experiments and finite element simulations, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 61 (2012) 547–550. [3] P.J. Arrazola, A. Kortabarria, A. Madariaga, On the machining induced residual stresses in IN718 nickel-based alloy: Experiments and predictions with finite element simulation, Simulation Modelling Practice and Theory, 41 (2014) 87–103. [4] F. Jafarian, H. Amirabadi, J. Sadri, H.R. Banooie, H.R., Simultaneous optimizing residual stress and surface roughness in turning of Inconel 718 super alloy, Materials and Manufacturing Processes, 29 (2014) 337–343. [5] Z. Hung, S. He, Z. Kejia, X. Zhang, H. Ding, An analysis of cutting parameters, coated materials and nose radii on residual stresses when turning Inconel 718, Procedia CIRP, 46 (2016) 368 – 371. [6] X. Ji, S.Y. Liang, Model-Based Sensitivity Analysis of Machining-Induced Residual Stress under Minimum Quantity Lubrication, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part:B Journal of Engineering Manufufacturing, 231 (2017) 1528-1541. [7] L. Tao, H. Chen, A. Liu, Finite element analysis of the effect of tool edge radius on residual stresses when orthogonal cutting Ti6Al4V, Material and Science and Engineering, 382 (2018) 1-6. [8] J.W. Novak, Y.C. Shin, Assessment of Plasma Enhanced Machining for Improved Machinability of Inconel 718, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 119 (1997) 125-129. [9] C.E. Leshock, J.N. Kim, Y.C. Shin, Plasma enhanced machining of Inconel 718: modeling of workpiece temperature with plasma heating and experimental results, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 41 (2001) 877-897. [10] S. Sun, M. Brandt, M.S. Dargusch, Thermally enhanced machining of hard-to-machine materials-A review, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50 (2010) 663-680. [11] M. Frahnakian, M.R. Razfar, Experimental Study on Hybrid Ultrasonic and Plasma Aided Turning of Hardened Steel AISI 4140, Materials and Manufacturing Processes, 29 (2014) 550-556. [12] X. Kong, H. Zhang, L. Yang, G. Chi, Y. Wang, Carbide tool wear mechanisms in laser-assisted machining of metal matrix composites, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 85 (2016) 365-379. [13] X. Kong, L. Yang, H. Zhang, G. Chi, Y. Wang, Optimization of surface roughness in laser-assisted machining of metal matrix composites using Taguchi method, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 89 (2016) 529-542 [14] M.A. Balbaa, M.N.A. Nasr, H.A. Elgamal, Sensitivity Analysis on the Effect of Laser Power on Residual Stresses when Laser-Assisted Machining AISI 4340, Procedia CIRP, 58 (2017) 31-36. [15] Z. Pan, D.S. Shih, H. Garmestani, S.Y. Liang, Residual stress prediction for turning of Ti-6Al-4V considering the microstructure evolution, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part:B Journal of Engineering Manufufacturing, 233 (2017) 109-117. [16] M. Wan, X.Y. Ye, D.Y. Wen, W.H. Zhang, Modeling of machining-induced residual stresses, Journal of Materials Science, 54 (2018) 1–35. [17] E. Mirkoohi, P. Bocchini, S.Y. Liang, Inverse analysis of residual stress in orthogonal cutting, Journal of Manufacturing Processes, 38 (2019) 462-471. [18] G.S. Kadam, R.S. Pawade, Machining Induced Residual Stresses in Green Machining of Inconel 718, Techno-Societal, 1 (2020) 573-580. [19] F.J. Zerilli, R.W. Armstrong, Dislocation‐mechanics‐based constitutive relations for material dynamics calculations, Journal of Applied Physics, 61 (1987) 1816-1825. [20] M. Khajehzadeh, M. Akhlaghi, M.R. Razfar, Finite Element Simulation and Experimental Investigation of Tool Temperature during Ultrasonically Assisted Turning of Aerospace Aluminum using Multicoated Carbide Inserts, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 75 (2014)1163–1175. [21] M.M. Kashani, M.R. Movahhedy, M.T. Ahmadian, R.S. Razavi, In-process Determination of Laser Beam Absorption Coefficient for Laser-Assisted Turning Processes, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92 (2017) 2929-2938. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 833 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,369 |
||