مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای موثر در ماشین کاری کوارتز با بهره گیری از نوسانات فراصوت

در پژوهش حاضر ، ماشین کاری فرا صوت دورانی (RUM) برای سوراخکاری قطعه کاری از جنس کوارتز مورد استفاده قرار گرفت . اثر پارامترهای مختلف RUM از جمله نرخ پیشروی ابزار Feed Rate(FR) ،تعداد دوران ابزار Tool Rotational Speed(TRS) و توان فرا صوت Ultrasonic Power(UP) بر روی نرخ بار برداری Material Removal Rate(MRR) و زبری سطح Surface Roughness(SR) به صورت آزمایشی بررسی شده است. برای طراحی آزمایشات از روش سطح پاسخ (RSM) با طرح مرکب مرکزی CCD استفاده شده است . با توجه به انجام آزمایش ها ، تنظیمات بهینه برای پارامترهای ماشین کاری فرا صوت دورانی به صورت زیر می باشد:تعداد دوران ابزار ۵۰۰۲ دور بر دقیقه ، نرخ پیشروی ابزار ۰,۵۵ میلی متر بر دقیقه و قدرت فرا صوت ۸۰٪ برای دستیابی به حداکثر نرخ بار برداری MRR=۰.۲۲۵۴۱mm۳/s مشخص شد. و حداقل زبری سطح SR=۰.۴۰۵۰۷ میکرو متر است. به منظور بررسی مکانیسم های بار برداری تحت تنظیمات مختلف پارامترهای ماشین کاری , تجزیه و تحلیل ریز ساختار سطح ماشین کاری شده با استفاده از میکروسکوپ اسکن الکترونی انجام شد. مشاهده شد که در نرخ پیشروی بسیار کم ابزار در حدود ۰,۰۸) میلی متر بر دقیقه) و دوران بالای ابزار در حدود ۵۶۸۱) دور بر دقیقه) , براده ها عمدتا توسط تغییر شکل پلاستیک جدا می شوند در حالیکه در نرخ پیشروی ابزار ۰,۹۲) میلی متر بر دقیقه) و دوران کم ابزار در حدود ۲۳۱۸) دور بر دقیقه) براده ها به صورت شکسته جدا می شوند.

Keywords:

ماشین فرا صوت دورانی , روش سطح پاسخ , میکروسکوپ اسکن الکترونی , زبری سطح , نرخ بار برداری , شیشه کوارتز