کاهش اصطکاک سنگ زنی خزشی به روش روغنکاری اولتراسونیک

یکی از مشکلات مهم سنگ زنی خزشی سوختن سطح قطعه کار بواسطه انرژی حرارتی تولیدی ناشی از مالش سنگ روی سطح قطعه کار و نیز فرآیند باربرداری و جدا کردن براده از سطح قطعه کار است. از مشکلات دیگر مسایل زیست محیطی استفاده از مواد خنک کن در فرآیند ماشین کاری می باشد. امروزه بر اساس استانداردهای زیست محیطی به سازندگان ماشین ابزار توصیه و تکلیف می شود که از روش ها و ابزارهایی استفاده نمایند که در فرآیند نیازی به خنک کار نباشد. لذا این ضرورت لزوم استفاده از یک روش مناسب جهت حذف مواد خنک کار و از بین بردن اثرات نامطلوب ناشی از عدم استفاده از خنک کار در فرآیند سنگ زنی را ایجاب می نماید. از آنجایی که کارکرد ارتعاشات اولتراسونیک می تواند باعث کاهش ضریب اصطکاک موثر در حین فرآیند سنگ زنی گردد و نیز می تواند خواص ماده را در حین شکل دهی فلزات تغیر دهد، در این پایان نامه هدف بر آن بود تا با اعمال ارتعاشات التراسونیک به فرایند سنگ زنی خزشی، توانایی این پدیده در کاهش نیروهای سنگ زنی خزشی بدون حضور ماده خنک کار (سنگ زنی خزشی خشک) و متعاقب آن کاهش درجه حرارت فرآیند و نیز کاهش آسیب وارد به قطعه کار مورد بررسی قرار گیرد تا در صورت موفقیت آمیز بودن این طرح، گامی به سوی عدم استفاد از ماده خنک کار در حین فرآیند سنگ زنی خزشی و نزدیک شدن به ملزومات استانداردهای زیست محیطی برداشته شود. در این پایان نامه سعی بر آن بود تا با انتخاب تجهیزات و چیدمانی مناسب، ارتعاشات با تنظیم فرکانس نوسانات ترانسدیوسر اولتراسونیک به گونه ای به محل درگیری سنگ با قطعه کار اعمال شود تا همواره شکم ارتعاشات امواج ارتعاشی تداخلی در محل تماس سنگ با قطعه کار باشد . این موضوع به این خاطر مهم است که حداکثر روغن کاری و کاهش اصطکاک در طول حرکت سنگ در امتداد قطعه کار یعنی وضعیت بهینه با تغییر فرکانس ترانسدیوسر برقرار باشد. با فراهم نمودن چیدمان مناسب، آزمون های سنگ زنی خزشی با سنگ آلومینیم اکساید و با و بدون حضور ارتعاشات التراسونیک بر روی نمونه های فولادی و آلومینیومی صورت گرفته و نیروهای سنگ زنی خزشی اندازه گیری و تاثیر ارتعاشات التراسونیک بر فرآیند سنگ زنی خزشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین جهت پی بردن به تاثیرات ارتعاشات طولی التراسونیک (که بر سطح جانبی ماده اعمال می شد) بر خواص ماده در حین تغییر شکل پلاستیک، آزمون های کشش تک محوری با و بدون حضور ارتعاشات طولی التراسونیک انجام گردید. مقایسه نتایج حاصل از آزمون های سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 و فولاد spk در حضور ارتعاشات التراسونیک نسبت به سنگ زنی خزشی سنتی این مواد که هر دو بدون حضور مایع خنک کار انجام شده وبه خوبی نشان می دهد که نیروهای عمودی و افقی سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 و فولاد spk در حضور ارتعاشات التراسونیک کاهش یافته است. این کاهش در بعضی آزمون ها تا 60? هم می رسد و این امر به خوبی تاثیر ارتعاشات التراسونیک در سنگ زنی خزشی آلومینیوم را آشکار می سازد. همچنین مشاهده می گردد درصد کاهش نیروهای عمودی و افقی سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 در حضور ارتعاشات التراسونیک در عمق بار وسرعت های پیشروی کمتر، بیشتر است، اما در مورد فولاد spk روند منظمی را طی نمی کند. بعلاوه معین گردید که درصد کاهش نیروهای افقی و عمودی سنگ زنی خزشی بر حسب سرعت پیشروی در عمق های بار مختلف در فولاد spk به طور نسبی بیشتر از آلومینیوم 7075 است. همچنین روشن گردید که برهم نهی ارتعاشات التراسونیک درحین آزمون کشش آلومینیوم 7075 و فولاد spk در صورتی که شدت صوت اعمال شده به اندازه کافی بزرک باشد باعث کاهش مقاومت آنها به تغییر شکل پلاستیک شده و مقدار تغییر شکل در هنگام شکست و استحکام آنها را کاهش می دهد که این اثر احتمالا نتیجه ایجاد صدمه بیشتر به شبکه کریستالی است. به طور کلی مقایسه نتایج، آثار مثبت ناشی از اعمال ارتعاشات التراسونیک به فرآیند سنگ زنی خزشی خشک آلومینیوم و فولاد را آشکار نموده و امکان دستیابی به جایگزینی مناسب برای مایع خنک کار در حین فرایند سنگ زنی خزشی و حرکت به سمت سنگ زنی خزشی خشک و حذف مایع خنک کار از این فرایند را در سایه انجام تحقیقات بیشتر نوید می دهد.