مطالعه تجربي و عددي كيفيت و سلامت سطح چوب پلاست طي تراشكاري با ابزار خودچرخان

Experimental and Numerical Study of the Quality and Health of Wood Plastic Surface during Turning with Self-Rotary Tool

با توجه به ويژگي‌هاي خاص كامپوزيت چوب پلاست و استقبال روز افزون از اين محصول به واسطه سازگاري آن با محيط زيست، دست‌يابي به كيفيت سطح مناسب طي انجام فرآيندهاي مختلف ماشين‌كاري روي اين دسته از مواد، بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش پس از انجام عمليات تراشكاري با ابزار خودچرخان روي نمونه‌ها با تغيير پارامترهاي سرعت اسپيندل، نرخ پيشروي و عمق برش، به اندازه‌گيري و مقايسه زبري سطوح تراشكاري شده، بررسي سلامت سطوح توسط ميكروسكوپ و همچنين تحليل عددي فرآيند پرداخته شده است. در نتايج مشاهده شد كه طي تراشكاري با ابزار خودچرخان به ازاي عمق برش 1ميلي‌متر و نرخ پيشروي 0/22ميلي‌متر بر دور، با افزايش سرعت اسپيندل از 500 به 710دور بر دقيقه، كيفيت سطح در حدود 17% بهتر شد كه اين مقدار در مقايسه با تراشكاري معمولي نيز در حدود 37% بهبود يافته است. همچنين به علت افزايش نيروهاي ماشين‌كاري، با افزايش نرخ پيشروي از 0/22 به 0/44ميلي‌متر بر دور، كيفيت سطح در حدود 21% كاهش يافته است. مقايسه مقادير به دست آمده براي زبري سطح نشان داد كه بعد از نرخ پيشروي سرعت اسپيندل بيشترين تاثير را بر كيفيت و سلامت سطوح تراشكاري شده داشته است. همچنين مقايسه زبري سطوح اندازه‌گيري شده طي روش المان محدود و روش تجربي نيز نشان‌دهنده دقت و سازگاري مناسب اين دو روش با يكديگر بوده است.

Due to the specific characteristics of composite wood plastic and increasing of this product due to its compatibility with the environment, the quality of the appropriate surface area during the various machining processes on this material has been considered more than before. In this study, after turning operation with self-rotary tool on samples by changing the parameters of spindle speed, the feed rate and cutting depth, to measure and compare the surface roughness of the turning surfaces, the surface quality assessment has been investigated by microscope as well as numerical analysis of the process. The results show that during turning with self-rotary tool, for the cutting depth of 1mm and the feed rate of 22.0mm/rev by increasing the spindle speed from 500 to 71orpm, the surface quality of about 17% improved that this amount compared with conventional turning is also Improved about 37%. Also, due to increasing machining forces, by increasing the feed rate from 22.0 to 44.0mm/rev, surface quality is reduced by about 21%. Comparing the obtained values for surface roughness showed that after the feed rate, the spindle speed had the highest impact on the quality and health of the turning surfaces. Also, comparing the roughness of the measured surfaces during the finite element method and the experimental method showed the proper accuracy and adaptability of these two methods.