آناليز فركتالي به جهت تعيين اثر تغيير شدت جريان الكتريكي بر سختي سطحي و زبري سطح قطعه كار فولادي در فرآيند تخليه الكتريكي

Fractal-based analysis of the influence of current intensity on surface hardness and surface roughness of Steel workpiece in Electrical Discharge process

كيفيت سطح يكي از ويژگي‌هاي حائز اهميت است كه در ماشينكاري هر قطعه مد‌نظر قرار مي‌گيرد. هندسه فركتالي شاخه اي خلاقانه و كاربردي از رياضيات نوين است. يكي از مهمترين ويژگي هاي هندسه فركتالي، بُعد فركتال است. هدف بررسي اثر شدت جريان بر ميزان زبري و سختي سطحي قطعه كار در فرآيند تخليه الكتريكي با استفاده از آناليز فركتال است. به اين منظور قطعاتي از جنس فولاد آلياژي AISI316L توسط دستگاه اسپارك با شدت جريان‌هاي مختلف تحت عمليات ماشينكاري قرار گرفت. نمونه-ها را جهت بررسي كيفيت سطوح توسط دستگاه ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد تصويربرداري قرار داده شد. نتايج آزمايشگاهي و فركتالي نشان داد كه با افزايش 10برابري شدت جريان، ميانگين زبري سطح حدود دو برابر و ميزان سختي سطحي 0/8 برابر ميشود. همچنين هرچه به شدت جريان افزوده مي‌شود، انحراف از معيار و دامنه تغييرات سيگنال سطح افزايش و فركانس تغييرات كاهش مي‌يابد. اين امر نشان مي‌دهد ميزان پستي و بلندي‌هاي سطح افزايش يافته و نقاط با ارتفاع و عمق بيشتري در سطح به وجود مي‌آيد و اصطلاحاً سطح زبرتر مي‌شود. درنتيجه افزايش زبري سطح و كاهش ميزان سختي سطحي قطعه كارها سبب افزايش بُعد فركتالي سطوح ماشين كاري شده است.

Smoothness of the machined surface is an important feature in machining. Fractal geometry is a creative and practical branch of modern mathematics. One of the most important features of fractal fractal geometry is the fractal dimension. The purpose of this study is to investigate the effect of current intensity on the surface hardness and roughness of steel workpiece in the process of electric discharge using fractal analysis. For this purpose, parts of alloy steel AISI316 L were machined by Spark. Then, the samples were imaged microscopically to evaluate the quality of the machined surfaces by scanning electron microscopy (SEM). The results of experiments and fractal analysis showed that with 10 times increase in current intensity, average surface roughness increased about twice and surface hardness decreases 0.8 times.Also, increasing current intensities increased the standard and amplitude of surface signal while, the frequency of changes is decreased. This indicates that the level and height of the surface are increased and points of higher altitude and depth are created at the surface which means that the surface has become rougher. As a result, increasing the surface roughness and reducing the surface hardness of the workpiece has increased the fractal dimension of machining surfaces.