مطالعه تجربي و شبيه‌سازي المان محدود توزيع درجه حرارت در ابزار برش در فرايند ماشينكاري به كمك ليزر

پژوهش حاضر به بررسي تجربي و شبيه‌سازي المان محدود توزيع درجه حرارت ابزار برش در فرايند ماشينكاري به كمك ليزر اختصاص يافته است. رويه در نظر گرفته شده مشتمل بر ايجاد يك مدل المان محدود و صحه‌گذاري نتايج آن با آزمون‌هاي تجربي اندازه‌گيري نيرو و درجه حرارت براي آلياژ اينكونل 718 است. در اين ارتباط، در مرحله نخست شبيه‌سازي فرايند تراشكاري به كمك ليزر مورد مطالعه قرار گرفت. سپس طراحي و ساخت تجهيزات لازم براي انجام فرايند تراشكاري به كمك ليزر انجام شد و در نهايت مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي تجربي با هدف اندازه‌گيري نيرو و درجه حرارت صورت گرفت و محدوده‌اي مناسب براي پارامترها، استخراج گرديد. در ادامه از نتايج بدست آمده به منظور صحه‌گذاري نتايج شبيه‌سازي استفاده شد. تأثير توان ليزر، سرعت برش و پيشروي بر توزيع درجه حرارت در ابزار برش مورد بررسي قرار گرفته و نتايج مدل المان محدود با نتايج تجربي صحه‌سنجي شد. بر اساس نتايج حاصل، استفاده از ليزر پيوسته در محدوده‌اي كه منجر به تغيير ساختار كريستالي نشود، ضمن كاهش 25 درصدي در مولفه‌ي نيروي اصلي برش، كاهش دماي ابزار برشي را به دنبال داشت. متوسط درجه‌ي حرارت ابزار در تراشكاري به كمك ليزر در حدود 80 درصد مقادير نظير در تراشكاري سنتي است.