بررسي و ارزيابي تاثير شرايط ماشين (فرز) كاري (CNC) بر كيفيت سطح چوب پالونيا

Investigation and Evaluation on Influence of Machining (CNC) Conditions on Surface Quality of Paulownia Wood

اين تحقيق با هدف ارزيابي مشخصه هاي (پارامترهاي) تاثيرگذار بر كيفيت سطح چوب پالونيا در فرآيند ماشين كاري CNC انجام گرفت. به همين منظور چوب مورد نياز از گرده بينه‌هاي پالونياي موجود در كارگاه دانشكده چوب و كاغذ تهيه شد. سپس به كمك اره نواري برش‌هاي اوليه انجام گرفت. به منظور خشك كردن نمونه‌ها در هواي آزاد، الوارها در فضاي سرپوشيده داراب بندي شدند. در نهايت نمونه ها به ابعاد 15x10x5/2 سانتيمتر تبديل و براي برشكاري با دستگاه CNC آماده شدند. پنج عامل متغير لحاظ شده در اين تحقيق به صورت زير در نظر گرفته شد: شتاب برش در 2 سطح 07/ 15و 37/8 متر در ثانيه، شتاب تغذيه در دو سطح 6 و 12 متر در دقيقه، عمق برش در دو سطح 1 و 5 ميليمتر، روش كار به دو صورت همراه و مقابل و الگوي برش به دو صورت در جهت مماسي و شعاعي. ناهمواري سطح لبه ي نمونه هاي برش خورده با استفاده از روش نيمرخ سنجي (پروفيلومتري) و بر پايه استاندارد ISO 13565 اندازه‌گيري شد. به منظور ارزيابي كيفيت سطح از مشخصه هاي ميانگين (Ra)، بيشينه (Rmax)، عمق بيشينه زير خط ميانگين (Rv) و ارتفاع بيشينه بالاي خط ميانگين (Rp) استفاده شد. ميزان تاثير مشخصه هاي مورد بررسي، بوسيله‌ي آزمون فاكتوريل شكسته، در قالب طرح كاملا تصادفي با %95 اطمينان مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه شتاب برش، روش كار و شتاب تغذيه بركيفيت سطح ايجاد شده پس از برش موثر بود يا به عبارت ديگر اثر معني داري بر مشخصه هاي زبري سطح داشت. بدين صورت كه با افزايش شتاب برشي و كاهش شتاب تغذيه مقادير مشخصه هاي زبري كاهش يافت و باعث افزايش كيفيت سطح شد. روش كار مقابل باعث افزايش مقادير مشخصه هاي زبري و در نهايت افزايش زبري سطح نمونه‌ها شده است. البته شايان ذكر است روش كار در مقايسه با ديگر مشخصه هاي برشي تاثير بيشتري بر زبري سطح داشته است. ديگر عامل هاي مورد ارزيابي نيز به طور مستقل در سطح 95 درصد تاثير معني داري بر مشخصه هاي زبري نداشته اند. در نهايت براي دستيابي به كيفيت سطح بهينه در اين تحقيق، شتاب برش 07/15 متر در ثانيه، شتاب تغذيه 6 متر در دقيقه، روش كار همراه و عمق برش 1 ميليمتر در مقطع مماسي پيشنهاد شد.

The aim of this study was to investigate the effective factors on surface quality of paulownia wood during machining by advanced computer numerical controled (CNC) machine. For this aim paulownia logs were provided and were converted to proper sizes (2.5 x 10 x 15 cm) and then air dried. The Variable of this study were cutting speed (8.37 and 15.07 m/s), feeding rate (6 and 12 m/min), cutting depth (1and 5 mm), cutting method (down and up-milling) and cutting pattern (tangential and radial). Roughness of cut specimens edge were evaluated by profilometer method according to ISO 13565 standard. For evaluation of surface quality, average roughness (Ra), maximum roughness (R max), valley roughness (Rv) and peak roughness (Rp) were used. Degrees of effectiveness of the parameters were evaluated by fractional factorial design as completely random design at confidence level of 95%. The result showed that cutting speed, cutting method and feed rate are influencive factors on surface quality of machined specimens and their effects were significant. With increasing cutting speed and decreasing feeding rate the roughness decreased and surface quality improved. In up-milling cutting method, degree of roughness was higher and consequently surface quality was inferior. It is to be noted that cutting method in comparison to other factors had the high influence on surface quality. The rest variables did now have independent influence on surface quality at 95% Confidence level. This study for achieving the optimum surface quality recommends that cutting speed of 15.07 m/s, feeding rate of 6 m/min, cutting method of down-milling and cutting depth of 1 mm for tangential cross section.