بررسي تجربي تاثير پارامترهاي ماشين كاري و نحوه روان-كاري بر توان مصرفي و زبري سطح به دست آمده در فرزكاري فولاد CK45

Experimental investigation of the effects of machining parameters and lubrication on consumed power and surface roughness in CK45 steel milling

در اين مقاله، براي اجتناب از مشكلات استفاده از مايعات روان كاري مانند هزينه بالا، آلودگي محيط زيست و به خطر انداختن سلامتي ماشين كار در فرايند فرزكاري و همچنين استفاده از مزاياي آن ها از قبيل افزايش عمر ابزار و كيفيت سطح ماشين كاري شده، روش ماشين كاري با حداقل استفاده از روان كار (MQL) يا روان كاري نيمه‌خشك معرفي شده و تاثير آن بر توان مصرفي و زبري سطح ماشين كاري شده با روش هاي ديگر روان كاري مانند روان كاري با مايع و روان كاري خشك مقايسه شده است. همچنين از روش طراحي آزمايش تاگوچي براي اجراي يكسري آزمايش‌ها براي بررسي تاثير پارامترهاي مختلف فرايند مانند سرعت دوراني ابزار، سرعت پيشروي، فشار گاز ورودي و نرخ جريان مايع بر توان مصرفي و زبري سطح ماشين كاري شده استفاده شده است و در ادامه با استفاده از آناليز واريانس مهم ترين فاكتورهاي موثر بر توان مصرفي و زبري سطح ماشين كاري شده به دست آمدند. نتايج به دست آمده از آزمايش‌ها نشان مي‌دهند كه استفاده از روش روان كاري نيمه‌خشك به توان مصرفي كمترو زبري سطح قابل مقايسه با ساير روش هاي روان كاري منجر مي شود. آناليز واريانس انجام شده نيز نشان مي‌دهد كه در بين پارامترهاي بررسي شده در اين پژوهش، سرعت پيشروي مهم ترين پارامتر موثر بر توان مصرفي و نرخ جريان مايع مهم ترين پارامتر موثر بر زبري سطح ماشين كاري شده است.

In this paper, in order to avoid the problems induced by cutting liquids like higher cost, environmental pollution and dangerous for operator health in milling process and also using the benefits of them such as increasing tool life and machined surface quality, machining by minimum quantity of lubrication (MQL) or near dry lubrication was introduced and that’s effects on main outputs (consumed power and surface roughness) was compared with other lubrication methods such as lubrication by cutting fluids and by air. In order to perform a series of experiments and investigate the effects of different process parameters such as tools rotational speed, feed rate, gas pressure and liquid flow rate on main outputs, the Taguchi method of design of experiments was employed and then the analysis of variance (ANOVA) was used to find the most important factors effecting main outputs. The results obtained by experiments showed that employing near dry lubrication leads to lower electrical power and comparable surface roughness as compared with other lubrication methods. The analysis of variance showed that feed rate is the most important factor affecting consumed power and liquid flow rate is the most important factor influencing surface roughness.