مطالعه تاثير پارامترهاي ماشين كاري بر ميزان لايه لايه شدگي در فرآيند ماشين كاري مافوق صوت دوار با ابزار الماسه هسته دار بر روي كامپوزيت GFRP

Study of the effect of machining parameters on delamination in rotary ultrasonic machining process of glass fiber reinforced polymer composite by diamond core tool

كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف شيشه به علت خواص مكانيكي و فيزيكي مناسب آن ها داراي كاربردهاي صنعتي متعددي هستند. سوراخ كاري از جمله روش هاي رايج براي ايجاد اتصال بين سازه هاي از جنس مواد تقويت شده با الياف مي باشد. فرآيند ماشين كاري مافوق صوت دوار از روش هاي نوين در ماشين كاري كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف مي باشد كه در سال هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. لايه هاي كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف در عمليات ماشين كاري مخصوصاً در عمليات سوراخ كاري كه در معرض تمركز تنش قرار مي گيرند، دچار آسيب لايه لايه شدگي مي شوند. پديده لايه لايه شدگي به شدت تحت تاثير عواملي مانند جنس و هندسه ابزار و همچنين پارامترهاي ماشين كاري قرار دارد. از اين رو در سال هاي اخير از ابزارهاي جديد مانند ابزار الماسه هسته دار با توجه به كاهش نيرو و انجام هم زمان عمليات سوراخ كاري و سنگ زني داخل سوراخ، در سوراخ كاري كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف، استفاده مي كنند. در اين پژوهش به بررسي ميزان لايه لايه شدگي در كامپوزيت تقويت شده با الياف شيشه (GFRP) با درصد الياف 65% در فرآيند ماشين كاري مافوق صوت دوار با ابزار الماسه هسته دار، با توجه به پارامترهاي ماشين كاري پرداخته شده است. با توجه به آزمايشات انجام شده مشاهده شد افزايش سرعت برشي و كاهش سرعت پيش روي موجب كاهش آسيب لايه لايه شدگي شده و كيفيت سوراخ را بهبود مي بخشد. همچنين با توجه به نتايج به دست آمده، در نرم افزار ميني تب، يك رابطه آماري بين پارامترهاي ماشين كاري و لايه لايه شدگي ارائه شد. با توجه به مدل به دست آمده، سرعت برشي تاثير بيشتري بر ميزان لايه لايه شدگي دارد.

Glass fiber reinforced composites pose numerous industrial applications that are because of suitable mechanical and physical properties. Drilling is a common method to connect fiber reinforced material structures. Rotary ultrasonic machining is one of the new methods in machining of fiber reinforced composites that is highly attractive in recent years. Fiber reinforced composite laminates in machining operations, especially in drilling operations which are subjected to stress concentration, tend to be delaminated. Delamination damage is strongly influenced by factors such as tool material and geometry and also machining parameters. Therefor in recent years, new tools such as diamond core drills are used in drilling of fiber reinforced composites due to their lower force creation and simultaneous drilling operation and hole internal grinding. In this research, delamination of glass fiber reinforced composites (GFRP) with a percentage of 65% fiber in rotary ultrasonic machining process using diamond core drill regarding machining parameters have been discussed. According to conducted experiments, it was observed that cutting speed increment and feed rate reduction, decreases the delamination damage and improves hole quality. Also based on achieved results, a statistical relationship between machining parameters and delamination in Minitab software offered. According to the resulting model, cutting speed has a greater impact on the amount of delamination.