عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی دو بعدی نیروهای ماشینکاری در فرآیند تراشکاری به روش اجزائ محدود
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1831;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46247
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- محمد خواجه افضلی
- استاد راهنما
- رمضانعلی مهدوی نژاد
- چکیده
- در ماشینکاری دو عنصر ابزار و قطعه کار به عنوان عوامل برشی، اثرات متقابل بر یکدیگر دارند بطوریکه بسیاری از پارامترهای ماشینکاری از جمله سرعت برشی، سرعت پیشروی، عمق بار و هندسه ابزار بدین اثرات وابسته اند. در این تحقیق، فرآیند روتراشی به کمک نرم افزار ABAQUS 6.9 شبیه سازی شد، و با تغییر در پارامترهای ماشینکاری و هندسه ابزار برشی، نیروهای ماشینکاری، تنش ها، کرنش پلاستیک، فرم براده و دما در محل تماس ابزار و قطعه کار تعیین شد. سپس با انجام آزمایشات تجربی و به کمک دینامومتر Kistler، نیروهای ماشینکاری در سه جهت اندازه گیری شد. سپس نتایج بدست آمده از آزمایشات تجربی با نتایج بدست آمده از شبیه سازی، مقایسه شد.. بررسی های نیرویی نشان داد که نیروهای بدست آمده از شبیه سازی، تطابق خوبی با نتایج نیرویی بدست آمده از آزمایشات دارد. با انجام آزمایشات مختلف و تغییرات در پارامترهای ورودی، می توان نتیجه گرفت که با افزایش سرعت برشی، نیروهای ماشینکاری در سه جهت اصلی، کاهش می یابد. در سرعت های برشی پایین، نیروی وارده به ابزار ، بسیار زیاد است و می تواند باعث فرسایش زود رس و شکست ابزار گردد. با افزایش سرعت پیشروی، نیروهای ماشینکاری در جهات مختلف، افزایش می یابد، بطوری که روند این افزایش اکیدا صعودی بود و در سرعت های پیشروی بالا علاوه بر کاهش کیفیت سطح، فرسایش شدید در ابزار بوجود خواهد امد. با تبدیل زاویه براده از حالت منفی به مثبت، نیروهای ماشینکاری کاهش پیدا می کند. علت این کاهش، نفوذ بهتر ابزار به داخل ماده و جدا کردن لایه ها ی آن می باشد. پس از مقایسه نتایج، مشخص شد که شبیه سازی با دقت خوبی انجام شده است و با توجه به نمودار های بدست امده برای پارامترهای مختلف ماشینکاری، می توان بهترین پارامترهای ماشینکاری را انتخاب کرد. و می توان با اتکا به شبیه سازی های انجام شده، فرایندهایی را که هزینه ماشینکاری بالایی دارند، قبل از انجام کار، آنها را شبیه سازی کرد و با کسب نتایج، در صورتی که از نظر اقتصادی و عملی، مقرون به صرفه باشد، آن را انجام داد.
- Abstract
- In machining process, tool and workpiece, as two cutting elements, interplay to each other. There are many machining parameters such as cutting speed, feed rate, depth of cut & tool geometry, which depend on interplaying effects of tool & workpiece. In this research turning process has been simulated by ABAQUS 6.9 software. Then machining parameters and cutting geometry as input variation parameters have been changed and some output parameters such as machining forces, stresses, plastic strain, chip form & also the temperature of the connection area are analyzed. Afterwards, experimental tests have been carried out and machining forces have been estimated in three different axes and are compared with simulation results. It Shows that the simulation forces fairly are matched with experimental test results. Increasing in the cutting speed, The machining forces will decrease in different directions. In low cutting speed, since the reaction forces on tool are too high; therefore, it can be caused precocious erosion and fracture of tool. Variations of rake angle from negative to positive, machining force will reduce. This is because of the better penetration of tool into the workpiece and the separation of material layers. Machining forces increase with feed rates in various directions so that, in spite of decreasing in surface quality, high tool erosion is the results. Comparison between The simulation and experimental results show good agreement. From economic points of view, every machining parameters can be simulated before machining process.
