بهینه‌سازی پارامترهای هندسی میکروبافت ابزار برش تراشکاری هنگام ماشینکاری فولاد زنگ‌نزن 17-4ph

در این مقاله تاثیر بافت‌های موازی لبه برنده بر فرآیند تراشکاری فولاد زنگ‌نزن 17-4ph مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای عمق، عرض و گام میکروبافت مطالعه شد. نیروی برش برآیند اندازه‏‌گیری شده و تاثیر پارامترهای بافت بر روی آن با استفاده از تحلیل واریانس بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش عرض شیارهای میکروبافت ابتدا نیروی برش کاهش می‌یابد و سپس رو به افزایش می‌گذارد. این روند نشان می‌دهد که عرض شیارهای میکروبافت یک مقدار بهینه‌ای دارد که در آن نیروی برش فرآیند تراشکاری فولاد کمینه است. همچنین با افزایش عمق شیارهای میکروبافت، نیروی برش کاهش یافت. با افزایش گام شیارهای میکروبافت نیز مشخص شد نیروی برش روند افزایشی را طی کرده است. به منظور دستیابی به پارامترهای میکروبافت که در آن کمترین نیروی برش و کمترین تغییر شکل قطعه‌کار در فرآیند تراشکاری حاصل شود، بهینه‌سازی انجام شد. بر اساس نتایج بهینه‌سازی، مقادیر بهینه پارامترهای عرض، عمق و گام شیارهای میکروبافت هنگام تراشکاری فولاد 17-4ph به ترتیب برابر است با µm 126، µm 15، µm 200 بدست آمد. درصد خطای محاسبه شده جهت صحه‌گذاری بهینه‌سازی برابر با 5.81% بدست آمد که بیانگر دقت بالای فرآیند بهینه‌سازی در نر‌م‌افزار دیزاین اکسپرت است. تغییر شکل قطعه‌کار با ابزار دارای میکروبافت بهینه µm 30 و با ابزار ساده برابر با µm 62 بدست آمد که کاهش 51/6 درصدی با ابزار دارای میکروبافت را نشان می‌دهد.

optimization of micro-textured tools geometric parameters in turning of 17-4ph stainless steel

in this study, the effect of microtextures parallel to the cutting edge on the rake face of cutting tools during the turning process of 17-4ph steel was investigated. the depth, width, and distance of micro-textures were studied. turning tests were performed with the created tools and the cutting force was measured by a dynamometer. the results showed that by increasing the width of microgrooves, the cutting force first decreases and then increases. this trend shows that the width of the microgrooves has an optimal value in which the cutting force during the turning process is minimal. also, the cutting force is reduced by increasing the depth of microgrooves. by increasing the distance of microgrooves, it was found that the cutting force has increased. based on the optimization results, the optimal values of the parameters of width, depth, and distance of the microgrooves are 126 µm, 15 µm, and 200 µm, respectively. the calculated error percentage for optimization validation was 5.81%, which indicates the high accuracy of the optimization process in the design-expert software. the deflection of the workpiece was achieved with a tool with an optimal microgroove of 30 µm and with a plane tool equal to 62 µm, which shows a 51.6% reduction with a textured tool. in fact, the accuracy of the machined part was improved with microtextured tools.