بررسی تجربی اثر زبری سطح اولیه در فرآیند صیقل‌کاری به کمک نوسانات فراصوتی روی آلومینیوم Al6061-T6

در فرآیند‌های ساخت قطعات، عملیات بهبود کیفیت سطوح با توجه به شرایط‌ کاری مختلف قطعات از جهت مقاومت به خوردگی و خستگی، مقدار اصطکاک، نحوه‌ تماس بین سطوح و شکل ظاهری از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این تحقیق، بررسی فرآیند صیقل‌کاری ساچمه ای روی سطوح تخت به کمک نوسانات فراصوتی برای بررسی اثر زبری سطح اولیه به عنوان یک متغیر ورودی و همچنین اثر تداخلی آن با سایر پارامترهای فرآیند شامل دامنه نوسان و نیروی پیش بار روی زبری سطح نهایی قطعات از جنس آلیاژ آلومینیوم al6061t6 است. برای بررسی ارتباط بین متغیرهای ورودی و خروجی و بررسی اثرات تداخلی آنها از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ استفاده و یک مدل ریاضی ارائه شده است. آزمون های عملی با فرکانس ثابت 20کیلوهرتز و سه متغیر زبری سطح بیشینه اولیه، دامنه نوسان و نیروی پیش بار به عنوان متغیرهای ورودی انجام و زبری سطح خروجی اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که زبری سطح بیشینه اولیه اثر مستقل روی زبری سطح خروجی ندارد، لیکن اثر دامنه‌نوسان و نیروی پیش بار روی مقدار زبری‌سطحِ نهایی بستگی به زبری ‌سطح‌ اولیه دارد. برای سطوح با زبری سطح اولیه بالا نیاز به نیروی پیش بار بیشتری وجود دارد و هر چقدر نیروی پیش بار افزایش یافته اثر تغییرات زبری سطح اولیه روی زبری سطح خروجی کاهش یافته است. همچنین در دامنه نوسانات بالا با افزایش زبری سطح اولیه، زبری سطح خروجی افزایش و در دامنه نوسان کم با افزایش زبری سطح اولیه، زبری سطح خروجی کاهش یافته است. با افزایش دامنه نوسان و نیروی پیش بار زبری سطح خروجی افزایش و به ترتیب دامنه نوسان، اثر تداخلی نیرو و زبری سطح بیشینه اولیه و سپس مقدار نیرویپیش بار بیشترین تاثیر را روی زبری سطح خروجی دارند.

Experimental Investigation of the Effects of Initial Surface Roughness on Ultrasonic Assisted Ball Burnishing of Al6061-T6

In the process of manufacturing, the operation of improving the quality of the surfaces is important due to the different working conditions, the resistance to corrosion and fatigue life, friction, the type of contact between the surfaces and appearance. The purpose of this research is the experimental investigation of burnishing process on the flat surface by ultrasonic vibration in order to investigate the initial surface roughness as an input variable as well as its interaction effect on the final surface roughness of aluminum Al6061T6 alloy. Response surface methodology (RSM) was utilized to correlate the empirical relationship between input and output variables and their interaction effects. Experimental tests with a constant frequency of 20 kHz were done to find the effect of the initial maximum surface roughness, ultrasonic vibration amplitude and static load on the surface roughness. The results show that the initial surface roughness has no direct effect on the output surface roughness, but the effect of vibration amplitude and static load on the final surface roughness depends on the initial surface roughness. The higher static load is needed for the high surface roughness, and the increase of static load has decreased the effect of initial surface roughness on the surface roughness. Also, in high vibration amplitude by increasing the initial surface roughness, the surface roughness is increased and at low vibration amplitude by increasing the initial surface roughness, the surface roughness is decreased. By increasing the vibration amplitude and the static load, the surface roughness is increased. Furthermore, the amplitude of vibration, the interaction effect of static load and the initial maximum surface roughness and static load have the highest effect on the final surface roughness, respectively.