مطالعه تجربی تلرانس‌های هندسی و صافی سطح در فرآیند ماشینکاری با جت آب و ساینده روی فولاد هاردوکس 400

در این تحقیق با استفاده از فرآیند ماشینکاری با جت آب و ساینده، قابلیت ماشینکاری فولاد هاردوکس 400 به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین مواد مورد استفاده در صنعت ورق‌سازی، مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا زبری سطح و تلرانس‌های هندسی (تختی، توازی و تعامد) به عنوان خروجی‌های فرآیند و فشار جت آب، درصد وزنی ذرات ساینده، فاصله نازل تا سطح قطعه‌کار و سرعت پیشروی نازل نیز به عنوان ورودی‌های فرآیند در نظر گرفته شدند. پس از انجام آزمون‌های ماشینکاری، تلرانس‌های هندسی توسط ماشین اندازه‌گیری مختصات و زبری سطح توسط دستگاه زبری‌سنج تماسی اندازه‌گیری شد. براساس نتایج به‌دست‌آمده مشاهده شد که با افزایش فشار، کاهش سرعت پیشروی، کاهش فاصله نازل تا سطح قطعه‌کار و افزایش درصد وزنی ذرات ساینده، کیفیت سطح بهتر شده و میزان خطاهای هندسی کاهش می‌یابد. اندازه‌گیری‌های صورت پذیرفته نشان داد که بهترین کیفیت سطح و تلرانس‌های هندسی به‌ازای فشار 300مگاپاسکال، سرعت پیشروی 10میلی‌متر بر دقیقه، درصد وزنی ساینده 30% و فاصله نازل 1میلی‌متر حاصل شده است. همچنین تکرار آزمون‌های تجربی نشان داد که محدوده خطای نسبی آزمون‌ها در اکثر حالات کمتر از 10% بوده که بیانگر تکرارپذیری بالای نتایج به‌دست‌آمده است.

Experimental Study of Geometric Tolerances and Surface Roughness in Abrasive Water Jet Machining Process of Hardox 400 Steel

In this study, an abrasive water jet machining process was used to evaluate the machinability of Hardox 400 steel, as one of the most widely used materials in the sheet metal industry. In this regard, surface roughness and geometrical tolerances (flatness, parallelism, and perpendicularity) were considered as the machining outputs, and water jet pressure, the weight percentage of abrasive particles, nozzle gap and feed rate were considered as the process input parameters. Followed by machining tests, the measurement of geometrical tolerances and surface roughness was performed through coordinate measuring machine (CMM) and surface roughness tester, respectively. The obtained results indicate that by the increase of jet pressure, decrease of feed rate, decrease of nozzle gap and increase of abrasives particles weight fraction, the surface quality improves and the geometrical errors reduce. Also, it was observed that the best surface roughness and geometrical tolerances have been obtained in the case of water jet pressure of 300 MPa, the feed rate of 10 mm/min, the abrasive weight percentage of 30% and nozzle gap of 1 mm. By repeating the experimental tests, it was shown that the relative error of the obtained results is less than 10%, which indicates the high repeatability of the results.