تخمین انرژی مصرفی در فرآیند فرزکاری با روانکاری کمینه و مقایسه با حالت برش تر

کاهش مصرف انرژی در تولید یک نیاز ضروری است. در فرآیندهای تولید به‌ویژه ماشین‌کاری، بیش از 90% اثرات زیست‌محیطی، ناشی از مصرف انرژی در ماشین‌های ابزار است. هدف مطالعه حاضر، تخمین و مقایسه انرژی مصرفی فرآیند فرزکاری فولاد aisi 316 در حالت‌های روانکاری معمولی (تر) و کمینه و همچنین اندازه‌گیری تجربی انرژی مصرفی در هر کدام از این دو حالت است. بنابر مطالعات انجام‌شده، انواع مدل‌سازی انرژی مصرفی در ماشین‌کاری پیشنهاد شده ولی در مورد کاربرد این مدل‌سازی‌ها مطالعات کمی صورت گرفته و روش روانکاری کمینه از نظر میزان مصرف انرژی با روش تر کمتر مقایسه شده است. به‌منظور تایید مدل‌سازی انجام‌شده برای پیش‌بینی انرژی مصرفی در فرآیند فرزکاری، از آزمایش‌های تجربی استفاده شد. نتایج به‌‌دست‌‌آمده نشان می‌دهد روش ارایه‌شده برای پیش‌بینی میزان مصرف انرژی با توجه به خطای 5درصدی، کارآمد و عملی است. پس از تایید مدل‌سازی انجام‌شده، با استفاده از 2 سطح برای نرخ پیشروی و سرعت اسپیندل و به‌کارگیری روش طراحی آزمایش کامل، انرژی و توان مصرفی در حالت‌های برش کمینه و تر به‌صورت تجربی با استفاده از توان‌سنج متصل‌شده به کابل برق ورودی 3 فاز دستگاه ماشین فرز اندازه‌گیری شد. مصرف انرژی در روش روانکاری کمینه نسبت به حالت تر 16% کاهش یافته است. متوسط توان مصرفی در فرزکاری با روانکاری کمینه 33% کمتر از فرزکاری در حالت تر است.

Estimation of Energy Consumption in Milling Process with Minimum Quantity Lubrication and Comparison with Wet Cutting State

Reducing energy consumption in production is an urgent need. In manufacturing processes, especially machining, more than 90% of the environmental impacts are due to energy consumption in machine tools. The purpose of the present study is to estimate and compare the energy consumption of AISI 316 steel milling process in conventional (wet) and minimum quantity lubrication (MQL) modes as well as the experimental measurement of energy consumption in each of these two modes. Studies have suggested different types of energy consumption modeling in machining but few studies have been conducted on the use of these modeling techniques and the minimum quantity lubrication method has been rarely compared with the wet state in terms of energy consumption. Empirical experiments were used to confirm the modeling performed to predict energy consumption in the milling process. The results show that the proposed method is efficient and practical for predicting energy consumption with 5% error. After confirming the modeling, using two levels for feed rate and spindle speed and applying full factorial design of experiments, energy and power consumption in MQL and wet cutting modes using the power meter connected to the input 3phase power cable of the milling machine were experimentally measured. Energy consumption in the minimum quantity lubrication method was decreased by 16% compared to the wet state. The average power consumption in MQL milling is 33% lower than in wet milling.