مطالعه زبری، بافت سطح و نیروهای برشی در تراشکاری پرداخت فولاد سخت‌کاری شده 1/1191 با استفاده از ابزار برشی بافت‌دار

در این پژوهش، اثر روش بافت‌دار کردن سطح براده ابزار در بهبود کیفیت سطح در فرایند تراشکاری فولاد 1.1191 با سختی 45 راکول‌سی (ماشین‌کاری سخت) مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، با فرض بافت حفره‌ای منظم ابزار، پارامترهای قطر، گام و عمق حفره و همچنین فاصله الگو از لبه برش اصلی ابزار در سه سطح، تغییر داده شد. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، نه آزمایش (ابزار) طراحی شد و به منظور اطمینان از نتایج بدست ‌آمده، آزمایش‌ها در حالت خشک و روانکاری شده در دو مرتبه تکرار شدند. نیروهای ماشین‌کاری در حین انجام آزمایش‌ها و زبری سطح قطعه نهایی در دو حالت ماشین‌کاری با روانکار و خشک اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد که در تراشکاری با ابزار بافت‌دار به همراه روانکار، تغییر پارامترهای گام الگوی بافت و فاصله الگو از لبه برش در بازه مورد بررسی، به ترتیب تا 57.6% و 39.2% زبری سطح قطعه‌کار را افزایش دادند. این درحالی است که افزایش قطر حفره بافت، به‌واسطه کاهش سطح تماس ابزار با براده تولیدی و روان‌کاری بهتر موضع برش، توانست تا 40.7% زبری سطح قطعه‌کار را بهبود بخشد. پارامتر عمق حفره‌های بافت ابزار نیز تاثیر معنی‌داری بر بهبود روان‌کاری و کاهش زبری سطح نهایی نداشت. در حالت تراشکاری خشک، افزایش قطر بافت سطح و کاهش گام الگوی حفره‌ها، به‌ترتیب زبری سطح را تا 10.6% و 29% کاهش دادند. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نیز حاکی از تولید سطحی یکنواخت‌تر در تراشکاری با ابزار بافت‌دار بهینه بود.

study of surface roughness, topography, and cutting forces in finish turning of 1.1191 hardened steel using textured cutting tool

the effect of texturing the tool rake surface on the surface quality in hard turning of 1191/1 steel with a surface hardness of 45 hrc was studied in this research. the pattern parameters including, cavity diameter, pitch, and depth, as well as the pattern distance from the main cutting edge were changed in 3 levels, assuming the cutting tool with regular cavity texture. nine tests were designed using the taguchi doe and conducted in dry and lubricated conditions with 2 repeats. machining forces during the tests and surface roughness of the machined workpieces were measured in machining under lubricated and dry conditions. the results showed that in turning with a textured tool under lubrication, changing the parameters of the texture pitch and the distance from the cutting edge increased the surface roughness of the workpiece by 57.6% and 39.2%, respectively. this is while the increase in the diameter of the tissue cavity, due to the reduction of the contact area in the tool-chips interface and better lubrication near the cutting region, improved the surface roughness up to 40.7%. the cavities depth of also did not have a significant effect on improving lubrication and reducing the roughness of the final surface. in dry turning, increasing the cavities diameter in texture and decreasing the pattern pitch, reduced the surface roughness by 10.6% and 29%, respectively. examining the sem images also indicated the production of the workpiece surface with smoothed texture when turning using optimized textured tool.