محاسبه نرخ سایش ابزار توسط تحلیل المان محدود در ماشین کاری سرعت بالا روی سطح سوپر آلیاژها

هدف اصلی این تحقیق تحلیل المان محدود و ارائه یک مدل ریاضی به منظور بهینه سازی متغیرها و پیش بینی نرخ سایش ابزار در فرآیند فرزکاری سرعت بالا (HSM)۱ در ما شینکاری سوپر آلیاژها می با شد که مقایسه داده های مربوط به پارامترهای برشی آن با داده های حاصل از فرآیند تجربی توسط شبکه های عصبی مصنوعی بررسی و در نتیجه یک الگو برای پیش بینی نرخ سایش ابزار می باشد.اجرای فرایند ماشین کاری سرعت بالا توسط عوامل مختلفی همچون نیروی برشی، دمای برشی، قدرت برشی و غیر تحت تاثیر است. در این میان، نیروی برشی یک پارامتر مهم است که انحرافات برشی، شکستگی و سایش ابزار، و همچنین داده های اساسی برای تخمین ارتعاش و خطای ماشین کاری سوپر آلیاژها می باشد.از آنجایی که ارائه یک مدل ریا ضی به منظور بهینه سازی متغیرها و پیش بینی نرخ سایش ابزار نیاز به انجام آزمایش های عملی هزینه بر دارد ،بنابراین در این تحقیق به دن بال طراحی یک الگو برای پیش بینی نرخ سایش ابزار به روش تحلیل المان محدود خواهیم بود. برای تحلیل المان محدود از حالت سه بعدی با المان های شش وجهی استفاده شده است و در هر مرحله الگوی مش ریزی بهینه در نرم افزار استفاده شده است. روش مورد استفاده برای طراحی ازمایش (DOE) در این تحقیق، روش رویه پا سخ (RSM) می با شد. در این تحقیق متغیرهای ورودی مانند: سرعت دوران ا سپیندل، سرعت پیشروی ابزار، عمق برش و الگوی حرکتی ابزار و خروجی مدنظر ارتفاع آستانه فرسایش می باشد آنالیزهای آماری و مقایسه نتایج تحلیل المان محدود با نتایج عملی گزارش شده در مقالات نشان دهنده این است که الگوی حرکت ابزار به روش مارپیچ صفحه ای (اسپیرال) بهترین نتایج را در بردارد و کمترین میزان سایش را به دلیل پیوسته بودن حرکات و عدم ایجاد توقف – حرکت های متوالی خواهد داشت و دقت حدود ۹۳ درصد برای محاسبه تحلیل المان محدود می باشد.

کلیدواژه ها:

ماشین کاری CNC ، المان محدود ، ماشین کاری سرعت بالا ، سایش ابزار