مطالعه ماشینکاری سوپر-آلیاژ اینکونل 718 و عوامل مؤثر در فرآیند با کمک طراحی آزمایش

Abstract

آلیاژهای اینکونل، خانواده‌ای از سوپرآلیاژهای پایه نیکل هستند که محدوده وسیعی از ترکیبها و خواص را در برمی‌گیرند. اینکونل 718 جزئی از این سوپر آلیاژ‌ها می‌باشد که به دلیل خواص مکانیکی مناسب مانند استحکام خزشی و مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا، در صنایع هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرد. علیرغم این مزیت‌ها، اینکونل 718 به‌سختی ماشینکاری می‌شود. در این مقاله فرآیند ماشینکاری متعامد اینکونل 718 به منظور بررسی پارامترهای موثر بر نیرو، دما و شکل براده شبیه‌سازی شده‌است. شبیه‌سازی به صورت دو بعدی و با کمک نرم‌افزار آباکوس انجام گردید. برای تعیین رفتار ماده از ضرایب جانسون-کوک، و برای مدل‌سازی شرایط اصطکاکی از فاکتور برشی ثابت (m) در سطح تماس براده-ابزار استفاده شد. سپس نتایج حاصل از شبیه‌سازی با مقادیر تجربی مقایسه گردید که تطابق خوبی بین آن‌ها وجود داشت. پس از اعتبار سنجی نتایج شبیه‌سازی، به کمک روش طراحی آزمایش‌ها، میزان اثر ضریب اصطکاک، سرعت برشی، پیشروی و زاویه براده ابزار بر روی نیروی وارد بر ابزار، دمای لبه برنده ابزار و شکل براده بدست آمد. طبق نتایج بدست‌آمده، پارامترهای پیشروی با 30% و ضریب اصطکاک با 19% بیشترین تاثیر را بر روی نیروی وارد بر ابزار دارند. پارامترهای زاویه براده با 31%، سرعت برشی با 21% و پیشروی با 20% بیشترین تاثیر را بر روی دمای لبه برنده ابزار دارند. همچنین پارامترهای ضریب اصطکاک و پیشروی با 25% بیشترین تاثیر را بر روی شکل براده دارند.