مدلسازی تحلیلی نیروهای برشی در فرآیند سنگ‌زنی فولاد عملیات حرارتی شده AISI 1060 با در نظر گرفتن توزیع ضخامت براده تغییر شکل نیافته

Abstract

فرآیند سنگ­زنی یکی از مهم­ترین و پرکاربردترین فرآیندهای ماشینکاری جهت رسیدن به کیفیت سطح و دقت ابعادی مطلوب می­باشد. از آنجایی که در فرآیند سنگ­زنی، ضخامت براده تغییر شکل نیافته یک مقدار ثابت نبوده و برای هر دانه ساینده به طور مستقل و لحظه­ای در حال تغییر می­باشد، لذا تعیین دقیق ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه­ای جهت مشخص کردن نیروهای سنگ­زنی و همچنین توپوگرافی سطح سنگ­زنی شده از اهمیت بالایی برخوردار است. مطالعات پیشین در زمینه نیروهای سنگ­زنی عمدتا بدون توجه به نوع میکرومکانیزم­های بین دانه ساینده و قطعه­کار استوار بود، از طرف دیگر با تعیین مقدار متوسط برای ضخامت براده تغییر شکل نیافته فقط مقادیر متوسط نیروهای سنگ­زنی قابل محاسبه بود. در این پژوهش برای تعیین ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه­ای و به دنبال آن نیروهای سنگ­زنی، یک مدل تحلیلی جدید با رویکرد آنالیز سینماتیکی-هندسی مسیر دانه­های ساینده ارائه شده­است. این مدل، اجزای تشکیل دهنده نیروهای عمودی و مماسی سنگ­زنی (شامل نیروهای لغزش، شخم و برش) را به طور جزئی و دقیق بر اساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه­ای حاصل از آنالیز سینماتیکی حرکت دانه ساینده و همچنین بر اساس میکرو مکانیزم­های براده برداری بین دانه ساینده و قطعه­کار پیش­بینی می­کند. در پایان آزمایش­های تجربی، جهت صحت سنجی مدل تئوری صورت پذیرفت.