مطالعه تجربی آسیب‌های زیرسطحی و مکانیزم‌های باربرداری در فرآیند فرزکاری با جت آب و ساینده بر روی سرامیک آلومینیوم اکسید

Abstract

ماشینکاری مواد ترد مثل سرامیک آلومینیوم اکسید به دلیل سختی و مقاومت سایشی زیاد، آسیب‌های زیرسطحی وارده و کیفیت سطحی پایین قطعات، توسط روشهای سنتی بسیار دشوار بوده و به دلیل سایش شدید ابزار برشی بسیار پرهزینه می‌باشد. در این میان، ماشینکاری با جت آب و ساینده به دلیل عدم وجود تنشهای حرارتی، نیروی بسیار کم وارد به قطعه کار، عدم تماس مستقیم بین ابزار و قطعه کار، عدم نیاز به تیز کردن ابزار و سازگاری با محیط زیست، کاربرد زیادی در برشکاری مواد سخت و شکننده دارد. لذا در این تحقیق به مطالعه تجربی فرآیند فرزکاری با جت آب و ساینده بر روی سرامیک آلومینیوم اکسید پرداخته شده است. در این راستا تأثیر پارامترهای ورودی از قبیل فشار جت آب، سرعت پیشروی، درصد وزنی ذرات ساینده و فاصله نازل از سطح قطعه کار، بر روی آسیبهای زیرسطحی و مکانیزم‌های باربرداری (میکرو برش و میکرو شکست) تحلیل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، مکانیزم غالب براده‌برداری برای سرامیک آلومینیوم اکسید میکرو شکست میاشد که در آن، عملیات براده‌برداری از طریق ایجاد میکرو ترک‌ها و تشکیل میکرو چاله‌هایی صورت میپذیرد که در ناحیه‌ای پایین‌تر از عمق برخورد ذرات ساینده ایجاد می‌شوند. همچنین مشاهده گردید که با افزایش مقدار فشار، کاهش سرعت پیشروی، کاهش فاصله نازل و افزایش درصد وزنی ذرات ساینده، احتمال تشکیل ترک-های زیرسطحی بیشتر میگردد. بر اساس نتایج آنالیز واریانس، مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار بر عمق آسیب‌های زیرسطحی به ترتیب عبارتند از فشار جت آب، درصد وزنی ذرات ساینده، سرعت پیشروی و فاصله نازل از سطح قطعه کار.