بررسی تاثیر دبی و روش پاشش سیال CO2 بر سایش ابزار و کیفیت سطح قطعه‌کار در تراشکاری کرایوژنیک فولاد ضدزنگ 304L

افزایش کیفیت سطح قطعه‌کار و کاهش سایش ابزار همواره جزو مهم‌ترین اهداف در ماشینکاری هستند. در فرآیندهای مختلف ماشینکاری فولاد ضدزنگ آستنیتی ۳۰۴L، به‌دلیل ضریب انتقال حرارت پایین و ایجاد دمای بالا در موضع برش برای رسیدن به شرایط بهینه سطحی قطعه‌کار و عمر ابزار، چالش‌های اساسی وجود دارد. بسیاری از اوقات اعمال روش‌های خنک‌کاری مرسوم مانند تکنیک سیلابی، کنترل مطلوبی بر دمای ماشینکاری را سبب نمی‌شود. همچنین استفاده از آن‌ها اغلب مشکلات زیست‌محیطی را ایجاد می‌کند. اخیراً فرآیند خنک‌کاری کرایوژنیک برای کاهش این عیوب در روش‌های مختلف ماشینکاری مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق جاری تراشکاری فولاد ضدزنگ ۳۰۴L با استفاده از خنک‌کاری کرایوژنیک CO۲ به‌منظور بررسی تاثیر دبی و روش پاشش سیال بر زبری سطح قطعه‌کار و سایش ابزار مورد مطالعه قرار گرفته است. به همین منظور موضع تماس ابزار- قطعه‌کار به پنج روش مختلف از پاشش سیال CO۲ بر اساس تعداد و موقعیت قرارگیری نازل‌های پاشش (Up۱, Up۲, Down, Up۱-Down, Up۲-Down) و سه دبی متفاوت (۱۲، ۱۸ و ۲۴لیتر بر دقیقه) خنک‌کاری شده است. کمترین سایش سطح آزاد اصلی ابزار در روش خنک‌کاری Up۱ و دبی l/min۱۸ و کمترین زبری سطح قطعه‌کار در روش Up۱ و دبی l/min۱۲ به دست آمد. با توجه همزمان به ملاحظات اقتصادی برای کاهش مقدار مصرف دبی پاشش سیال CO۲ و رسیدن به حداقل مقدار سایش سطح آزاد اصلی ابزار، لبه انباشته ابزار و زبری سطح قطعه‌کار، روش پاشش و دبی بهینه به‌ترتیب به‌صورت Up۱ و l/min۱۲ به دست آمدند.

Increasing workpiece surface quality and reducing tool wear are always the most important ones in machining purposes. There are basic challenges to achieve optimum conditions for workpiece surface and tool life in different machining operations of austenitic stainless steel 304L due to low thermal conductivity and creating high temperatures at the cutting zone. Applying conventional cooling methods such as flood techniques does not usually provide desirable control of machining temperature. Also, their use often creates environmental problems. Recently, the cryogenic cooling process has been considered by researchers to reduce these problems in various machining methods. In this research, turning of 304L stainless steel using cryogenic cooling of CO2 have been studied to investigate the effect of flow rate and fluid spraying method on workpiece surface roughness and tool wear. For this purpose, the tool-workpiece contact zone has been cooled in five different methods of CO2 fluid spraying according to the number and position of the spraying nozzles (Up1, Up2, Down, Up1-Down, Up2-Down) and three different flow rates (12, 18 and 24 l/min). The minimum main flank wear of the tool was achieved in the Up1 cooling method and 18 l/min flow rate and the minimum workpiece surface roughness was achieved in the Up1 cooling method and 12 l/min flow rate. Regarding economic considerations to reduce the consumption of spraying flow of CO2 fluid and achieving the minimum main flank wear of the tool, built-up edge and workpiece surface roughness, the optimum spraying method and flow rate were obtained as Up1 and 12 l/min, respectively.ش

زبری سطح ، سایش ابزار ، تراشکاری ، فولاد ضدزنگ L304 ، خنک‌کاری کرایوژنیک 2CO

304L Stainless Steel ، CO2 Cryogenic Cooling ، Tool wear ، Turning ، Surface roughness