عنوان

مطالعه تجربی و عددی تاثیر متغیرهای ورودی بر روی نرخ براده برداری و سلامت سطح در فرایند هونینگ چدن خاکستری

Number

پ۲۹۴۰۸

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مطالعه تجربی و عددی تاثیر متغیرهای ورودی بر روی نرخ براده برداری و سلامت سطح در فرایند هونینگ چدن خاکستری

First Statement of Responsibility

ناصر شکرالهی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۲

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۲۱ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مکانیک گرايش ساخت و تولید

Date of degree

۱۴۰۲/۰۴/۲۸

Text of Note

فرایند هونینگ یکی از روشهای براده برداری با استفاده از سنگ های ساینده است که در صنایع تولید موتور ، تولید قطعات هیدرولیک و پنوماتیک و همچنین تولید بلبرینگ و چرخ دنده های مرجع و صنایع نظامی به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. پارامترهای کیفیت سطح ایجاد شده توسط این روش و شیوه های بهینه سازی این پارامترها جهت بهبود عملکرد و عمر موتور و کنترل میزان گازهای آلاینده خروجی جهت پوشش دهی استانداردهای آلایندگی در 10 ساله اخیر مورد توجه و بررسی محققین قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر متغیرهای ورودی فرآیند هونینگ از جمله فشار ابزار، اندازه دانه سنگ‌ساینده، سرعت محوری و مماسی ابزار بر روی پارامترهای زبری سطح منحنی آبوت-فایرستون (Rk، Rpk، Rvk) و نرخ براده برداری در هونینگ خشن بور سیلندر از جنس چدن خاکستری مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش عاملی کامل جهت بررسی تاثیر متغیرهای فوق الذکر بر روی زبری سطح و نرخ براده برداری تعریف گردید. یک مدل رگرسیون خطی بر اساس متغیرهای داده شده ارائه شد. با استفاده از آنالیز واریانس موثرترین متغیرهای ورودی که بر روی زبری سطح و نرخ براده برداری استخراج گردیده و اثرات مستقیم و متقابل هر کدام از موارد فوق الذکر نشان داده شده است. با قرارگیری مقادیر پارامترهای ورودی فشار، اندازه دانه، مقادیر سرعت خطی و دورانی نرخ براده برداری به ترتیب به میزان 4،2 و 1.5 برابر افزایش یافته است. همچنین موثرترین عامل بر روی مقادیر زبری اندازه دانه ساینده می باشد که در تمام مقادیر زبری سطح منحنی آبوت-فایرستون افزایش 2 تا 4 برابری زبری مشاهده گردید. همچنین تاثیر این پارامترها بر منحنی توزیع تنش پسماند در سطح هونینگ شده به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت دستیابی به این هدف یک مدل المان محدود جهت بررسی تاثیر این متغیرها بر روی مقدار تنش پسماند ایجاد شده در سطح بسط داده شده است. ضریب اصطکاک در مدل عددی به عنوان پارامتر به روز رسانی جهت دستیابی به بهترین همبستگی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی معرفی شده است. به علاوه از روش تفرق اشعه X جهت اندازه گیری مقادیر تنش پسماند در سطوح نمونه های تولید شده استفاده شده است. با استفاده از پارامتر تعریف شده شاخص خطای-اصطکاک، ضریب اصطکاک 0.3=µ به عنوان مناسب ترین مقدار برای به روزرسانی مدل المان محدود به دست آمد. نتایج تجربی و عددی نشان دادند که حداکثر تنش پسماند فشاری در عمق تقریبی 0.03 میلیمتر سطح نمونه های هونینگ شده رخ می دهد. به علاوه نشان داده شده است که با کاهش اندازه دانه و سرعت برشی و افزایش فشار ابزار مقادیر تنش پسماند بر روی سطح نمونه های هونینگ شده افزایش می یابد. با این وجود، با افزایش قطر دانه ساینده و سرعت برشی عمقی که حداکثر تنش پسماند در آن اتفاق می افتد تا 0.06 میلیمتر افزایش می یابد.

Text of Note

AbstractThe honing process is one of the methods of chipping using abrasive stones, which is widely used in the engine manufacturing industry, the production of hydraulic and pneumatic parts, as well as the production of bearings and reference gears, and the military industry. The parameters of the surface quality created by this method and the ways of optimizing these parameters to improve the performance and life of the engine and to control the amount of exhaust gases to cover the emission standards have been studied by researchers in the last 10 years. In this research, the effect of the input variables of the honing process including tool pressure, abrasive grain size, axial and tangential speed of the tool on the surface roughness parameters of the Abbott-Firestone curve (Rk, Rpk, Rvk) and the chip removal rate in rough honing of cast iron cylinder bores Gray has been investigated. A full factorial experiment was defined to investigate the effect of the aforementioned variables on surface roughness and material Removal rate. A linear regression model was presented based on the given variables. Using variance analysis, the most effective input variables were extracted on the surface roughness and material removal rate, and the direct and reciprocal effects of each of the above-mentioned items were shown. By placing the values of input parameters: pressure, grain size, linear and rotational speed values, the material removal rate has increased by 4,2 and 1.5 times, respectively. In addition, the most effective factor on the roughness values is the abrasive grain size, which was observed to increase 2 to 4 times roughness in all the roughness values of the Abbott-Firestone curve surface. Also, the effect of these parameters on the residual stress distribution curve on the honed surface has been investigated experimentally and numerically. In order to achieve this goal, a finite element model has been developed to investigate the effect of these variables on the amount of residual stress created on the surface. The friction coefficient in the numerical model is introduced as an update parameter to achieve the best correlation between the numerical and experimental results. In addition, the X-ray diffraction method has been used to measure residual stress values on the surfaces of the produced samples. Using the defined parameter of the friction-error index, the friction coefficient of µ=0.3 was obtained as the most suitable value for updating the finite element model. Experimental and numerical results showed that the maximum compressive residual stress occurs at a depth of approximately 0.03 mm on the surface of the honed samples. In addition, it has been shown that by reducing the grain size and cutting speed and increasing the tool pressure, the values of residual stress on the surface of the honed samples increase. However, with the increase in abrasive grain diameter and cutting speed, the depth where the maximum residual stress occurs increases up to 0.06 mm.

Variant Title

Numerical and Experimental Investigation of the Effects of Input Variables On the MRR and Surface Integrity In Grey Cast Iron Honing Process

Entry Element

شکرالهی،‏

Part of Name Other than Entry Element

‏ ناصر

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

شبگرد،‏

Entry Element

جهانی،

Part of Name Other than Entry Element

‏ محمد رضا

Part of Name Other than Entry Element

کمال

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Entry Element

‏تبریز