تحلیل المان محدود فرایند براده برداری با نرم افزار deform-3d و بررسی سایش ابزار

از آنجایی که انجام مطالعات تجربی در زمینه عملیات براده برداری امری هزینه بر، وقت گیر و دارای محدودیت می باشد. امروزه محققین از روش های اجزا محدود به عنوان ابزاری کارآمد جهت انجام مطالعات خود بهره برده اند. سایش ابزار یک موضوع مهم در صنعت ساخت و تولید است زیرا روی کیفیت قطعات تولیدی، عمر ابزار و هزینه های ماشینکاری تاثیر می گذارد. بیشتر کارهای انجام شده بر اساس روشهای تجربی و یا بررسی های آزمایشی هستند در حالیکه فقط تعداد کمی به شبیه سازی عددی سایش ابزار توجه کرده اند. بعلاوه، تاکنون توجه بیشتر روی شبیه سازی دوبعدی در شرایط متعامد برش متمرکز شده است. ولی امروزه افزایش راندمان سخت افزارها و نرم افزارها مدلهای سه بعدی موثری را برای شبیه سازی فرآیندهای ماشینکاری واقعی فراهم می سازد. در این تحقیق ابتدا به کمک روش المان محدود توسط نرم افزار deform-3d به پیش بینی سایش ابزار توسط سه مدل سایش پرداخته می شود و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایش مقایسه شده و مدل سایش ترکیبی به عنوان بهترین مدل سایش ابزار معرفی می-گردد. برای پیاده سازی مدل سایش ابزار از یک زیر برنامه به زبان فرترن استفاده شده است. در ادامه تحقیق با توجه به اینکه یک شبیه سازی سه بعدی از فرآیند ماشینکاری انجام می شود، علاوه بر بررسی تاثیر پارامترهای سرعت برشی ، نرخ پیشروی و زاویه براده، امکان بررسی تاثیر پارامترهایی همچون عمق برش، شعاع نوک قلم و زاویه تنظیم که در شبیه سازی دوبعدی بر سایش ابزار امکان پذیر نبود، فراهم می شود. بعد از پیش بینی سایش ابزار با مدل ترکیبی سایش ابزار یوسویی و تاکایاما برای آزمایش های طراحی شده برای پارامترهای مختلف ماشینکاری، به کمک آنالیز واریانس تاثیر پارامترهای ماشینکاری و هندسی ابزار بر روی سایش ابزار بررسی می گردد. آنالیز واریانس انجام شده نشان می دهد که سرعت برشی بیشترین تاثیر را روی سایش ابزار دارد که با رابطه تجربی تیلور هم خوانی دارد. بعد از سرعت برشی به ترتیب نرخ پیشروی، شعاع نوک قلم و عمق برش بیشترین تاثیر را دارند. اثرات زاویه براده و زاویه تنظیم بر روی سایش ابزار کم می باشد.