پديد آورنده :
ميريان، محمدحسين
عنوان :
بررسي عددي تاثير ضخامت پوشش AlCrN بر عملكرد سايشي ابزار كاربيد تنگستن در ماشينكاري فولاد AISI4140
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 89ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ضخامت پوشش ابزار برش , شبيهسازي اجزاء محدود , برش متعامد , سايش ابزار ماشينكاري
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/05/20
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/05/21
چكيده فارسي :
اين پژوهش به تحليل و بهينهسازي ضخامت پوشش ابزارهاي برش با استفاده از شبيهسازي فرآيند برش متعامد ميپردازد. هدف اصلي، يافتن رابطه بين ضخامت پوشش و توزيع تنش در ابزار برش است كه ميتواند بهطور غيرمستقيم بينشي در مورد رفتار سايش ابزار فراهم كند. اين رويكرد امكان ارزيابي الگوهاي سايش را بدون نياز به مدلسازي پيچيده و مستقيم فرآيند سايش فراهم ميكند.
در روش پژوهش، ابتدا سه مدل اصلي اجزاء محدود شامل مدل لاگرانژي، مدل لاگرانژي اويلري اختياري (ALE) و مدل كوپل اويلري لاگرانژي براي شبيهسازي فرآيند ماشينكاري مقايسه شدند. همچنين از يك مدل تحليلي (آكسلي) براي محاسبه نيروي برش و ساير پارامترهاي ماشينكاري استفاده شد. صحتسنجي مدلها با استفاده از دادههاي تجربي موجود در منابع انجام شد. پس از بررسي و مقايسه نتايج، مدل ALE بهدليل كاهش مشكلات اعوجاج المانها، عدم توقف حل و زمان محاسباتي منطقي براي بررسي ابزارهاي پوششدار انتخاب شد. سپس با استفاده از اين مدل، توزيع تنش در ابزار با ضخامتهاي مختلف پوشش در سطح و عمق مورد تحليل قرار گرفت.
يافتههاي پژوهش نشان داد كه با افزايش ضخامت پوشش، تنش سطحي افزايش مييابد، در حالي كه عمق تاثير تنش كاهش يافته و به سطح پوشش نزديكتر ميشود. براي تعيين ضخامت بهينه پوشش، تعادل بين اين دو روند مورد ارزيابي قرار گرفت. تاثير ضريب اصطكاك نيز در سه حالت (بدون اصطكاك، ضريب اصطكاك 0٫1 و 0٫2) مورد بررسي قرار گرفت و روند مشابهي در همه حالات مشاهده شد.
چكيده انگليسي :
This research focuses on the analysis and optimization of cutting tool coating thickness using orthogonal cutting process simulation. The main objective is to gain a deeper understanding of the relationship between coating thickness and stress distribution in cutting tools, which can indirectly provide insight into tool wear behavior. This approach enables the evaluation of wear patterns without requiring complex and direct modeling of the wear process.
In the research methodology, three main finite element models including Lagrangian model, Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) model, and Coupled Eulerian-Lagrangian model were initially compared for machining process simulation. Additionally, an analytical model (Oxley) was used to calculate cutting force and other machining parameters. The models were validated using experimental data available in the literature. After reviewing and comparing the results, the ALE model was selected for examining coated tools due to its reduction in element distortion problems, prevention of solution termination, and reasonable computational time. Using this model, the stress distribution in tools with different coating thicknesses was analyzed both on the surface and through the depth.
The research findings showed that as coating thickness increases, surface stress increases, while the depth of stress effect decreases and becomes closer to the coating surface. To determine the optimal coating thickness, the balance between these two trends was evaluated. The effect of friction coefficient was also investigated in three cases (no friction, friction coefficient of 0.1, and 0.2), and a similar trend was observed in all cases.
استاد راهنما :
صالح اكبرزاده , محمد سيلاني
استاد داور :
محمد مشايخي , محسن اصفهانيان