بررسی اثر عملیات سطحی کوبش فراصوتی برتنش‌های پسماند ایجاد شده و میزان سختی سطحی و عمقی روی قطعات برشکاری شده با روش تخلیه الکتریکی سیمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه ساخت وتولید، دانشکده مکانیک، دانشگاه کاشان

2 دانشگاه کاشان

3 دانشکده مکانیک، دانشگاه کاشان.

10.22034/ijme.2024.433219.1894

چکیده

برشکاری با تخلیه الکتریکی سیمی موسوم به وایرکات، به دلیل مزایای متعدد آن، بطور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، عیوب پس از ماشینکاری می تواند بر یکپارچگی سطح قطعه کار تاثیر بگذارد. تنش‌های پسماند در سطوح وایرکات شده، دارای ماهیت کششی هستند که منجر به تشکیل ترک‌های سطحی، می شوند. ایده استفاده از فناوری کوبش فراصوتی، به عنوان یک روش نوین، امکان تغییر ساختار سطحی قطعات را فراهم می کند. در این پژوهش، با ساخت و نصب ابزار ارتعاشی فراصوتی بر روی دستگاه تراش، عملیات کوبش بر روی نمونه‌های وایرکات شده از فولاد در سه سطح متفاوت پرداخت، نیمه پرداخت و خشن انجام گرفت. اثر تعداد پاس، سرعت پیشروی و نوع برش در دامنه ثابت ارتعاش، بر روی تنش پسماند ایجاد شده، مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‌های انجام شده با روش تاگوچی، نشان داد که در هر شرایط، این فرآیند، باعث تبدیل تنش‌های پسماند کششی به تنش‌های پسماند فشاری قابل توجه در نمونه‌های وایرکات شده می‌شود. تنش پسماند فشاری به 1654 مگاپاسکال نیز رسید. افزایش تعداد پاس‌ها، تنش پسماند فشاری را افزایش می‌دهد، اما افزایش سرعت پیشروی، آن را کاهش می‌دهد. سختی سطحی پس از اولین پاس اول کوبش به طور قابل توجهی افزایش یافت و با پاس‌های بعدی این افزایش ادامه یافت. بررسی میکروسکوپ الکترونی نشان داد که پس از کوبش فراصوتی، لایه‌های سطحی نمونه‌ها به‌طور چشم گیری ریزشده که از ایجاد و گسترش ترک‌ها در سطح جلوگیری می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effects of the ultrasonic peening process on residual stress, surface hardness and hardness depth of parts cut with Wire EDM

نویسندگان [English]

  • amir Abudollahi 1
  • mohammad gholami 3
1 Mechanical, Department, University of kashan.
2
3 mechanical department, university of kashan.,
چکیده [English]

Wire EDM process is widely utilized in diverse industries due to its numerous advantages. However, post-machining defects can affect workpieces surface integrity. In this study, Ultrasonic Peening Treatment (UPT) has been employed as a novel approach to modify the surface structure of wire EDMed workpieces, as an alternative to the conventional and expensive methods. This study sheds light on the potential of UPT as an effective method for modifying the mechanical properties of wire EDMed workpieces. Results demonstrated that UPT caused a shift in residual stress from tensile to compressive, with a maximum residual compressive stress of 1654 MPa. Surface hardness increased significantly after the first pass and continued to rise with subsequent peening passes. Depth of hardness distribution reached 200 μm, while surface hardness decreased with increased feeding rate. SEM images showed improved dislocation rearrangement due to ultrasonic vibrations, resulting in smaller surface layers, even at the Nano scale.

Key words: Residual stress - Surface hardness -Wire Electric Discharge Machining (WEDM) - Ultrasonic Peening Treatment (UPT) - Mo40 alloy steel

کلیدواژه‌ها [English]

  • Residual stress
  • Surface hardness
  • Wire Electric Discharge Machining
  • Ultrasonic Peening Treatment
  • Mo40 alloy steel