بررسي تجربي تاثير ميكرو حفره هاي ايجاد شده با استفاده از روش شكل دهي بر خواص تريبولوژيكي سطح

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده دانشمندان از ديرباز در پي روشي براي كنترل اصطكاك و سايش بوده¬اند. يكي از اين روش¬ها تغيير در بافت سطح با ايجاد شيار يا حفره¬هايي روي سطح است. در اين پژوهش به بررسي اثر ميكرو حفره¬هاي ايجادشده به كمك روش شكل¬دهي، بر ميزان سايش و اصطكاك نمونه¬هايي از جنس فولاد St37پرداخته‌شده است. در ابتدا پارامترهاي مؤثر بر بافت سطحي ازجمله شكل و اندازه حفره، چگالي سطحي و جهت‌گيري حفره، و نسبت عمق به قطر معرفيشده است. سپس روش¬هاي مختلف ايجاد حفره¬ها بر روي سطح، مانند روش مكانيكي، ليزر، روش¬هاي شيميايي و جت مواد ساينده توضيح داده‌شده است. مزيت¬هاي روش مكانيكي كه اغلب مورداستفاده قرار مي¬گيرد شامل هزينه نسبتا كم و زمان كم براي ايجاد ميكرو حفره¬ها است. يك ابزار جديد شكل¬دهي بر اساس فروروندگي مكانيكي طراحي شد. همچنين يك مكانيزم نگه‌دارنده مناسب براي ابزار طراحي شد. ابزار و قطعه كار بر روي يك ميز فرز كنترل عددي قرار داده شد و ميكرو حفره¬هاي مربعي شكل با چگالي سطحي 6 درصد بر روي سطح قطعه كار ايجاد شد. از يك سيلندر پنوماتيكي براي فروبردن ابزار در قطعه كار استفاده شد. ابعاد و شكل حفره به ترتيب با استفاده از يك ميكروسكوپ نوري و دستگاه زبري سنج اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد مكانيزم پيشنهادي توانايي ايجاد ميكرو حفره‌هايي با ابعادي در حدود 200 ميكرومتر را داراست. براي اندازه‌گيري تأثير ميكرو حفره‌هاي ايجادشده بر ميزان سايش و اصطكاك از آزمون پين روي ديسك بر روي سطح داراي بافت سطح و بدون بافت سطح استفاده شد. با توجه به اينكه در دستگاه پين روي ديسك در دسترس و موجود در دانشگاه صنعتي اصفهان از پين سر كروي استفاده مي-شود، يك سيستم خودتنظيم براي جايگزيني پين سر كروي با پين انتها مسطح طراحي شد. آزمايش¬ها در سرعت¬هاي 1/0 و 2/0 متر بر ثانيه و نيروي عمودي 25 و 50 نيوتن انجام‌شده است. آزمون در مسافت 250 متري متوقف و ميزان جرم ازدست‌رفته اندازه‌گيري شد. نتايج 5 تا 19 درصد كاهش در اصطكاك و 22 تا 32 درصد كاهش در ميزان سايش را براي بافت سطح ايجادشده در عدم حضور روان¬كار نشان داد. علاوه بر اين، در حضور روان¬كار بافت سطح 5/4 تا 24 درصد، كاهش اصطكاك و 30 تا 50 درصد كاهش در ميزان سايش را نشان داد. همچنين در يك بررسي بر روي شكل حفره نشان داده شد برآمدگي ايجادشده اطراف سطح حفره تأثير منفي بر خواص تريبولوژي سطح دارد. بنابراين با استفاده از روش پيشنهادي، به‌منظور بهبود خواص تريبولوژي بافت سطح، پرداخت سطحي بر روي سطح قطعه كار پس از ايجاد حفره¬ها لازم است. كلمات كليدي: بافت سطح، ميكرو حفره، شكل¬دهي فلزات ، سايش، اصطكاك

217949

ساخت و توليد

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان