Influence of EDM Characteristic Parameters on the Surface Microstructure in CK45 Alloy Steel

محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک

سینا عابدپور ¹ , اسماعیل جعفری ² , احمد افسری ³ , سعید حدیدی مود ⁴

1 - کارشناس ارشد مهندسی مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز.
2 - استادیار گروه مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز
3 - استادیار گروه کارشناسی ارشد ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز.
4 - استادیار گروه مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد

تاریخ دریافت : 1394/07/11 تاریخ پذیرش : 1394/07/11 تاریخ انتشار : 1387/10/01

کلید واژه: CK45 Steel, Surface micro-cracks, Surface Roughness, EDM Machining, EDM parameters,

چکیده مقاله :

Electro Discharge Machining (EDM) is a very efficient machining process widely used in manufacturing components of complicated geometry. Based on its nature, i.e. material removal by electric discharge, the process induces thermal stresses that in turn result in generation of wide spread micro-cracks on the surface of the machined part. In this paper the influence of EDM characteristic parameters on the surface microstructure in CK45 alloy steel which is suitable for manufacturing of forging dies has been extensively investigated. An extensive experimental programme has been carried out to explore the role of various EDM parameters on the quality of the machined surface. The relation of EDM parameters has been evaluated quantitatively using the test results and regression analysis. Predicting the impact of EDM parameters on the surface quality as the outcome of this study provides means to appropriately decide on the adjustment of parameters to their optimum values and achieve the desired die surface quality at reasonable manufacturing time and cost.

چکیده انگلیسی:

ماشینکاری به روش تخلیه الکتریکی(EDM) برای براده برداری  فلزات و مواد رسانای الکتریکی با سختی بالا و همچنین برای ماشینکاری قطعاتی با فرم های پیچیده کاربرد دارد. این ویژگی‌ها سبب شده تا این روش ماشینکاری برای ساخت قالب‌های کوبشی، به روشی مقرون به صرفه و کاربردی تبدیل شود. به دلیل ماهیت این فرایند در سطح موضع ماشینکاری تنش‌های حرارتی و میکروترک‌ها در سطح موضع ماشینکاری ایجاد می‌شوند. فولاد(CK45)  در ساخت قالب‌های کوبشی کاربرد دارد و طیف وسیعی از قالب ها از این فولاد ساخته می‌شوند. در این مقاله تأثیر پارامترهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی بر روی سطح ماشینکاری شده فولاد CK45 مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این منظور فرآیند EDM با پارامترهای مختلف، روی مجموعه‌ای از نمونه‌ها، انجام شده و سطح آنها توسط میکروسکوپ نوری بررسی و رابطه پارامترهای ماشینکاری با صافی سطح (Ra) و تراکم میکروترک‌های سطحی به روش برازش، ارزیابی کمی شده است. هدف از این پژوهش آن است که با استفاده از نتایج حاصل بتوانیم در هنگام ماشینکاری قالب، صافی سطح و میزان میکروترک‌ها را با توجه به پارامتر های ماشینکاری پیش بینی کنیم. در نتیجه امکان انتخاب مناسب پارامترهای ماشینکاری به منظور دستیابی به کیفیت مطلوب  فراهم می‌شود.

منابع و مأخذ:

[1] McGeough J. A., Advanced Methods of Machining, First edition, Chapman and Hall, USA, 2000.

[2]  Kruth J. P., Stevens L., Froyen L. and Lauwers B., Study on the white layer of a surface machined by die sinking electro-discharge machining, Annals of the CIRP  Vol. 44 (1), 1995, pp. 169–172.

[3] Ekmekci B., Elkoca O., Tekkaya A. E. and Erden A., Observations on cracking behavior of micro alloy steel in electric discharge machiningEDM, 10^th International Conference on Machine Design and Production, Cappadocia, Turkey, 2002.

[4]  Guu Y. H, AFM surface imaging of AISI D2 tool steel machined by the EDM process, Applied Surface Science, Vol 242(3-4), 2005, pp. 245–250.

[5]  Manoj Kumar B. V., Ramkumar J., Basu B. and Kang S., Electro-discharge machining performance of Ti CN-based cermets, Int. J. Refractory Metals & Hard Materials, Vol. 25 , 2007, pp. 293–299.

 [6] Bringas J. E, Handbook of comparative world steel standards, 2nd ed., (ASTM data series. DS 67A), USA, 2008.

 [7] Descoeudres A., Characterization of electrical discharge machining plasmas, PhD thesis, Mechanical and Mechatronic Engineering, University of  Lausanne, EPFL, 2006.