بررسی عملکرد فرایندهای ماشینکاری سبز

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

چکیده

وجود مشکلات فراوان بر سر راه استفاده از خنک‌کارها نظیر مشکلات تنفسی و پوستی برای اپراتور، ایجاد باکتری، انتشار بوی نامطبوع در محیط کار، مشکلات زیست محیطی ناشی از دفع آنها و هزینة نسبتاً بالای تهیه و نگه‌داری سیال‌های برشی باعث شده است که همواره صنعتگران درپی گزینه‌ای مناسب جهت جایگزینی این مواد باشند. در این مقاله روش‌های متنوع ماشینکاری سبز معرفی شده است. ماشینکاری سبز شامل روش‌های تبریدی، روانکاری کمینه و استفاده از هوای فشرده است. در خنک‌کاری تبریدی، از نیتروژن مایع به‌عنوان سیال خنک‌کار استفاده می‌شود که همراه با هوای فشرده به محل برش منتقل می‌شود. در روانکاری کمینه، مقدار بسیار کمی از سیال، که معمولاً روغن پایه نفتی یا گیاهی است، به‌کمک هوای فشرده به‌صورت ابر درآمده و با نازل به ناحیة برشی منتقل می‌گردد. روش‌های ماشینکاری سبز علاوه بر عملکرد مشابه یا بهتر در بعضی حالت‌ها نسبت به خنک‌کاری معمولی، مقدار استفاده از سیال‌های برش را به میزان زیادی کاهش می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


[۱] م. رازفر، اصول ماشین‌کاری و ابزار شناسی، امیرکبیر، ۱۳۸۹.

[2] A. S. Lawal, Y. A. Choud, Y. Nukman, Application of vegetable oil based metal working fluids in machining ferrous metals-A review, Journal Machine Tools & Manufacture, Vol. 52, 2012, pp.1-12.

[3] Y. Yildiz, M. Nalbant, A review of cryogenic cooling in machining processes, Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 48, 2008, pp .947-964.

[4] W. R. Devries, Analysis of material Removal Processe, Springer Verlang, NewYork , 1996.

[5] J. W. Sutherland, V. N. Kulur, N. C. King, An exprimental investigation of air quality in wet and dry turning, Annals of the CIRP, 4912, 2000, pp. 67-64.

[6] A. Khan, M. Ahmed, Improving Tool life using cryogenic cooling, Journal of Material Processing Technology, Vol. 196, 2008, pp.149- 154.

[7] H. Z. Choi, S. W. Lee, H. Jeong, The cooling effects of compressed cold air in cylindrical grinding with alumina and CBN wheels, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 127, 2002, pp. 155–158.

[8] M. Dhananchezian, M. P. Kumar, Cryogenic turning of the Ti–6Al–4V alloy with modified cutting tool inserts, Cryogenic, Vol. 51, 2011, pp. 34-40.

[9] H. Ekinovic, E. Begovic, S. Prcanovic, Investigation of influence of MQL machining parameters on cutting forces during MQL turning of carbon steel St52-3, Procedia Engineering, Vol. 132, 2015, pp. 608 – 614.

[10] E. A. Rahim, M. R. Ibrahim, A. A. Rahim, S. Aziz, Z. Mohid, Experimental Investigation of Minimum Quantity Lubrication (MQL) as a Sustainable Cooling Technique, Procedia CIRP, Vol. 26, 2015, pp. 351–354.

[11] A. Shokrani, V. Dhokia, S. Newman, Investigation of the effects of cryogenic machining on surface integrity in CNC end milling of Ti–6Al–4V titanium alloy, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 21, 2016, pp. 172–179.

[12] M. Rahman, A. S. Kumar, M. U. Salam, Evaluation of minimal quantities of lubricant in end milling, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 18, 2001,pp. 235–240.

[13] Z. Y. Wang, P. Rajur, G. M. Mura, Cryogenic PCBN turning of ceramic, Wear, Vol. 195, 1996, pp. 1-6.

[14] M. I. Ahmed, A. F. Ismail, Y. A. Abakr, A. N. Amin, effectiveness of cryogenic machining with modified tool holder, Journal of materials processing Technology, Vol. 185, 2007, pp. 91-96.

[15] M. K. Gupta, G. Singh, P. K. Sood, Experimental Investigation of Machining AISI 1040 Medium Carbon Steel Under Cryogenic Machining: A Comparison with Dry Machining, Journal of The Institution of Engineers, Vol. 96, 2015, pp. 373–379.

[16] A. Dvillez, G. L. Goz, S. Dominiak, D. Dudzinski, Dry machining of Inconel 718,work piece surface integrity, Journal of Materials processing Technology, Vol. 211, 2011, pp. 1590-1598.

[17] T. Obikawa, Y. Kamata, J. Shinozuka, High‐speed grooving with applying MQL, Journal Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, 2006, pp. 1854–1861.

[18] T. Tawakoli, M. J. Hadad, M. H. Sadeghi, Investigation on minimum quantity lubricant MQL grinding of 100Cr6 hardened steel using different abrasive and coolant–lubricant types, International Journal of Machine Tools & Manufacture,Vol. 50, 2010, pp. 698–708.

[19] W. Y. Liew, I. M. Hutchings, J. A. Williams, Friction and lubrication effects in the machining of aluminum alloys, Tribology Letters, Vol. 5, 1998, pp. 117–122.

[20] A. Shokrani, V. Dhokia, S. T. Newman, Environmentally conscious machining of difficult to machine materials with regard to cutting fluids, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 57, 2012, pp. 83–101.

[۲۱] ک. ب. اسمیت، اصول مدیریت انرژی، ترجمة شهناز صادقی، مهرداد طباطبائی، دانشگاه تهران، ۱۳۷۶.

[22] E. M. Rubio, B. Agustina, M. Marín, A. Bericua, Cooling systems based on cold compressed air: a review of the applications in machining processes, Procedia Engineering, Vol. 132, 2015, pp. 413–418.

[23] J. C. Sonja, B. C. Draz, C. Luka, Application of compressed cold air cooling: achieving multiple performance characteristics in end milling process, Journal of Cleaner Production, Vol. 100, 2015, pp. 325-332.