بررسی پارامترهای دستگاه فرز CNC و مشخصات ابزار ماشین‌کاری بر زبری سطح محصولات چوبی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 5، دوره 35، شماره 3 - شماره پیاپی 33، مهر 1402، صفحه 65-74   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2023.81172.1167

نویسندگان

سعید یعقوبی؛ فرشاد ربیعی^*

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

 امروزه محصول­های چوبی به وفور در صنعت مبلمان، تابلوهای هنری، ظروف چوبی و غیره گسترش یافته است. روش‏های تولید سنتی و دستیِ تولیدِ این محصول­ها توان رقابت با روش­های تولید مکانیزه، خصوصاً ماشین‌های کنترل عددی را ندارند. از این‏رو، استفاده از این دستگاه­ها همواره در حال افزایش است. با این وجود، یکی از پارامترهایی که سرعت تولید را تحت تأثیر قرار می­دهد، زبری­سطح بوده و کارگاه­ها مجبور به صرف زمان زیاد برای سنباده­زنی و پرزگیری محصول هستند. به‏همین منظور و در تحقیق حاضر، تأثیر پارامترهای ماشین (سرعت پیشروی، سرعت دورانی و گام عرضی) و پارامترهای ابزار (قطر، تعداد لبه برشی و نوع لبه برشی) بر روی زبری سطح چوب راش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان داد که ابزارهای با لبه برشی دو پر مارپیچ، نسبت به ابزارهای با لبه برشی مستقیم و یک پر مارپیچ، زبری سطح مطلوب­تری دارند و ابزارهای با لبه مستقیم برای چوب راش مناسب نیستند. همچنین، مشاهده شد با کاهش گام عرضی از 0.7D به 0.3D (D قطر ابزار  است)، زبری سطح کمتری ایجاد می­شود. با کاهش قطر ابزار از 6 به 4 و 3 میلی‌متر، کاهش سرعت پیشروی از 60 به 20 میلی‌متر بر دقیقه و افزایش سرعت دورانی از 15000 به 25000 دور بر دقیقه، زبری سطح محصول نهایی به‏صورت قابل توجهی کاهش پیدا نمود.

کلیدواژه‌ها

فرزکاری CNC؛ مصنوعات چوبی؛ تعداد لبه برشی؛ گام عرضی؛ سرعت پیشروی؛ سرعت دورانی

مراجع

[1] A. A. Krimpenis, N. A. Fountas, T. Mantziouras, and N. M. Vaxevanidis, “Optimizing CNC wood milling operations with the use of genetic algorithms on CAM software,” Wood Material Science & Engineering, vol. 11, no. 2, pp. 102-115, 2014.

https://doi.org/10.1080/17480272.2014.961959

[2] S. Bharathi Raja, and N. Baskar, “Particle swarm optimization technique for determining optimal machining parameters of different work piece materials in turning operation,” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 54, no. 8, pp. 445–463, 2011.https://doi.org/10.1007/s00170-010-2958-y

 [3] A. Sutcu, and U. Karagoz, “The influence of process parameters on the surface roughness in aesthetic machining of wooden edge-glued panels (EGPs),” BioResources, vol. 8, no. 4, pp. 5435–5448, 2013.

[4] A. A. Krimpenis, and M. Chrysikos, “3D parametric design and CNC manufacturing of custom solid wood electric guitars using CAD/CAM technology,” Wood Material Science & Engineering, vol. 14, no. 2, pp. 66-80, 2019.

https://doi.org/10.1080/17480272.2017.1379035

[5] H. Pelit, M. Korkmaz, and M, Budakç, “Surface roughness of thermally treated wood cut with different parameters in CNC router machine,” BioResources, vol. 16, no. 3, pp. 5133-5147, 2021.

[6] M. Sedlecký, M. Kvietková, and R. Kminiak, “Medium-density fiberboard (MDF) and edge-glued panels (EGP) after edge milling-surface roughness after machining with different parameters,” BioResources, vol. 13, no. 1, pp. 2005-2021, 2018.

[7] H. Pelit, and Ö. Yaman, “Influence of processing parameters on the surface roughness of solid wood cut by abrasive water jet,” BioResources, vol. 15, no. 3, pp. 6135-6148, 2020.

[8] A. Jankowska, “Understanding of surface roughness of wood based on analysis its structure and density,” Annals of WULS Forestry and Wood Technology, vol. 111, pp. 27-31, 2020. doi: 10.5604/01.3001.0014.6421)

[9] E. Hazir, and K. H. Koc, “Optimization of wood machining parameters in CNC routers: Taguchi orthogonal array based simulated angling algorithm,” Maderas. Ciencia y tecnología, vol. 21, no. 4, pp. 493-510, 2019.

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2019005000406

[10] M. Aghakhani, A. Khazaeian, and M. Madhoshi, “Different CNC machining condition of paulownia wood by CNC; Influence on the abbott roughness parameters,” Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, vol. 28, no. 2, pp. 301-312, 2013. (In persian). https://doi.org/10.22092/ijwpr.2013.2935