مطالعه تجربی و عددی تأثیر هندسه ابزار بر مشخصه ریزشکست ها در ماشینکاری میکرونانو ساختار ترد متخلخل

Abstract

مواد با ساختار متخلخل نسل جدید از مواد مهندسی هستند که کاربردشان در دهه اخیر به سرعت در حال رشد است. با این وجود ساختار متخلخل محدودیت های نیز در فرآیند ساخت این مواد ایجاد کرده است. یکی از چالش های اصلی در برشکاری مواد متخلخل ترد وجود ریزشکست ها در اطراف حفره ها است که به شدت بر کیفیت سطح قطعه نهایی تأثیرگذار است. در این تحقیق تلاش شده‌است تا تأثیر زاویه براده ابزار بر روی میزان شکست ترد اطراف حفره ها در قطعات سیلیکونی متخلخل مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد که کاهش زاویه براده، ریز شکست ها در اطراف حفره ها را افزایش می دهد که این به نوبه خود بر فشار برشکاری تأثیرگذار است. نتایج محاسبه فشار تماس در منطقه برشکاری نشان از کاهش فشار کل در منطقه تماس با کاهش زاویه براده را دارد. افزایش ریزشکست ها، براساس افزایش تنش کششی در زیرِ لبه ابزار در زمان نزدیک شدن ابزار به حفره توضیح داده می شود. یافته های آزمایشگاهی با شبیه‌سازی المان محدود نیز مورد تأیید قرار گرفتند. در پایان نتایج آزمایشات تأیید می کند که با تنظیم زاویه براده ابزار در برشکاری قطعات سیلیکونی متخلخل، می توان به کیفیت سطحی تا حدود 25 نانو دست یافت.