تحلیل زبری سطح کف در عملیات میکرو فرزکاری

فرآیند میکرو فرزکاری یکی از فناوری های جدید است که قادر به تولید قطعات بسیار کوچک در مقیاس کمتر از یک میلی متر می باشد. قطعات تولید شده توسط این فرآیند در مهندسی پزشکی، هوافضا، الکترونیک و قالب سازی کاربردهای گسترده ای دارند. مهم ترین مزیت این روش نسبت به دیگر فرآیندهای ساخت و تولید در مقیاس میکرونی، توان ساخت قطعات 3 بعدی پیچیده می باشد. در میکرو فرزکاری پدیده هایی وجود دارند که آن را از فرزکاری سنتی متمایز می کند و بر روی مکانیزم ایجاد سطح موثرند. به دلیل اینکه در عملیات میکرو فرزکاری اندازه شعاع لبه برنده ابزار در محدوده ضخامت براده تغییر شکل نیافته می باشد، هنگامی که این ضخامت کمتر از حد معینی باشد براده تشکیل نمی شود. این تغییر در فرآیند تشکیل براده که با نام اثر حداقل ضخامت براده شناخته می شود، میکروماشینکاری را تحت تأثیر دو مکانیزم برداشت براده و شخم زنی قرار می دهد. با کوچک تر شدن قطعات، نسبت مساحت سطح به حجم قطعه افزایش می یابد که باعث می شود اثر سطح قطعه کار بر کار کرد آن اهمیت بیشتری داشته باشد. در این راستا زبری سطح میکرو کانال نقش مهمی در حرکت سیال درون کانال ایفا می کند. به دلیل افزایش اصطکاک جریان، لایه مرزی حرکت سیال به طور قابل توجهی متأثر از توپوگرافی سطح کف میکرو کانال است. همچنین زبری بر روی انعکاس نور، روانکاری و خواص مکانیکی نظیر خستگی و مقاومت به خوردگی تأثیر دارد. از آنجایی که انجام اغلب عملیات های سنتی پرداخت کاری از قبیل پالیش و لپینگ در پرداخت میکرو کانال و سطوح پیچیده یا تندیسی ممکن نیست، مطالعه و بررسی روابط بین زبری سطح میکرو کانال و پارامترهای پروسه این امکان را به سازنده خواهد داد تا با به دست آوردن اطلاعات مورد نیاز بهترین پارامترها و شرایط را برای نیل به کیفیت سطح مطلوب انتخاب نماید. در این تحقیق توپوگرافی و پروفیل زبری سطح میکرو کانال مورد کنکاش قرار گرفته و روابط بین آن ها با پارامترهای مختلف فرآیند میکرو فرزکاری بررسی شده است. برای پیش بینی توپوگرافی و زبری سطح میکروکانال مدلی بر پایه سینماتیک پروسه و هندسه ماشینکاری ارائه شده است. آثار حداقل ضخامت براده و برگشت الاستیک، پیشروی، اندازه، خیز ابزار و برش پشت ابزار در این مدل وارد شده است. همچنین فرآیند میکروفرزکاری برای ایجاد میکرو کانال در محیط acis شبیه سازی شده است. با انجام آزمایشات عملی ضمن شناخت جامع تر از نحوه ایجاد زبری و پروفیل سطح، زبری حاصل از شبیه سازی و مدل ارائه شده با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شده اند که نتایج بیانگر دقت و انطباق خوب مدل ارائه شده می باشند. مقدار حداقل ضخامت براده برای فولاد ضد زنگ 316 با تحلیل روند نیروهای ماشینکاری و زبری سطح در پیشروی های متفاوت به دست آمده است. همچنین با استفاده از روش طراحی آزمایشات مدل های رگرسیونی برای پیش بینی زبری سطح قطعات بر اساس شرایط برشی ارائه گردیده است. در ادامه بهینه سازی زبری سطح در دستور کار قرار گرفت. همچنین مناطق مختلف سطح میکرو کانال مورد مطالعه قرار گرفته شده و یک راهکار عملی برای یکنواخت کردن پروفیل سطح در همه مناطق سطح میکرو کانال ارائه شده است.