مطالعه تجربی تاثیر خنک‌کننده گازی در فرزکاری پلی‌تترافلئورواتیلن بر خصوصیات سطح

دستیابی به صافی سطح مطلوب با ساختاری کارا در ماشین‌کاری پلی‌تترافلوئوراتیلن (ptfe) به دلیل رفتار ویسکوالاستیک آن، معضلی اساسی است. هدف این پژوهش بررسی تاثیر به‌کارگیری خنک‌کننده‌های گازی و فاکتورهای ماشین‌کاری بر صافی و ساختار سطوح قطعات از این جنس است. برای این منظور اثر دمش گاز نجیب آرگون و گاز فعال دی اکسیدکربن با طرح سرعت برشی و پیشروی به‌عنوان متغیرهای مستقل در ماشین‌کاری ptfe ارزیابی گردید. صافی سطوح توسط معیار ra اندازه گیری شد. ساختار میکروسکوپی سطوح نیز توسط میکروسکوپ های نوری و روبشی الکترونی بررسی گردید. برای اندازه گیری دمای ماشین‌کاری، عملیات توسط دوربین حرارتی با دقت بالا فیلم‌برداری گردید. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از گاز دی‌اکسیدکربن می‌تواند با کاهش دمای موضع ماشین‌کاری تا c40°، رفتار برشی ماده را از ویسکوالاستیک به الاستوپلاستیک تغییر دهد و زبری سطح را تا ra=0.2 µm پایین آورد. مطالعات میکروسکوپی نشان داد گاز دی‌اکسیدکربن می‌تواند رفتار ویسکوز در حین برش را که موجب سیلان ماده می شود، کنترل و از پیدایش ترک های سطحی جلوگیری کند و همچنین سطح را از تشکیل گروه های عاملی و تغییرات شیمیایی حین ماشین‌کاری محافظت کند. در بررسی های میکروسکوپی معلوم شد که استفاده از گاز دی‌اکسیدکربن از چسبیدن مجدد براده های جدا شده به سطح جلوگیری می کند.

Experimental Study of the Gaseous Coolants Influence in the Milling of Polytetrafluoroethylene on the Surface Characteristics

The achievement of a desirable surface roughness with an efficient structure is a major challenge in machining of Polytetrafluoroethylene (PTFE) owing to its viscoelastic behavior. The aim of this research is to investigate the effect of gaseous coolants utilization on the roughness and structure of surfaces.  For this purpose, the effect of Argon noble and CO2 effective gases on the machining of PTFE were evaluated, taking into consideration the cutting and feed velocities as input factors. The surface roughness was measured by Ra criterion.  The microscopic structure of surfaces was investigated using optical and scanning electron microscopes. To measure the machining temperature, the operation was recorded by high accurate thermal camera. The results show that the utilization of CO2 due to decreasing local machining temperature to below 40°C can change the cutting behavior of material from viscoelastic to elastoplastic, and reduces the surface roughness up to Ra=0.2 µm. Microscopic studies indicate that the using of CO2 can govern the viscous behavior during cutting which causes the viscousflowing of material and prevents the generation of surface cracks. CO2 also protects the surface from chemical interactions and creation of functional groups during the machining. Microscopic examination revealed that the use of carbon dioxide gas prevents separated chips from readhering to the surface.