بررسی تاثیر رژیم‌های خنک‌کاری و روانکاری مختلف بر روی مکانیزم سایش ابزار در فرآیند فرزکاری آلومینیوم 7075

این تحقیق به بررسی سایش ابزار و آنالیز عنصری روی سطوح ابزار برشی، توپوگرافی سطح ماشینکاری شده و تغییرات ریزسختی در سطح مقطع عرضی نمونه های فرزکاری شده آلیاژ آلومینیوم 7075 تحت روش های خشک، آب‌صابون و مقدار روانکاری کمینه (mql) می پردازد. روش mql، با کاهش ضریب اصطکاک و انتقال موثر حرارت، عملکرد بهتری در کاهش سایش ابزار و بهبود کیفیت سطح قطعه‌کار نسبت به حالات خشک و آب‌صابون داشته است. در ماشینکاری خشک، عیوبی نظیر لایه انباشته و لب پرشدگی ابزار ایجاد شدند. در فرزکاری mql این عیوب کاهش چشمگیری داشتند و لب پرشدگی روی سطح ابزار حذف شد. بر اساس نتایج آنالیز عنصری edax روی سطوح ابزار، عیب سوختگی توامان با لایه چسبیده تحت هر سه حالت خشک، آب‌صابون و mql ایجاد شد. افزایش سرعت برشی سبب افزایش میزان اکسیداسیون و افزایش علائم سوختگی بر روی سطح ابزار، در هر سه حالت شد. با افزایش سرعت برشی، مقدار میانگین سختی قطعه کار در هر سه حالت نسبت به ماده پایه (نمونه خام) افزایش یافته است. در حالت خشک در نبود سیال خنک‌کار و روانکار، با افزایش دمای موضع برش، نرم شدگی حرارتی رخ داده که منجر به مقادیر سختی کمتر قطعه کار آلومینیومی نسبت به دو حالت دیگر شده است. کمترین میزان عیوب ذرات ‌چسبیده در بحث توپوگرافی سطح ماشینکاری شده قطعه کار، مربوط به حالت mql به‌ دلیل وجود روانکار بوده که سبب ایجاد فیلم روغن در سطح قطعه‌کار و مانع از تماس مستقیم ابزار شده و همچنین ضریب اصطکاک سطح کاهش یافته است. بیشترین تراکم و تنوع عیوب در حالت خشک ایجاد گردید.

investigating the effect of different cooling and lubrication regimes on the tool wear mechanism in milling process of aluminium 7075

this study investigates tool wear and elemental analysis (edax) on cutting tool surfaces, machined surface topography and microhardness variations in the cross-section of milled aluminium 7075 samples under dry, flood cooling and minimum quantity lubrication (mql) conditions. the mql method, by reducing the friction coefficient and effectively transferring heat, demonstrated better performance in reducing tool wear and improving workpiece surface quality compared to dry and water-based coolant machining. in dry machining, defects such as built-up layers and tool chipping were observed. in mql milling, these defects were significantly reduced and tool chipping was eliminated. based on elemental analysis of the tool surfaces, a combination of burning defects and adhered layers was detected in all three conditions. increasing the cutting speed led to higher oxidation levels and a greater density of burn marks in all cases. the burn area was smallest in mql machining and largest in dry machining. with increasing cutting speed, the workpiece average hardness in all three conditions increased compared to the bulk material. in dry conditions, due to the absence of a coolant and lubricant, localized heating at the cutting zone caused thermal softening, resulting in lower hardness values compared to the other conditions. regarding surface topography, the lowest amount of adhered particle defects was observed in the mql condition due to the presence of a lubricant film on the work surface, which prevented direct tool contact and reduced the surface friction coefficient. conversely, the highest density and variety of defects were observed in dry machining