مطالعه و بررسي انرژي برش و تشكيل براده در فرايند سنگ‌زني پليمر پلي اتراتركتون

Study and investigation of cutting energy and chip formation in the grinding process of polyether ether ketone

پلي اتراتركتون به دليل خواص منحصر به فرد مكانيكي و شيميايي‌اش در صنايع هوا-فضا و مهندسي پزشكي مورد توجه ويژه قرار گرفته است. يكي از كاربردهاي اين ماده ساخت ايمپلنت‌ها در صنايع پزشكي و جايگزيني آن با فلزات در صنايع هوا-فضا است. فرايند سنگ‌زني به عنوان يكي از مهمترين فرايندهاي براده برداري داراي انرژي مخصوص بالايي در بين روش‌هاي سنتي براده برداري مي‌باشد. انرژي مخصوص به عنوان انرژي لازم جهت برداشت حجم واحدي از ماده تعريف مي‌شود. با محاسبه انرژي برش و مقايسه آن با انرژي مخصوص سنگ‌زني بصورت تجربي، مي‌توان سهم انرژي تشكيل براده در مقابل انرژي شخم‌زني و اصطكاك را مشخص نمود. با انجام آزمون گرماسنجي روبشي تفاضلي و محاسبات تئوري، مقدار انرژي تشكيل براده برابر 0.12 ژول بر ميلي‌مترمكعب بدست آمد. در صورتي كه نتايج تجربي سنگ‌زني نشان دهنده حداقل انرژي مخصوص 1.9 ژول بر ميلي‌متر مكعب بود. اين اختلاف نشان دهنده سهم بسيار بالاي انرژي شخم‌زني در سنگ‌زني اين ماده است. سهم انرژي تشكيل براده كه در قالب حرارت وارد قطعه‌كار مي‌شود 36 درصد محاسبه گرديد. لذا مي‌توان بيان نمود همه انرژي به جز 64 درصد از انرژي تشكيل براده وارد قطعه‌كار مي‌شود.

Polyether ether ketone has special attention due to its unique mechanical and chemical properties in the aerospace and medical engineering industries. One of the uses of this material is the manufacture of implants in the medical industry and its replacement with metals in the aerospace industry. The grinding process as one of the most important cutting process has high specific energy among the traditional methods. Specific energy is defined as the energy required to cut a unite volume of material. By calculating the cutting energy and comparing with the specific grinding energy (experimental), can determine the contribution of the chip formation energy to the plowing and frictional energy. The Differential scanning calorimetry (DSC) test and theoretical calculations showed that the amount of chip formation energy was 0.12 (J/mm3) while the experimental results showed that the grinding energy was 1.9 (J/mm3). This difference reflects the very high contribution of plowing energy in the grinding of this material. The ratio of heat of chip formation energy that enters the workpiece was calculated as 36%. Therefore, it can be stated that all the energy except 64% of the chip formation energy enters the workpiece.