تاثیر هندسه و سرعت ابزار بر تولید حرارت در فرایند برش نانومتری تک بلور مسی با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

تولید حرارت در طول فرایند ماشین کاری نانومتری یکی از پیامدهایی است که سعی می شود به کمترین حد رسانده شود. این پژوهش به بررسی تاثیر شعاع انحنای نوک ابزار و سرعت برش بر تولید حرارت و بالانس انرژی در قطعه کار می پردازد. در این راستا، فرایند برش نانومتریک بر قطعه کار تک بلور مس، با روش دینامیک مولکولی و تابع پتانسیل فلزیEAM شبیه سازی شده و با ارایه مدل توزیع انرژی، تاثیر عوامل یاد شده مورد بررسی قرار می گیرد. بر اساس نتایج، با نفوذ ابزار به داخل قطعه کار، سرعت اتم هایی که در همسایگی ابزار قرار دارند، به شدت افزایش می یابد. این افزایش موضعی سرعت و تغییر شکل زیاد باعث می شود که دما در قطعه کار به صورت موضعی در اطراف ابزار و براده زیاد شود. افزایش چهار برابری سرعت برش، تنها باعث افزایش حدود %27-21 نیروهای برشی می شود. سرعت برش، اما تاثیر قابل توجهی در تغییرات انرژی پتانسیل، جنبشی و انتقال حرارت در قطعه کار دارد. به گونه ای که در سرعت های برش بالا با کاهش مقدار انتقال حرارت، انرژی جنبشی و پتانسیل زیادی در قطعه کار باقی می ماند که باعث افزایش شدید دما و گرادیان درجه حرارت در قطعه کار می شود. افزایش چهار برابری سرعت برش، از m/s50 به m/s 200، باعث افزایش دما در نواحی ماشین کاری از C300 به C 700 می شود که می تواند در کیفیت سطح ماشین کاری تاثیرگذار باشد. افزون بر این، با افزایش شعاع انحنا ابزار، میزان فشردگی اتم ها در جلوی ابزار افزایش می یابد و باعث افزایش نیروهای ابزار بویژه در جهت عمودی می شود که در نهایت، باعث افزایش گرادیان درجه حرارت در قطعه کار بویژه در ناحیه براده می شود.