بررسی تاثیر انتخاب بهینه پارامترهای ارتعاشی و برشی بر نیروهای برش در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک

در این مقاله به بررسی تاثیر انتخاب بهینه پارامتر های ارتعاشی و برشی بر نیروهای برش در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک پرداخته شده است و نتایج حاصل در دو حالت ماشین‌کاری سنتی و ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک با هم مقایسه شده‌اند. در بررسی اثر اعمال ارتعاش التراسونیک بر فرایند ماشین‌کاری، تحلیل‌ها در شرایط مختلف پارامتر های ارتعاشی و برشی انجام شده اند و تاثیر تغییر سرعت نوسان ابزار نسبت به سرعت برشی، مورد بررسی قرار گرفته اند. مدل‌سازی و شبیه سازی المان محدود به کمک نرم افزار المان محدود دیفرم (deform) انجام شده است. نتایج حاصل نشان دادند که اعمال ارتعاش التراسونیک در فرایند ماشین‌کاری، منجر به کاهش نیروهای برشی مماسی و محوری وارد بر ابزار برشی و قطعه کار  و کاهش حرارت حاصل از فرایند برش می‌شود. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که در فرایند ماشین‌کاری به کمک ارتعاش التراسونیک وقتی که سرعت برشی حداقل 30 درصد کمتر از سرعت ارتعاش نوک ابزار باشد، فرایند بازدهی مطلوبی دارد و اثرات مطلوب اعمال ارتعاش التراسونیک بر فرایند شامل کاهش نیروهای برشی، کاهش حرارت ناشی از برش، کاهش ضریب اصطکاک بین ابزار و قطعه‌کار، کمک به بهبود جریان براده و غیره حاصل می‌شوند.

investigating the effect of optimal selection of vibration and cutting parameters on cutting forces and temprature in the ultrasonic vibration assisted machining process

in this article, the effect of optimal selection of vibration and cutting parameters on cutting forces in the machining process with ultrasonic vibration assistance has been investigated and the results have been compared in two modes of conventional machining and of ultrasonic vibration assisted machining. in the investigation of the effect of ultrasonic vibration assistance on the machining process, analyzes have been carried out in different cutting speeds, and the effect of changing the cutting speed in relation to the tool’s oscillation speed has been investigated. finite element modeling and simulation has been done with deform finite element software. the results show that the application of ultrasonic vibration in the machining process leads to the reduction of tangential and axial cutting and the reduction of heat resulting from the cutting process. by examining the results, it was found that in the machining process with ultrasonic vibration assistance, when the cutting speed is at least 30% lower than the vibration speed of the tool tip, the process has a favorable efficiency, and the favorable effects of applying ultrasonic vibration on the process include reducing shear forces, reducing the heat generated from cutting, reducing the friction coefficient between the tool and the workpiece, helping to improve the chip flow, etc.