ابزار ارتعاشی التراسونیک یک بعدی و دو بعدی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 3، دوره 26، شماره 1 - شماره پیاپی 11، اسفند 1393، صفحه 35-50   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v26i1.23104

نویسندگان

سعید امینی^* ؛ محمدرضا خسروجردی؛ مهدی محمدی مهر

دانشگاه کاشان

چکیده

این تحقیق به طراحی و ساخت ابزار ارتعاشی تراش‌کاری و انجام آزمایش‌های مربوط می پردازد. ابتدا ابزار ارتعاشی یک‌بعدی با مود ارتعاشی خمشی طراحی و ساخته شد. ابزار ارتعاشی یک بعدی همراه با پیزوالکتریک‌های نیم‌رینگ به‌منظور تحریک مود خمشی ابزار طراحی گردید. این ابزار توسط نرم‌افزار آباکوس در فرکانس حدود 20 کیلوهرتز طراحی و سپس با توجه به هندسۀ به‌دست آمده توسط اجزای محدود ساخته ‌شد. در بخش بعدی ابزار ارتعاشی دوبعدی با مود بیضوی در نرم‌افزار آباکوس طراحی و سپس ساخته شد. آزمایش‌هایی در عملیات تراش‌کاری به‌کمک ابزار ارتعاشی یک‌بعدی با مود خمشی و دوبعدی با مود بیضوی بر روی مس انجام شد و صحت عملکرد ابزارهای ساخته شده، بررسی گردید. نتیجه آن‌که با استفاده از ابزار ارتعاشی در فرایند تراش‌کاری کاهش چشم‌گیری در نیروی اصلی ماشین‌کاری به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

ابزار ارتعاشی یک جهته؛ ابزار ارتعاشی دو جهته؛ التراسونیک؛ ماشینکاری ارتعاشی؛ تراشکاری

مراجع

1. Xiao, M., Sato, K., Karube, S. and Soutome, T., "The effect of tool nose radius in ultrasonic vibration cutting of hard metal", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 43, pp. 1375-1382, (2003).

2. Xiao, M., Wang, Q. M., Sato, K., Karube, S., Soutome, T. and Xu, H., "The effect of tool geometry on regenerative instability in ultrasonic vibration cutting", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 46, pp. 492-499, (2006).

3. Moriwaki, T., Shamoto, E. and Inoue, K., "Ultraprecision Ductile Cutting of Glass by Applying Ultrasonic Vibration", CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 41, pp. 141-144, (1992).

4. Nath, C., Rahman, M. and Neo, K. S., "A study on ultrasonic elliptical vibration cutting of tungsten carbide", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 4459-4464, (2009).

5. Nath, C., Rahman, M. and Neo, K. S., "Machinability study of tungsten carbide using PCD tools under ultrasonic elliptical vibration cutting", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 49, pp. 1089-1095, (2009).

6. Nath, C., Rahman, M. and Neo, K. S., "A study on the effect of tool nose radius in ultrasonic elliptical vibration cutting of tungsten carbide", Journal of Materials Processing Technology,

Vol. 209, pp. 5830-5836, (2009).

7. Song, Y., Nezu, K., Park, C.-H. and Moriwaki, T., "Tool wear control in single-crystal diamond cutting of steel by using the ultra-intermittent cutting method", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 49, pp. 339-343, (2009).

8. Zhou, Z., Zhang, Y., Li, X. and Sun, B., "Application of gas-fluid atomization technology in ultrosonic vibration cutting titanium alloy workpiece", Acoustical Physics, Vol. 55, pp. 925-928, (2009).

9. Ostasevicius, V., Gaidys, R., Rimkeviciene, J. and Dauksevicius, R., "An approach based on tool mode control for surface roughness reduction in high-frequency vibration cutting", Journal of Sound and Vibration, Vol. 329, pp. 4866-4879, (2010).

10. Shamoto, E. and Moriwaki, T., "Study on Elliptical Vibration Cutting", CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 43, pp. 35-38, (1994).

11. Shamoto, E. and Moriwaki, T., "Ultaprecision Diamond Cutting of Hardened Steel by Applying Elliptical Vibration Cutting", CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 48, pp. 441-444, (1999).

12. Shamoto E, Moriwaki, T., "Ultra-precision Ductile Cutting of Glass by Applying Ultra-sonic Elliptical Vibration Cutting", Proceedings of 1st International Conference and General Meeting of EUSPEN, pp. 408-411,5 sep., (1999).

13. Suzuki, N., Haritani, M., Yang, J., Hino, R. and Shamoto, E., "Elliptical Vibration Cutting of Tungsten Alloy Molds for Optical Glass Parts", CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 56, pp. 127-130, (2007).

14. Gläbe, R., Brinksmeier, E., "Elliptical Vibration Cutting of Steel with Diamond Tools", LFM Laboratory for Precision Machining, University of Bremen, Bremen.

15. Moriwaki, T., Ma, C., Shamoto, E. and Wang, L., "Study of machining accuracy in ultrasonic elliptical vibration cutting", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 44, pp. 1305-1310, (2004).

16. Cerniway, M. A., "Elliptical Diamond Milling: Kinematics, Forces and Tool Wear", Department of Mechanical and Aerospace Engineering, North Carolina State University, (2001).

17. Suzuki, N., Shamoto, E. and Hino, R., "Analysis of 3D elliptical vibration cutting with thin shear plane model," CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 57, pp. 57-60, (2008).

18. Amini, S., Soleimanimehr, H., Nategh, M.J., Abudollah, A. and Sadeghi, M.H., "FEM analysis of ultrasonic-vibration-assisted turning and the vibratory tool", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 20, pp. 43-47, (2007).

19. Amini, S., Soleimanimehr, H. and Nategh, M.J., "Application of DOE for modeling surface roughness in ultrasonic vibration turning", Journal of Mechanics, (2009).

20. http://www. matweb .com, (2014).