بررسی تحلیلی و عددی نیروهای ماشینکاری فرآیند فرزکاری به کمک نوسان فراصوتی

امروزه با پیشرفت علم مواد و با تولید مواد با خواص ویژه از قبیل سوپر آلیاژها، کامپوزیتها و سرامیک های مورد کاربرد در صنایع پیشرفته استفاده از روش های سنتی براده برداری برای تولید این قطعات امکان پذیر نمی باشد. لذا استفاده از روش های نوین مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این روش ها که قابلیت اضافه شدن به فرآیندهای براده-برداری سنتی را دارد، استفاده از ارتعاشات فراصوتی در حین فرآیند ماشینکاری است .در این مقاله روابط تحلیلی محاسبه نیروهای ماشینکاری مربوط به فرزکاری به کمک ارتعاشات فراصوتی بر اساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته استخراج گردیده است. سپس شبیه سازی عددی فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاشات فراصوتی با اعمال ارتعاشات به قطعه کار در جهت پیشروی توسط نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام و نیروهای ماشینکاری تعیین شده است. نتایج بدست آمده بصورت تحلیلی و عددی نشان می دهد که استفاده از ارتعاشات فراصوتی باعث تغییر مسیر حرکت ابزار و تغییر ضخامت براده تغییر شکل نیافته و در نتیجه کاهش نیروهای ماشینکاری در فرآیند فرزکاری می گردد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده گردید که تطابق خوبی بین نتایج تحلیلی و شبیه سازی عددی بصورت سه بعدی در مقیاس ماکرو وجود دارد.