ابداع یک هورن التراسونیک جدید در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک سه بعدی

از زمان ابداع فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک، این فرآیند به صورت گسترده مورد توجه و بررسی قرار گرفته است. دلیل این توجه ویژگی های منحصر به فرد این فرآیند شامل کاهش نیروهای ماشین کاری، کاهش سایش و اصطکاک، افزایش عمر ابزار، ایجاد شرایط برشی متناوب، افزایش قابلیت ماشین کاری مواد سخت برش، افزایش کیفیت سطح، ایجاد ساختار سلسله مراتبی (میکرونی- نانویی) روی سطوح و غیره است. تاکنون روش های مختلفی برای اعمال ارتعاشات التراسونیک به نوک ابزار حین فرآیند تراشکاری به کار گرفته شده است. در این پژوهش یک هورن منحصر به فرد به منظور تبدیل ارتعاش خطی پیزوالکتریک ها به ارتعاش سه بعدی (ارتعاش طولی در راستای محور z، ارتعاش خمشی حول محور x و ارتعاش خمشی حول محور y) طراحی و ساخته شده است. امتیاز این ابزار ماشین کاری التراسونیک نسبت به ابزارهای مشابه، آن است که در اکثر ابزارهای دیگر تنها امکان اعمال ارتعاشات یک بعدی (خطی) و دوبعدی (بیضوی) وجود دارد؛ در حالی که در این ابزار ارتعاشات سه بعدی تولید می شود. به علاوه از آنجا که ماهیت منحصر به فرد هورن طراحی شده باعث ایجاد ارتعاشات سه بعدی می شود، دیگر نیازی به نیم حلقه های پیزوالکتریک (که با اختلاف فاز ۱۸۰ تحریک می شوند)، برای ایجاد ارتعاشات خمشی حول محورهای x و y نیست. کاهش هزینه ها و همچنین سادگی اعمال ارتعاشات سه بعدی در این روش جدید می تواند نقش مهمی را در جهت صنعتی شدن فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک سه بعدی ایفا کند.

کلیدواژه ها:

Ultrasonic Vibration Assisted Turning ، Acoustic Horn ، ۲D Vibration ، Modal Analysis ، Cutting Forces ، ۳D Vibration ، Surface Topography ، تراشکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک ، هورن آکوستیک ، ارتعاش دوبعدی ، آنالیز مودال ، نیروهای ماشین کاری ، ارتعاش سه بعدی ، توپوگرافی سطح