مطالعه تیوری و تحلیل عددی متمرکزکننده انرژی اولتراسونیک در فرآیند ماشین کاری USM

ماشینکاری اولتراسونیک (USM) یکی از فرآیندهای پیشرفته ماشین کاری مکانیکی میباشد. این فرآیند به منظور ماشین کاری مواد سخت و یا شکننده (رسانا و نارسانا) که سختی آنهامعمولا 0 بیش از 40 RC است، به کار گرفته میشود. قسمتهای اصلی سیستم ماشین کاری عمدتا0 از مبدل، متمرکزکننده، ابزار و دوغاب ساینده تشکیل می گردد. جریان الکتریکی با فرکانس بالا (18-20 kHz) از مولد به مبدل وارد میگردد. با ورود جریان، مبدل با دامنه کوچک در حد 5μm ارتعاش میکند که این مقدار برای کاربردهای عملی بسیار کوچک است. لذا برای دستیابی به دامنه ارتعاش عملیاتی در حدود 40 الی 50 میکرون در دماغه ابزار، بوستر یا هورنهای صوتی در انتهای مبدل نصب میگردد. در این مقاله، متمرکزکننده (هورن) تیتانیومی با هندسه ترکیبی استوانه ای/ مخروطی/ استوانهای طراحی گردید و در نرم افزار المان محدود آباکوس، تحلیل شد. فرکانس تشدید به دست آمده از نرم افزار با مود طولی ارتعاش، 18/7 کیلو هرتز میباشد که در محدوده فرکانس عملیاتی مورد استفاده در فرآیند ماشینکاری اولتراسونیک قرار دارد. از اینرو، هندسه و ابعاد متمرکزکننده به منظور ساخت و انتقال و تقویت موثر ارتعاشات اولتراسونیک، مورد تایید قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

تحلیل مودال ، المان محدود ، ماشین کاری اولتراسونیک ، متمرکزکننده