مدل سازی نیروی برشی در فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک و بررسی تجربی آن

محاسبه نیروی برشی در همه فرآیندهای ماشینکاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، ضخامت براده تغییر شکل نیافته در فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بُعدی محاسبه و سپس، مدلی برای تعیین نیروی برشی در این فرآیند ارائه شده است. روابط تحلیلی نشان می دهند که بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی بیشتر از فرزکاری معمولی است ولی، میانگین نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی کاهش یافته است. برای راستی آزمایی مدل سازی پیشنهاد شده، به کمک یک تنظیم تجربی خاص و اِعمال ارتعاش یک بُعدی در راستای پیشروی به قطعه کار، نیروی برشی در فرزکاری معمولی و ارتعاشی به صورت تجربی اندازه گیری شده است. بزرگتر بودن بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و کاهش میانگین نیروی برشی در آن نسبت به فرزکاری معمولی، در نتایج تجربی نیز مشاهده می شود. مقایسه مقادیر متوسط نیروی برشی نشان می دهد که روابط تحلیلی برای پیش بینی نیروی برشی در فرزکاری معمولی به طور متوسط 16% و در فرزکاری آلتراسونیکی به طور متوسط 40% خطا دارد. با توجه به اینکه محاسبه تحلیلی ضخامت براده تغییر شکل نیافته و نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و همچنین مقایسه نیروهای تجربی با نیروهای مدل سازی شده، برای نخستین بار در این مقاله انجام شده است، می توان دقت روابط ارائه شده را قابل قبول دانست.