شبیه‌سازی المان محدود فرایند فرزکاری به‌کمک ارتعاش اولتراسونیک

کاهش نیروی برشی در یک فرایند ماشینکاری دارای مزایای فراوانی چون افزایش عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح قطعه‌کار است. از جمله روش‌های مؤثر برای کاهش نیروی برشی در چند دهه اخیر، اِعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار یا قطعه‌کار در فرایندهای ماشینکاری است. از بین فرایندهای اصلی براده‌برداری، تحقیقات کمتری در مورد فرایند فرزکاری به‌کمک اولتراسونیک[i] انجام شده‌است. در این مقاله، تحلیل المان محدود فرایند فرزکاری به‌کمک اولتراسونیک برای نخستین‌بار انجام و نتایج به‌دست آمده از شبیه‌سازی با نتایج تجربی موجود در مقالات دیگر مقایسه شده ‌است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که بیشینة نیروی برشی در فرایند فرزکاری به‌کمک اولتراسونیک بزرگتر از فرایند فرزکاری معمولی[ii] است، اما میانگین نیروها در روش فرزکاری اولتراسونیکی کمتر از روش فرزکاری معمولی است. در فرزکاری اولتراسونیکی، افزایش دامنة ارتعاش باعث افزایش بیشینة نیرو و کاهش میانگین نیروی برشی می‌شود. افزایش فرکانس ارتعاش روی بیشینه نیروی برشی در فرزکاری اولتراسونیکی اثری ندارد، اما میانگین نیروی برشی را کاهش می‌دهد. [i]. Ultrasonic assisted milling (UAM) [ii]. Conventional milling (CM)