طراحی وساخت ابزار ارتعاشی تراشکاری با مود خمشی

فرایند برش به کمک ابزار ارتعاشی التراسونیک روشی جدید جهت ماشین کاری مواد با استحکام برشی بالا که ماشین کاری انها به شیوه سنتی امکان پذیر نیست، می باشد. در ابزارهای ارتعاشی سنتی معمولا مود ارتعاشی طولی ابزار تحریک می شود و شیوه نصب ابزار بگونه ای است که ارتعاش با سرعت برشی همراستا شود. در این تحقیق ابتدا یک ترنسدیوسر با مود طولی که عنصر اصلی این ابزارها می باشد طراحی و ساخته شد و سپس یک ابزار ارتعاشی یک جهته بگونه ای طراحی شد که مود ارتعاشی خمشی ابزار تحریک می شود و ابزار ارتعاشی با مود خمشی به شیوه ابزارهای سنتی بر روی دستگاه تراش نصب می شود و ابزار در جهت سرعت برشی با دامنه و فرکانس ثابت ارتعاش می کند. ابتدا ساختار ابزار ارتعاشی همراه با پیزوالکتریک های نیم رینگ به منظور تحریک مود خمشی در نرم افزار اباکوس و انسیس طراحی شد تا بهترین هندسه برای ابزار ارتعاشی با مود خمشی با فرکانس حدود khz20 حاصل شودو سپس ابزار ساخته شد و در نهایت آزمایش هایی در عملیات تراشکاری به کمک ابزار ارتعاشی با مود خمشی بر روی مس و اینکونل 718 انجام و صحت عملکرد ابزار ساخته شده، حاصل گردید. استفاده از مود خمشی در طراحی ابزارهای ارتعاشی مزیتهایی همچون کاهش طول ابزار، گیره بندی مناسب، افزایش راندمان انتقال ارتعاش به نوک ابزار و سهولت در کنترل نحوه ارتعاشات ابزار را در پی دارد که باعث کاهش بیشتری در نیروهای ماشین کاری می شود. در آخر این مطالعه ابزار ارتعاشی با مود بیضوی طراحی و ساخته شد که در این ابزار ارتعاشی بطور همزمان مود طولی و خمشی به دو شیوه قبلی در یک فرکانس تحریک می شوند و سپس به منظور اطمینان از عملکرد این ابزار ارتعاشی، آن ابزار بر روی مس واینکونل 718 تست شد. در تست ابزار ارتعاشی با مود خمشی، نسبت به ماشین کاری سنتی نیروی برشی کاهش پیدا کرد و صافی سطح بهتر شد و همچنین در تست ابزار ارتعاشی با مود بیضوی این دو حالت نیز از ماشین کاری با ابزار ارتعاشی خمشی نیز بهتر شد.