شبیه سازی عددی فرایند فرزکاری به کمک نواسانات مافوق صوت

امروزه و با پیشرفت علم مواد و با تولید مواد با خواص ویژه و جدید از قبیل سوپرآلیاژها، کامپوزیت ها و سرامیک های مورد کاربرد در صنایع پیشرفته استفاده از روش های سنتی فرزکاری برای تولید این قطعات امکان پذیر نمی باشد، زیرا در هنگام فرزکاری سنتی این مواد تنش بالای اعمالی به ابزار، تولید دماهای برشی بالا و در نتیجه فرسایش سریع ابزار رخ می دهد، بنابراین نیاز به روشهای نوینی است که بتوان این محدودیت های ذکر شده که ناشی از افزایش نیروهای ماشینکاری است، را برطرف نمود. همچنین برای بهبود فرآیند براده برداری و افزایش کیفیت سطح و دقت ابعادی استفاده از روش های جدید ضرورت دارد . یکی از این روش ها که قابلیت اضافه شدن به فرآیند فرزکاری سنتی را دارد، استفاده از نوسانات مافوق صوت در حین فرآیند ماشینکاری است. در این روش، نوسانات با فرکانسهای بالا و دامنه کم به قطعه کار یا ابزار اعمال می گردد. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی فرایند فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت به صورت سه بعدی در مقیاس ماکرو می باشد. در این تحقیق ابتدا روابط تحلیلی محاسبه نیروهای ماشینکاری مربوط به فرزکاری سنتی و فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت براساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته استخراج گردیده است. سپس شبیه سازی عددی فرآیند فرزکاری سنتی و فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت با اعمال نوسانات به قطعه کار در جهت پیشروی توسط نرم افزار اجزای محدود abaqusانجام و نیروهای ماشینکاری تعیین شده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که استفاده از روش شبیه سازی عددی سه بعدی بصورت ماکرو توسط نرم افزار اجزای محدود abaqus می تواند به عنوان ابزار مناسبی جهت محاسبه نیروهای ماشینکاری در فرآیند فرزکاری به کمک نوسانات مافوق صوت مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با توجه نتایج بدست آمده مشاهده شد که استفاده از نوسانات مافوق صوت در فرآیند فرزکاری باعث کاهش نیروهای ماشینکاری در اثر تغییر مسیر حرکت ابزار و برش منقطع می گردد.