تحليل اجزاي محدود و آزمايش در فرايند ماشينكاري با ارتعاش اولتراسونيك يك جهته و بيضوي بر روي قطعه كار اينكونل 738

One directional and elliptical ultrasonic vibration assisted cutting of IN738

در اين مقاله، ماشينكاري ارتعاشي يك جهته و بيضوي بر روي قطعه كار سوپر آلياژ اينكونل 738 تحت فركانس اولتراسونيك بررسي شد. ابتدا، توسط نرم افزار اجزاي محدود ام اس سي- مارك، فرايندها مدل سازي شدند و ارتعاش اولتراسونيك بر ابزار صلب در جهت سرعت برشي براي فرايند ماشينكاري ارتعاشي يك جهته و در جهت سرعت برشي و عمق برش براي فرايند ماشينكاري ارتعاشي بيضوي اعمال گرديد. تحليل نيرو انجام و تاثير هر كدام از فرايندها بر نيروي ماشينكاري بررسي گرديد. سپس آزمايش هاي لازم بر روي هر كدام از فرايندها توسط دستگاه تراش سي ان سي بسيار دقيق و ابزار الماس تك كريستال انجام شد و نتايج آزمايش با اجزاي محدود مقايسه گرديد. نتايج نشان مي دهد كه روند تغييرات روش تحليل اجزاي محدود با آزمايش هاي انجام شده مشابه مي باشد. همچنين، مزيت هاي فرايند ماشينكاري ارتعاشي بيضوي بر روي قطعه كار سوپر آلياژ اينكونل 738 مانند ديگر مواد شامل مس، آلومينيوم و تنگستن به تاييد رسيد.

One directional and elliptical vibration cutting of IN738 at ultrasonic frequency has been investigated both experimentally and by FEM in the present study. The influence of each process on the cutting force was studied. The FEM modeling was carried out by using MSC-MARC. The results were compared with the experimental findings of the conventional cutting. The ultrasonic vibration was applied to a rigid cutting tool along the cutting velocity in one directional vibration cutting. In elliptical vibration cutting the vibration was applied both along the cutting velocity and in the chip flow direction. The experiments were carried out on an ultra precision CNC lathe with single crystal diamond tools. The same effects were confirmed in the machining practice and by FEM. It was quite feasible when machining IN738 to obtain the advantages of elliptical vibration cutting already reported for some other materials such as copper, aluminum, tungsten and super alloys.