ابزار چرخان ارتعاشي در فرايند تراشكاري به كمك ارتعاش اولتراسونيك

Rotary vibration tool in ultrasonic vibration-assisted turning process

در اين مقاله به طراحي، ساخت ابزار چرخان ارتعاشي و انجام آزمايش ها در فرايند تراشكاري به كمك ارتعاش اولتراسونيك پرداخته مي شود. ابزار چرخان ارتعاشي تركيبي از ابزار چرخان تراشكاري و تراشكاري به كمك ارتعاش اولتراسونيك مي باشد. اين ابزار در حين تراشكاري چرخانده و توسط مولد امواج اولتراسونيك به همراه ترانسديوسر 20 كيلو هرتز در جهت سرعت برشي مرتعش مي شود. براي ارتعاش ابزار، يك هورن از جنس فولاد ضدزنگ با فركانس تشديد 20618 هرتز توسط نرم افزار آباكوس تحليل و سپس ساخته شد. اينسرت مورد استفاده در اين ابزار از نوع گرد با قطر 10 ميلي متر مي باشد. براي چرخش ابزار از يك موتور الكتريكي و چرخ زنجير استفاده شد. قيد و بند براي مونتاژ قطعات طوري طراحي شد كه بتوان آن را بر روي دستگاه تراش نصب كرد. پس از طراحي و ساخت ابزار آزمايش هايي براي بررسي نيروهاي ماشينكاري و زبري سطح قطعه تراشيده شده با اين ابزار انجام و مقايسه آن با ابزار چرخان معمولي بر روي آلومينيوم 7075 انجام شد. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه ارتعاش اولتراسونيك در اين فرايند باعث كاهش نيروهاي ماشينكاري و بهبود كيفيت سطح مي شود.

In this paper an innovative vibration rotary tool was designed and manufactured. Vibration turning tool is a compound of turning rotary tool and ultrasonic assistant turning. In this tool, an ultrasonic wave generator with power equal to 20 KHz transducer that has a rotational motion during the process was used. For tool vibration, a stainless horn with resonance frequency equal to 20618 Hz, were designed and manufactured. Round insert with 10 millimeter diameter were used. One of the most important key points in this setup is that the simultaneous rotation and vibration has to be achieved. For rotational motion a motor power and a rack and pinion were used. Also a structure with ability to mount on turning machine were designed and manufactured. Cutting force and surface roughness for each experiment were measured and compared with data collected from conventional rotary tool on 7075 aluminum material. Results shows that ultrasonic vibration cause decreasing in cutting tools and surface roughness, tremendously.