مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تأثیر پارامترهای برشی و دامنه ارتعاش بر نیروی برشی در کنارتراشی ارتعاشی آلیاژ آلومینیم Al7022

نویسندگان
1 استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد
2 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
کاهش نیروی برشی در یک فرآیند ماشینکاری دارای مزایای فراوانی از جمله افزایش عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح ماشینکاری‌شده است. یکی از تکنیک‌های نوین برای کاهش نیروی برشی، براده برداری به کمک ارتعاش آلتراسونیک است. در این مقاله، فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بُعدی روی آلیاژ آلومینیم Al7022 مطالعه شده است. با طراحی یک مکانیزم مؤثر برای اِعمال ارتعاش آلتراسونیک به قطعه‌کار، تأثیر پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش شعاعی و دامنه ارتعاش بر مؤلفه‌های سه‌گانه نیروی برشی و برآیند آنها در هر دو فرآیند فرزکاری معمولی و فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. اِعمال ارتعاش آلتراسونیک به فرزکاری، بیشترین تأثیر را بر مؤلفه پیشروی نیروی برشی که در راستای ارتعاش قطعه‌کار است، گذاشته و به طور متوسط آن را 5/33٪ کاهش داده است. هرچه سرعت برشی کوچکتر و دامنه ارتعاش بزرگتر باشد، میزان جدایش ابزار و قطعه‌کار در قسمت‌هایی از هر سیکل ارتعاشی افزایش یافته و مؤلفه پیشروی نیروی برشی کاهش بیشتری می‌یابد. برآیند نیروی برشی نیز به طور متوسط 8/10% در فرزکاری ارتعاشی نسبت به فرزکاری معمولی کاهش یافته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Effect of Cutting Parameters and Vibration Amplitude on Cutting Forces in Vibration-Assisted Side Milling Process of Al7022 Aluminum Alloy

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Abootorabi Zarchi 1
Mohammad Reza Razfar 2
Amir Abdullah 2
1 Assist. Prof., Mech. Eng., Yazd Univ., Yazd, Iran
چکیده English

Reduction of cutting force in a machining process offers several advantages including increase in tool life, and improvement in the quality of the machined surface. One the new techniques for reducing cutting force relates to ultrasonic vibration assisted machining. In the present paper, one-dimensional ultrasonic vibration-assisted side milling process of Al7022 aluminum alloy has been studied. In order to investigate the effect of cutting speed, feed rate, radial depth of cut, and vibration amplitude on three cutting force components and their resultant, a special experimental setup has been designed and established which applies one dimensional ultrasonic vibration to work piece. Applying the ultrasonic vibrations on milling process, affects mostly on feed component of cutting force which is unidirectional with the work piece vibration, and decreases it by 33.5% in average. Decrease in cutting speed and increase in vibration amplitude, results to increase the separation of tool and work piece from each other in a portion of each vibration cycle, and larger decrease of the feed force. The average decrease of the resultant cutting force in ultrasonic-assisted milling process is 10.8%.

کلیدواژه‌ها English

Ultrasonic Assisted Milling
Conventional Milling
cutting force
Vibration Amplitude
Cutting Speed