---

محاسبه نیروی برشی در همه فرآیندهای ماشینکاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، ضخامت براده تغییر شکل نیافته در فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بُعدی محاسبه و سپس، مدلی برای تعیین نیروی برشی در این فرآیند ارائه شده است. روابط تحلیلی نشان می‌دهند که بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی بیشتر از فرزکاری معمولی است ولی، میانگین نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی کاهش یافته است. برای راستی آزمایی مدل‌سازی پیشنهاد شده، به کمک یک تنظیم تجربی خاص و اِعمال ارتعاش یک بُعدی در راستای پیشروی به قطعه‌کار، نیروی برشی در فرزکاری معمولی و ارتعاشی به صورت تجربی اندازه گیری شده است. بزرگتر بودن بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و کاهش میانگین نیروی برشی در آن نسبت به فرزکاری معمولی، در نتایج تجربی نیز مشاهده می‌شود. مقایسه مقادیر متوسط نیروی برشی نشان می‌دهد که روابط تحلیلی برای پیش بینی نیروی برشی در فرزکاری معمولی به طور متوسط ۱۶% و در فرزکاری آلتراسونیکی به طور متوسط ۴۰% خطا دارد. با توجه به اینکه محاسبه تحلیلی ضخامت براده تغییر شکل نیافته و نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و همچنین مقایسه نیروهای تجربی با نیروهای مدل‌سازی شده، برای نخستین بار در این مقاله انجام شده است، می‌توان دقت روابط ارائه شده را قابل قبول دانست.

---

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 Al۷۰۲۲ 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 ۵/۳۳٪ 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 ۸/۱۰% در فرزکاری ارتعاشی نسبت به فرزکاری معمولی کاهش یافته است.