EFFECTS OF CANTILEVER LENGTH AND DIAMETER OF THE CUTTING TOOL ON RESONANCE FREQUENCY IN ULTRASONIC ASSISTED MACHINING

Trong gia công có hỗ trợ siêu âm, cần phải vận hành bộ truyền động rung ở tần số cộng hưởng của bộ phát rung. Bài báo này trình bày một phương pháp đơn giản để xác định nhanh tần số cộng hưởng của hệ thống rung siêu âm cho các giá trị khác nhau của đường kính và chiều dài công-xôn của dụng cụ cắt. Áp dụng phương pháp V-I, tần số cộng hưởng của thiết bị gia công có hỗ trợ siêu âm có thể được đo bằng trở kháng điện. Kết quả cho thấy, cả chiều dài công-xôn và đường kính của dụng cụ cắt đều có ảnh hưởng đáng kể đến tần số cộng hưởng. Với một dụng cụ có đường kính cho trước, chiều dài công-xôn của dụng cụ cắt có thể được điều chỉnh để thiết lập sao cho hệ thống hoạt động với tần số cộng hưởng của hệ. Do đó, các kết quả thu được sẽ hứa hẹn ứng dụng trong thiết kế và vận hành hệ thống rung trong gia công có siêu âm trợ giúp.

Proof of Principle of a Rotating Actuator Based on Magnetostrictive Material with Simultaneous Vibration Amplitude

Magnetostrictive materials are a group of smart materials with comparable properties to piezoelectric materials regarding strain and operating frequency. In contrast, the Curie temperature is much higher and the principle effect allows different actuator designs. Especially in the case of rotating actuators in ultrasonic assisted machining, a high potential is seen for a simplified energy transmission. In the study, a test stand for a rotating actuator with simultaneous vibration in longitudinal direction was designed to show the proof of principle for this idea. It was shown that the current inducing the magnetic field as well as its frequency influence the amplitude of the rotating actuator. This is a first step to developing a rotating actuator for ultrasonic machining.

Comparison of Different FEM Software in Terms of Hot Ultrasonic Assisted Machining Technique

In this study, hot ultrasonic assisted machining of Hastelloy-X material was compared using two different finite element software (DEFORM and AdvantEdge). The results obtained from the two software were compared in terms of maximum cutting tool temperature, average cutting force and maximum effective stresses. The simulations were performed in 2D. The results obtained from the two software were compared with the experimental study in terms of maximum cutting tip temperatures.

Investigation of strengthening effect on the machining rigidity in longitudinal torsional ultrasonic milling of thin-plate structures

Weak-stiffness structures are difficult to be machined because of their low stiffness, large deformation and poor stability through conventional machining. Ultrasonic-assisted machining has the superiority of reducing cutting force and increasing stiffness, which can result in better cutting performance particularly in machining weak-stiffness structures. In this article, the stiffness-strengthening effect of longitudinal torsional ultrasonic milling of thin-plate structures is thoroughly investigated by theoretical analysis and experimental trials. The strengthening coefficient of equivalent stiffness is obtained by analyzing the forced vibrations of the thin-plate structure under conventional milling and ultrasonic milling loading, respectively. The ultrasonic vibration period and the actual cutting time in one ultrasonic vibration period are proved to be the factors responsible for the stiffness-strengthening effect in ultrasonic cutting. When compared with conventional milling, longitudinal torsional ultrasonic milling trials show that the equivalent stiffness of the machining system can be increased by 1.92 times, despite the rigidity strengthening coefficient decreases with the increasing spindle speed.