応用機械工学ジャーナル

概要

楕円振動支援切断装置の有限要素解析と最適化

Guilin Shi、Chen Zhang、Yingguang Li、Kornel F Ehmann、Yun Song、Ming Lu

2D楕円振動アシスト切削（EVC）は、工具摩耗の抑制、切削熱の低減、仕上げ面品質の向上に大きな利点があり、難削材やマイクロテクスチャー形成に対する最も有望な加工方法であると広く考えられています。特定の2D EVC構造に基づいて、最適化のための異なる角度（30°、60°、90°）の3つの構造と、3つの構造に対応する有限要素モデルが作成されました。これらの構造の静的構造、モード応答、調和応答のシミュレーション解析が行われました。工具先端の楕円軌道の共振周波数、振動モード、振動振幅について包括的に比較した後、60°のトポロジカル構造が最終設計モデルに選択されました。実際の2D EVCデバイスのテスト用に性能テストシステムが確立されており、有限要素解析の結果と実験結果の比較分析が詳細に行われています。実験データによると、最適化された構造は楕円振動切削に必要な楕円軌跡を生成できることが示されました。有限要素解析結果と比較すると、有限要素解析法の構造最適化と軌道予測への誘導効果が検証されました。