Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Análisis de elementos finitos y optimización de un dispositivo de corte asistido por vibración elíptica

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

El corte asistido por vibración elíptica 2D (EVC), que tiene ventajas significativas en la restricción del desgaste de la herramienta, la reducción del calor de corte y la mejora de la calidad de la superficie terminada, se considera ampliamente el método de máquina más prometedor para materiales difíciles de cortar y la formación de microtexturas. Basándose en la estructura EVC 2D determinada, se crearon tres estructuras de diferentes ángulos (30°, 60° y 90°) para la optimización y los modelos de elementos finitos correspondientes de las tres estructuras. Se realizaron los análisis de simulación de la estructura estática, la respuesta modal y armónica de estas estructuras. La estructura topológica de 60° se seleccionó para el modelo de diseño final después de la comparación exhaustiva sobre la frecuencia de resonancia, los modos de vibración y las amplitudes de vibración de las trayectorias elípticas en la punta de la herramienta. Se estableció el sistema de prueba de rendimiento para la prueba del dispositivo EVC 2D real, y se detallaron los análisis de comparación entre los resultados del análisis de elementos finitos y los resultados del experimento. Los datos experimentales mostraron que la estructura optimizada podría generar el lugar geométrico elíptico requerido para el corte por vibración elíptica. En comparación con los resultados del análisis de elementos finitos, se ha verificado con éxito el efecto de orientación del método de análisis de elementos finitos para la optimización de la estructura y la predicción de la trayectoria.