Revista de Engenharia Mecânica Aplicada

Abstrato

Análise e otimização por elementos finitos de um dispositivo de corte elíptico assistido por vibração

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

O corte assistido por vibração elíptica 2D(EVC), que apresenta vantagens significativas na restrição do desgaste da ferramenta, na redução do calor de corte, na melhoria da qualidade da superfície acabada, é amplamente considerado o método de máquina mais promissor para materiais difíceis de corte e formação de microtexturização. Com base na estrutura EVC 2D específica, são criadas três estruturas de ângulos diferentes (30°, 60° e 90°) para otimização e os modelos de elementos finitos correspondentes das três estruturas. Foram realizadas análises de simulação da estrutura estática, resposta modal e harmónica destas estruturas. A estrutura topológica de 60° foi selecionada para o modelo de projeto final após a comparação abrangente sobre a frequência de ressonância, modos de vibração e amplitudes de vibração das trajetórias elípticas na ponta da ferramenta. O sistema de teste de desempenho foi estabelecido para o teste do dispositivo EVC 2D real, e as análises de comparação entre os resultados da análise de elementos finitos e os resultados da experiência foram detalhadas. Os dados experimentais mostraram que a estrutura otimizada poderia gerar o lugar elíptico necessário para o corte vibratório elíptico. Comparando com os resultados da análise de elementos finitos, verificou-se com sucesso o efeito de orientação do método de análise de elementos finitos para a otimização da estrutura e previsão de trajetórias