Розмір шрифта:
ШИРОКОСМУГОВИЙ НАНОВІБРАЦІЙНИЙ ЗБУДЖУВАЧ ДЛЯ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ПЛАСТИН
Остання редакція: 2026-05-04
Анотація
У роботі досліджено можливість створення широкосмугового збуджувача наноамплітудних механічних коливань для твердосплавних різальних пластин WC-Co типорозміру 20×10×5 мм у діапазоні частот від 10 Гц до 3 МГц. Обґрунтовано використання електромагнітного впливу за принципом сили Лоренца у поєднанні з термопружним ефектом, що забезпечує генерацію коливань без застосування традиційних механічних приводів. Визначено, що у діапазоні 10 кГц – 3 МГц можливе ефективне збудження об’ємних пружних хвиль з амплітудою 0,1–50 нм. Побудовано карту власних резонансних частот пластини та встановлено раціональні точки прикладення збуджуючої сили. Запропоновано структуру лабораторної установки із замкненим контуром стабілізації амплітуди та лазерним доплерівським контролем переміщень
Ключові слова
нановібрації, широкосмуговий збуджувач, пружні хвилі, твердосплавна пластина, ультразвукова обробка, різальний інструмент
Посилання
1.Rinaldi G., Commandè L., Scalise L. Vibration-assisted machining of hard-to-cut materials: a review. Journal of Manufacturing Processes. 2023. Vol. 101. P. 1112–1136. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.05.052.
2.Ying N., Zhigang D., Zhuji J. A review on ultrasonic assisted machining of engineering ceramics. Journal of Manufacturing Processes. 2022. Vol. 84. P. 345–362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.10.024.
3.Bleicher F., Wiesinger G., Kumpf C., Finkeldei D., Baumann C., Lechner C. Vibration suppression of an elder single-flute end mill by adapting the process parameters. CIRP Annals. 2018. Vol. 67(1). P. 393–396. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2018.04.020.
4.Bartarya G., Choudhury S. K. State of the art in hard turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2022. Vol. 53(1). P. 1–14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2021.103862.
5.Jamshidi H., Nategh M. J. Theoretical and experimental investigation of the frictional behavior of the tool-chip interface in ultrasonic-vibration assisted turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2021. Vol. 65. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2012.09.008.
6.Algamili A. S., Khir M. H. M., Dennis J. O., et al. A review of actuation and sensing mechanisms in MEMS-based sensor devices. Nanoscale Research Letters. 2021. Vol. 16. P. 16. DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-021-03481-7.
7.Liu B., Liang L., Ma L. A broadband Lorentz force MEMS magnetometer with a permanent magnet configuration. Sensors and Actuators A: Physical. 2023. Vol. 354. Art. 114260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2023.114260.
8.Kovalevskyy S. Intelligent control systems for mechanical engineering technology tasks. Міжнародний науково-технічний журнал «Штучний інтелект». 2024. № 4(101). С. 218–227. DOI: https://doi.org/10.15407/jai2024.04.218.
9.Shen X., Zhang D., Duan J. et al. Elastic wave propagation and vibration characteristics of diamond-shaped metastructures. Smart Materials and Structures. 2021. Vol. 30. Art. 055017. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-665X/abee9a.
10.Rembe C., Dräbenstedt A. Optical-scanning vibrometer with a high-speed microscope lens and a laser Doppler distance sensor. Review of Scientific Instruments. 2020. Vol. 91. Art. 015113. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5130650.
2.Ying N., Zhigang D., Zhuji J. A review on ultrasonic assisted machining of engineering ceramics. Journal of Manufacturing Processes. 2022. Vol. 84. P. 345–362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.10.024.
3.Bleicher F., Wiesinger G., Kumpf C., Finkeldei D., Baumann C., Lechner C. Vibration suppression of an elder single-flute end mill by adapting the process parameters. CIRP Annals. 2018. Vol. 67(1). P. 393–396. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2018.04.020.
4.Bartarya G., Choudhury S. K. State of the art in hard turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2022. Vol. 53(1). P. 1–14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2021.103862.
5.Jamshidi H., Nategh M. J. Theoretical and experimental investigation of the frictional behavior of the tool-chip interface in ultrasonic-vibration assisted turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2021. Vol. 65. P. 1–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2012.09.008.
6.Algamili A. S., Khir M. H. M., Dennis J. O., et al. A review of actuation and sensing mechanisms in MEMS-based sensor devices. Nanoscale Research Letters. 2021. Vol. 16. P. 16. DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-021-03481-7.
7.Liu B., Liang L., Ma L. A broadband Lorentz force MEMS magnetometer with a permanent magnet configuration. Sensors and Actuators A: Physical. 2023. Vol. 354. Art. 114260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2023.114260.
8.Kovalevskyy S. Intelligent control systems for mechanical engineering technology tasks. Міжнародний науково-технічний журнал «Штучний інтелект». 2024. № 4(101). С. 218–227. DOI: https://doi.org/10.15407/jai2024.04.218.
9.Shen X., Zhang D., Duan J. et al. Elastic wave propagation and vibration characteristics of diamond-shaped metastructures. Smart Materials and Structures. 2021. Vol. 30. Art. 055017. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-665X/abee9a.
10.Rembe C., Dräbenstedt A. Optical-scanning vibrometer with a high-speed microscope lens and a laser Doppler distance sensor. Review of Scientific Instruments. 2020. Vol. 91. Art. 015113. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5130650.
Повний текст:
PDF