Simulation-based design of an ultrasonic-assisted air bearing spindle for micro machining
Simulation-based design of an ultrasonic-assisted air bearing spindle for micro machining
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基于仿真的微加工超声波辅助空气轴承主轴设计
DOI：
10.1016/j.procir.2019.04.163
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
J.C. Aurich
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Greco;A. Lange;B. Kirsch;J.C. Aurich
一种降低加工力和刀具磨损，特别是扩大微加工应用的可加工材料范围的可能性是应用振动辅助切割。本文介绍了一种用于微加工的超声辅助气体轴承主轴的仿真设计。描述了主轴的概念，包括轴颈和推力空气轴承的布置，驱动涡轮以及促进摆动刀具运动的机构。计算流体动力学(CFD)模拟用于优化主轴的功率和冷却单元。结构模拟提供了关于主轴转子的临界旋转和振动频率的信息。
One possibility to lower process forces, tool wear and especially to expand the machinable material range of micro machining applications is applying vibration-assisted cutting. In this paper, the simulation-based design of an ultrasonic-assisted air bearing spindle for micro machining applications is presented. The spindle concept, including the arrangement of journal and thrust air bearings, the driving-turbine as well as the mechanism that facilitates the oscillating tool motion is described. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are used to optimize the spindle’s power and cooling unit. Structural simulations provide information about critical rotational and vibrational frequencies of the spindle’s rotor.
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A. Lange;S. Greco;B. Kirsch;J.C. Aurich
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