مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل دقیق پدیده چتر ماشین ابزار در فضای پارامترهای سیستم

نویسندگان
1 عضو هیات علمی- گروه مهندسی مکانیک-دانشگاه حکیم سبزواری
2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
یکی از معمول‌ترین مشکلاتی که در حین عملیات ماشینکاری اتفاق می‌افتد پدیده چتر ماشین ابزار است که تاثیرات بدی روی کیفیت سطح، دقت ابعادی، عمر ابزار و عمر دستگاه می‌گذارد. معادلات ریاضی حاصل از مدلسازی پدیده چتر را میتوان به شکل معادلات دیفرانسیل تاخیری خطی بیان کرد. وجود ترم تاخیر در معادلات دیفرانسیل، تحلیل را پیچیده و مشکل می‌کند. معادله مشخصه این نوع معادلات دارای بینهایت ریشه میباشد؛ در نتیجه روشهای تحلیلی بررسی این مدلهای ریاضیاتی بسیار پیچیده بوده و از طرفی روشهای تقریبی از دقت مناسب برخوردار نیستند. در این مقاله از یک روش جدید برای تعیین نواحی دقیق پایداری در فضای پارامترهای سیستم چتر ماشین ابزار استفاده می‌شود. در این روش ابتدا نقاط انشقاق تعیین میشود و سپس به کمک تابع لمبرت نواحی پایدار چتر تعیین میشود. مزیت این روش سادگی اجرای آن و نیز قابلیت استفاده در سیستم‌های با تاخیر زمانی خطی مرتبه بالا می‌باشد. به کمک این روش و رسم نواحی پایداری برای این سیستم می‌توان سرعت مناسب دستگاه تراش برای جلوگیری از چتر را انتخاب کرد. این روش جدید در مقایسه با روشهای گرافیکی، محاسباتی و تقریبی از دقت بالایی برخوردار است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Exact stable regions in the parameter space of machine tool chatter

نویسندگان English

Reza Hasanzadeh Ghasemi 1
Ali Ghaffari 2
چکیده English

One of the most common problems that occur during machining is Machine tool chatter, which adversely affects surface finish, dimensional accuracy, tool life and machine life. Machine tool chatter can be modeled as a linear time invariant differential equation with time delay or delay differential equation. Infinite dimensional nature of delay differential equations is apparent in the study of time delay systems. The analytical stability methods are thus more difficult for these differential equations and approximate methods do not give accurate results. In this paper, a new method is developed to determine the exact stable region(s) in the parameter space of machine tool chatter. In this method, first, the bifurcation points are determined. Then, the Lambert function is used to decide on the stability characteristics of each particular region. The advantages of this method are simple implementation and applicability to high order linear time delay systems. By resulting stability regions from this method, we can choose an optimal spindle speed to suppress the chatter. The new approach is the most acceptable method with comparison to traditional graphical, computational and approximate methods due to excellent accuracy and other advantages.

کلیدواژه‌ها English

Stability
chatter
Bifurcation
Lambert function