مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی پایداری فرآیند در تراشکاری ارتعاشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشیار گروه ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
ارتعاش لرزه که در این تحقیق بر روی آن تمرکز شده است، نوعی ارتعاش خود برانگیخته است که در فرآیندهای گوناگون ماشین‌کاری نظیر فرزکاری و تراشکاری به وجود می‌آید. این نوع از ارتعاشات بعد از ایجاد به سرعت رشد کرده و پروسه ماشینکاری را ناپایدار می‌کند. از عوارض این پدیده می‌توان به سر و صدای اضافی دستگاه، سطوح موجدار، براده‌های منقطع همچنین شکست ابزار و اجزای ماشین اشاره کرد. عمق برش مهمترین پارامتر بروز لرزه در فرآیند تراشکاری است. اجتناب از عمق برش بحرانی سبب اطمینان از پایداری فرآیند خواهد بود. از روشهای به دست آوردن عمق برش بحرانی، مدلسازی فرآیند است. فرآیند تراشکاری ارتعاشی با مزیت های فراوان دارای ماهیتی متفاوت از تراشکاری سنتی است. در این مقاله به کمک مدلسازی این فرآیند و حل عددی آن، مقادیر عمق برش بحرانی به دست آمده و به کمک آزمایش و قیاس با تراشکاری سنتی صحت سنجی آن انجام شده است. در فرآیند تراشکاری ارتعاشی، هرچه نسبت زمان براده برداری به کل تناوب ارتعاش کمتر باشد، فرآیند پایداری بیشتری خواهد داشت. این نسبت با فرکانس و دامنه ارتعاش نسبت مستقیم و با سرعت برشی نسبت عکس دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Stability Analysis of the Vibration Assisted Turning Process

نویسندگان English

Morteza Shankayi 1
Mohammad Javad Nategh 2
2 Assoc. Prof, Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده English

Chattering, being the focus of this study is a kind of self-excited vibration that is encountered in different machining processes such as milling and turning. This type of self-excited vibration rapidly develops after commencement and destabilizes the whole process. This phenomenon leads to, among others, increased noise, wavy surface finishes, discontinuous chips, and failure in the tool or machine parts. The depth of cut is the main parameter in the occurrence of chattering in machining processes. Avoiding the critical depth of cut ensures the stability of the process. Process modeling is a way to obtain the critical depth of cut. The vibration assisted turning process, having many advantages, is of a different nature than the conventional machining. In this paper, the vibration assisted turning process is modeled and numerically solved and the critical depth of cut is obtained. Validation of the results is performed using experimental data and comparison with conventional machining. In the vibration assisted turning process, higher stability is obtained with lower ratios of cutting duration to the total vibration period. This ratio is directly proportional to vibration frequency and amplitude and is inversely proportional to the cutting speed.

کلیدواژه‌ها English

Turning
chatter
vibration assisted turning
Dormand-Prince method