بررسي تحليلي و تجربي واكنش ابزار برش و قطعه كار بر اثر پديده لرزه در تراش كاري

Analytical and experimental analysis of response of the cutting tool and the workpiece by the chatter phenomenon in turning

پديده لرزه، ارتعاشات خودتحريكي است كه در فرآيندهاي ماشين كاري ظهور نموده و سبب كاهش صافي سطح، صدمه به ابزار و قطعه كار و در موارد شديدتر آسيب به دستگاه و اپراتور مي گردد. شناخت اين پديده مي تواند سبب انتخاب صحيح پارامترهاي ماشين كاري شود و از بروز آن اجتناب شود. يكي از روش هاي شناخت يك پديده فيزيكي مدل سازي رياضي آن است. در اين مقاله سعي شده است پايه اي مستحكم براي شبيه سازي پديده لرزه گذاشته شود. تعدادي آزمايش انجام شد كه در آن پديده لرزه رخ داده است. در آزمايش ها نيروهاي برش و جابجايي ابزار و قطعه كار بدست آمد. به كمك تحليل سيستم محيط پيوسته نيروهايي كه باعث ايجاد جابجايي در ابزار و قطعه كار شده است به دست آمده و صحت آن با مقادير ثبت شده توسط دينامومتر به اثبات رسيده است. نشان داده شده است كه اندكي از انرژي وارده به قطعه كار به تغيير شكل خطي تبديل شده و بيشتر آن قابل اندازه گيري مستقيم نبوده از اين رو مدل سازي ابزار در پديده لرزه در تراش-كاري هم ساده تر و هم دقيق تر از مدل سازي قطعه كار است.

Chatter phenomenon is self-exited vibrations in machining processes that reduces the surface finish, causes damages to the tool and workpiece and in severe cases can be detrimental to the machine and operator. Understanding this phenomenon leads to the right choice of machining parameters and helps avoiding it. One way to understand a physical phenomenon is through its modeling. In this paper, a strong base was built to simulate the chatter phenomenon. A number of tests were carried out where chatter phenomenon occurred. In the tests, cutting forces and displacements of tool and the workpiece were recorded. The forces that cause displacement in the tool and the workpiece were obtained by continuum system analysis and verified by the dynamometer records. It has been shown that the most part of machining energy is not sensible in workpiece and therefore the modeling of the tool in turning process is simpler and more accurate than the workpiece modeling.