آناليز پايداري ديناميكي ماشين سنگ گردساب تحت ارتعاشات خود تحريك لرزه

Dynamic Stability Analysis of Cylindrical Grinding Machine under Self Excited Chatter Vibration

از مهمترين اهداف پرداخت­ كاري بخصوص عمليات سنگ­ زني دستيابي به دقت و صافي سطح بهتر قطعات نهايي مي­باشد. لرزه در ماشين كاري، پديده ارتعاشي است كه مانع از رسيدن به اين دو هدف در سنگ ­زني مي­شود. در اين مقاله از ديدگاه تئوري و عملي به بررسي تحليل پايداري ديناميكي ماشين سنگ‌گردساب كه نقش اساسي در دقت و صافي سطح ماشين كاري دارد، پرداخته شده است. براي اين منظور تحليل مودال دستگاه سنگ گردساب براي به دست آوردن فركانسهاي طبيعي، شكل مدها در محدوده فركانسهاي بحراني هم با استفاده از نرم­ افزار ANSYS و هم به صورت تجربي با استفاده از تجهيزات سخت‌افزاري لازم و نرم ­افزارهاي مربوطه انجام شده و نتايج آنها با هم مقايسه شده است. سپس مدل ديناميكي ماشين سنگ ­گردساب با مدلسازي هندسي پديده سنگ ­زني، پيشنهاد شده و دياگرام پايداري جهت به دست آوردن مناطق پايدار و ناپايدار سنگ­ زني كه در آن كيفيت سطح و دقت ماشين كاري متفاوت است انجام شده است. در نهايت با انجام آزمايش تجربي، ميزان ارتعاشات بوجود آمده در نواحي پايدار و ناپايدار دياگرام مربوط به دستگاه، اندازه ­گيري و صحت دياگرام به دست آمده در اين مقاله تائيد شده است.

Dimensional accuracy and good surface finish in workpieces are the most important targets of finishing operations, such as grinding machining. The chatter in machining operation is one of drawbacks that restricts the quality of surface finish as well as accuracy. In this paper, dynamic stability analysis of the cylindrical grinding machine was conducted using theoretical and experimental modeling. For this purpose, modal analysis of the cylindrical grinding machine tool was performed to obtain natural frequencies and mode shapes of the machine in its frequency range using Ansys software as well as experimental method by appropriate hardware and software. Subsequently, their results were compared with together. Then, the dynamic model of grinding machine through modeling of the cutting tool operation was proposed and consequently, the stability diagram of the machine tool, showing the safe and stable region of machining operations was obtained. At last, the chatter vibration was measured in both stable and unstable regions of proposed diagram and accuracy of the stability diagram was verified.