کاهش ارتعاشات خودتحریک در فرآیند میکروفرزکاری با استفاده از جاذب‌های ارتعاشی

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در این مقاله‏‌ به مسئلة فرونشاندن ارتعاشات خودتحریک در فرایند میکروفرزکاری به‌منظور دستیابی به دقت بیشتر، کیفیت سطح بهتر و نرخ برداشت ماده بالاتر پرداخته شده است. فرایند میکروفرزکاری به‌صورت سیستمی دو درجه آزادی مدل شده و آثار خروج از مرکز ابزار برش نیز در نظر گرفته شده است. به‌منظور افزایش پایداری سیستم در عمق برش بیشتر و در نتیجه نرخ برداشت مادة بالاتر، جاذب‌های ارتعاشی خطی و غیرخطی طراحی شده‌اند و مقادیر پارامترهای آنها توسط یک الگوریتم توسعه‌یافته بهینه شده است. تأثیر این جاذب‌ها بر پاسخ زمانی سیستم و ناحیة پایداری آن بررسی و نشان داده شده است که ارتعاشات سیستم به‌میزان قابل توجهی کاهش یافته و ناحیة پایداری نیز به‌طور محسوسی گسترش یافته است. در نهایت عملکرد انواع جاذب‌های ارتعاشی با یکدیگر مقایسه و بهترین نوع آن مشخص شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Frahm, H. “Device for damping vibrations of bodies”, US Patent No.989, 958, 1911.

[2] Ibrahim, R. A. “Recent advances in nonlinear passive vibration isolators.” Journal of Sound and Vibration 314, 2008, pp. 371-452.

[3] Snowdon, J. C., Vibration and Shock in Damped Mechanical Systems, John Wiley & Sons, New York, 1968.

[4] Febbo, M. “Optimal parameters and characteristics of a three degree of freedom dynamic vibration absorber.” Journal of Vibration and Acoustics, 134, 2012, pp. 10-21.

[5] Alexander, N.A., F. Schilder. “Exploring the performance of a nonlinear tuned mas sdamper”, Journal of Sound and Vibration, 271, 2009, pp. 15–24.

[6] Karyeaclis, M., T. K. Caughey. “Stability of a semi-active impact damper.” Journal of Applied Mechanics 56, 1989, pp. 926–940.

[7] Oueini, S. S., A. H. Nayfeh, J. R. Pratt. “A Nonlinear vibration absorber for flexible structures.” Nonlinear Dynamics, 15, 1998, pp. 259–282.

[8] Oueini, S. S., C. M. Chin, A. H. Nayfeh. “Dynamics of a cubic nonlinear vibration absorber.” Nonlinear Dynamics, 20, 1999, pp. 283–295.

[9] Gourdon, E., N. A. Alexander, C. H. Lamarque, S. Pernot, C. A. Taylor. “Nonlinear energy pumping under transient forcing with strongly nonlinear coupling theoretical and experimental results.” Journal of Sound and Vibration, 300, 2007, pp. 522–551.

[10] Kim, C., J. Mayor, J. Ni. “A static model of chip formation in micro scale milling.” Journal of Manufacturing Science and Engineering, 126, 2004, pp. 710–719.

[11] Kang, I., J. S. Kim, J. H. Kim, M. Kang, Y. Seo. “A mechanistic model of cutting force in the micro end milling process.” Journal of Material Processing Technology, 187, 2007, pp. 250-255.

[12] Bissacco, G., H. Hansen, J. Slunsky. “Modelling the cutting edge radius size effect for force prediction  in micro milling.” Manufacturing Technology, 57, 2008, pp. 113-116.

[13] Afazov, S. M., S. M. Ratchev, J. Segal. “Modelling and simulation of micro-milling cutting forces.” Journal of Materials Processing Technology, 210, 2010, pp. 2154-2162.

[14] Quintana, G., J. Ciurana, D. Teixidor. “A new experimental methodology for identification of stability lobes diagram in milling operations.” International Journal of Machine Tools & Manufacture, 48, 2008, pp. 1637–1645.

[15] Afazov, S. M., S. M. Ratchev, J. Segal, A. A. Popov. “Chatter modelling in micro-milling by considering process nonlinearities.” International Journal of Machine Tools & Manufacture 56, 2012, pp. 28–38.

[16] Bao, W. Y., I. N. Tansel. “Modelling micro-end-milling operations: Part II: tool run-out.” International Journal of Machine Tools & Manufacture, 40, 2000, pp. 2175–2192.

[17] Zhongqun, L., L. Qiang. “Solutions and analysis of chatter stability for end milling in the time-domain.” Chinese Journal of Aeronautics 21, 2008, pp. 169–178.