طراحی یک جاذب دینامیکی ارتعاش جدید برای کاهش ارتعاش ابزار داخل‌تراش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله  یک جاذب دینامیکی ارتعاش جدید و  قابل اجرا، برای کاهش ارتعاش ابزار داخل تراش با طول بلند معرفی می‌شود. این جاذب دینامیکی ارتعاش باعث کاهش ارتعاش عرضی ابزار در فرآیند داخل تراشی می‌شود. برای این منظور ابتدا ابزار داخل‌تراش در حالت مجهز به جاذب دینامیکی ارتعاش پیشنهادی مدلسازی می‌شود و سپس معادلات حاکم بر سیستم با محاسبه انرژی جنبشی و پتانسیل سیستم و با استفاده از اصل همیلتون تعمیم یافته استخراج می‌شود. با توجه به اینکه ارتعاش اصلی ابزار داخل تراش در مود اول ظاهر می‌شود لذا برای طراحی و تعیین ابعاد و مشخصات فنی جاذب دینامیکی ارتعاش، سیستم ابزار داخل تراش و جاذب متصل به آن، به صورت یک مدل معادل دو درجه آزادی تقریب زده شده است. سپس سفتی و جرم معادل ابزار داخل تراش و جاذب استخراج می‌شود. در انتها  تاثیر مقدار پارامترهای مختلف سیستم بر مقدار مشخصات فنی جاذب مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با توجه به فضای قابل استفاده برای جاذب دینامیکی ارتعاش لازم است که یک مصالحه برای تعیین ابعاد و مشخصه‌های فنی جاذب صورت پذیرد. نتایج حاصل می‌تواند پژوهشگران و مهندسان در صنعت را برای طراحی سیستم جاذب دینامیکی ارتعاش برای افزایش کیفت در فرآیند داخل‌تراشی کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Siddhpura M, Paurobally R. A review of chatter vibration research in turning. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2012; 61, 27–47.
  • Hendrowati W, Guntur HL, Daman AAA, Lestari H. Analytical and experimental study of translational vibration response’s reduction on aluminum (Al) drilling process using translational mass vibration absorber (TMVA) system. AIP Conference Proceedings, 2019; Vol. 2187.
  • Xia F, Liu Z, Song Q. Boring bar with constrained damping. Hangkong Xuebao/Acta Aeronautica et Astronautica Sinica. 2014 Sep; 35, 9: 2652–2659.
  • Tunç LT, Budak E. Effect of cutting conditions and tool geometry on process damping in machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2012 Jun; 57: 10–19.
  • Lei X, Wu C. Investigating the Optimal Damping Performance of a Composite Dynamic Vibration Absorber with Particle Damping. Journal of Vibration Engineering & Technologies. 2018; 6, 6: 503–511.
  • Liu X, Liu Q, Wu S, Li R, Gao H. Analysis of the vibration characteristics and adjustment method of boring bar with a variable stiffness vibration absorber. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018; 98,1–4: 95–105.
  • Houck L, Schmitz TL, Scott Smith K. A tuned holder for increased boring bar dynamic stiffness. Journal of Manufacturing Processes. 2011; 13,1: 24–29.
  • Rubio L, Loya JA, Miguélez MH, Fernández-Sáez J. Optimization of passive vibration absorbers to reduce chatter in boring. Mechanical Systems and Signal Processing. 2013;41,1–2: 691–704.
  • Abele E, Haydn M, Grosch T. Adaptronic approach for modular long projecting boring tools. CIRP Annals- Manufacturing Technology. 2016; 65,1: 393–396.
  • Chen F, Hanifzadegan M, Altintas Y, Lu X. Active damping of boring bar vibration with a magnetic actuator. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2015; 20,6: 2783–2794.
  • Matsubara A, Maeda M, Yamaji I, Vibration suppression of boring bar by piezoelectric actuators and LR circuit. CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2014; 63,1: 373–376.
  • Rahi A, Hosseinpour M, Investigation of dynamic absorber parameters to improve the vibration behavior of boring bar. Iranian Journal of Manufacturing Engineering. 2022;9,7: 1-8.
  • Patel A, Yadav A, Law M, Bhattacharya B, Wahi P. Damped Chatter Resistant Boring Bar Integrated with an Absorber Working in Conjunction with an Eddy Current Damper. Journal of Vibration Engineering & Technologies. 2022 Sep, doi: 10.1007/s42417-022-00684-9.
  • Jialin L, Jiangchuan N, Yongjun S, Shaopu Y. Vibration control of linear boring bar by dynamic vibration absorber combined with nonlinear energy sink. Lixue Xuebao/Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2021 Nov; 53,11: 3124–3133. doi: 10.6052/0459-1879-21-475.
  • Zabieh Hosenian N, Fatemiyan SM, Moatakef Emani B. Reducing the vibrations of the tool inside the lathe with the help of an active dynamic absorber. The second national conference on machining and advanced machine tools. 2022.
  • Yadav A, Talaviya D, Bansal A, Law M. Design of chatter-resistant damped boring bars using a receptance coupling approach. Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2020; 4,2: 53.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار