بررسی تئوری و تجربی ارتعاشات چتر در شرایط ماشینکاری خشک و تر در فرآیند تراشکاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان. بهبهان، ایران.

چکیده

تراشکاری یکی از رایج‌ترین فرآیندهای براده‌برداری می‌باشد. چتر خودتحریک که از متداول‌ترین عوامل ناپایداری برش است می‌تواند به شدت موجب پایین آمدن راندمان براده‌برداری و کاهش کیفیت سطح ماشینکاری گردد. با تعیین نمودار حد پایداری، می‌توان نواحی پایدار و ناپایدار برش را پیش‌بینی نمود. با کمک این نمودار و با انتخاب مناسب‌ترین سرعت اسپیندل و عمق برش می‌توان به راندمان ماشینکاری بالاتری دست یافت. علی‌رغم اهمیت خنک‌کاری با سیال برش، تاکنون کمتر به بررسی تأثیر خنک-کاری بر پایداری چتر در فرآیندهای ماشینکاری پرداخته شده است. از‌این‌رو در پژوهش حاضر، با توجه به اهمیت موضوع، ارتعاشات چتر در فرآیند تراشکاری به صورت تئوری و تجربی برای دو شرایط خنک‌کاری شامل ماشینکاری خشک و ماشینکاری تر بررسی شده‌ است. ابتدا یک مدل جدید جهت پیش‌بینی نیروی تراشکاری به روش نیمه‌تجربی و با استفاده از برنامه‌ریزی بیان ژن توسعه داده شده است .در این مدل‌سازی، نیروی تراشکاری به صورت تابعی از پارامترهای برش و شرایط خنک‌کاری بدست می‌آید. سپس از مدل‌ نیروی بدست آمده جهت پیش‌بینی منحنی حد پایداری برای دو حالت خنک‌کاری (خشک و تر) استفاده شده است. در مرحله بعد، نمودارهای حد پایداری توسط داده‌های تجربی، ارزیابی شده‌اند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تطابق خوبی بین منحنی‌های حد پایداری و داده‌های تجربی چتر وجود دارد. همچنین خنک‌کاری با سیال برش در تراشکاری تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر جابه‌جایی نمودار حد پایداری دارد. از طرف دیگر در محدوده آزمایش‌های این پژوهش دو ناحیه عملیاتی مجزا با پایداری متفاوت قابل شناسایی است که با انتخاب نواحی پایدار می‌توان به توانایی ماشینکاری مطلوب‌تری دست یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Theoretical and Experimental Study of the Chatter Vibration in Dry and Wet Machining Conditions in the Turning Process

نویسندگان [English]

  • Mohsen Emami
  • Atiyeh Karimi Pour
Department of mechanical engineering, Faculty of engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran.
چکیده [English]

Turning is one of the most commonly used material removal processes. The self-excited chatter, which is one of the most common causes of cutting instability, decreases machining efficiency and surface quality extremely. The stable and unstable regions of the cutting are predicted by determining the stability lobe diagram (SLD). With the aid of this diagram and choosing the most suitable spindle speed and depth of cut a higher machining efficiency can be achieved. Despite the importance of cooling with cutting fluid, less attention has been paid to the effect of cooling on the chatter stability in machining processes. Therefore, in the present study, due to the importance of the subject, the chatter vibration in the turning process has been theoretically and experimentally investigated for two cooling conditions including 1- dry machining and 2- wet machining. First, a new model has been semi-empirically developed for prediction of turning force using Genetic Expression Planning (GEP). In this modeling, the turning force is obtained as a function of cutting parameters and cooling conditions. Then, the extracted force model is used to predict the chatter stability limit diagram (SLD) for two cooling conditions (dry & wet). In the next step, the SLDs have been evaluated by empirical data. The results of this research show that there is a good agreement between the SLDs and experimental chatter data. Moreover, the cooling with cutting fluid in the turning process has a significant effect on the displacement of the SLD.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Turning process
  • Cutting fluid
  • Force model
  • Stability limit diagram (SLD)