کاهش ارتعاشات ابزار در تراشکاری به‌کمک ابزارگیر با قابلیت تغییر زاویه ابزار حین فرآیند

Abstract

زوایای ابزار تاثیر زیادی بر مکانیک برش و پارامترهای اصلی ماشینکاری مانند کیفیت سطح قطعه‌، عمر ابزار، انرژی مخصوص برش و پایداری دینامیکی فرآیند دارد، یکی از موضوعات پژوهشی دراین زمینه، توسعه مکانیزم‌هایی است که بکمک آنها بتوان کنترل بیشتری روی فرآیند ماشینکاری از جمله زوایای ابزار، بصورت همزمان با اجرای فرآیند ایجاد کرد. در پژوهش پیش‌رو مکانیزم ابزارگیر دو درجه آزادی جدید برای دستگاه تراش ارائه شده که قابلیت تنظیم زاویه آزاد و براده حقیقی ابزار را حین فرآیند تراشکاری فراهم می‌کند. هدف از طراحی این مکانیزم استفاده از آن برای توسعه یک روش جدید کنترل فعال برای کاهش ارتعاشات چَتِر و افزایش پایداری دینامیکی در فرآیند تراشکاری است. در این روش کنترلر از طریق حسگر ارتعاش، بروز چَتِر را تشخیص می‌دهد و با استفاده از مکانیزم، زاویه آزاد ابزار را کاهش می‌دهد، این‌امر باعث افزایش میرایی فرآیندی شده و با افزایش میرایی کل، موجب مهار ارتعاشات چَتِر می-شود. برای طراحی کنترل فعال چتر، ابتدا شبیه‌سازی در محیط MATLAB-Simulink انجام شد و سپس با توجه به نتایج شبیه‌سازی، یک کنترلر on/off طراحی و پیاده‌سازی شد. در ادامه برای ارزیابی عملکرد سیستم کنترل چَتِر، آزمون‌های تجربی انجام شد. نتایج حاصل از تست‌ها نشان داد که روش پیشنهادی عملکرد مناسبی در کاهش ارتعاشات چَتِر در فرآیند تراشکاری می‌تواند داشته باشد و منجر به افزایش قابل ملاحظه‌ای در دامنه پایداری فرآیند می‌شود.