آنالیز اثر نیرو و گشتاور ماشین کاری بر روی مقادیر برلحظه نیروهای عکس‌العمل در سیستم جاسازی قید و بندها

Abstract

مقادیر نیروهای عکس ­العمل در قید و بندها جزو پارامترهای اساسی در مراحل طرح­ ریزی و طراحی المان­ های قید و بند به شمار می ­رود. مقدار این نیروها در هریک از نقاط جاسازی ثابت نبوده و تابعی از مقدار و جهت نیروی برآیند بست (به عنوان نیروی گذرا) و نیرو و گشتاور ماشین­ کاری (به­ عنوان نیروی فعال) است. از آنجا که بزرگی، موقعیت و جهت نیرو و گشتاور ماشین­ کاری در هر لحظه متغیر است، مطالعه اثر آن بر روی نیروهای عکس ­العمل، فرآیندی پیچیده به شمار می­رود. در این مقاله، یک مدل تحلیلی برای بررسی اثر نیروها و گشتاور ماشین­ کاری بر روی مقادیر برلحظه نیروهای عکس­ العمل در جاسازها ارائه شده است. در این مدل، ابتدا مقادیر و جهت نیروها و گشتاورهای ماشین­ کاری در هرلحظه بر روی مسیر حرکت ابزار محاسبه شده و سپس با استفاده از این پارامترها به­ عنوان ورودی مدل تحلیلی، مقادیر برلحظه نیروهای عکس ­العمل در هریک از جاسازهای شش ­گانه محاسبه شده است. آنالیز المان محدود برای صحت­ سنجی مقادیر پیش ­بینی­شده توسط مدل تحلیلی اجرا شده است. برای این منظور، کدهای لازم نوشته شده و مقادیر نیروهای عکس­العمل بدست­آمده از شبیه­سازی با مقادیر متناظر آن­ها از مدل تحلیلی مقایسه شده است. یک قطعه­کار سه­بعدی با سیستم جاسازی 1-2-3 که تحت عملیات فرزکاری قرار گرفته است، به­عنوان مطالعه موردی برای بررسی کارائی مدل پیشنهادی استفاده شد. بیشینه مقدار خطا در محاسبه نیروهای عکس­العمل از مدل تحلیلی پیشنهادی برابر با 9/10 درصد بدست آمد که بیانگر دقت بالای نتایج تحلیلی است.