حل تحلیلی پدیده چتر غیرخطی در عملیات ماشینکاری دورانی
چکیده
فرایند ماشینکاری فلزات، با مشکلی بزرگ به نام چتر در جهت ایجاد سطح با کیفیت مطلوب در تولید انبوه با مقدار براده برداری زیاد روبرو بوده است . پدیده چتر یک نوع ارتعاش خودتحریک ناپایدار است که در اثر عوامل متعددی ممکن است رخ دهد؛ در این میان چتر احیاکننده رایج ترین علت رخداد چتر می باشد. در این پایان نامه به منظور بررسی تأثیر پارامترهای مختلف براده برداری بر روی پدیده چتر، از یک مدل سه بعدی غیرخطی برای فرآیند تراشکاری متعامد استفاده شده است. قطعه کار به عنوان یک محور در حال دوران مدل سازی شده است. در ادامه معادلات حرکت برای ارتعاشات عرضی قطعه کار به صورت معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی به دست آمده اند. سپس با استفاده از روش مودهای فرضی، معادلات دیفرانسیل حاکم بر مسئله به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تبدیل شده اند. در نهایت با استفاده از روش مقیاس های چندگانه، حل تحلیلی برای این مسئله غیرخطی ارائه شده است. با استفاده از این مدل تأثیر پارامترهای قطعه-کار همچون طول، قطر و سرعت دورانی بر ارتعاشات آزاد آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از این مدل، تأثیر قطر قطعه کار و پارامترهای براده برداری همچون موقعیت طولی ابزار براده برداری، عرض براده برداری، عمق براده برداری برای حالت های با و بدون مرغک بر ارتعاشات قطعه کار مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که افزایش پارامترهای متناظر با موقعیت طولی ابزار براده برداری، عمق براده برداری و عرض براده برداری که به هندسه ابزار براده برداری وابسته است، باعث کاهش پایداری فرآیند براده برداری و افزایش احتمال بروز پدیده چتر می گردد. با افزایش پارامتر متناظر با قطر قطعه کار، میزان پایداری فرآیند افزایش می یابد. همچنین استفاده از مرغک برای براده برداری در موقعیت نزدیک به انتهای طول قطعه کار باعث افزایش پایداری فرآیند نسبت به حالت بدون استفاده از مرغک می شود.