ارائۀ یک روش تجربی به منظور اندازه‌گیری نیروهای عکس‌العمل جاسازها در قیدوبندهای فرزکاری

سفتی تماسی میان قطعه‌کار و سامانۀ جاسازی قیدوبند، یکی از عوامل تعیین کنندۀ میزان پایداری قطعه‌کار در حین فرآیند ماشینکاری می‌باشد. اما محاسبۀ این سفتی تماسی مستلزم اندازه‌گیری دقیق نیروهای تکیه‌گاهی در محل جاسازها می‌باشد که در اثر عواملی نظیر نیروی بست‌ها، نیروهای ماشینکاری، نیروی وزن قطعه‌کار و اثرات اصطکاک میان قطعه‌کار و اجزاء قیدوبند ظاهر می‌شوند. تاکنون روش‌های تحلیلی متعددی به منظور محاسبۀ این نیروها ارائه شده است اما از آنجائی که دستگاه حل معادلات نیروهای جاسازها در سامانۀ جاسازی 3-2-1 شامل شش معادله و هجده مجهول می‌باشد، لذا برای حل این معادلات غالباً از روش‌های بهینه‌سازی استفاده می‌شود که در آن تخمین نیروهای عکس‌العمل جاسازها و از آنجا محاسبۀ سفتی تماسی، همراه با خطاهایی خواهد بود که پی بردن به میزان این خطاها به دلیل ساده‌سازی‌های اعمال شده به مدل‌های تحلیلی، مستلزم داشتن یک معیار دقیق مبتنی بر یک روش تجربی می‌باشد. بدین منظور در این پژوهش یک روش تجربی به منظور محاسبۀ نیروهای عکس‌العمل جاسازها ارائه شده است که در آن تمامی عوامل موثر بر سفتی تماسی نظیر موقعیت هرکدام از جاسازها و بست‌ها، اصطکاک میان اجزاء سیستم جاسازی با قطعه‌کار، نیروی بست‌ها، نیروهای ماشینکاری، نیروی وزن قطعه‌کار در نظر گرفته شده است. از این روش می‌توان به عنوان معیاری مناسب به منظور ارزیابی و صحت‌سنجی مدل‌های تحلیلی و روش‌های بهینه‌سازی در محاسبۀ نیروی عکس‌العمل جاسازها استفاده نمود.

An Experimental Approach for Determination of Locators Reaction Forces in Milling Fixtures

The contact stiffness between the workpiece and fixture locating system is one of the decisive factors for the maintenance of the stability of the workpiece during the machining process. In order to estimate the contact stiffness, it is needed to determine the locator reaction forces. These forces are created by the clamping forces, cutting forces, workpiece weight, and friction effects of the contact between the workpiece and fixture locating system. Some analytical approaches have already been presented for calculating the location reaction forces. However, there are six equations for a 321 locating system, but 18 unknown parameters. Therefore, an optimization solution is proposed in the literature to obtain the reaction forces which involves several simplifying assumptions which result in considerable errors in the solution. In this study, in addition to presenting the mathematical model of the total system, an experimental approach has been proposed in order to determine the locator reaction forces. This can provide a suitable means for evaluating the optimization solutions and analytical models for determining the locator reaction forces and contact stiffness and diminishing the errors.