تاثیر ابعاد هندسی قطعه‌کار و ابزار بر پایداری لرزشی فرآیند فرزکاری دیواره‌های جدار نازک

فرآیند فرزکاری دیواره‌های جدار نازک به صورت گسترده در صنایع مختلف از جمله خودرو، هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از مشکلات رایج در این فرآیند، بروز ارتعاشات خودتحریکِ لرزشی یا همان ناپایداری چَتِر می‌باشد که سبب کیفیت سطح نامطلوب، کاهش راندمان ماشین‌کاری، شکست ابزار و قطعه‌کار و غیره می‌شود. مطالعات فراوانی توسط محققان مختلف برای شناخت پدیده چَتِر و کنترل اثرات مخرب آن، انجام شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر پارامترهای هندسی سیستم فرزکاری بر پایداری لرزشی دیواره‌های جدار نازک می‌باشد. به این منظور ابتدا با به کارگیری تابع تبدیل نسبی، مدل دینامیکی قطعه‌کار و ابزار ارائه گردیده است؛ سپس با انجام تست‌های تجربی، ضرایب نیروی برشی استخراج و ناحیه پایداریِ سیستم، استخراج می‌شود. در نهایت تاثیر ابعاد قطعه‌کار و ابزار بر ناحیه پایدارِ سیستم، بررسی می‌شود. نتایج بررسی نشان داد با افزایش طول آزاد ابزار، ناحیه پایداری سیستم کاهش پیدا می‌کند.

Effects of tool and workpiece geometry on the chatter stability in milling of thin-walled structures

Milling process of the thinwalled structures has broad applications in aerospace, automotive industries and etc. One of the main problems in their machining is unstable chatter vibrations, which causes not only the poor machined surface quality but also decreases the system life span and machining efficiency. So, lots of researchers are interested in investigating the dynamic behavior of the thinwalled structures during the machining processes and restrain its pernicious effects. In this regard, the main purpose of this paper is to l the effects of geometrical parameters of machining system including workpiece height, thickness, and tool overhang and its diameter on the chatter stability. To this end, first by utilizing relative transfer function concept, dynamic models of tool and workpiece were derived. Then experimental tests conducted to extract cutting force coefficients. Finally, stability lobe diagrams were constructed under impression of tool and workpiece dimensions. Results proved that by increasing tool overhang length, chatter stability decreases.