شبیه‌سازی دینامیکی فرآیند بورینگ در محیط هندسی مبتنی بر b-rep

از مهم‌ترین اهداف شبیه‌سازی عملیات ماشین‌کاری، پیش‌بینی رفتار دینامیکی فرآیند است. بنابراین بررسی و تحلیل پارامترهای اثرگذار بر روی دینامیک فرآیند از اهمیت بالایی برخودار است. از عوامل مهم و اثرگذار، ارتعاشات ماشین‌کاری است. در این مقاله شرایط ارتعاشی حاکم بر فرآیند، توسط مدل‌سازی دینامیکی ابزار بورینگ بررسی شده است. نسبت طول به قطر بالای ابزار بورینگ و انعطاف‌پذیری آن سبب ارتعاشات ماشین‌کاری می‌شود. دامنه ارتعاشات نوک ابزار تابعی از مشخصات دینامیکی ابزار است که می‌تواند منجر به پایداری یا ناپایداری فرآیند شود. در نسبت‌های طول به قطر پایین، صلبیت ابزار بالا است و فرآیند در اکثر شرایط برشی در محدوده پایداری قرار دارد. ثوابت دینامیکی ابزار با استفاده از نتایج آزمون ضربه استخراج و مدل‌سازی دینامیکی فرآیند با استفاده از روش مدل‌سازی جسم صلب، در نرم‌افزار ایسیس (acis) که ماهیت هندسی مبتنی بر نمایش مرزی (brep) دارد، پیاده‌سازی شده است و یک روش نوین برای شبیه‌سازی معادله دینامیکی ابزار با استفاده از روش مدل‌سازی جسم صلب در یک محیط دقیق هندسی ارایه شده است. برای توسعه مدل دینامیکی نیرو در حوزه زمان از ثوابت برشی استخراج‌شده توسط روش ساختارگرا استفاده شده است. همچنین پارامترهای دینامیکی حوزه زمان از قبیل نیرو، شتاب و جابه‌جایی در محیط سیمولینک شبیه‌سازی شده‌اند. نتایج موید این است که مدل هندسی ارایه‌شده با درنظرگرفتن دینامیک ابزار به خوبی قادر به تخمین سیگنال نیرو و تغییرات مساحت براده است.

Dynamic Simulation of Boring Process in B-REP Geometric Modeling Environment

Prediction of the dynamic behavior of machining operations during the process is the main challenge of machining simulations. Therefore, the investigation of effective parameters in dynamic behavior is of great importance. Machining vibration is one of the most important factors. This article studied the vibration of the process by developing the dynamic model of the boring bar. The high lengthtodiameter ratio of the boring tool and its flexibility cause machining vibrations. The amplitude of the tooltip vibrations is a function of the dynamic characteristic of the tool which can lead to the stability or instability of the process. Tool rigidity at low diameter to length ratios is high, and in most cutting conditions the process is stable. The impact test is used to extract the tool's dynamic parameters and dynamic modeling of the process is developed inside the environment of ACIS software which is a powerful Boundary Representation (Brep) solid modeling engine and it is proposed a novel method for simulating the dynamic equation of boring bar by using a solid modeling technique in a precise geometric environment. The mechanistic approach is used to modeling cutting mechanistic to develop the dynamic force model in the time domain. Also, dynamic timedomain parameters such as force, acceleration, and displacement in the Simulink environment are simulated. The results confirm that the presented geometrical model by considering the tool dynamics is well capable of estimating the force signal and the chip area changes.