تحلیل غیرخطی پدیده لرزه در فرآیند تراشکاری با درنظر گرفتن همزمان دینامیک قطعه‌کار و ابزار براده‌برداری

در این مقاله، یک مدل سه بعدی غیرخطی جدید از ارتعاشات لرزه در فرآیند تراشکاری ارایه شده است. قطعه‌کار به عنوان محور در حال دوران تحت تاثیر نیروهای براده‌برداری مدل‌سازی شده است. ابزار براده‌برداری نیز به عنوان تیر یک سر گیردار مدل‌سازی شده است. در ادامه با استفاده از تیوری پی-باکینگهام معادلات بدون بعد حرکت برای ارتعاشات عرضی و پیچشی قطعه‌کار و ارتعاشات عرضی و طولی ابزار براده‌برداری به دست آمده‌اند. در نهایت با به کارگیری روش مودهای فرضی، یک حل عددی برای این مسیله غیرخطی ارایه شده است. تاثیر پارامترهای مختلف همچون موقعیت طولی ابزار براده‌برداری، عرض براده‌برداری و شعاع قطعه‌کار بر روی پایداری براده‌برداری در دو حالت ماشین‌کاری با و بدون مرغک بررسی شده است. با استفاده از این نتایج، محدوده‌های سرعت اسپیندل به منظور پایداری فرآیند در شرایط مختلف براده‌برداری تعیین شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که استفاده از مرغک برای براده‌برداری در موقعیت نزدیک به انتهای طول قطعه‌کار باعث افزایش پایداری فرآیند و کاهش احتمال رخداد لرزه نسبت به حالت بدون استفاده از مرغک می‌شود. همچنین درصورت استفاده از مرغک، فرآیند براده‌برداری در نواحی انتهایی قطعه‌کار نسبت به مناطق میانی آن از پایداری بیشتری برخوردار است.