Marószerszám rezgésének szimulációja
Marószerszám rezgésének szimulációja
Varga Dániel Gyula BSc IV. évf.
e-mail: vargadanielgyula@gmail.com
Konzulens: Dombóvári Zoltán, adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék
e-mail: dombo@mm.bme.hu
A szerszámgépek rezgése már régóta ismert probléma, amit a mai napig sem sikerült még teljesen kiismerni. Az ipar növekedésének hatására megnőtt az igény a pontos és gyors anyagleválasztó eljárásokra, ám a technika fejlődésével új problémák kerültek elő, ilyen a szerszámgéprezgés is. A rezgések e formája nemkívánatos, hiszen a selejt munkadarabok gyártásán túl még a szerszám és a gép is sérülhet. Repülőgépek gázturbináinak a lapátját például még a legpontosabb méretellenőrzések után is a sajátfrekvenciáinak mérésével ellenőrzik, mert a megmunkálás legkisebb pontatlansága miatt alkalmatlan lehet a használatra. Stabilitási térképek használatával, a megfelelő megmunkálási paraméterek kiválasztásával, a felmerülő rezgések jelentősen csökkenthetőek.
A mechanikai rendszert gerjesztő erő a forgácsolás folyamatából származik. Ezek nagysága, több paraméter mellett, függ a forgácsvastagságtól, mely időben folyamatosan változik a marási eljárás geometriai viszonyai, illetve a felmerülő rezgések miatt. A forgácsolóél aktuális helyzetén kívül még az előző él helyzete is befolyásolja a forgácsvastagságot, így a rendszer késleltetett differenciálegyenlettel írható le. Sok esetben a szerszám akkora amplitúdóval rezeg, hogy kilép az anyagból, aminek hatására megszűnik a gerjesztés az adott forgácsoló élen.
A dolgozatomban a marási pályát a szokásos körrel való közelítésétől eltérően a valós, ciklois pályával adtam meg, így a modell már nem csak kis előtolási sebességekre érvényes. A marási modellünk kis szabadságfokú, melyet alacsony dimenziós diszkrét késleltetéseket tartalmazó késleltetett differenciálegyenlet rendszer segítségével vizsgálunk. Ha az anyagból kilép a szerszám, akkor már nem számítható a forgácsvastagság és a gerjesztő erő az állandó időkésleltetésből adódóan. Ekkor az adott élszakasz „átrepül” az éppen megmunkálás alatt lévő felület felett, mely megsérti a stabil stacionárius marás esetén érvényes tisztán geometriai regeneratív viszonyokat. Ennek követésére egy megfelelő felbontású pixelhálózatot vezettem be, mely tartalmazza rezgés hatására kilépő szerszám adott felületdarabhoz tartozó él-indexeit. Az elkészült szimulációt a stabilitástérképekből kiválasztott pontokban ellenőriztük.
Irodalom:
1. Altintas, Y.: Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine
Tool Vibrations, and CNC Design. Cambridge University Press, Cambridge. 2000.
2. Dombóváry, Z.,: Thesis: Local and Global Dinamics of Cutting Processes, 2008.
3. Insperger, T., Mann, B. P., Stepan, G., and Bayly, P. V.: “Stability of up-milling and down-milling, part 1: alternative analytical methods”. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 43(1), pp. 25 – 34., 2003.
szerző
-
Varga Dániel Gyula
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
old Dombóvári Zoltán
adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék
