Marási folyamatok stabilizálása abszorberrel
A gyártási folyamatok gazdaságossága szempontjából fontos célkitűzés a megmunkálás sebességének növelése változatlan termékminőség mellett. Az alkatrészek jelentős része esztergálással és marással készül, melyeknél a fenti elvárás az egységnyi idő alatt eltávolított forgácstérfogat növelésével valósul meg. Ezt számos paraméter befolyásolja, köztük a forgácsvastagság és az orsó fordulatszáma, melyek növelése gyorsabb megmunkálást von maga után. Ugyanakkor a folyamatot jellemző paraméterek nem választhatók meg tetszőlegesen. Bizonyos értékeikre a szerszám nagy amplitúdójú rezgéseket végez, melyek nyoma az anyagleválasztás révén megjelenik a munkadarabon is, rosszabb felületi minőséget eredményezve, valamint csökkentve a szerszám élettartamát is. A szerszámgéprezgések fő okozója a regeneratív hatás. Ennek lényege, hogy a korábban megmunkált felület egyenetlenségei gerjesztik a szerszámot a forgácsoló erőn keresztül, így a rendszer stabilitása a kés jelenlegi pozíciója mellett egy korábbi állapottól is függ. Ebből adódóan a szerszámgéprezgések matematikai modelljei késleltetett differenciálegyenlet rendszerek.
A forgácsolási folyamatok stabilizálására megoldást nyújt az abszorberek használata. Ugyanakkor a kívánt csillapító hatás eléréséhez szükséges az abszorber paramétereinek megfelelő hangolása. Esztergálás esetén a stabil tartományok, ezzel együtt az abszorber optimális jellemzői analitikus úton meghatározhatóak. Marás esetén azonban csak numerikus úton kapott stabilitási térképekre hagyatkozhatunk, mely megnehezíti az abszorber hangolását.
Munkám során egy bonyolultabb és egy egyszerűsített, abszorberrel rendelkező marási modellt vizsgáltam. Az egyszerűsített modellel analitikus becslést adtam a stabilitás határára nagy radiális fogásmélységek esetén. Az analitikus formulák jelentősen leegyszerűsítik a hangolás folyamatát. Az egyszerűsített modell eredményeit összevetettem a bonyolultabb modellel, így ellenőriztem az analitikus megoldás alkalmazhatósági határait.
Szakirodalom:
[1] T. Insperger, G. Stépán, Semi-Discretization for Time-Delay Systems – Stability and
Engineering Appliccations, Springer, New York, 2011.
[2] Y.S. Tarng, J.Y. Kao, E.C. Lee: Chatter suppression in turning operations with a tuned
vibration absorber, Journal of Materials Processing Technology, 105:55–60, 2000.
szerző
-
Bakonyvári Dávid
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Lehotzky Dávid
doktorandusz, Műszaki Mechanikai Tanszék
