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喋喋不休的预测控制铣床Spindle-Tool单位——审查

Sunilsing拉其普特人,科学博士博士德斯穆克
  1. Jalgaon PG学生,名为SSBT工程学院,印度马哈拉施特拉邦。
  2. 煤斗,机械工程部门,名为SSBT工程学院Jalgaon,印度马哈拉施特拉邦。
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文摘

聊天是一种自激振动发生在高速铣床,同时操作。这是一个不良现象的负面影响,如表面光洁度差,无法接受的准确性,多余的噪音,刀具磨损和降低材料去除率(MRR)。喋喋不休是自激振动发生的各种现象就像摩擦喋喋不休,形变场喋喋不休,模式耦合颤振和非常重要的再生颤振。预测和检测铣床的交谈是非常重要的工具,使指导机床用户的最优选择的深度切割和主轴转速,从而导致更高的材料去除率高的准确性,减少振动。喋喋不休的预测是非常复杂的现象,避免机器。本文介绍了各种方法的预测。分析和实验方法提出了本文讨论控制使想法的选择最佳的速度和深度从稳定下调叶图(SLD)和简单的颤振预报方法是建议。稳定叶图是一种有效的工具,帮助运营商选择特定的主轴速度避免喋喋不休的机器。稳定性叶策划对轴向深度削减与主轴转速,显示了稳定和不稳定区域之间的边界。

关键字
聊天,聊天的频率

介绍
机床系统的振动是一个众所周知的事实导致的加工问题,包括刀具磨损、破损的工具,机器主轴轴承磨损和失败,表面光洁度差,劣质产品质量和更高的能源消耗。振动可分为以多种方式显示数量的可能因素。例如,振动可以分为自由振动、强迫振动和自激振动基于外部能源。是有用的识别在机床振动类型。上面的三个振动的基本原则都可以在教科书的主题领域[1 - 2],但是下面讨论的内容是机床的振动控制,为避免再生颤振提供了基本概念。机床颤振发生由于自激振动机理在一代的芯片厚度加工操作。在磨机的结构模式之一tool-work系统最初兴奋通过削减部队。一个振荡留下的表面光洁度的牙齿被成功删除振荡牙齿由于结构振动。结果芯片厚度也变成了振荡,进而产生振动切削力的大小成正比的时变芯片负载。自励切割系统变得不稳定,并喋喋不休振动生长,直到工具跳出下的减少或减免过度削减部队。 Thus the chatter vibrations continue which reduces the material removal rate. This theory is presented by Tobias&Tlusty [2]. Chatter cannot be easily detected. Various methods are available for its detection and avoidance. Some of the methods are presented in this paper for the chatter prediction.

二世。分析方法
预测稳定性限制的一个分析方法是首先提出的托拜厄斯和Tlusty [2]。然后分析预测的新方法给出了铣削的稳定性叶Altintas和Budak[3]喋喋不休的预测振动刀具和工件之间的重要的指导机床用户的最优选择的深度切割和主轴旋转,导致去除率最大芯片没有这个不良振动。这可以通过一些方法。在这方面,一个分析方法应用于时变定向动态铣削力系数是扩大在傅里叶级数和集成的宽度减少受入口和出口角度。的力量在刀具和工件之间的接触区减少评雷竞技网页版估通过一个算法使用一个数学模型来源于几个实验测试工件和机器之间的测功器位于表。算法的结果取决于工件材料的物理特性和刀具几何。machine-workpiece-tool系统的模态参数如固有频率、阻尼和残留也必须被识别实验。在这一点上,可以画出这个动态系统稳定性叶。这些曲线关系的主轴转速与轴向深度削减,分离稳定和不稳定区域,允许切削参数的选择产生最大的生产力,可接受的表面粗糙度和缺乏喋喋不休的振动。
图像

三世。实验方法
实验方法的目标是获得稳定叶图进行一系列的实验使用铣床在加工工件的工具。Tonshoff[8]表明,在一定深度的加工时减少沿刀具轨迹,强迫振动变成自激振动和铣削过程变得不稳定。这一原则在各种实验中用于确定喋喋不休。Guillem昆塔纳提出的方法完全由实验方法获得稳定叶图如图2所示。一个锥形工件在铣削加工机床。加工时在一个特定的速度,减少轴向深度的增加由于锥形几何特定点之后,喋喋不休。检测到喋喋不休如果被测信号的能量超过一定的阈值。麦克风的信号记录在个人电脑和颤振频率分析。各种软件,如虚拟仪器、cutpro [11], metalmax[9],并使和谐协调者[10]用于从麦克风监视和记录数据。使用一个合适的采集协助加工期间获取声音信号。 The Fast Fourier Transform (FFT) was calculated from audio signal to obtain frequency domain. The graph shows high sound level during chatter period and low amplitudes for chatter free operations. The critical frequency levels are noted in all experiment cases and stability lobe diagram is plotted based on the experimental results. This procedure is repeated for various depth of cut and spindle speed combinations.
图像

第四,使和谐协调者为移动
Metalmax使和谐协调者[9]可移动现在的喋喋不休的预测。这个软件记录振动声音从铣床使用内置的麦克风在android和iOS平台。在这分析颤动的声音文件,如果存在喋喋不休,它建议一个新的主轴转速,降低了喋喋不休。
图像

诉便携式数字助理
自动主轴转速选择策略[6]和chatterdetection诊断algorithmwere实现portabledigital助理(PDA)使用PDA的高阻抗microphoneUsing麦克风在工业环境中,然而,可以证明有问题,所以必须附上接近噪声源设备(机器问题)。此外,低灵敏度的传感器(麦克风),非响应动态范围和其在低温下极低分辨率的频率可以稍微扭曲喋喋不休的大小。便携设备的主要优势之一是themobility,这很容易直接创造不需要带电脑或传感器为了分析过程。这些设备还提供一个immediateresponse,因为正确的速度,防止颤动issupplied在几秒钟。收购和analysisprogram也是操作简便。应用程序被设计用于signalanalysis一无所知的人,仪器是非常直观的,它可能会提起的任何商店员工没有额外的培训。最后,虽然它不需要外部传感器和数据采集卡,只使用其内置的麦克风,使自动主轴speedselection平台便宜得多。
图像

VI。稳定性叶图(SLD)
二维稳定性叶理论处理动态切削系统稳定性的解决方案,通常代表了主轴转速和轴向深度。图1显示了一个示例的稳定叶图。这两个切削参数的函数,减少稳定(即之间的边界。chatter-free)和一个不稳定的(即之一。,with chatter) can be visualized in a chart called stability lobes diagram (SLD). In the middle of the 1990s, Altintas and Budak [9] presented a analytical form of the stability lobe theory for milling. Both of these stability lobe theories can help to select the appropriate cutting parameters of the spindle speed and axial depth to avoid chatter in machining processes. Stability studies have two important research approaches. On the one hand, many authors have studied it through machine behaviour, assuming a rigid work piece. The tool tip transfer function is elaborated through models or experimental approaches. On the other hand, most of the previous models made the assumption that spindle-tool set dynamics do not change over the full spindle speed range. This assumption needs to be reconsidered in HSM, where gyroscopic moments and centrifugal forces on both bearings and spindle shaft induce spindle speed dependent dynamics changes. Few studies were also done considering the flexibility of work piece. For accurate dynamics prediction, spindle speed-dependent dynamics must be evaluated. Figure 5, shows the SLD curve for stable and unstable zones.
图像
稳定的预测叶所涉及的步骤图给出如下:最初,machine-tool-workpiece系统的动态特性和铣削工艺参数通过实验分析得到。然后频率响应函数确定后选择固有频率和令人兴奋的频率。使用降维、稳定铣削限制估计和稳定性叶图。叶可以通过预测分析方法,半解析法和实验法。

VII.CONCLUSION
铣床的振动应该最小化更高的材料去除率(MRR)。喋喋不休是铣床的不稳定现象必须避免使用稳定性叶图。喋喋不休的主要优势预测通过稳定叶图是金属切削率最大化,同时避免喋喋不休的不利影响振动表面光洁度差,噪音和破损的工具。

引用
  1. Altintas Y。,2000, "Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design", 1st ed., Ed. Cambridge University Press, NY, USA
  2. S.A.托拜厄斯、Vibraciones en Maquinas-Herramientas URMO,西班牙,1961年
  3. Budak,大肠和y Altintas, 1998,“分析预测铣削颤振稳定性的第一部分:通用配方”,ASME《动力学系统,测量和控制,v . 120。
  4. J。Tlusty, M。Polacek”,机床在加工对自激振动的稳定性”,国际研究ProductionEngineering pp.465 - 474。1963年。
  5. Faassen, r . p . h (2007)。高速铣削颤振预测和控制:建模和实验。TechnischeUniversiteit埃因霍温。
  6. Bediaga, j .妈妈”,一个自动主轴转速选择策略获得高速铣削稳定性”,国际期刊的机床和制造49 (2009)384 - 394
  7. y Altintas M.Weck。喋喋不休的稳定金属切削和磨削。CIRP史册——制造技术,53(2):619 - 642年,2004年。
  8. Dornfeld,“精密制造”,首先ed,施普林格,纽约,纽约,2007年。
  9. 制造实验室METALMAX http://www.mfg-labs.com
  10. 制造实验室,公司可以从
  11. 制造自动化实验室公司Cutpro7。