DEM , Discrete Element Method, modeling, simulation, PFC3D

فروشگاه جامع دانشجو

بانک مقالات ISI رشته های مختلف

شناسایی کیفی واحد اسپیندل در عملیات ماشین کاری سریع

شناسایی کیفی واحد اسپیندل در عملیات ماشین کاری سریع

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان انگلیسی: 

Modal identification of spindle-tool unit in high-speed machining

عنوان فارسی:

شناسایی کیفی واحد اسپیندل در عملیات ماشین کاری سریع

 

 

تعداد صفحات مقاله اصلی: 11 صفحه

تعداد صفحات ترجمه: 23 صفحه

سال انتشار: 2011

مجله

Mechanical Systems and Signal Processing 25 (2011) 2388–2398

 

The  accurate knowledge of  high-speed motorised spindle dynamic behaviour during machining is important in order to ensure the reliability of machine tools in service and the quality of machined parts. More specifically, the prediction of stable cutting regions, which is a critical requirement for  high-speed milling operations, requires the accurate estimation of tool/holder/spindle set dynamic modal parameters. These estimations are generally obtained through Frequency Response Function (FRF)  measurements of  the non-rotating spindle.  However, significant changes in  modal parameters are expected to occur during operation, due to high-speed spindle rotation.

The  spindle’s modal variations are highlighted through an integrated finite element model of  the dynamic high-speed spindle-bearing system, taking into account rotor dynamics  effects. The   dependency  of   dynamic  behaviour  on   speed  range  is   then investigated and determined with accuracy. The  objective of  the proposed paper is  to validate these numerical results through an experiment-based approach. Hence, an experimental  setup  is   elaborated  to  measure  rotating  tool  vibration  during  the machining operation in  order to determine the spindle’s modal frequency variation with respect to spindle speed in an industrial environment. The  identification of natural frequencies of  the spindle under rotating conditions is  challenging, due to the low number of  sensors and the presence of  many harmonics in  the measured signals. In order to overcome these issues and to extract the characteristics of  the system, the spindle modes are determined through a  3-step procedure. First, spindle  modes  are highlighted using the Frequency Domain Decomposition (FDD)  technique, with a new formulation at the considered rotating speed. These extracted modes are then analysed through the value of their respective damping ratios in order to separate the harmonics component from structural  spindle natural frequencies. Finally, the stochastic proper- ties of  the modes are also investigated by  considering the probability density of  the retained modes. Results show a good correlation between numerical and experiment- based  identified  frequencies. The   identified  spindle-tool  modal  properties  during machining allow the numerical model to be  considered as  representative of  the real dynamic properties of the system

 

Keywords:

High-speed machining

Spindle

Rotor dynamics

Modal identification

 

چکیده

شناخت دقیق رفتار دینامیکی اسپیندل موتوری سریع، حین عملیات ماشین کاری به منظور اطمینان از کارکرد صحیح ابزار ماشینی ، در خدمات و کیفیت قطعات ماشینی، مهم است. بعلاوه، پیش بینی نواحی برش پایدار، که نیازی حیاتی برای عملیات های فرزکاری سریع است، نیازمند تخمین دقیق پارامترهای کیفی دینامیکی مجموعه ابزار، ابزارگیر و اسپیندل است. این تخمین ها، معمولاً از طریق اندازه گیری های تابع (عملکرد) پاسخ فرکانس اسپیندل غیرچرخان بدست آمده اند. از این رو، با توجه به چرخش سریع اسپیندل،  تغییرات قابل توجهی در پارامترهای کیفی در حین عملیات،  انتظار می رود.

تغییرات کیفی اسپیندل، با استفاده از یک مدل یکپارچه ی المان محدود از سیستم دینامیکی یاتاقان اسپیندل سریع، با توجه به تاثیرات دینامیکی روتور، نمایان شده است. سپس ارتباط رفتار دینامیکی بر تغییرات سرعت ، با دقت بررسی و تعیین گردید. هدف این مقاله، تائید نتایج عددی از طریق یک روش آزمایشگاهی (تجربی) است. از این رو، یک تست آزمایشی برای اندازه گیری ارتعاش ابزار چرخان، در حین عملیات ماشین کاری، به منظور تعیین تغییرات کیفی فرکانس اسپیندل، با توجه به سرعت اسپیندل در یک محیط صنعتی، به تفصیل شرح داده شده است. شناسایی فرکانس های طبیعی اسپیندل تحت شرایط چرخشی، به علت تعداد کم سنسورها و وجود هارمونیک های زیاد در سیگنال های اندازه گیری شده، یک چالش است. به منظور غلبه بر این مسائل و برای استخراج خواص سیستم،  حالات (مدها) اسپیندل با استفاده از یک روش سه مرحله ای تعیین شدند. نخست، وضعیت اسپیندل ، با استفاده از تکنیک تجزیه دامنه فرکانس ، با یک فرمول جدید و در سرعت چرخش مطلوب ، مشخص گردید. سپس وضعیت بدست آمده با استفاده از مقادیر نسبت های میرایی نسبی، به منظور تفکیک اجزای هارمونیک از فرکانس های طبیعی اسپیندل تجزیه و تحلیل شدند. در نهایت، خواص تصادفی از  حالات (مدها)، با در نظر گرفتن چگالی احتمالی  حالات (مدها) باقیمانده، بررسی شدند. نتایج بین فرکانس های شناسایی شده عددی و آزمایشی ، همبستگی خوبی را نشان دادند. خواص کیفی ابزار اسپیندل شناسایی شده در حین ماشین کاری اجازه دادند که مدل عددی به عنوان بیان کننده ی خواص دینامیکی واقعی سیستم در نظر گرفته شوند.

کلمات کلیدی: ماشین کاری سریع، اسپیندل، دینامیک روتور، شناسایی کیفی


اشتراک بگذارید:


پرداخت اینترنتی - دانلود سریع - اطمینان از خرید

پرداخت هزینه و دریافت فایل

مبلغ قابل پرداخت 8,000 تومان
کدتخفیف:

درصورتیکه برای خرید اینترنتی نیاز به راهنمایی دارید اینجا کلیک کنید


فایل هایی که پس از پرداخت می توانید دانلود کنید

نام فایلحجم فایل
Spindle_359366_7744.zip2.3 MB





ماشین تراکم سریع با کنترل شیار

ماشین تراکم سریع با کنترل شیار                     عنوان انگلیسی:  A rapid compression machine with crevice containment عنوان فارسی: ماشین تراکم سریع با کنترل شیار     تعداد صفحات مقاله اصلی: 7 صفحه تعداد صفحات ترجمه: 27 صفحه سال انتشار: 2013 مجله http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218013002526 Abstract A rapid compression ma ...

توضیحات بیشتر - دانلود 10,000 تومان

تاثیر انتقال جرم شکافی در ماشین های تراکم سریع

تاثیر انتقال جرم شکافی در ماشین های تراکم سریع                     عنوان انگلیسی:  Effect of crevice mass transfer in a rapid compression machine عنوان فارسی: تاثیر انتقال جرم شکافی در ماشین های تراکم سریع     تعداد صفحات مقاله اصلی: 7 صفحه تعداد صفحات ترجمه: 16 صفحه سال انتشار: 2014 مجله : Combustion and Flame Volume 161, Issue 2 , February 2014, Pages 398&ndas ...

توضیحات بیشتر - دانلود 10,000 تومان