Numerical simulation of self-excited vibrations under variable cutting conditions

Abstract

W artykule przedstawiono wykorzystanie symulacji numerycznej nieliniowych drgań samowzbudnych dziedzinie czasu w analizie stabilności procesu obróbki. Łącząc metodykę wykrywania drgań samowzbudnych z odczytem kodów maszynowych powstało narzędzie do symulacji numerycznej i walidacji programu obróbki, które jest tematem niniejszego artykułu. SŁOWA KLUCZOWE: symulacja, numeryczna, drgania samowzbudne, The paper presents utilization of numerical simulation of non-linear chatter in the time domain in stability analysis of machining process. By combining all the above in one and enabling G-code reading, a tool for numerical simulation and validation of entire machining operation was created which is a subject of this paper.

Identifying the causes of deterioration in the surface finish of a workpiece machined on a rail wheel lathe

“…In order to determine the causes of vibrations and methods to counteract them, the finite element method was applied. A number of numerical analyses according to current trends in numerical simulations [2,3,4,13,14] were carried out on the lathe model for the evaluation of its static rigidity, the form and frequency of self-excited vibrations and the response of the system to harmonic extortion.…”

Artificial Neural Network Modelling of Vibration in the Milling of AZ91D Alloy

“…After one revolution of the workpiece or an incomplete revolution of the end mill, the "wave" notched in the previous tool pass (internal modulation) becomes an external modulation, leading to an additional variation in the machined layer thickness. The above external modulation is a source of external excitation (variations in the cutting force), to which the machine tool-chuckworkpiece-tool system responds with vibration of the same frequency, phase-delayed [3]. To ensure the stability of the milling process and high-speed machining, the feed rate should always correspond to the total numerical ratio of chatter and tool rigidity [4].…”

Experimental and simulated milling stability tests

“…Ten sposób nie może być wykorzystany przy frezowaniu, gdzie wchodzenie ostrzy w materiał powoduje drgania wymuszone układu. Ocena stabilności musi zatem zawierać odróżnienie drgań wymuszonych od drgań samowzbudnych.Wykorzystana w prezentowanej metodzie metodyka oceny stabilności polega na odfiltrowaniu z widma FFT częstotliwości drgań wymuszonych wyznaczanej jako częstotliwość przechodzenia ostrzy i jej wyższe harmoniczne [6]. Rzeczywista prędkość obrotowa wrzeciona ma pewne odchylenie od zadanej i z tego względu często-tliwości drgań wymuszonych są także odmienne od teoretycznych dla zadanej prędkości, a to będzie mieć duże znaczenie dla poprawności wyników analizy.…”