بررسی ارتعاشات اجباری میز ماشین ابزار هگزاپاد تحت نیروهای ماشینکاری

در این تحقق روابط سینماتیکی، دینامیکی و ارتعاشاتی یک مکانزم موازی با شش درجه آزادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. تحلیل سینماتیک و دینامیک معکوس مکانیزم مورد نظر گرفتن تمامی نیروهای گرانشی ، اصطکاکی، کریولیس، اینرسی و نیروهای خارجی با استفاده از روش نیوتن-اویلر انجام شده است. باتوجه بانیکه در مقالات متعدد ارایه شده توسط محققان معادلات دینامیکی مکانیزم مورد نظر در نتیجه کاربرد فرضهایی برای ساده سازی پیچدگی مساله دارای برخی اشکالات فنی و علمی موجود در تحقیقات پیشین ارایه شده است. معادلات دینامیکی بدست آمده در کار حاضر از نقطه نظر تیوریک ، دقیقتر از معادلات دینامیکی حاصل از مطالعات پیشین می باشند. مدلسازی سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم مورد نظر با برنامه نویسی در محیط نرم افزار matlab انجام شده و اختلاف میان نتایج بدست آمده از این تحقیق و کارهای پیشین مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. ارتعاشات آزاد مکانیزم به دو روش تحلیل و اجزا محدود مورد مطالعه قرار گرفته و فرکانسای طبیعی برای دامنه گسترده ای از تغییرات پیکربندی مکانیزم محاسبه شده اند. در روش تحلیل از جرم پایه ها صرفنظر شده و فقط استهلاک و سفتی معادل آنها در دستگاه معادلات ارتعاشی مربوط به سکوی متحرک در نظر گرفته شده است. در روش اجزا محدود نیز تحلیل مودال مکانیزم در محیط workbench نرم افزار ansysانجام شده است. جرم و لختی سکوی متحرک و بار روی آن از جمله متغیرهایی هستند که موجب تغییر در ماتریس جرم سکو می شوند. تغییر در موقعیت و جهتگیری سکو نیز موجب تغییر در ماتریسهای استهلاک و سفتی آن می شود. بدین ترتیب با توجه به نقش متعیرها و عومل مذکور در تغییر فرکانسهای طبعی در هر دو روش فرکانسهای طبیعی شکل مودهای مکانیزم برای موقعیتها و جهتگیریهای مختلف سکو در فضای کاری و با درنظر گرتفن جرمهای روی آن بررسی شده اند. با در نظر گرفتن نیروی خارجی اعمال شده روی سکوی متحرک بصورت یک نیروی سینوسی متغیر بازمان و با فرکانس و دامنه ثابت ارتعاش اجباری سکو با دو روش تحلیلی و اجزا محدود بررسی قرار گرفته و میزان جابجاییهاونوسانهای سکو در جهات محتلف حرکتی و با هر دو روش محاسبه شده اند. از آنجاییکه شناخت رفتار ارتعاشی و بخصوص پاسخ اجباری مکانیزم حین عملیات ماشینکاری حایز اهمیت ویژه ای در جلوگیری از بروز پدیده تشدید می باشد بامدلسازی نیروهای هارمونیک حاصل از عملیات فرزکاری، ارتعاش اجباری مکانیزم تحت نیروهای هارمونیک خشتکاری و پرداختکاری در روشهای فرزکاری مخالف و موافق مورد مطالعه قرار گرفته و دامنه ارتعاشات و فرکانسهای تشدید حاصل از این نیروها نیز محاسبه شده اند. با شناخت فرکانسهای تشدید و دامنه نوسانات سکو دراثر نیروهای ماشینکاری اعمال شده روی آن موقعیتهای مختلفی که قرار گیری سکو در انها موجب بروز ناپایداری دینامیکی سیستم می شود مورد بررسی قرار گرفته ودر نهایت موقعیتهای مناسب برای قرار گیری مرکز سکوی متحرک در شرایط مختلف ماشینکاری ارایه شده است.