بهینه سازی سازه ماشین فرز FP4MB با روش اجزا محدود به کمک آنالیزفرکانسی

یکی از مهمترین مشکلات ماشینکاری، ارتعاش و لرزش در هنگام عمل ماشین کاری میباشد که این پدیده به صورت مستقیم بر روی شرایط کیفی و برادهبرداری ماشینکاری اثر می گذارد. از جمله عواملی که متاثر از این پدیده هستند، در درجه اول کاهش دقت و صافی سطح قطعه میباشد. علت اولیه آن کم بودن فرکانس طبیعی مود اول ارتعاش آزاد میباشد که با براده برداری لرزه (chatter) رخ داده، که در این صورت ممکن است سازه بلافاصله به فرکانس مود اول رسیده و پدیده تشدید رخ داده و به موجب آن، لرزشی شدیدتر از حالت معمول ایجاد شود و در نتیجه کیفیت سطح قطعه کاهش مییابد. در این تحقیق، به منظور بررسی و رفع این مشکل دستگاه فرز سی ان سی با مدل FP4MB به دلیل استفاده زیاد در صنایع انتخاب شده است. در این مقاله ابتدا میز کار ماشین فرز که قطعات بر روی آن متصل و ماشینکاری میشود، با توجه به تکنیکهای مهندسی معکوس، ابعاد برداری دقیق شده و توسط نرم افزار solidworks مدل سه بعدی آن تهیه شده است. سپس به منظور یافتن فرکانسهای طبیعی آن، با توجه به روش اجزاء محدود، توسط نرم افزار آباکوس آنالیز شد و 5 مودشیپ اولیه که جزء مهمترین فرکانسها به علت دامنه بالای آنها میباشد، بدست آمده است. سپس به منظور بهینه سازی میزکار، یک مدل سازه واحد طراحی شده است. این مدل به صورت یک واحد در نظر گرفته شد و به جای ریبهای موجود در میز، از آن استفاده شده است . سپس از مدل بهینه شده مجددا آنالیز ارتعاشی به منظور یافتن فرکانسهای طبیعی 5 مود اول گرفته شده است. با توجه به ثابت ماندن تقریبی وزن میز، فرکانس مود اول حدود 10 درصد بهبود یافته که در این صورت گستره کاری سرعت دستگاه و در نتیجه کیفیت محصول نهایی و زمان انجام کار بهبود قابل توجهی خواهد داشت.

Keywords:

اجزاء محدود , سازه ماشین ابزار , ارتعاشات آزاد , آنالیز فرکانسی