پیش‏بینی پدیده چتر در فرایند داخل‏تراشی با استفاده از نتایج آزمون‏های عملی و شبکه عصبی مصنوعی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران.

2 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

10.22044/jsfm.2020.8191.2861

چکیده

ماشین‏کاری فرایند پیچیده‏ای است که متغیرهای زیادی بر آن اثرگذار هستند. در میان آن‏ها، ارتعاش ابزار پدیده‏ای بحرانی است چون باعث ایجاد خطاهای ابعادی غیر‏قابل‏قبول در قطعه‏کار و کاهش شدید عمر ابزار می‏شود. از آنجا که دینامیک ابزار و قطعه‏کار به پارامترهای زیادی وابسته است، پیش‏بینی ارتعاش ابزار با استفاده از روابط و فرمو‏‏‏ل‏ها مشکل است. در این تحقیق، ابتدا آزمون‏های‏ داخل‏تراشی با پارامترهای مختلف انجام می‏شود که با استفاده از شکل سطح نهایی و تبدیل فوریه سریع و چگالی طیفی سیگنال شتاب، وقوع یا عدم وقوع پدیده چتر مشخص شده است. سپس با نوشتن برنامه‏ای با نرم‏افزار متلب، با استفاده از شبکه‏های عصبی مصنوعی مختلف بر روی این نتایج، پردازش‏های مختلفی انجام شده تا پردازشی با بالاترین راندمان در بین آن‏ها، انتخاب و با استفاده از آن به پیش‏بینی پدیده چتر در این مجموعه آزمایشی خاص پرداخته ‏شود. در نهایت، برای اعتبار‏سنجی نتایج، آزمون‏هایی طرح‏ریزی و انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد که پیش‏بینی پدیده چتر با درصد قابل قبولی به‏صورت صحیح انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Quintana G, Ciurana J (2011) Chatter in machining processes: A review. Int J Mach Tools Manuf 51(5): 363-376.

[2] Siddhpura M, Paurobally R (2012) A review of chatter vibration research in turning. Int J Mach Tools Manuf 61: 27-47.

[3] Tansel IN, Wagiman A, Tziranis A (1991) Recognition of chatter with neural networks. Int J Mach Tools Manuf 31(4): 539-552.

[4] Tansel IN (1992) Modelling 3-D cutting dynamics with neural networks. Int J Mach Tools Manuf 32(6): 829-853.

[5] BY Tarng YS, Ma SC  (1995) Modeling of the process damping force in chatter vibration. Int J Mach Tools Manuf 35(7): 951-962.

[6] اسدیان اردکانی م ح، رازفر م ر ( 1388) پیش‏بینی وقوع پدیده چتر در فرایند فرزکاری با استفاده از شبکه‏های عصبی مصنوعی. دهمین کنفرانس مهندسی ساخت و تولید ایران، بابل.

[7] Abu-Zahra NH, Lange JH (2002) Tool chatter monitoring in turning operations using wavelet analysis of ultrasound waves. Int J Adv Manuf Tech 20: 248-254.

[8] Kotaiah KR, Srinivas J, Babu K, Srinivas K (2010)  Prediction of optimal cutting states during inward turning: An experimental approach. Mater Manuf Process 25: 432-441.

[9] Saleem W, Zain-ul-abdein M, Ijaz H, Salmeen Bin Mahfouz A, Ahmed A, Asad M, Mabrouki T (2017) Computational analysis and artificial neural network optimization of dry turning parameters—AA2024-T351. Appl Sci 7(6): 642-663.

[10] Umetne EZIM, Ali ZUOSK, Prevleko K (2014) Experimental design and artificial neural network model for turning the 50CrV4 (SAE 6150) alloy using coated carbide/cermet cutting tools. Mater Tech 48(2): 227-236.

[11] Shrivastava Y, Singh B (2019) Stable cutting zone prediction in computer numerical control turning based on empirical mode decomposition and artificial neural network approach. T I Meas Control 41(1): 193-209.

[12] Shrivastava Y, Singh B (2018) Stable cutting zone prediction in CNC turning using adaptive signal processing technique merged with artificial neural network and multi-objective genetic algorithm. Eur J Mech A-Solid 70: 238-248.

[13] Shrivastava Y, Singh B (2017) Application of EEMD in Determining Tool Chatter Behavior using ANN Approach. Proceeding of 10th International conference on precision, Meso, Micro and Nano Engineering, December 07-09, Indian institute of technology madras, Chennai-600 036, India.

[14] Khalili M, Rafeeyan M, Abootorabi MM (2018) Quantitative analysis of forces in boring process and providing a new formula for calculation of tool-tip force. Iranian Journal of Manufacturing Engineering 4(2): 10-23. (in Persian)

[15] Khalili M, Rafeeyan M, Abootorabi MM (2019) The new approach to practical predicting and controlling the chatter phenomenon in the internalturning. Iranian Journal of Manufacturing Engineering 5(4): 56-73. (in Persian)

[16] خلیلی م، رفیعیان م، ابوترابی م م (1394) بررسی تجربی اثر سرعت برشی بر ارتعاش چتر در‏ فرایند داخل‏ تراشی. نشریه علمی ترویجی صوت و ارتعاش 52-39 :(8)4.

[17] نگارستانی ا، ابوالبشیری م ح (1396) بهینه‏سازی فرایند فرزکاری انگشتی برای رسیدن به زبری سطح مینیمم با ترکیب شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه‏ها و شاره‏ها 91-81 :(2)7.