Poszukiwanie słabych ogniw w systemie obrabiarka-proces skrawania ze względu na jego wibrostabilność, na podstawie symptomów eksploatacyjnych

The paper presents a methodology for the search of a “weak element” in the mass-damper-spring system of the machine tool under operating conditions, using experimental modal analysis. The subject matter of this ressearch was inspired by specific machining problems that occured in the industrial operation machine tolls. It became necessary to identify the reasons of the loss of stability, establish the self-excited vibrations mechanism, indicate the “week element” in the mass-spring-damping system, then specify the required changes in design, and verify them in practice. Athe paper also presents examples showing effectiveness of the proposed research method.W artykule przedstawiono metodologię poszukiwania „słabego ogniwa” w dynamicznym systemie, składającym się z obrabiarki oraz procesu skrawania, z użyciem metod eksperymentalnej analizy modalnej. Prace te zostały zainspirowane koniecznością rozwiązania rzeczywistych problemów obróbkowych, które miały miejsce w przemysłowej eksploatacji obrabiarek różnego typu. Koniecznym stało się zidentyfikowanie przyczyn utraty stabilności obróbki oraz wskazanie „słabego ogniwa” w układzie masowo-dyssypacyjno-sprężystym obrabiarki. W konsekwencji określono zakres wymaganych zmian konstrukcyjnych oraz zweryfikowano ich skuteczność. W artykule wykazano również praktyczną efektywność zaproponowanej metodyki prowadzenia badań obrabiarek

Właściwości statyczne i dynamiczne prototypu frezarki R1000

This article presents results of experimental investigations of static and dynamic properties of machine tool R1000 prototype. Investigations were conducted for two different machine tools, each at different stage of exploitation. Dynamic properties were estimated on the basis of experimental modal analysis results. Comparative analysis of both models was conducted. This research was complemented by estimation of static stiffness of the machine tools, based on displacement measurements.W pracy przedstawiono analizę wyników badań doświadczalnych prowadzonych celem określenia właściwości statycznych i dynamicznych prototypu frezarki R1000. Badania wykonano dla dwóch obrabiarek na różnym etapie ich eksploatacji. Właściwości dynamiczne obrabiarki określono na podstawie eksperymentalnej analizy modalnej. Dokonano analizy porównawczej modeli modalnych zbudowanych dla obu obrabiarek. Badania uzupełniono estymacją sztywności statycznej, na podstawie wyników pomiarów przemieszczeń

Experimental investigations of machine tools body dynamics - selected problems

Zagadnienia modelowania systemu obrabiarka - proces skrawania są przedmiotem wielu prac badawczych. Obecnie obserwuje się silny rozwój technik modelowania, których celem jest realizacja koncepcji wirtualnej obrabiarki. Realizacja tej koncepcji wymaga poprawnie zbudowanych i zidentyfikowanych modeli systemu obrabiarka - procesy robocze. W artykule przedstawiono wyniki badań układów korpusowych obrabiarek pod kątem określenia ich właściwości dynamicznych. Przeanalizowano wybrane sposoby wymuszania drgań układów korpusowych oraz wykazano ich zalety oraz wady. Przytoczono wyniki przeprowadzonych badań, które potwierdziły wnioski z dokonanej analizy.Modeling machine tool - cutting process system is a subject of numerous research publications. Recently a development of modeling techniques focused on realization of virtual machine tool concept has been observed. The virtual machine tool concept necessitates accurate and identified models of machine tool and processes. The paper presents results of tests carried out to obtain dynamic properties of machine tools body system. Selected excitation methods are analyzed and their advantages and shortcomings are shown. Results of conducted tests that verify performed analyses are presented

Badanie właściwości dynamicznych tokarki do gwintów falistych

Paper present results of experimental investigations on dynamic properties of rope threading lathe TAE 45N. Prototype of this uniquely designed machine tool was delivered for the tests focused on finding dominant mode shape. Influence of the dominant mode on the cutting process is determined. Significant velocity and acceleration of headstock, during machining, can result in high vibration amplitudes, and its influence was estimated.W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych unikatowej tokarki do gwintów falistych TAE 45N. Badania prototypu tej obrabiarki zostały przeprowadzone w celu wyznaczenia dominującej postaci drgań, oddziałujących na realizację procesu skrawania. Przyjęty cel wynika głównie z zastosowanej kinematyki obróbki charakteryzującej się dużą prędkością i przyspieszeniem głowicy narzędziowej, w trakcie jej realizacji

Stability analysis in milling based on operational modal data

Prediction of process stability in milling is usually based on experimental frequency response functions of machine tool and cutting force model. Alternatively, operational modal analysis may be applied for the prediction of a stability diagram. It does not require modal impact test but uses vibration signal acquired during actual cutting to identify modal parameters. Such an approach considers boundary conditions that may be different during cutting. On the other hand synthesis of frequency response function is not feasible due to the lack of scaled modal residues. Thus, in this paper modal mass obtained by means of impact test is used to calculate frequency response functions. Estimation of modal damping and natural frequency is carried out using only acceleration signals measured during flexible workpiece machining

Analiza obciążeń estymatorów parametrów modalnych

This paper presents an analysis based on a mathematical model of a bias in modal parameter estimators of a machine tool. The analytically determined amplitude-frequency characteristics were disturbed by random noise. The modal parameter estimation process was based on individual characteristics, followed by the determination of a bias in those parameters.W pracy prowadzono analizę obciążenia estymatorów parametrów modalnych na przykładzie modelu matematycznego obrabiarki. Wyznaczone analitycznie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe zakłócono szumem losowym. Dokonano estymacji parametrów modalnych na podstawie poszczególnych charakterystyk. Określono stopień ich obciążenia