Published January 1, 2014
| Version v1
Publication
Open
Mathematical methodology for optimization of the clamping forces accounting for workpiece vibratory behaviour
Description
This paper addresses the problem of determining the minimum clamping forces that ensure the dynamic fixturing stability. The clamping force optimization problem is formulated as a bi-level nonlinear programming problem and solved using a computational intelligence technique called particle swarm optimization (PSO). Indeed, we present an innovative simulation methodology that is able to study the effects of fixture-workpiece system dynamics and the continuously change due to material removal on fixturing stability and the minimum required clamping forces during machining. The dynamic behaviour of the fixtured workpiece subjected to time-and space-varying machining loads is simulated using a forced vibration model based on the regenerative vibrations of the cutter and workpiece excited by the dynamic cutting forces. Indeed, Material removal significantly affects the fixture-workpiece system dynamics and subsequently the minimum clamping forces required for achieving fixturing dynamic stability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتناول هذه الورقة مشكلة تحديد الحد الأدنى من قوى التثبيت التي تضمن استقرار التثبيت الديناميكي. تتم صياغة مشكلة تحسين قوة التثبيت كمشكلة برمجة غير خطية ثنائية المستوى ويتم حلها باستخدام تقنية ذكاء حسابي تسمى تحسين سرب الجسيمات (PSO). في الواقع، نقدم منهجية محاكاة مبتكرة قادرة على دراسة آثار ديناميكيات نظام التركيبات وقطع العمل والتغيير المستمر بسبب إزالة المواد على استقرار التثبيت والحد الأدنى من قوى التثبيت المطلوبة أثناء التشغيل الآلي. تتم محاكاة السلوك الديناميكي لقطعة العمل المثبتة الخاضعة لأحمال الآلات المتغيرة الزمان والمكان باستخدام نموذج اهتزاز قسري يعتمد على الاهتزازات المتجددة للقاطع وقطعة العمل التي تثيرها قوى القطع الديناميكية. في الواقع، تؤثر إزالة المواد بشكل كبير على ديناميكيات نظام الوحدة وقطعة العمل وبالتالي على الحد الأدنى من قوى التثبيت المطلوبة لتحقيق الاستقرار الديناميكي للتثبيت.Translated Description (French)
Cet article aborde le problème de la détermination des forces de serrage minimales qui assurent la stabilité de fixation dynamique. Le problème d'optimisation de la force de serrage est formulé comme un problème de programmation non linéaire à deux niveaux et résolu à l'aide d'une technique d'intelligence computationnelle appelée optimisation d'essaim de particules (PSO). En effet, nous présentons une méthodologie de simulation innovante capable d'étudier les effets de la dynamique du système montage-pièce de travail et du changement continu dû à l'enlèvement de matière sur la stabilité du montage et les forces de serrage minimales requises pendant l'usinage. Le comportement dynamique de la pièce fixée soumise à des charges d'usinage variables dans le temps et l'espace est simulé à l'aide d'un modèle de vibrations forcées basé sur les vibrations régénératives de la fraise et de la pièce excitées par les forces de coupe dynamiques. En effet, l'enlèvement de matière affecte de manière significative la dynamique du système fixation-pièce de travail et, par conséquent, les forces de serrage minimales requises pour atteindre la stabilité dynamique de fixation.Translated Description (Spanish)
Este documento aborda el problema de determinar las fuerzas de sujeción mínimas que aseguran la estabilidad dinámica de la fijación. El problema de optimización de la fuerza de sujeción se formula como un problema de programación no lineal de dos niveles y se resuelve utilizando una técnica de inteligencia computacional llamada optimización de enjambre de partículas (PSO). De hecho, presentamos una metodología de simulación innovadora que puede estudiar los efectos de la dinámica del sistema accesorio-pieza de trabajo y el cambio continuo debido a la eliminación de material en la estabilidad del accesorio y las fuerzas de sujeción mínimas requeridas durante el mecanizado. El comportamiento dinámico de la pieza de trabajo fijada sometida a cargas de mecanizado variables en el tiempo y el espacio se simula utilizando un modelo de vibración forzada basado en las vibraciones regenerativas del cortador y la pieza de trabajo excitadas por las fuerzas de corte dinámicas. De hecho, la eliminación de material afecta significativamente la dinámica del sistema accesorio-pieza de trabajo y, posteriormente, las fuerzas de sujeción mínimas requeridas para lograr la estabilidad dinámica del accesorio.Files
smdo130005.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- منهجية رياضية لتحسين قوى التثبيت التي تمثل السلوك الاهتزازي لقطعة العمل
- Translated title (French)
- Méthodologie mathématique pour l'optimisation des forces de serrage tenant compte du comportement vibratoire de la pièce
- Translated title (Spanish)
- Metodología matemática para la optimización de las fuerzas de sujeción que tienen en cuenta el comportamiento vibratorio de la pieza de trabajo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2101880344
- DOI
- 10.1051/smdo/2013005
References
- https://openalex.org/W179372779
- https://openalex.org/W1969971714
- https://openalex.org/W1979232676
- https://openalex.org/W1983388656
- https://openalex.org/W1983636267
- https://openalex.org/W2002416711
- https://openalex.org/W2011494227
- https://openalex.org/W2015690701
- https://openalex.org/W2018857366
- https://openalex.org/W2031391169
- https://openalex.org/W2032191055
- https://openalex.org/W2049277462
- https://openalex.org/W2049829597
- https://openalex.org/W2057059573
- https://openalex.org/W2058005772
- https://openalex.org/W2065251075
- https://openalex.org/W2068465441
- https://openalex.org/W2090306436
- https://openalex.org/W2094549478
- https://openalex.org/W2095227410
- https://openalex.org/W2112647103
- https://openalex.org/W2135836808
- https://openalex.org/W2164929403
- https://openalex.org/W2168662020
- https://openalex.org/W2169245194
- https://openalex.org/W2463515750