A Theory of Nonlinear Grinding Chatter Due to Loss of Contact between Grinding Wheel and Workpiece

接觸 離脫 現象 에 의한 非線型 硏削 채터의 解析 理論

It is clear that when the amplitude of grinding chatter increases enough the contact between grinding wheel and workpiece cannot be sustained and the loss of contact occurs during a period of grinding chatter. In this paper the behavior of nonlinear grinding chatter due to the loss of contact has been studied. A nonlinear grinding chatter loop is developed where the loss of contact is considered as a nonlinear element of asymmetrical gain. The analysis is carried out in the time domain by numerical simulation and also in the complex domain by use of describing function method. The results show that two typical patterns of nonlinear grinding chatter can originate from the nonlinearity. One is an irregular chatter frequency at starting stage decreases to the natural frequency of grinding structure while the chatter amplitude increases and decreases repeatedly. The other is a limit cycle chatter of which the amplitude and frequency converge to constant and remain. This nonlinear behavior of grinding chatter has been well analyzed by the describing function method and confirmed by the numerical simulation.

본 논문에서는 연삭공정에서 채터의 진폭이 충분히 증가하면 숫돌차와 공작물 의 접촉이 더이상 유지되지 못하고 서로 떨어지게 되는 소위 접촉 이탈 현상에 의한 비선형 채터에 관한 연구를 수행하였다.비선형 요소인 비대칭 게인 (asymmetrical gain)을 사용하여 비선형 채터루우프를 유도 하였으며 기술 함수 방법(describing function method)에 의해 복소수 평면에서의 해석을 수행 하였다.또한 수치 시뮬레 이션에 의한 시간 영역에서의 해석을 수행 하였으며 그 결과를 서로 비교하였다. 이 와같은 연구를 통하여 그 비선형 효과에 의해 발생되는 연삭 채터의 특징적 현상을 구 명하였다.