Self-Excited Vibration Drilling Models and Experiments

Tichkiewitch, Serge; Moraru, George; Brun-Picard, Daniel; Gouskov, A.

doi:10.1016/s0007-8506(07)61524-8

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“…Fig 1 Photograph of a self-vibratory drilling head [7] with an integrated elastic element (a), an elastic element with openings (b) [8] In [11], Tichkiewitch et al investigated the dynamic properties of drilling with selfvibratory drilling head and built a stability lobe diagram; they obtained simulated and experimental time histories of vibration displacements. One of the observations made by the spindle speed.…”

Section: A) B)mentioning

confidence: 99%

The system for adaptive control of axial tool oscillations in vibratory drilling: description and experimental study

Ivanov¹,

Voronov²,

Kiselev³

2021

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Reliable segmentation and evacuation of chips from the cutting zone are essential for effective deep hole drilling. Drilling with low-frequency axial vibrations ensures these useful effects because cutting edges periodically leave the cutting zone. Useful tool vibrations can be maintained by using a special self-vibratory drilling head. The drilling head has an elastic element and ensures the self-excitation of vibrations due to the regenerative effect. However, high damping in the cutting zone suppresses axial self-vibrations and renders such a drilling head inexpedient for the industry. In this study, a novel system of adaptive control of the vibration drilling process was developed. The control objective is to maintain a specified peak-to-peak (PTP) value of vibration displacements. Due to in-process adaptation of the feedback gain, the control system supplies additional energy if vibrations are not self-excited and removes energy if the PTP vibration displacements are greater than the specified value. To test the workability of the system, an experimental setup was made. In the setup, the actuator force acts on an elastically fixed workpiece. The dynamic properties of the setup are equivalent to those of the vibration drilling head. The algorithm of feedback gain adaptation was implemented with a microcontroller. A number of experiments for different drilling regimes revealed that the control system successfully maintains the specified PTP value of displacements. The developed control system can be implemented on a vibration drilling head because only an accelerometer is required for control and the required actuator force is under 100 N.

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Section: A) B)mentioning

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The system for adaptive control of axial tool oscillations in vibratory drilling: description and experimental study

Ivanov¹,

Voronov²,

Kiselev³

2021

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“…Une autre approche consisteà utiliser l'énergie de la coupe pour créer les vibrations axiales du foret via un porte-outil spécifique [4,5]. Cette technique permet ainsi de créer des vibrations sans aucun apport extérieur d'énergie.…”

Section: Adunclassified

Simulation du phénomène de talonnage en perçage vibratoire auto-entretenu

Guibert

Paris

Rech

2007

Mécanique & Industries

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L'augmentation de la productivité des opérations de perçage est un problème industriel qui existe depuis longtemps. Un des facteurs limitants dans les opérations de perçage est l'évacuation du copeau dès que le trou devient trop profond. La mauvaiseévacuation du copeau entraîne souvent une mauvaise qualité de la surface usinée et le bris de l'outil. Pour résoudre ce problème, une technique de perçage vibratoireà basse fréquence auto-entretenu aété développée et dont le but est une meilleure fragmentation du copeau afin d'améliorer sonévacuation. Pour cela, un porte-outil de perçage spécifique á eté mis en place. La génération naturelle des vibrations de l'outil est fortement conditionnée par le choix des conditions de coupe et de la géométrie du foret. De plus, les phénomènes de talonnage perturbent le bon fonctionnement de la tête en amortissant les vibrations. Pour prédire le comportement du porte-outil de perçage vibratoire, une modélisation des différents efforts issus des différents phénomènes de coupe le long de l'arête du foret ainsi que la génération de la surface usinée aété effectuée. Ces modèles sont maintenant intégrés dans un simulateur numérique permettant d'étudier, en particulier, l'influence du talonnage sur le comportement du porte-outil de perçage vibratoire. Différentes campagnes d'essais sont réalisées pour permettre la validation des différents modèles intégrés dans le simulateur.

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“…Several solutions to generate vibrations during the drilling operation exist. For the first type of vibration assistance, chatter vibrations are generated with specific a Corresponding author: john.ledref@gmail.com cutting parameters [1]. A complex dynamic study is necessary to determine the optimal parameters.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%