Symulacja numeryczna warstwy skrawanej w procesie frezowania naroży wewnętrznych *

Numerical simulation of cutting layer in internal corners milling

Author: Jan Burek, Rafał Flejszar, Barbara Jamuła

Mechanik nr 07/2019 - Obróbka skrawaniem

STRESZCZENIE: Przedstawiono analityczno-numeryczny model przekroju warstwy skrawanej w procesie frezowania powierzchni wklęsłych. Wykonano badania symulacyjne w celu wyznaczenia pola przekroju warstwy skrawanej. Opracowano strategię pozwalającą na zwiększenie stabilności pola przekroju warstwy skrawanej podczas wchodzenia frezu w obszar naroża wewnętrznego.

SŁOWA KLUCZOWE: naroża wklęsłe, analiza warstwy skrawanej, strategie obróbkowe

ABSTRACT: The analytical and numerical model of the cross-section of the machined layer in the process of milling of concave rounding is presented. Simulation tests were carried out to determine the cross-sectional area of the cutting layer. A strategy has been developed that allows to increase the stability of the cross-section area of the cutting layer when the mill enters the inner corner area.

KEYWORDS: concave corners, cutting layer analysis, machining strategies

Galeria

Rys. 1. Zmiana pola przekroju warstwy skrawanej (A) podczas wchodzenia frezu w obszar naroża wklęsłego

Rys. 2. Oznaczenia stosowane w modelowaniu matematycznym: R1 – promień zaokrąglenia elementu obrabianego; R2 – promień zaokrąglenia półfabrykatu; R3 – promień zaokrąglenia narzędzia; Rs – promień zaokrąglenia ścieżki narzędziowej; f – posuw na obrót; ae – szerokość skrawania; Sn – środek okręgu n o współrzędnych an, bn; fn(i) – funkcja matematyczna odwzorowująca okrąg o promieniu Rn o środku w punkcie Sn; ba – współrzędna położenia narzędzia względem początku zaokrąglenia

Rys. 3. Opis analityczny pola przekroju warstwy skrawanej: Ai – pole przekroju warstwy skrawanej podczas kroku i; Gn – granice całkowania

Rys. 4. Zmiany pola przekroju warstwy skrawanej A w zależności od położenia narzędzia względem początku zaokrąglenia ba dla zmiennych wartości: a) promienia zaokrąglenia elementu obrabianego R1, b) średnicy frezu D, c) szerokości skrawania ae, d) posuwu f

Rys. 5. Przebieg funkcji gi (i – stopień wielomianu) wybranych do korekcji posuwu od wartości nominalnej fn do skorygowanej fk

Rys. 6. Wykres zmian pola przekroju warstwy skrawanej A w zależności od położenia narzędzia względem początku zaokrąglenia ba po zastosowaniu korekcji posuwu dla różnych funkcji korekcyjnych g

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Arif M., Rahman M., San Wy. “Analytical model to determine the critical feed per edge for ductile-brittle transition in milling process of brittle materials”. International Journal of Machine Tools & Manufacture. 51 (2011): 170–181.

[2] Baohai W., Xue Y., Ming L., Ge G. “Cutting force prediction for circular end milling proces”. Chinese Journal of Aeronautics. 26 (2013): 1057–1063.

[3] Burek J., Flejszar R. „Analiza warstwy skrawanej w obróbce elementów cienkościennych o złożonej geometrii”. Mechanik. 8–9 (2018): 778–780.

[4] Han X., Tang L. “Precise prediction of forces in milling circular corners”. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 88 (2015): 184–193.

[5] Kuczmaszewski J., Pieśko P., Doluk E. „Obróbka naroży wewnętrznych o małym promieniu zaokrąglenia”. Mechanik. 5–6 (2017): 418–420.

[6] Shixiong W.U., Bin Li, Wei Ma. “Research on cutting force of corner milling of inclined plane”. Key Engineering Materials. 693 (2016): 856– 862.

[7] Yue C., Liu X., Ding Y., Liang S.Y. “Off-line error compensation in corner milling process”. Journal of Engineering Manufacture. 232 (2016): 1172–1181.

[8] Sandvik Coromant. “Milling – good practice. Setting solid foundations” Application Guide (2015).

[9] Dokumentacja systemu NX 11.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.7.46

* Artykuł recenzowany