Влияние ориентации инструмента на силы резания при концевом фрезеровании

Приведены результаты однофакторного моделирования и анализа влияния ориентации инструмента по углам наклона и опережения на силы резания при чистовой обработке деталей сфероцилиндрической фрезой. Для построения границ и области контакта инструмента с заготовкой использована программа NX 10, а для создания трехмерной конечно-элементной модели и нахождения сил резания — программный продукт SIMULIA ABAQUS. Получены зависимости сил резания от угла поворота инструмента при различной ориентации оси инструмента относительно нормали к обрабатываемой поверхности. Результаты исследования позволят осуществить переход к двухфакторному анализу влияния комбинации углов наклона и опережения инструмента на силы резания и к определению оптимальной ориентации инструмента при пятикоординатном фрезеровании с максимальной производительностью.

Литература

[1] Prat D., Fromentin G., Poulachon G., Duc E. Experimental Analysis and Geometrical Modeling of Cutting Conditions Effect in 5 Axis Milling with Ti6Al4V Alloy. Procedia CIRP, 2012, vol. 1, pp. 84–89, doi: 10.1016/j.procir.2012.04.013

[2] Jensen C.G., Red W.E., Pi J. Tool selection for five-axis curvature matched machining. Computer-Aided Design, 2002, vol. 34, pp. 251–266, doi: 10.1016/S0010-4485(01)00086-0

[3] Ozturk E., Tunc L.T., Budak E. Investigation of lead and tilt angle effects in 5-axis ball-end milling processes. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2009, vol. 49, pp. 1053–1062, doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.07.013

[4] Min L., Dong S., Li D. Tool Orientation Planning Method Based on Divided Surface. Procedia Engineering, 2017, vol. 174, pp. 878–884, doi: 10.1016/j.proeng.2017.01.236

[5] Mi Z., Yuan C., Ma X., Shen L. Tool orientation optimization for 5-axis machining with C-space method. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, vol. 88, pp. 1243–1255, doi: 10.1007/s00170-016-8849-0

[6] Sun C., Altintas Y. Chatter free tool orientations in 5-axis ball-end milling. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2016, vol. 106, pp. 89–97, doi: 10.1016/j.ijmachtools.2016.04.007

[7] Ozturk E., Budak E. Modeling of 5-axis milling processes. Machining Science and Technology, 2007, vol. 11, iss. 3, pp. 287–311.

[8] Boz Y., Erdim H., Lazoglu I. Modeling Cutting Forces for Five axis Milling of Sculptured Surfaces. Advanced Materials Research, 2011, vol. 223, pp. 701–712, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.223.701

[9] Пономарев Б.Б., Нгуен Ш.Х. Алгоритм разбиения поверхностей свободной формы по значениям кривизны при подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ. Вестник ИрГТУ, 2018, т. 22, № 4, с. 62–72, doi: 10.21285/1814-3520-2018-4-62-72

[10] Ponomarev B.B., Hien N.S. Finish milling dynamics simulation considering changing tool angles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 327, iss. 2, art. no. 022083, doi: 10.1088/1757-899X/327/2/022083

[11] Пономарев Б.Б., Нгуен Ш.Х. Моделирование и анализ влияния условий обработки на силы резания при концевом фрезеровании. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2018, т. 59, № 3, с. 8–16, doi: 10.26731/1813-9108.2018.3(59).8-16

[12] Johnson G.R., Cook W.H. Fracture Characteristics of Three Metals Subjected to Various Strains, Strain rates, Temperatures and Pressures. Engineering Fracture Mechanics, 1985, vol. 21, no. 1, pp. 31–48, doi: 10.1016/0013-7944(85)90052-9

[13] Ozturk E., Ozlu E., Budak E. Modeling Dynamics and Stability of 5-axis Milling Processes. Proceedings of the 10th CIRP International Workshop on Modeling of Machining Operations, Reggio Calabria, Italy, 2007, pp. 469–476.

[14] Lee P., Altintas Y. Prediction of ball-end milling forces from orthogonal cutting data. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1996, vol. 36, pp. 1059–1072, doi: 10.1016/0890-6955(95)00081-X

[15] Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Москва, Мир, 1982. 680 с.

[16] Вульф А.М. Резание металлов. Ленинград, Машиностроение, 1973. 496 с.

[17] Резников Н.И. Учение о резании металлов. Москва, Машгиз, 1947. 588 с.