Прогнозування сили різання при кінцевому фрезеруванні
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.303791Ключові слова:
сила різання, кінцеве фрезерування, цифрове моделювання, ідентифікація емпіричної моделіАнотація
Об’єктом дослідження є процес кінцевого фрезерування з урахуванням переривчастості процесу, одночасного різання декількома лезами, що розташовані за спіраллю, биття інструменту та зворотних зв’язків в пружній обробній системі, зокрема за глибиною різання. Предметом дослідження є сила різання та ідентифікація її емпіричної моделі. При ідентифікації автоматично визначається коефіцієнт сили різання при узгодження теоретичної та експериментальної осцилограм складової сили різання. Представлені результати прогнозування сили різання при кінцевому фрезеруванні, що базуються на механістичному підході і використовують для прогнозування метод моделювання процесу. Моделювання використовує алгоритм представлення взаємодії лез фрези з заготовкою, що ґрунтується на розгортці фрези за координатою кута повороту. Алгоритм дозволяє ідентифікувати емпіричні коефіцієнт і показники ступеня моделі сили різання за експериментальними осцилограмами складових сили різання. Створена модель втілена в прикладну програму і завдяки представленню обробної системи у вигляді замкненої структурної схеми дозволяє передбачувати пружний зсув, що визначатиме фактичну глибину різання. Створена програма в інтерактивному режимі з використанням цифрових файлів експериментальних складових сили різання дозволяє виконувати ідентифікацію моделі і прогнозувати складові сили різання з похибкою 4,6 %. Адекватність алгоритмів підтверджена вимірами профілю обробленої поверхні в місцях зміни режиму різання з зупинкою подачі. Розроблений алгоритм моделювання дозволяє ураховувати одночасне різання декількома лезами, що розташовані за спіраллю, биття інструменту та зворотні зв’язки в пружній обробній системі, зокрема за глибиною різання
Посилання
- CNC Machining For Aerospace Industry: Complete Guide To Know. Available at: https://waykenrm.com/blogs/cnc-machining-for-aerospace-industry/
- Joshi, S. N., Bolar, G. (2020). Influence of End Mill Geometry on Milling Force and Surface Integrity While Machining Low Rigidity Parts. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 102 (6), 1503–1511. https://doi.org/10.1007/s40032-020-00608-0
- Altintas, Y. (2012). Manufacturing Automation. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9780511843723
- Perez, H., Diez, E., Marquez, J. J., Vizan, A. (2013). An enhanced method for cutting force estimation in peripheral milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 69 (5-8), 1731–1741. https://doi.org/10.1007/s00170-013-5153-0
- Liu, S., Jin, S. (2020). Predicting milling force variation in time and space domain for multi-toothed face milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 108 (7-8), 2269–2283. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05319-5
- Janota, M., Kolar, P., Sulitka, M. (2019). Operational method for identification of specific cutting force during milling. MM Science Journal, 2019 (04), 3250–3257. https://doi.org/10.17973/mmsj.2019_11_2019078
- Duan, Z., Li, C., Ding, W., Zhang, Y., Yang, M., Gao, T., Cao, H. et al. (2021). Milling Force Model for Aviation Aluminum Alloy: Academic Insight and Perspective Analysis. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 34 (1). https://doi.org/10.1186/s10033-021-00536-9
- Kaneko, K., Shimizu, J., Shirase, K. (2022). A Voxel-Based End Milling Simulation Method to Analyze the Elastic Deformation of a Workpiece. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 145 (1). https://doi.org/10.1115/1.4055794
- Denkena, B., Dahlmann, D., Boujnah, H. (2017). Tool Deflection Control by a Sensory Spindle Slide for Milling Machine Tools. Procedia CIRP, 62, 329–334. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.06.059
- Petrakov, Y., Romanov, Y. (2023). Ensuring accuracy of contour milling on CNC machines. Mechanics and Advanced Technologies, 7 (1), 51–60. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2023.7.1.276162
- Nishida, I., Okumura, R., Sato, R., Shirase, K. (2018). Cutting Force and Finish Surface Simulation of End Milling Operation in Consideration of Static Tool Deflection by Using Voxel Model. Procedia CIRP, 77, 574–577. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.08.218
- Petrakov, Y., Ohrimenko, O., Sikailo, M. (2023). Ensuring the stability of machining when using end mills. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (125)), 73–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.287009
- Mamedov, A., Layegh K., S. E., Lazoglu, I. (2013). Machining Forces and Tool Deflections in Micro Milling. Procedia CIRP, 8, 147–151. https://doi.org/10.1016/j.procir.2013.06.080
- Kaneko, K., Inui, M., Nishida, I. (2023). Fast simulation of machining error induced by elastic deformation of tool system in end milling. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, 17 (3), JAMDSM0035–JAMDSM0035. https://doi.org/10.1299/jamdsm.2023jamdsm0035
- Zhou, L., Yang, C., Peng, F., Yan, R., Deng, B., Liu, M. (2018). Prediction of flexible cutting forces and tool deflections for general micro end mill considering tool run-out and deflection feedback. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 96 (1-4), 1415–1428. https://doi.org/10.1007/s00170-018-1693-7
- Petrakov, Y., Okhrimenko, O., Sikailo, M., Myhovych, A. (2023). Cutting Forces Simulation for End Milling. Journal of Engineering Sciences, 10 (2), A27–A33. https://doi.org/10.21272/jes.2023.10(2).a4
- Cai, H., Mao, X., Li, B., Luo, B. (2014). Estimation of FRFs of machine tools in output-only modal analysis. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 77 (1-4), 117–130. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6439-6
- Machining handbook: the companion for every machining professional. Available at: https://www.hoffmann-group.com/GB/en/houk/know-how/machining-handbook/e/61245/
- Saffar, R. J., Razfar, M. R. (2010). Simulation of end milling operation for predicting cutting forces to minimize tool deflection by genetic algorithm. Machining Science and Technology, 14 (1), 81–101. https://doi.org/10.1080/10910340903586483
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Yuri Petrakov, Olexander Ohrimenko, Maksym Gladskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
