Badanie dynamicznych współczynników sił skrawania podczas ortogonalnego toczenia stali

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodę bezpośredniego pomiaru chwilowych sił skrawania podczas obróbki, w czasie występowania drgań samowzbudnych. Metoda ta polega na wykorzystaniu dynamometru zamocowanego na elementach podatnych, który drga równocześnie z narzędziem, jednoczesnym pomiarze siły i przyspieszenia jak też pomiarze przemieszczenia siłomierza i narzędzia podczas skrawania ortogonalnego, mierzone na kierunku posuwu. Przyjęta metodyka pomiaru pozwala na wyznaczenie uśrednionych lub chwilowych dynamicznych współczynników siły skrawania oraz ich zależności od parametrów skrawania i zużycia narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: dynamiczna charakterystyka procesu skrawania, siły skrawania, drgania samowzbudne.

ABSTRACT: The paper presents the method of the direct measuring the instantaneous cutting forces during chatter. This method is based on elastically supported dynamometer vibrating with the tool, on measuring the force and acceleration simultaneous, as well on measuring the displacement of the dynamometer and cutting tool during orthogonal turning, measured in the direction of feed. The measurements allow for determination of averaged or instantaneous dynamic cutting force coefficients and their dependence on cutting conditions and the tool wear.

KEYWORDS: dynamic characteristic of cutting process, cutting forces, chatter.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Altintas, Y., Eynian, M., Onozuka, H., Identification of dynamic cutting force coefficients and chatter stability with process damping, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2008.
• Altintas, Y., Manufacturing Automation, Cambridge University Press, 2000.
• Jemielniak, K., Nejman, M., Śniegulska-Grądzka, D., Analityczne i numeryczne wyznaczanie granicy stabilności przy toczeniu, Inżynieria Maszyn, 2012.
• Budak, E., Altintas, Y., Armarego, E.J.A, Prediction of Milling Force Coefficients From Orthogonal Cutting Data, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 1996.
• Das, M.K., Tobias, S.A., The Relation Between the Static and the Dynamic Cutting of Metals, Int. J. Mach. Tool Des. Res., 1967.
• Jemielniak, K., Modelling of Dynamic Cutting Coefficients in Three - Dimensional Cutting, Int. J. Mach. Tools Manufact, 1992.
• Kegg, R.L., Chatter Behavior at Low Cutting Speeds, CIRP Annals, 1969.
• Altintas, Y., Kilic, Z.M., Generalized dynamic model of metal cutting operations, CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2013.
• Budak, E., Tunc, L.T., Identification and Modeling of Process Damping in Turning and Milling Using a New Approach, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2010.
• Jemielniak, K., Nejman, M., Śniegulska-Grądzka, D., Wypisinski R., Device for dynamic components of cutting force measurement, Patent P-398818, April 15, 2012.
• Jemielniak, K., Nejman, M., Śniegulska-Grądzka, D., New method of dynamic cutting force coefficients determination, Proc. of the International Conference on Advanced Manufacturing Engineering and Technologies, 2013.
• Jemielniak, K., Nejman, M., Śniegulska-Grądzka, D., Wyznaczenie dynamicznych współczynników sił skrawania poprzez bezpośredni pomiar siły skrawania w czasie występowania drgań, Mechanik, 2014.
• Nejman, M., Śniegulska-Grądzka, D., Jemielniak, K., Wpływ charakterystyki toru pomiarowego na bezpośredni pomiar siły skrawania w czasie występowania drgań, Mechanik, 2014.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.3.112