Uproszczone modele deformacji frezu walcowego poddanego obciążeniom pochodzącym od sił skrawania podczas frezowania stopu aluminium Al 7075 *
Simplified deformation models of the plain milling cutter subjected to cutting forces loads when milling the aluminum alloy Al 7075
Mechanik nr 11/2017 - Obróbka skrawaniem
STRESZCZENIE: Omówiono zagadnienie geometrycznego modelowania frezu walcowego oraz obliczania jego ugięć pod wpływem obciążeń odwzorowujących siły skrawania występujące podczas frezowania powierzchni wyrobu ze stopu Al 7075. W modelowaniu uwzględniono 2 modele przestrzenne frezu walcowego: z prostoliniowymi krawędziami skrawającymi oraz ze śrubowymi krawędziami skrawającymi. Wzięto pod uwagę oddziaływanie sił skupionych i różnych rozkładów obciążeń odwzorowujących siły skrawania. Wyciągnięto wnioski dotyczące wpływu kąta nachylenia sił względem wybranej osi układu współrzędnych na generowane naprężenia zredukowane i deformacje frezu. Do obliczenia pól przemieszczeń, odkształceń i naprężeń wykorzystano metodę elementów skończonych.
SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, frez walcowy, metoda elementów skończonych, przemieszczenia, odkształcenia, naprężenia
ABSTRACT: The problem of geometric modeling of the plain milling cutter and its deflection under the influence of loads mapping forces occurring during the milling of the Al 7075 alloy surface is discussed. In modeling, 2 types of plain milling cutters are included: with rectilinear cutting edges and with helical cutting edges. The influence of concentrated forces and different distributions of loads mapping the cutting forces, is considered. Conclusions are drawn regarding the influence of the force inclination angles relative to the selected axis of the coordinate system on the generated effective stresses and cutter deformations. The finite element method was used to calculate the displacements, deformations and stresses.
KEYWORDS: milling, plain milling cutter, finite element method, displacements, strains, stresses
BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:
- Oczoś K.E., Kawalec A. „Kształtowanie metali lekkich ”. PWN, Warszawa 2012.
- Kawalec A., Magdziak M. “Deformations of selected milling cutters while milling Ti6Al4V alloy on a CNC machine tool, experimental tests and FEM modeling”. Advances in Manufacturing Science and Technology. 35, 4 (2011): s. 19–31.
- Grzesik W. “Advanced Machining Processes of Metallic Materials: Theory, Modelling, and Applications”. 2nd ed. Elsevier, 2017.
- Zębala W. „Modelowanie procesu skrawania”. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2011.
- Niesłony P., Grzesik W., Chudy R. „Wpływ dyskretyzacji modelu narzędzia na efekt symulacji MES procesu skrawania”. Mechanik. 87, 8–9 (2013): s. 89–96.
- Niesłony P., Grzesik W. „Modelowanie procesu i operacji skrawania metodą elementów skończonych (MES). Cz. I. Podstawy i programy symulacyjne”. Mechanik. 86, 10 (2013): s. 825–832.
- Niesłony P., Grzesik W. „Modelowanie procesu i operacji skrawania z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Cz. II. Przykłady zastosowań praktycznych”. Mechanik. 86, 11 (2013): s. 909–917.
- Kawalec A., Płodzień M. „Uproszczony dwuwymiarowy model ugięć cienkiej ścianki wywołanych siłą odporową od frezu”. Mechanik. 89, 10 (2016): s. 1524–1525.
- Burek J., Żyłka Ł., Płodzień M., Szajna A. „Analiza sztywności frezu trzpieniowego”. Mechanik. 89, 10 (2016): s. 1520–1521.
- Siemens PLM Software. „PLM-Product Lifetime Management ”. Url: www.plm.automation.siemens.com/pl_pl (dostęp: 21.11.2016).
- Sandvik Coromant. „Narzędzia obrotowe”. Warszawa 2009.
- ISCAR cutting parameters calculator. Url: mpwr.iscar.com/machiningpwr (dostęp: 25.11.2016).
- MatWeb. Material property data. Url: www.matweb.com (dostęp: 25.11.2016).
