Efektivní obrábění rozměrných obrobků

On the effective milling of large workpieces

conference paper

en

Cutting tool geometry and cutting conditions have significant influence on cutting forces and loading of the machine, workpiece, tool and other clamping and supporting fixtures. Very high removal rates with productive milling heads can be reached. However, the problems arise when a structural workpiece is released and a stress relaxation follows. Some unexpected deformations out of tolerances can be found due to mechanical and thermal impacts of the machining operation. This paper deals with complex analyses of the active and passive forces acting on the workpiece, analyses of the specific cutting pressures for three different cutting heads, thermal fields measured with a thermo-camera, deflection of the workpiece material and analyses of the system vibrations during machining of two grades of steel (1.0553 and 1.1191) of large parts. The results have showed that it is very difficult to find a simple optimal solution, but an acceptable effective compromise with advanced CNC machining can be found.

Geometrie řezného nástroje a nastavené řezné podmínky mají významný vliv na silové zatížení řezného nástroje i obrobku. Nové typy vysoce produktivních frézovacích nástrojů umožňují rychlý úběr velkého množství materiálu. Při tomto způsobu obrábění ovšem dochází k problémům s vnitřním pnutím materiál, které se projeví deformacemi obrobku po uvolnění z upnutí. Tyto deformace jsou primárně způsobeny mechanickým a teplotním namáháním obrobku v průběhu obráběcího procesu. Tento článek se zabývá analýzou aktivních a pasivních sil působících na obrobek, měrných řezných sil při obrábění se třemi rozdílnými frézovacími hlavami. Dále analyzuje teplotní pole měřená pomocí termokamery ve výrobních podmínkách, deformace obrobku po uvolnění z upínací desky a vibrace obrobku generované řeznými nástroji při obrábění. Testování bylo provedeno pro obrábění oceli DIN 1.0553 a DIN 1.1191. Výsledky měření ukázaly, že je obtížné nalézt optimální řešení pro obrábění rozměrných obrobků při omezených možnostech upnutí, z výsledku testování však bylo možné vyvodit užitečné závěry.

Cutting tool geometry and cutting conditions have significant influence on cutting forces and loading of the machine, workpiece, tool and other clamping and supporting fixtures. Very high removal rates with productive milling heads can be reached. However, the problems arise when a structural workpiece is released and a stress relaxation follows. Some unexpected deformations out of tolerances can be found due to mechanical and thermal impacts of the machining operation. This paper deals with complex analyses of the active and passive forces acting on the workpiece, analyses of the specific cutting pressures for three different cutting heads, thermal fields measured with a thermo-camera, deflection of the workpiece material and analyses of the system vibrations during machining of two grades of steel (1.0553 and 1.1191) of large parts. The results have showed that it is very difficult to find a simple optimal solution, but an acceptable effective compromise with advanced CNC machining can be found.

frézování, silové zatížení, teplotní pole

Milling, stability, forces, thermal fields

2013

27.10.2013

Universitetsservice US AB

Stockholm, Sweeden

978-91-7501-892-8

Procedings of the International Conference on Advanced Manufacturing Engineering and Technologies, NEWTECH 2013

1

149–158

10