Cut layer in a machining of the cylindrical gears by the method of 5-axis roll away of the end mill cutter on the outline of the tooth

• Autorzy: Chlost Michał

Identyfikatory

DOI

10.15199/160.2021.2.5

Warianty tytułu

PL

Warstwa skrawana w obróbce walcowych kół zębatych metodą 5-osiowego odtaczania frezu palcowego po zarysie zęba

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Gear trains are a key element in the transmission of torque and rotational speed of rotating parts. Technological progress, and five-axis machining in particular, is an interesting and still little-known alternative in the production of this type of kinematic nodes in relation to traditional methods. This paper presents the issue and describes the kinematics of the tool operation in an innovative method of shaping five-axis gears by means of the peripheral milling method. The influence of geometry and material on the selection of the tool and its technological parameters was taken into account. A simulation analysis of the cut layer cross-sections and surface topography was carried out. It was shown that the machining direction was of great importance in the described method.

PL

Przekładnie zębate w dalszym ciągu stanowią kluczowy element w przenoszeniu momentu oraz prędkości obrotowej części wirujących. Postęp technologiczny, a w szczególności proces obróbki pięcioosiowej na obrabiarkach CNC, stanowi ciekawą i wciąż mało poznaną alternatywę w wytwarzaniu tego typu węzłów kinematycznych w odniesieniu do metod tradycyjnych. W niniejszej pracy przedstawiono problematykę zagadnienia oraz opisano kinematykę pracy narzędzia w nowatorskiej metodzie kształtowania wieloosiowego kół zębatych metodą 5-osiowego odtaczania frezu palcowego po zarysie zęba. Uwzględniono wpływ geometrii oraz materiału przedmiotu obrabianego, na dobór narzędzia oraz jego parametrów pracy. Przeprowadzono badania symulacyjne i analizę warstwy skrawanej oraz topografii powierzchni obrobionej w środowisku CAD/ CAM. Pokazano, iż w opisywanej metodzie duże znaczenie ma kierunek obróbki.

Słowa kluczowe

EN

gears; hardened machining; 5-axis roll away machining

PL

koła zębate; obróbka w stanie utwardzonym; odtaczanie pięcioosiowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Warszawski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Automatyzacja Montażu
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il. kolor., rys., wykr.

Twórcy

autor

Chlost Michał

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Departament of Manufacturing Techniques and Automation, ul. Wincentego Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9420-4239

Bibliografia

• [1] Álvarez, Ál., A. Calleja, M. Arizmendi, H. González, and L. de Lacalle. 2018. “Spiral Bevel Gears Face Roughness Prediction Produced by CNC End Milling Centers.” Materials 11 (8).
• [2] Böß, V., B. Denkena, M. Dittrich, and S. Henning. 2016. “Geometrical Contact Zone Analysis of the Skive Hobbing Process.” Advanced Materials Research 1140: 157-64.
• [3] Böß, V., B. Denkena, and S. Henning. 2015. “Investigation of the Skive Hobbing Process by Applying a Dexel-Based Cutting Simulation.” Procedia CIRP 37: 182-87.
• [4] Bouzakis, K. D., E. Lili, N. Michailidis, and O. Friderikos. 2008. “Manufacturing of Cylindrical Gears by Generating Cutting Processes: A Critical Synthesis of Analysis Methods.” CIRP Annals - Manufacturing Technology 57 (2): 676-96.
• [5] Boz, Y., H. Erdim, and I. Lazoglu. 2011. “Modeling Cutting Forces for Five Axis Milling of Sculptured Surfaces.” Advanced Materials Research 223 (April): 701-12.
• [6] Burek, J., M. Gdula, M. Płodzień, and J. Buk. 2015. “Gear’s Tooth Profile Shaping in Dialog and Parametric Programming.” Mechanik, no. February (February): 142/7.
• [7] Davim, J. 2011. Machining of Hard Materials. Machining of Hard Materials.
• [8] Dobrzański, L. A. 2006. “Stale i Inne Stopy Żelaza.” In Podstawy Nauki o Materiałach i Metaloznawstwo, 591- 92. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [9] Gdula, M., and J. Burek. 2017. “Cutting Layer and Cutting Forces in a 5-Axis Milling of Sculptured Surfaces Using the Toroidal Cutter.” Journal of Machine Engineering 17 (4): 98-122.
• [10] Guo, E., N. Ren, Z. Liu, X. Zheng, and C. Zhou. 2019. “Study on Tooth Profile Error of Cylindrical Gears Manufactured by Flexible Free-Form Milling.” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 103: 4443-51.
• [11] Karpuschewski, B., H. J. Knoche, and M. Hipke. 2008. “Gear Finishing by Abrasive Processes.” CIRP Annals - Manufacturing Technology 57 (2): 621-40.
• [12] Klocke, F., M. Brumm, and J. Staudt. 2015. “Quality and Surface of Gears Manufactured by Free-Form Milling with Standard Tools.” Gear Technology, no. January/ Frbruary: 64-69.
• [13] Krömer, M., D. Sari, C. Löpenhaus, and C. Brecher. 2017. “Surface Characteristics of Hobbed Gears.” Gear Technology, no. July: 68-75.
• [14] Piotrowski, A., and T. Nieszporek. 2012. “GRANIASTOŚĆ POWIERZCHNI ZĘBA KOŁA WALCOWEGO PRZY FREZOWANIU OBWIEDNIOWYM THE LOBING OF THE TOOTH OF THE SPOOR GEAR AT HOBBING.” Mechanik 85 (7CD): 795-806.
• [15] Solf, M., R. Bieker, C. Löpenhaus, F. Klocke, and T. Bergs. 2019. “Influence of the Machining Strategy on the Resulting Properties of Five-Axis Hard-Milled Bevel Gears.” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 233 (21-22): 7358-67.
• [16] Staudt, J., C. Löpenhaus, and F. Klocke. 2017. “Performance of Gears Manufactured by 5-Axis Milling,” no. April: 58-65.
• [17] Sun, W., and A. Lancaster. 2017. Surface Texture Measurements of Gear Surfaces Using Stylus Instruments. National Phisical Laboratory. Vol. 147.
• [18] Talar, R., P. Jablonski, and W. Ptaszynski. 2018. “New Method of Machining Teeth on Unspecialised Machine Tools.” Tehnicki Vjesnik 25 (1): 80-87.
• [19] Xiang, T., J. Yi, and W. Li. 2018. “Five-Axis Numerical Control Machining of the Tooth Flank of a Logarithmic Spiral Bevel Gear Pinion.” Transactions of Famena 42 (1): 73-84.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).