Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

High speed milling in thin-walled aircraft structures

Bałon Paweł, Rejman Edward, Smusz Robert, Szostak Janusz, Kiełbasa Bartłomiej

Applied Computer Science

|

2018

|

Vol. 14, no 2

82--95

EN

Aircraft structures are designed to mainly consist of integral elements which have been produced by welding or riveting of component parts in technologies utilized earlier in the production process. Parts such as ribs, longitudinals, girders, frames, coverages of fuselage and wings can all be categorized as integral elements. These parts are assembled into larger assemblies after milling. The main aim of the utilized treatments, besides ensuring the functional criterion, is obtaining the best ratio of strength to construction weight. Using high milling speeds enables economical manufacturing of integral components by reducing machining time, but it also improves the quality of the machined surface. It is caused by the fact that cutting forces are significantly lower for high cutting speeds than for standard machining techniques.

2

Surface microhardening studies on steels after high feed milling

Petrů Jana, Zlámal Tomáš, Špalek František, Čep Robert

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 2

222--230

EN

The paper deals with the impact of high-speed machining production methods on the integrity of component surfaces. One has to point out that cutting conditions during machining have a significant impact on the final properties of surface and subsurface layers of the workpiece. The conclusion summarizes and analyzes the achieved results of experimental activities on stainless austenitic steel 1.4301, hardened tool steel 1.2343 and high-speed steel 1. 3344 (ASP 2023). The results of the work experimental parts demonstrate the influence of cutting parameters on selected surface integrity ones, specifically strengthening the surface and subsurface layers. The performed experiments show that microhardness of a surface layer of the machined material can be influenced by suitable cutting conditions and other cutting process parameters.

3

State of residual stresses after the process of milling selected aluminium alloys

Kuczmaszewski Józef, Łogin Waldemar, Pieśko Paweł, Zagórski Ireneusz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 1

63--73

EN

The purpose of this paper was to analyse the structure and the state of residual stresses in the samples made of rolled AW-2024 and AW-7075 aluminium alloy plates, prior to machine cutting and after the process of milling under various machining conditions. The state of stresses was evaluated on the basis of measurements by means of sin2vF X-ray diffractometry and layer removal method. Furthermore, top layer microstructures were compared in half-finished product, machined product, and core material samples.

4

Obróbka z wysokimi prędkościami skrawania cienkościennych konstrukcji lotniczych

Bałon P., Rejman E., Smusz R., Kiełbasa B.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

726--729

PL

Przedstawiono strategię obróbki przedmiotów cienkościennych, która stwarza szereg problemów technologicznych związanych ze zmianą kształtów i wymiarów przedmiotu obrabianego, oraz sposoby przeciwdziałania drganiom podczas obróbki skrawaniem, aby nie następowało pogorszenie struktury geometrycznej powierzchni obrabianej – chropowatość powierzchni. Z kolei odkształcenia plastyczne mogą być przyczyną błędów kształtu oraz źródłem naprężeń własnych w warstwie wierzchniej, trudnych do usunięcia, powodujących deformację przedmiotu po obróbce. Podnosi to koszty wytwarzania, zwłaszcza przedmiotów cienkościennych, z uwagi na powstawanie braków i wydłużanie czasu produkcji. W celu poprawy jakości wykonania przedmiotów cienkościennych zastosowano kilka sposobów minimalizacji odchyłek kształtu i chropowatości powierzchni, takich jak: optymalizacja strategii obróbki, podwyższanie prędkości skrawania vc, optymalizacja parametrów skrawania, zwłaszcza posuwu na ostrze fz oraz promieniowej głębokości skrawania ap i szerokości warstwy skrawanej ae ze względu na minimalizację składowej siły skrawania prostopadłej do powierzchni frezowanej ścianki.

EN

Machining operations of thin-walled elements generate a lot of production process issues related to deformations and elastic and plastic displacements of the workpiece. Due to displacements of the milled workpiece, vibrations can occur, and thus, geometric errors may occur on surface in the structure of the workpiece. Furthermore, plastic deformation can also cause shape problems and be a source of internal stresses in the surface layer, which are highly difficult to remove and lead to deformation of the workpiece after machining. Consequently, this leads to an increase in the manufacturing costs of machining operations, especially of thin-walled elements, due to shortages and increased manufacturing time. It is recommended that multiple methods for minimizing machining errors be utilized to improve the quality of thin walled elements, such as: optimization of the machining strategy, increase of the cutting speed vc, optimization of cutting parameters, especially feed per blade fz, the radial depth of cut ae due to the minimization of the cutting force component perpendicular to the surface of the milled wall.

5

High Speed Machining (HSM) nowoczesną technologią wytwarzania części maszyn

Zębala W.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2016

|

nr 3-4

25--29

PL

Dynamiczny rozwój innowacyjnych technik wytwarzania stymuluje wysokowydajne przetwarzanie materiałów konstrukcyjnych, zwłaszcza w obszarze automatyzacji procesów wytwórczych. Postęp w zakresie rozwoju nauki o skrawaniu pozwala na osiąganie wysokich prędkości skrawania i dużych posuwów nawet podczas obróbki materiałów trudno skrawalnych, takich jak: stopy niklu, kobaltu, tytanu. Artykuł przedstawia charakterystykę obróbki HSM, krótki rys historyczny jej rozwoju oraz uwarunkowania technologiczne wysokowydajnego skrawania.

EN

The dynamic development of innovative manufacturing techniques stimulates the high performance of construction materials processing, especially in the area of automation of manufacturing processes. The progress in the development of the science of cutting allows to achieve of high cutting speeds and high feed rates even when machining difficult-to-cut materials, such as nickel, cobalt and titanium alloys. The paper presents the characteristics of HSM technology, a brief history of its development and technological conditions of high productivity cutting.

6

Badania cieplne elektrowrzeciona tokarskiego

Lehrich K., Lis K., Mucha Ł.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2013

|

nr 2

99--114

PL

Artykuł prezentuje wyniki symulacyjnych badań cieplnych elektrowrzeciennika tokarskiego w zestawieniu z wynikami badań eksperymentalnych. Konstrukcję elektrowrzeciennika opracowano w Centrum Badawczo Konstrukcyjnym w Pruszkowie. W artykule uwagę skupiono na założeniach przyjętych do analiz MES i metodyce ich prowadzenia. Analizy termiczne przeprowadzono w stanie nieustalonym, wykorzystując oprogramowanie Ansys.

EN

The paper presents results of Simulation studies of thermal turning electro-spindle in comparison with experimental results. The subject of the study was a turning electro-spindle, whose construction has been developed in CBKO in Pruszków. This paper concentrates on the assumptions and methodology FEA research. For the analysis of thermal transient ANSYS software was used.

7

Selected topics of high speed machining analysis.

Łodygowski M., Rusinek A., Jankowiak T., Sumelka W.

Engineering Transactions

|

2012

|

Vol. 60, iss. 1

69-96

EN

Some aspects of numerical analysis of problems related to high strain rates with thermal effects are considered. The attention is focused on constitutive modelling that describes the accompanied phenomena like plastic strain localization and softening. The importance of proper formulation of failure criteria is stressed. Also the complexity of computations is discussed.

8

Doświadczalna weryfikacja numerycznego modelu pionowego centrum obróbkowego

Kosmol J., Wilk P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2011

|

T. 10, nr 41

187-195

PL

Współczesne obrabiarki do obróbki szybkościowej HSC (High Speed Cutting) wymagają projektowania nie tylko z uwagi na kryteria wytrzymałościowe, sztywnościowe czy trwałościowe, ale i dynamiczne. Te bowiem kryteria decydują o dokładności wymiarowo-kształtowej przedmiotu wykonanego metodą obróbki skrawaniem. Własności dynamiczne złożonego układu masowo-sprężystego można poprawiać zarówno przez podwyższanie wskaźnikow sztywności statycznej jak i obniżanie masy przesuwnych zespołów. Obie te metody prowadzą do projektowania optymalnych korpusów ze względu na kryterium minimalizacji mas i maksymalizacji sztywności. W Katedrze Budowy Maszyn Politechniki Śląskiej opracowano metodę optymalizacji korpusów obrabiarkowych wykorzystującą połączone ze sobą: analizę metodą elementów skończonych i algorytmy genetyczne. Metodę tę zastosowano do optymalizacji wybranych korpusów nowo projektowanego centrum frezarskiego. Prototyp nowego centrum frezarskiego został wykonany w metalu i poddany eksperymentalnym badaniom weryfikacyjnym. Jednym z nich były badania sztywności statycznej. Wyniki badań pozwoliły na ocenę adekwatności opracowanych modeli korpusów poprzez porownanie wskaźników sztywności statycznej uzyskanych z badań symulacyjnych (MES) i eksperymentalnych. Analiza porównawcza wyników badań symulacyjnych i eksperymentalnych wskazała, że rezultat takich porównań istotnie zależy od wartości liczbowych wskaźników sztywności. Dla tych wskaźników sztywności, dla których mierzone przemieszczenia były na poziomie kilkunastu i więcej �um, zgodność wyników była zadowalająca, tzn. nie różniły się one o więcej niż 10-15%. Natomiast dla pozostałych różnice sięgały 100% i więcej. Bezpośrednim powodem tak znacznych różnic były zbyt duże błędy pomiarów bardzo małych przemieszczeń, na poziomie 1-2 �um. Oznacza to, że weryfikacja modeli numerycznych korpusów o znacznych sztywnościach jest praktycznie trudna do zrealizowania albo wymaga bardzo kosztownego oprzyrządowania (laserowe metody pomiaru małych przemieszczeń).

EN

Modern machine tools for high speed cutting (HSC) have to be designed not only from the point of view of mechanical properties like stiffness, strength or durability but their dynamic properties should also be considered. Dynamics of the machine tool influences shape and dimensional accuracy of workpieces manufactured. Dynamic properties of a complex spring-mass system of a machine tool may be improved by increasing the static stiffness or decreasing the masses of its movable bodies. In the Department of Machine Technology STU an optimization method that uses both the Finite Element Analysis and Genetic Algorithms was worked out. This method was applied for optimization of chosen bodies of a new design of vertical machining centre. The prototype of the machine was built-up and its static properties have been tested. Results of experimental investigation made possible to evaluate the adequacy of the worked up models, simply comparing the coefficients of stiffness obtained from the simulation and experimental investigation. The comparison of results showed that found discrepancies depend much on the value of coefficients of stiffness. If the stiffness coefficients obtained from experiments were not high, it means smaller than 100 - 200 N/um, and if the measured displacements were higher than 10 um, the stiffness coefficients obtained from simulation and from experiments differed less than 10 - 15%. But if the coefficients of stiffness were much higher, for example several thousands of N/um, the difference often reached 100% and more. The main reason of such a difference could be attached to a low accuracy of measurements of very small displacements. Precise measurement in the range of displacements smaller than 1 - 2 um could be really a challenge in the workshop conditions. It means, that the experimental verification of numerical models of highly stiff assemblies is practically very difficult and requires application of laser equipment, which is more sensitive but also much more expensive than classical mechanical touch probes or inductive sensors of displacements.

9

The investigation of cutting forces during cylindrical milling of hardened steel

Wojciechowski Sz.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2011

|

Vol. 31, nr 2

77-86

EN

The work reported here investigates total cutting force F components during cylindrical milling of hardened steel with helical end mill. The conventional mechanistic model does not fit into dynamic character of HSM process due to missing displacement of the cutter aspect (e.g. induced by cutter run-out). Therefore total cutting force dynamical alterations cannot be described in details in this way. Carried out research have shown that in milling process maximal instantaneous force (Fx and Fv) alterations per each tooth can be found, independently of radial depth of cut ae value. On the base of experimentally measured instantaneous feed Fx and feed normal forces Fy, the time courses of cutting force Fc were determined.

PL

W artykule poddano analizie składowe siły całkowitej F w procesie frezowania obwodowego zahartowanej stali frezem walcowym ze śrubową krawędzią skrawającą. Ze względu na dynamiczny charakter procesów obróbki z dużymi prędkościami (HSM) tradycyjny analityczno--doświadczalny model, nieuwzględniający przemieszczenia części roboczej frezu (np. pod wpływem bicia promieniowego ostrzy), jest niewystarczający do dokładnego opisu zmian składowych siły całkowitej. Z badań wynika, że niezależnie od wartości dosuwu promieniowego ae i kierunku oddziałującej siły (Fx, /%.), w procesie frezowania zmieniają się maksymalne chwilowe wartości sił przypadających na kolejne ostrza frezu. Na podstawie wyznaczonych doświadczalnie wykresów czasowych składowej posuwowej Fx i posuwowej normalnej Fv wyznaczono przebieg czasowy siły skrawania Fc.

10

High speed machining of aluminium gear box without temperature stabilization

Silva A., Mateus C., Węgrzyn T., Miros M.

Transport Problems

|

2010

|

T. 5, z. 3

57-66

EN

At the present time both clutch and mechanism housings, which are the main components from automotive gear boxes, are made of special aluminium alloys. These alloys are extremely light when compared with steel, making them a perfect choice to mitigate the cars weight and machining costs. Nonetheless they possess a high thermal expansion coefficient, which can be considered a major disadvantage since it makes necessary to pay extraordinary attention to dimensional variations during the production cycle due to temperature deviations. High speed machining of precision components made of aluminium requests thus their temperature to become previously stable. This procedure is the only way to force dimensions to stay inside its tolerance intervals. The main purpose of the present work was to assess the possibility to avoid the use of special ovens to make the clutch housing temperature become stable prior to machining. The dimensional stabilization of 40 sample parts, pre-heated at three temperature levels, was accomplished through the use of this system. The achieved results were made possible by analysing the part's temperature at the machine's entrance, the machine's interior temperature, 35 measured dimensions and their tolerance intervals as well as the average temperature deviations of each of the five considered batches. By analysing the obtained results in detail it was possible to determine which dimensions show high sensitiveness to temperature (high correlation between dimension's variation and temperature). Among these dimensions we can point out the ones related with depth, since they display the highest deviations due to temperature. Being a work with practical application it was possible to confirm the benefit of using this methodology by achieving significant enhancements on production efficiency, energy savings and reduction on maintenance costs, through the application of small adjustments to the machining sequence and by adopting a systematic tuning of certain dimensions.

PL

Obecnie zarówno sprzęgło, jak i mechanizm przekładniowy, które są głównymi komponentami skrzyń biegów, umieszczone są w obudowie wykonanej ze specjalnych stopów aluminium. Stopy te są znacznie lżejsze w porównaniu ze stalą, powoduje to że są one doskonałym wyborem, by zmniejszyć wagę samochodów oraz 58 A.P. Silva, C.S. Mateus,, T. Wegrzyn, M. Miros koszty produkcji. Niemniej jednak materiały te posiadają wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, który może zostać uznany ich główna wadą. Powoduje to że koniecznym stało się zwracanie dużej uwagi na utrzymanie wariantów wymiarowych podczas obróbki charakteryzującej się zmianami temperatury. Wysoka szybkość obróbki precyzyjnych komponentów wykonanych z aluminium spowodowała konieczność wcześniejszego ich podgrzewania w celu uniknięcia zmian temperatury podczas obróbki. Takie zabieg jest jedynym sposobem, aby zachować odpowiednią tolerancję wymiarową. Głównym celem niniejszej pracy była ocena możliwości, uniknięcia użycia specjalnych pieców wstępnie podgrzewających elementy przed obróbką w celu zapewnienia stabilizacji termicznej podczas obróbki. W pracy przeanalizowano możliwość zastosowania specjalnych komór z natryskowym systemem chłodzenia olejowego. Analiza osiągniętych wyników była możliwa poprzez pomiar temperatur na wejściu do maszyny oraz w jej wnętrzu. Pomiary przeprowadzono dla 35 próbek, których wymiary oraz tolerancję mierzono. Szczegółowa analiza pozwoliła stwierdzić, które z wymiarów wykazują się dużą wrażliwością na zmiany temperatury (wysoka korelacja między odmianą wymiaru i temperaturą). Pomiędzy wytypowanymi wymiarami najwrażliwszymi okazały się wymiary związane z głębokością. Uzyskane wyniki pozwoliły potwierdzić korzyści z używania opracowanej metody. Metoda ta pozwala na znaczne oszczędności energii oraz zwiększenie efektywności produkcji.

11

Manufacturing development strategies in aviation industry

Adamski W.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2010

|

Vol. 34, nr 3

73-84

EN

Machine tool technologies, especially Computer Numerical Control (CNC), High Speed Machining (HSM) have emerged as effective mechanisms in the aerospace, automotive, and die and mould industries. These new technologies are attractive for competitive manufacturing because of their technical advantages, i.e. a significant reduction in lead-time, high product accuracy, and good surface finish. This paper describes the computational requirement and cutting parameters of HSM, look ahead programming and simulation.

PL

Technologia High Speed Machining (HSM) znalazła zastosowanie jako efektywne narzędzie w przemyśle lotniczym, samochodowym i narzędzie ze względu na znaczące zmniejszenie czasu obróbki, dużą dokładność i jakość obrabianych powierzchni. W pracy omówiono dobór warunków skrawania ze względu na drgania samowzbudne obrabiarki CNC oraz symulację procesu obróbki za pomocą odpowiedniego oprogramowania i metody symulacji.

12

Czy HSM wyprze EDM?

Dąbrowski L.

Świat Obrabiarek

|

2009

|

R. 4, nr 11-12

14-18

PL

W ramach obecnej, globalnej gospodarki światowej, produkcja w strefie europejskiej stale musi się przeciwstawiać rosnącemu naciskowi na globalne rynki ze strony głównie krajów azjatyckich, a tym samym podwyższać ciągle produktywność, jakość i elastyczność produkcji. Nie tylko poszczególne procesy rozwojowe czy produkcyjne, ale kompletne łańcuchy procesowe muszą ustawicznie podlegać całościowej optymalizacji w celu otwierania dalszych, potencjalnych możliwości ich racjonalizacji.

13

Projektowanie napędów posuwu obrabiarek szybkościowych w ujęciu mechatronicznym. Część II. Projektowanie modułu mechanicznego

Kosmol J.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2008

|

nr 3

17-30

PL

Artykuł jest kontynuacją zagadnienia przedstawionego przez Autora w [1]. Dotyczy on roli składnika (modułu) mechanicznego w procedurze projektowania serwonapędu pojedynczej osi obrabiarek NC. Z przeprowadzonej w artykule analizy wynika, że w przypadku obrabiarek do obróbki szybkościowej potraktowanie składnika mechanicznego jako masy skupionej zredukowanej na wał silnika (tak traktowano składnik mechaniczny w [1]) jest niewłaściwe, bowiem zapas stabilności oraz zakres liniowości charakterystyki dynamicznej ulegają zmianie. Po zaprojektowaniu całego serwonapędu konieczna jest jego synteza dla oceny tych parametrów. W artykule przedstawiono metodologię takiej syntezy.

EN

The paper is the second part of the study about designing servodrives of NC machine tool as Mechatronic system. In this part model of mechanical module of one-axis servodrive is shown. Selection of kind of model was the main goal of the analysis. Two models were analysed: one-poit mass reduced to the motor shaft and double-mass model. The latter is the most important because due to the mass-spring-dissipation properties of the mechanical parts the dynamic properties of the velocity loop of servodrive may be worse. In the paper spectra of both models were shown and compared.

14

Feed drive simulation for the prediction of the tool path follow up in High Speed Machining

Prevost D., Lavernhe S., Lartigue C.

Journal of Machine Engineering

|

2008

|

Vol. 8, No. 4

32--42

EN

This paper deals with an advanced modeling of the feed drives of a five axis machine tool within the context of High Speed Machining. The management of the multi axes as well as high velocities causes problems to the set machine tool – Numerical Controller throughout the trajectory execution process. As a result, many errors are introduced during machining all process long affecting the surface quality. The paper aims at modeling the feed drive dynamics during trajectory follow-up including the current, the velocity and position loops as well as the feed forward terms, which characterize classical drives on actual HSM machines. It concerns translational axes as well as rotary axes. A procedure of identification of the virtual axis model are detailed for three and five axis trajectories presenting various types of geometrical discontinuities.

15

Experiment on high speed machining parametres for sport shoe sole mold making using aluminium alloy 5083, 6163 and 7075

Chartakom S., Butdee S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 31, nr 2

306-311

EN

Purpose: The objective of this experiment is to obtain the fine surface roughness that is required less final polishing process as well as shortest manufacturing lead time. Design/methodology/approach: the aluminum Alloy 5058, 6163 and 7075 are selected for the experiment on a high speed machine. The machine used for testing is namely Mold Maker 200&2500 which is the high precision machining center. Secondly, the study is emphasizes on the suitable cutting tool and cutting parameters. Accurate surface roughness measured level is an important factor for injection mold making. This section explains the process of surface roughness measurement on the machine, namely MarSurf XCR 20 V1.20-4. Findings: The investigations are shown that the Aluminum graded Al 6163 and Al 7075 can be suitably used for the sport sole mold making in or to obtain the acceptable surface roughness without polishing Practical implications: The method can be adapted for all global shapes of tools, even in the case of complex geometries Originality/value: The investigations are shown that the Aluminum Al 6163 and Al 7075 can extremely save machining and polishing time.

16

The reliability analysis of cutting tools in the HSM processes

Lin W.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 30, nr 2

97-100

EN

Purpose: This article mainly describe the reliability of the cutting tools in the high speed turning by normal distribution model. Design/methodology/approach: A series of experimental tests have been done to evaluate the reliability variation of the cutting tools. From experimental results, the tool wear distribution and the tool life are determined, and the tool life distribution and the reliability function of cutting tools are derived. Further, the reliability of cutting tools at anytime for high speed machining (HSM) is easily calculated from cutting parameters and tool wear limit from the derived reliability function. Findings: The higher the cutting speed, the sooner the tool flank wear, and the faster the degrade speed of the reliability curve. It means that the sooner the tool flank wear rate, the shorter the tool life, and it is the time to change the cutting tool. Practical implications: This paper shows that the tool flank wear rate can be described by the reliability degrade rate, the higher the flank wear rate, the steeper the tool reliability degrade rate. Originality/value: This article is discussing about the tool wear variation of the cutting tool from the point of reliability. From the reliability variation of the cutting tool, we can further predict the tool life, in order to decide the tool replacement time.

17

An approach to determine transition area from conventional to high-speed machining by means of chip shape analysis

Ekinovic S., Begovic E.

Archives of Materials Science

|

2007

|

Vol. 28, nr 1-4

35-39

EN

High speed machining became a common machining solution for various machining applications. This fact is caused by many advantages that HSM can offer to manufacturers - good surface quality, shorter production cycles etc... Yet, the main problem producers faces here is increasing costs generated by high cutting tool price used in this application. This problem is common denominator most of the today high speed machining investigation. The paper shows an example of solving the problem by analyzing chip shape generated in this process in order to determine minimal cutting speed to be used in high speed area. In that sense it has been introduced new factor authors called "measure of segmentation", Ms, used to make clear distinction between conventional and high speed regions. Therefore, this cutting speed or cutting regime can contribute in increasing cutting tool life and improving economic benefits of HSM processes.

18

Porównanie modeli napędu posuwu obrabiarki sterowanej numerycznie

Lehrich K., Mięgoć Ł., Sokołowski A.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2006

|

nr 2

97-112

PL

W artykule przedstawiono badania modelowe napędu posuwu obrabiarek do obróbki z dużymi prędkościami skrawania (High Speed Machining). Rozpatrywano dwie konfiguracje napędu, tj. konfigurację z napędzaną śrubą toczną oraz konfigurację z napędzaną nakrętką. Badania przeprowadzono z zastosowaniem klasycznych modeli masowo-sprężystych oraz modeli bazujących na Metodzie Elementów Skończonych. Modele porównywano pod kątem możliwości wyznaczania sztywności statycznej oraz wyznaczania wybranych cech dynamicznych.

EN

The paper presents the results of comparison of feed drive models of NC machine tool. The Finite Element Models and mass - spring models are considered. In the first step, the analysis focuses on estimation of static stiffness. Here, two configurations of modeled object are discussed, i.e. the configuration with rotating ball screw and configuration with rotating ball nut. Next, the analysis of dynamical properties is conducted. The analysis is related to natural frequencies estimation and possibility of simulation of impulse responses.

19

Wpływ wybranych zespołów obrabiarek do skrawania z dużymi prędkościami na dokładność obróbki

Lehrich K.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2005

|

nr 2

5-151

PL

Rozwój obrabiarek skrawających w kierunku obróbki szybkościowej wymaga innego podejścia do projektowania. Wysokie parametry obróbki przyczyniają się do znacznego wzmocnienia niekorzystnych zjawisk, takich jak: poziom drgań czy odkształceń cieplnych. Duże znaczenie dla zmniejszenia kosztów procesu przygotowania produkcji i wyboru najlepszego rozwiązania konstrukcyjnego maja metody symulacyjne takie jak np. Metoda Elementów Skończonych. W niniejszej pracy zaproponowano metodykę wspomagania projektowania napędów głównych i posuwowych obrabiarek przeznaczonych do obróbki szybkościowej ze względu na wymaganą dokładność obróbki. Proponowaną metodykę wspomagania projektowania opracowano na podstawie badań symulacyjnych i eksperymentalnych wybranych podzespołów obrabiarek do obróbki szybkościowej. Należy do nich wrzeciennik tokarski oraz dwie sterowane numerycznie osie posuwów szybkich. W metodyce wspomagania projektowania uwzględniono równoczesne badania modelowe sztywności oraz badania termiczne. W celu przeprowadzenia badań symulacyjnych zbudowano modele zespołów w konwencji metody elementów skończonych. Dla oceny przydatności proponowanego podejścia zbudowano lub wykorzystano już istniejące stanowiska pomiarowe i przeprowadzono weryfikacyjne badania eksperymentalne. Na tej podstawie każdorazowo oceniano stopień adekwatności opracowanego modelu. Wpływ wybranych podzespołów na dokładność obróbki określono poprzez porównywanie otrzymanych przemieszczeń cieplnych i przemieszczeń od sił skrawania na etapie projektu wstępnego obrabiarki do obróbki szybkościowej pozwala na przewidywanie wielkości przemieszczeń z rozbieżnościami wynoszącymi ok. 15-30% dla układów napędowych ruchu głównego i 10-20% dla układów napędowych ruchu posuwowego. W pracy wykazano również, iż zaproponowane algorytmy wspomagania konstruowania napędu głównego i posuwowego pozwalają na identyfikację najistotniejszych przemieszczeń wywołanych ciepłem i siłami skrawania a w rezultacie na zmianę cech konstrukcyjnych w celu osiągnięcia wymaganej dokładności obróbki. Na podstawie przeprowadzonych badań sformułowano wnioski utylitarne dotyczące analizowanych podzespołów. Pracę zakończono przedstawieniem przykładów praktycznego zastosowania proponowanej metodyki wspomagania konstruowania w przypadku kilku wybranych obrabiarek.

EN

Development of machine tools into High Speed Machining direction requires specific approaches to design. High cutting parameters can emphasize some undesirable phenomena, e.g. increase in level of vibrations of thermal displacements. The simulation methods, like Finite Analysis, have the great meaning for costs reduction of production preparation process and choice the best design solution. The methodology of aided design of high speed machining main drives and feed drives for the sake of machining accuracy was proposed in the doctor's thesis. Proposed methodology of designing based on simulation analyses and experimental research for selected parts of HSM machine tools was developed. The headstock with electro-spindle and two numerically controlled high speed feed drives were analyzed. In proposed methodology the stiffness analyses and the thermal analyses were taken into account simultaneously. In order to investigate of simulation research the FEA models of selected subassemblies was made. Existing and new built measuring stands were used for experimental works. Each simulation results were compared with experimental results and adequacy of both results were estimated. The influence of selected subassemblies on accuracy of machining through comparison of obtained displacements with numerical normal tolerance IT for exemplary workpieces was determined.

20

Jakość obrabiarek ciężkich do obróbki szybkościowej

Kosmol J.

Inżynieria Maszyn

|

2004

|

R. 9, z. 3/4

25-43

PL

W artykule przedstawiono wybrane problemy jakości obrabiarek ciężkich w świetle wymagań obróbki szybkościowej (HSM). Zaprezentowano wyniki badań sztywności statycznej serii 6 tokarskich centrów karuzelowych typu KCI. Na podstawie tych wyników badań sformułowano postulat zdefiniowania wskaźnika jakości, który umożliwiałby ocenę jakości wykonania obrabiarki ciężkiej jeszcze na etapie jej montażu. Przedstawiono także wyniki badań sztywności statycznej, ale uzyskanych metodą dynamiczną. Zwrócono uwagę na istotną różnicę wskaźników sztywności uzyskanych dwoma różnymi metodami. Na tym tle pojawia się pytanie, która z metod wyznaczania sztywności statycznej jest bardziej odpowiednia do oceny jakości obrabiarek ciężkich.

EN

The paper presents some problems of quality of heavy machine tools in the point of view of High Speed Machining (HSM). Results of static stiffness determination of 6 vertical lathes type KCI are shown. Obtained results enabled to formulate postulates to define a coefficient of quality, which makes possibly to evaluate the quality of manufacture of heavy machine tool on the assembly stage. There are presented results of static stiffness determination but obtained with dynamic method. Large differences between coefficients of stiffness obtained with conventional and dynamic methods were underlined. Which of the both method is more appropriate to the real conditions of machine tool in the point of view of quality evaluation?