Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of predictive force models for oblique cutting of mild carbon steel (CS1030) incorporating tool flank wear

Ipilakyaa Tertsegha

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2019

|

Vol. 3, No 4

295--299

EN

Predictive force models for oblique metal cutting incorporating tool flank wear was carried out using a CNC lathe machine to turn mild carbon steel CS1030. The developed models are based on the fundamental mechanics of orthogonal cutting process, in which inclination angle is 0°. Workpieces were Cylindrical with wall thickness of 3mm and diameter of 100 mm. Cut thickness levels were 0.1, 0.17, 0.24 and 0.31 mm; cutting speeds were 100, 150 and 200 m/min; tool rake angle levels were -5, 0 and 5°. wearland sizes were selected as 0, 0.2, 0.4, 0.6 mm, where wearland size “0 mm” represents sharp tool. Results of the study indicate that tool flank wear has significant effect on oblique cutting forces. The oblique cutting forces were found to increase linearly with tool flank wear due to rubbing or ploughing forces in the wearland. The results also show that, the measured experimental oblique forces (power force, Fcm thrust force Ftm and rubbing force Frm) agreed with the predicted (power force Fc thrust force Ft, and rubbing force Fr) values under the corresponding cutting conditions. It is evident from the plots that the models give an excellent prediction of the cutting forces during oblique cutting.

2

Model sił skrawania w mikrofrezowaniu z uwzględnieniem nieliniowej zmiany współczynników oporu właściwego skrawania

Matuszak M., Powałka B., Kochmański P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 30, nr 61

21--26

PL

Poprawne zamodelowanie sił skrawania występujących w mikroobróbce skrawaniem, w tym podczas mikrofrezowania, ma znaczenie dla budowy modelu dynamicznego tego procesu. Ze względu na duży promień zaokrąglenia ostrza narzędzia, w stosunku do grubości warstwy skrawanej, w mikroobróbce występuje znaczny udział ugniatania oraz tarcia powierzchni przyłożenia o przedmiot obrabiany. Występowanie tych zjawisk ma istotny wpływ na powstające siły skrawania i należy je uwzględnić w modelu sił skrawania. W opisywanych badaniach tego zagadnienia proponuje się różne sposoby modelowania sił skrawania występujących w mikroobróbce. Część z nich zakłada skokową zmianę współczynników oporu właściwego skrawania, po przekroczeniu minimalnej grubości warstwy skrawanej, inne proponują uwzględnić nieliniowy wzrost współczynników oporu właściwego skrawania wraz ze spadkiem grubości warstwy skrawanej oraz wzrostem udziału ugniatania i tarcia w procesie. W prezentowanym materiale przedstawiono analizę sił skrawania działających na ostrze frezu o średnicy 1 mm podczas obróbki stali C45. Następnie sporządzono model sił skrawania uwzględniający zmianę współczynników oporu właściwego skrawania wraz ze zmianą grubości warstwy skrawanej. W końcowej części przedstawiono weryfikację modelu sił skrawania dla różnego zakresu wartości posuwu na ostrze narzędzia oraz głębokości skrawania.

EN

Proper cutting forces model in micro milling is crucial for building the dynamic model of this process. Due to a large tool edge radius in a comparison to the thickness of the material to be removed, a plastic deformation and friction between the tool and the workpiece can occur. This phenomena have a significant influence on the micro milling cutting forces and must be included into a cutting forces model. Many researchers proposed different models of the micro milling cutting forces. Some of them assume that the cutting forces coefficients change rapidly when a minimum chip thickness is exceeded. Others say that the cutting forces coefficients increase nonlinear when the thickness of the material to be removed decreases. In this paper cutting forces analysis is made for milling of C45 steel with a tool of 1 mm diameter. Basing on a cutting forces signals analysis, cutting forces model was built. Change of cutting forces coefficients, with the change of thickness of the material to be removed, is included in the model. Finally cutting forces model was verified for wide range of cutting parameters (feed, depth of cut).

3

Estimation of cutting force model coefficients with regularized inverse problem

Pawełko P, Powałka B, Berczyński S

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2013

|

Vol. 37, nr 2

5--21

EN

In this paper, a method for estimation of cutting force model coefficients is proposed. The method makes use of regularized total least squares to identify the cutting forces from the measured acceleration signals and the frequency response function (FRF) matrix. An original regularization method is proposed which is based on the relationship between the harmonic components of the cutting forces. Numerical tests are performed to evaluate the effectiveness of the method. The method is compared with unregularized methods and common Tikhonov regularization combined with GCV and L-curve methods. It was found that the proposed method provides more accurate estimates of the cutting force coefficients than the unregularized method and common regularization techniques. Furthermore the influence of acceleration measurement errors, FRF matrix errors and FRF matrix conditioning on the accuracy of the estimated coefficients is investigated. It was concluded that FRF matrix errors influence the most the accuracy of the results.

PL

W artykule zaproponowano metodę estymacji współczynników modelu siły skrawania. Metoda stosuje regularyzowaną technikę ortogonalnych najmniejszych kwadratów dla identyfikacji sił skrawania na podstawie mierzonych sygnałów przyśpieszeń oraz macierzy częstotliwościowych funkcji przejścia. Zaproponowano oryginalną metodę regularyzacji opartą na zależności pomiędzy składnikami harmonicznymi sił skrawania. Przeprowadzono symulację numeryczną weryfikującą skuteczność metody. Przedstawiona metoda jest porównana z podejściem bez regularyzacji oraz regularyzowanym metodą Tikhonova stosowaną wraz z metodami GCV oraz L-curve. Pozwala uzyskać dokładniejsze oszacowanie wartości współczynników niż estymacja bez regularyzacji lub z regularyzacją Tikhonova. Dokonano również oceny wpływu błędu pomiaru przyśpieszeń, błędów macierzy funkcji przejścia oraz jej uwarunkowania na dokładność estymowanych współczynników. Na podstawie przeprowadzonej analizy wykazano, że największy wpływ mają błędy macierzy funkcji przejścia.