Investigation of the cusp height when ball-end milling from shaped surfaces

• Autorzy: Stahovec, J. , Beňo, J. , Vrabel', M.

Warianty tytułu

PL

Badanie wysokości śladu obróbkowego podczas obróbki frezem palcowym powierzchni kształtowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a model for cusp height in the ball-end milling process. In many milling operations, the cutting tool performs step over and makes adjacent cuts to complete machining of any feature. As a result, a small cusp of material, called a cusp height, will remain between these cuts on the surrounding walls or on the machined surface if a ball-end mill is used. This procedure presents application of software to evaluate cusp height in milling process. The height of cusp is examined in surfaces having different curvature ratio and different orientation. The model for the mathematical prediction of the cusp height has been developed in terms of axial and radial depth of cut, surface curvature and tool diameter. The application of the DOE technique by Taguchi gives the process parameter values that lead to the minimum machining time and achievement of the desired surface texture.

PL

W pracy przedstawiono model wysokości śladu obróbkowego w procesie obróbki frezem palcowym o zarysie kulistym. W wielu operacjach frezowania narzędzie wykonuje stopniowe ruchy, tworząc przylegające do siebie ślady obróbkowe. W rezultacie, jeżeli obróbka odbywa się frezem palcowym o zarysie kulistym, po obróbce pozostają małe występy materiału na krawędziach sąsiednich śladów obróbkowych. Procedura ta przedstawia zastosowanie oprogramowania do oceny wysokości zarysu śladu obróbkowego w procesie frezowania. Wysokość występów jest badana na powierzchniach mających różny wskaźnik krzywizny i różną orientację. Opracowano matematyczny model do przewidywania występów obróbkowych w odniesieniu do osiowych i promieniowych głębokości skrawania, krzywizny powierzchni i średnicy narzędzia. Zastosowana technika DOE Taguchiego wyznacza wartości parametrów procesu, które prowadzą do najkrótszego czasu obróbki i osiągnięcia pożądanej tekstury powierzchni.

Słowa kluczowe

PL

frezowanie; warunki skrawania; wysokość występu; tekstura

EN

milling; cutting conditions; cusp height; textured

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 2
• Strony: 187--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stahovec, J.

• Technical University in Košice, Mäsiarska 74, 040 01 Košice, Slovakia,

autor

Beňo, J.

• Technical University in Košice, Mäsiarska 74, 040 01 Košice, Slovakia,

autor

Vrabel', M.

• Technical University in Košice, Mäsiarska 74, 040 01 Košice, Slovakia,

Bibliografia

• [1] Arizmendi M., Fernández J., Lacalle L.N.L., Lamikiz A., Gil A., Sánchez J.A., Campa F.J., Veiga F.: Model development for the prediction of surface topography generated by ball-end mills taking into account the tool parallel axis offset, Experimental validation, CIRP Annals – Manuf. Technol., 57 (2008), 101-104.
• [2] Chen J.-S., Huang Y.-K., Chen M.-S.: A study of the surface scallop generating mechanism in the ball-end milling process, Int. J. Mach. Tools Manuf., 45 (2005), 1077-1084.
• [3] Iqbal A., Ning H., Khan I., Liang L., Dar N.U.: Modeling the effects of cutting parameters in MQL-employed finish hard-milling process using D-optimal meth-od, J. Mat. Proc. Technol., 199 (2008), 379-390.
• [4] Feng H.-Y., Huiwen L.: Constant scallop-height tool path generation for three-axis sculptured surface machining, Computer-Aided Design, 34 (2002), 647-654.
• [5] Chuang C.-M., Yau H-T.: A new approach to z-level contour machining of triangulated surface models using fillet end mills, Computer Aided Design, 37 (2005), 1039-1051.
• [6] Cao L-X., Gong H., Liu J.: The offset approach of machining free form surface: Part 1: Cylindrical cutter in five-axis NC machine tools, J. Mat. Proc. Technol., 174 (2006), 298-304.
• [7] Lartigue C., Thiebaut F., Maekawa T.: CNC tool path in terms of B-spline curves, Computer Aided Design, 33 (2001), 307-319.
• [8] López de Lacalle L.N., Lamikiz A., Sánchez J.A., Arana J.L.: Improving the surface finish in high speed milling of stamping dies, J. Mat. Proc. Technol., 123 (2002), 292-302.
• [9] Mizugaki Y., Kikkawa K., Terai H., Hao M.: Theoretical estimation of machined surface profile based on cutting edge movement and tool orientation in ball-nosed end milling, CIRP Annals – Manuf. Technol., 52 (2003), 49-52.
• [10] Quinsat Y., Sabourin L., Lartigue C.: Surface topography in ball end milling process: Description of a 3D surface roughness parameter, J. Mat. Proc. Technol., 195 (2008), 135-143.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.18