Dynamika cięcia metalu

  Cięcie metalu jest jedną z najczęściej stosowanych metod wytwarzania ostatecznego kształtu wytwarzanych produktów. Zwiększona produktywność ma zasadnicze znaczenie dla branży, aby zachować efektywność kosztową na konkurencyjnym rynku. Wibracje wcięcie metalu stanowi dużą część utrudniającą wydajność podczas obróbki. Nadmierne wibracje mogą prowadzić na przykład do: przyspieszonego zużycia narzędzia, złamania narzędzia, słabego wykończenia obrabianego przedmiotu i uszkodzeniałożyska wrzeciona. Szybkie i dokładne procedury symulacyjne i metody pomiaru dynamiki obróbki są bardzo ważne w opracowywaniu nowych narzędzi skrawających.

  Badania prowadzone są przez przemysłowego doktoranta pracującego w 50% z AB Sandvik Coromant i 50% w grupie analizy strukturalnej, zapewniającej ścisłą współpracę między przemysłem a uniwersytetem. Projekt koncentruje się na metodachsymulacja i pomiary dynamiki liniowej i nieliniowej w obróbce skrawaniem. Tłumienie drgań jest często kluczowym czynnikiem zwiększającym produktywność. Większość stosowanych dzisiaj materiałów tłumiących wykazuje pewną formę zachowań hysteretycznych.

  Dlatego ważnym elementem badań jest pomiar i modelowanie układów nieliniowych z histerezą (ryc. 1).

Rysunek 1 - Nieliniowy tłumik hysteretyczny stosowany do tłumienia drgań w narzędziu tnącym

  Aby pomóc w opracowywaniu produktu, komputerowe procedury symulacyjne dla nieliniowych systemów mechanicznych obejmujących zarówno nieliniowości strukturalne, jak i nieliniowe zachowanie pochodzące z procesu cięcia (na przykład: cięciesiły i wibracje regeneracyjne / samo-ekscytujące). Te modele symulacyjne są stale weryfikowane za pomocą pomiarów eksperymentalnych. Ważnym czynnikiem podczas sprawdzania poprawności modeli symulacyjnych jest wiarygodne oszacowanie cięciasiły. Właściwe pomiary sił skrawania mogą być trudne do uzyskania ze względu na niepożądane efekty dynamiczne z układu pomiarowego (siłomierz dynamometryczny i obrabiany przedmiot). Te dynamiczne efekty mogą prowadzić do błędnych wyników i spowodować ich powstanietrudne do sprawdzenia poprawności modelu. Opracowano i przetestowano metodę usuwania niepożądanych efektów dynamicznych przy zachowaniu informacji związanych z rzeczywistymi siłami skrawania.

Przykładem aktualnie realizowanych projektów jest prognozowanie błędu powierzchni obrabianego elementu za pomocą dynamicznych symulacji i optymalizacji frezów różnicowych.