The analysis of barrel mill’s cut-layer cross section

Abstract

Przedstawiono badania symulacyjne pola przekroju warstwy skrawanej frezem baryłkowym. Badania dotyczyły obróbki powierzchni złożonych wklęsłych oraz wypukłych. SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie pięcioosiowe, frez baryłkowyThe article presents the analysis of barrel mill's cut-layer cross section. A methodology of performing a machining simulation as well as its results during machining of concave and convex surfaces is presented. KEYWORDS: five-axis milling, barrel millZłożone powierzchnie najczęściej obrabia się frezami kulistymi. Jednak ze względu na stosunkowo małą szerokość ścieżki obróbkowej praca tymi frezami jest mało wydajna. Małe szerokości ścieżek obróbkowych b r wynikają z małego promienia zarysu krawędzi skrawającej r n . Dlatego poszukuje się nowych geometrii frezów, które umożliwią stosowanie znacznie szerszych ścieżek obrób-kowych. Do tych narzędzi należą frezy o baryłkowym zarysie krawędzi skrawającej (rys. 1) [2][3][4].gdzie: r n -promień zarysu krawędzi skrawającej, b r -szerokość ścieżki.Wraz z poszerzaniem ścieżki obróbkowej b r zwiększe-niu ulega pole przekroju warstwy skrawanej. Ma to wpływ na rozkład oraz wartość siły skrawania, co z kolei skutkuje odkształceniami sprężystymi układu OUPN i przekłada się na błędy wymiaru oraz kształtu obrabianej powierzchni. Stąd bardzo ważna jest analiza pola przekroju warstwy skrawanej [1,9].Ponadto w przypadku obróbki powierzchni złożonych oprócz promienia r n istotny wpływ na maksymalną wysokość profilu ma promień krzywizny powierzchni obrabianej r k -zarówno powierzchni wklęsłych, jak i wypukłych (rys. 2) [5,7] Rys. 2. Obróbka frezem baryłkowym powierzchni: a) wklęsłych, b) wypukłych W obróbce powierzchni wklęsłej wraz ze zmniejszaniem promienia krzywizny r k powierzchni obrabianej maleje maksymalna wysokość profilu R thwk , zgodnie z zależnością:gdzie: b rwk -szerokość ścieżki obróbkowej dla powierzchni wklęsłej (wartość łukowa). Natomiast w przypadku obróbki powierzchni wypukłych wraz ze zmniejszaniem się promienia krzywizny rośnie maksymalna wysokość profilu R thwy według zależności:Zastosowanie tych frezów wiąże się z zupełnie innym nakładaniem się ścieżek obróbkowych, co istotnie wpływa na wydajność powierzchniową i maksymalną teoretyczną wysokość profilu R th , którą określa się wzorem [2-4]: