مطالعة تجربی جهت‌گیری مسیر ابزار در فرزکاری قطعات جدارنازک یک‌سرگیردار

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

چکیده

انتخاب بهینة استراتژی­های مسیر و جهت­گیری ابزار در فرایند فرزکاری مسئله­ای مهم در ماشینکاری قطعات جدارنازک مانند پره­ها و ایرفویل­هاست. انتخاب مناسب منجر به صرفه‌جویی در زمان ماشینکاری و بهبود کیفیت سطح قطعه­کار و افزایش عمر ابزار می­شود و علاوه بر بالارفتن قابلیت تولید، هزینه­ها را نیز کاهش می‌دهد. در این مقاله، آثار جهت­گیری ابزار در ماشینکاری سطوح انحنادار قطعات جدارنازک آلومینیومی یک‌سرگیردار به‌وسیلة فرایند فرزکاری سه‌محوره با فرز انگشتی سرکروی مورد بررسی قرار گرفته است تا بهترین صافی و یکپارچگی سطح ماشینکاری شده و کمترین مقادیر نیروهای ماشینکاری به‌دست آید. چهار استراتژی مورد بررسی عبارت‌اند از: عرضی رو به داخل، عرضی رو به خارج، طولی رو به داخل و طولی رو به خارج. در حین فرزکاری نیروهای میانگین ماشینکاری در جهات مختلف اندازه­گیری می‌شوند و توپوگرافی سطحی ماشینکاری‌شده به‌وسیلة میکروسکوپ نوری ارزیابی می‌شود و در انتها روی نمونه­ها تست زبری­سنجی انجام می­شود. براساس اندازه‌گیری نیروهای فرزکاری، زبری­سنجی و بررسی توپوگرافی سطوح ماشینکاری‌شده مشخص می­شود که در فرزکاری سطوح انحنادار قطعات جدارنازک آلومینیومی یک‌سرگیردار، روش عرضی رو به داخل بهترین استراتژی فرزکاری و حالت طولی رو به خارج، غیرمطلوب‌ترین استراتژی مسیر حرکت ابزار فرزکاری می­باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] H. Erdim, I. Lazoglu, Feedrate scheduling strategies for free-form surfaces, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, pp. 747–757, 2006.

[2] T. S. Lim, C. M. Lee, S. W. Kim, D. W. Lee, Evaluation of Cutter Orientations in 5-Axis High Speed Milling of Turbine Blade, Journal of Materials processing technology, Vol. 130-131, pp. 401-406, 2002.

[3] C. K. Toh, A study of the Effects of Cutter Path Strategies and Orientations in Milling, Journal of Materials processing technology, Vol. 152, pp. 346-356, 2004.

[4] C. G. Fry, T. L. Fry, S. Raman, Experimental verification of tool wear effects in alternate path traversal in milling, Proceedings of the 1999 ASME Energy Sources Technology Conference, Houston, TX, USA, pp. 145–154, 1999.

[5] S. Smith, D. Dvorak, Tool path strategies for high speed milling aluminum workpieces with thin webs, Mechatronics, Vol. 8, pp. 291–300, 1998.

[6] E. I. Agba, D. Ishee, J. T. Berry, High speed machining of unsupported thin-walled structures, The 3Th International Conference on Machining and Grinding, MR99-204, Cincinnati, OH, USA, pp. 343–346, 1999.

[7] E. Layegh, I. Lazoglu, 3D surface topography analysis in 5-axis ball-end milling, CIRP Annals 1579 - Manufacturing Technology, pp. 22-26, 2017.

[8] I. F. Edem, P. T. Mativenga, Energy demand reduction in milling based on component and tool path orientations, Procedia Manufacturing, Vol. 7, pp. 253-261, 2017.

[9] Y. Pan, Y. Changfeng, X. Shaohua, Z. Dinghua, D. Xingtang, Effect of Tool Orientation on Surface Integrity during Ball End Milling of Titanium Alloy TC1, Procedia CIRP, Vol. 56, pp. 143-148, 2016.

[10] C. M. Lee, S. W. Kim, The optimal cutter orientation in ball end milling of cantilever-shaped thin plate, Journal of Materials