مدل‌سازی مکانیستیک نیروهای برش در فرزکاری با ابزار فرز انگشتی با لبه برنده مستقیم

نوع مقاله: مقاله مکانیک

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان، ایران

10.22075/jme.2020.19729.1855

چکیده

پیش‌بینی نیروهای برش با روش‌های مدل‌سازی تحلیلی در فرآیند ماشین‌کاری از اهمیت قابل‌توجهی برخوردار است. در این پژوهش از مدل‌سازی مکانیستیک برای پیش‌بینی نیروهای برش در فرآیند فرزکاری با ابزار فرز انگشتی دو لبه با لبه برنده مستقیم استفاده گردید. این روش مدل‌سازی به دلیل عدم نیاز به آزمایش‌های پرهزینه به‌منظور دستیابی به اطلاعات رفتار ماده در فرآیند براده برداری با نرخ کرنش زیاد و عدم نیاز به تحلیل‌های زمان‌بر در نرم‌افزارهای عددی و همچنین اعمال ویژگی‌های مربوط به جنس، اصطکاک و شرایط براده برداری با ضرایب برش و لبه برنده از کارایی و دقت قابل قبولی برخوردار است. در این پژوهش برای اولین بار طراحی ویژه‌ای برای قطعه در نظر گرفته شد به‌گونه‌ای که تأثیر گردی نوک اینسرت های برش در خطای مدل‌سازی حذف گردد. نتایج مقایسه منحنی‌های نیروی برش مدل پیش‌بینی و تجربی به‌دست‌آمده از دینامومتر برای سه مؤلفه نیروی برش ، و تطابق قابل قبولی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mechanistic modeling of cutting forces in end milling with the direct cutting edge

نویسندگان [English]

  • Gholam Reza Juzdani 1
  • Sayed Ehsan Mirmohammadsadeghi 2
1 MSc. Student, Department of Mechanical Engineering, Khomeinishahr Branch, Islamic Azad University, Khomeinishahr/Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Khomeinishahr Branch, Islamic Azad University, Khomeinishahr/Isfahan, Iran
چکیده [English]

Prediction of cutting forces by analytical modeling methods in the machining process has a considerable importance. In this study, mechanistic modeling was used to predict cutting forces in milling process by two-cutting edge end mill tool with a straight cutting edge κ = 90°. This modeling approach due to no need for costly experiments to obtain material behavior information in the high strain rate cutting process and due to no need for time-consuming analysis by numerical software as well as the application of material characteristics and cutting conditions with coefficients of cutting and cutting edge have acceptable performance and accuracy. In this research, for the first time, a special design for the work piece was considered to eliminate the effect of round insert tip on modeling error. The results of comparing the predicted and experimental cutting force curves obtained from the dynamometer for the three cutting force components〖 F〗_x, F_yand F_z show acceptable agreement.〖 F〗_x, F_yand F_z show acceptable agreement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mechanistic modeling
  • Cutting forces
  • End mill tool
  • Cutting straight edge
  • Coefficients of cutting and cutting edge
  • Round insert tip