Predicting of milling forces in a virtual manufacturing system

Abstract

Predviđanje sila duž putanje alata jedna je od osnovnih funkcija cilja virtualnog obradnog sustava za operacije CNC glodanja. U ovom radu, razmatranje je ograničeno na glodanje kontura u ravnini z=const, ravnim vretenastim glodalima. Predviđanja se zasnivaju na simulaciji trenutnih vrijednosti komponenata sile glodanja na jednom okretaju alata. U simulaciji se koristi diskretizirana rezna geometrija (diskovi) vretenastog glodala. Predstavljena su dva pristupa za rekonstruiranje kontaktne površine alata i radnog predmeta. Prvi pristup podrazumijeva aproksimaciju obujma obratka pomoću z-mape. Drugi predstavljeni pristup odnosi se na izračunavanje ulaznih/izlaznih kutova zahvata u operacijama 2D obrade glodanjem, pri konstantnoj dubini. Rekonstrukcija tih kutova zasniva se na poznavanju prethodno formiranog bočnog dodatka za obradu i na opisu putanje alata. Predstavljene procedure predviđanja sila glodanja su implementirane u Matlab okruženju. Pokazani su rezultati eksperimentalne verifikacije predloženih procedura.Forces prediction along the tool path is one of the basic goal functions of the virtual machining system for CNC milling operations. In this paper, the discussion is limited to the contour milling in the plane z=const, using the flat end mills. Predictions are based on the simulation of the instant values of the milling force components during one tool revolution. Simulation uses discretized cutting geometry (discs) of end mill. This paper presents two approaches for reconstruction of tool/workpiece contact area. The first one implies the approximation of the workpiece volume using the z-map. The second presented approach calculates entry/exit angles at the 2D milling operations with the constant depth. Reconstruction of these angles is based on the analysis of previously formed radial stock and description of the tool path. Presented procedures for the predicting of milling forces have been implemented in the Matlab. Results of experimental verification of the proposed procedures are presented