On the Development of Curved-Shape End Mill for Suppressing Machining Vibration in the Mold Machining Process with Cutting Simulation

切削模拟抑制模具加工过程中加工振动的曲线形立铣刀的研制

基本信息

  • 批准号:
    13650135
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This study develops an analysis to predict cutting force and tool displacement and shows a design of tool geometry to suppress tool vibration in the machining with curved-shape end mill. The analysis based shear plane model can calculates cutting force with orthogonal cutting date, which can be obtained in a few cutting tests. The developed analysis can be verified in the examples of milling process with insert-type ball end mill and roughing end mill. Then an analysis can be developed to predict tool displacement with cutting force. Dynamic characteristics in cutting process during rotating cutting edge are measured to solve vibration equation in analysis. It is shown that dynamic characteristics change with cutter rotation. The analysis based on the characteristics shows the machined surface in down-cut process is better than that of up-cut process.The effect of tool geometry on cutting force is investigated with the developed analysis. It is proved that ball end mill having chip reduced contact length can reduce cutting force in the analysis and experimental results. Tool displacement analysis is examined in the milling process with tool having chip reduced contact length. It is proved that chip reduce contact length has a large effect to suppress tool vibration with reducing cutting force.This study can contribute to reducing the term for developing new tool geometries in the cutting tool industry ; and to operation planning with predicting process troubles in mold machining industry.
本文分析了曲面立铣刀加工过程中切削力和刀具位移的预测,并提出了抑制刀具振动的刀具几何设计。基于分析的剪切面模型可以用正交化的切削量计算切削力,可以通过几次切割试验获得切削力。通过插入式球头立铣刀和粗立铣刀的铣削加工实例,验证了分析的正确性。然后,可以用切削力进行分析来预测刀具位移。在分析中,测量了旋转刃口过程中的动态特性,求解了振动方程。结果表明,动态特性随刀具转速变化而变化。基于特征的分析表明,下切削加工表面优于上切削加工表面。在此基础上分析了刀具几何形状对切削力的影响。分析和实验结果证明,采用减少切屑接触长度的球头立铣刀可以减小切削力。在刀具切屑减少接触长度的情况下,研究了刀具在铣削过程中的位移分析。实践证明,切屑减少接触长度对减小切削力抑制刀具振动有很大的作用,该研究有助于降低刀具行业开发新刀具几何形状的条件,并为模具加工行业的作业计划和工艺故障预测提供依据。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
松村 隆, 埴原貴宏: "エンドミル加工の動的切削過程シミュレーション"第4回日本機械学会生産加工工作機械部門講演会論文集. 173-174 (2002)
Takashi Matsumura、Takahiro Hanihara:“立铣刀加工的动态切削过程模拟”第 4 届日本机械工程师学会生产加工机床分部会议论文集 173-174(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
MATSUMURA, T., FURUKI, T. and USUI, E.: "Analysis of Dynamics in Ball End Mill Process (1st Report) - Identification of Vibration Mode and Analysis of Machining Process -"Proceedings of the Spring Annual Meeting of the Japan Society for Precision Engineer
MATSUMURA​​, T.、FURUKI, T. 和 USUI, E.:“球头立铣刀加工过程中的动力学分析(第 1 次报告)- 振动模式的识别和加工过程的分析 -”日本学会春季年会论文集
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
松村 隆, 埴原貴宏: "金型曲面エンドミル加工の切削力解析"2002年度精密工学会春季大会講演論文集. (発表予定). (2002)
Takashi Matsumura、Takahiro Hanihara:“模具弯曲端铣削的切削力分析”2002 年日本精密工程学会弹簧会议论文集(待发表)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
松村 隆, 埴原貴宏: "エンドミル切れ刃形状設計のための切削過程解析ツールの開発"日本機械学会第3回生産加工工作機械部門講演会論文集. 129-130 (2001)
Takashi Matsumura、Takahiro Hanihara:“立铣刀切削刃形状设计的切削过程分析工具的开发”日本机械工程师学会第三届生产机床分会会议记录 129-130 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
松村 隆: "ラッフィングエンドミル加工の切削過程解析"2003年度精密工学会春季大会講演論文集. 140 (2003)
松村隆:《皱边端铣削的切削加工分析》2003年日本精密工程学会春季会议论文集140(2003)。
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    269650351
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  • 资助金额:
    $ 2.11万
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  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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