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Abstrakt
Fourieranalyse der Fräskraft für allgemeine Spiralfräser mittels Raum-Zeit-Faltung, Teil 1: Modellentwicklung
Zheng CM und Junz Wang JJ
Es wird ein raum-zeitlicher Faltungsansatz zur Analyse der Fräskraft für einen allgemeinen Spiralfräser vorgeschlagen. Die einschneidige Schneidkraft wird zunächst durch einen integrierten raum-zeitlichen Faltungsprozess ermittelt. Anschließend werden mehrschneidige Fräskräfte durch Faltungsintegration im Zeitbereich (d. h. im Winkelbereich) ermittelt. In diesem Faltungskraftmodell ist der Faltungssatz nicht direkt anwendbar, und es wird ein modifizierter Faltungssatz vorgestellt, um die Fourierkoeffizienten der gesamten Fräskraft für jeden analytisch definierbaren Spiralfräser zu ermitteln. Aus der Fourieranalyse geht hervor, dass die Beträge der Fourierkoeffizienten höherer Ordnung schnell abfallen. Daher ist die Fähigkeit, eine kleine Anzahl von Fourierkoeffizienten als charakteristische Werte der Fräskräfte zu extrahieren, ein wichtiger Vorteil dieses Faltungskraftmodells. Darüber hinaus bietet dieses Modell eine bequeme Möglichkeit, die Fourierkoeffizienten der Fräskräfte zu berechnen, wenn das Profil des Fräsers/Werkstücks nicht analytisch definierbar ist und nur die diskreten Werte der Fräser-/Werkstückprofildaten aus dem Scannen gewonnen werden. Außerdem werden die allgemeinen Auswirkungen der Fräsergeometrie und der Schnittparameter auf die Spektraleigenschaften der Fräskräfte herausgearbeitet und diskutiert. Basierend auf den Spektraleigenschaften wird die Strategie zur Auswahl von Fräsern für die Schrupp- und Schlichtbearbeitung beim Nutenfräsen vorgestellt.