Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Fourieranalyse der Fräskraft für allgemeine Spiralfräser mittels Raum-Zeit-Faltung, Teil 2: Anwendungen für allgemeine Fräser und Modellvalidierung

Zheng CM und Junz Wang JJ

Teil 2 dieser Studie veranschaulicht die Anwendung des in Teil 1 vorgestellten Kraftmodells im Frequenzbereich für drei gängige Spiralfräser: Vierkant-, Kegel- und Kugelkopffräser. Die jeweiligen geometrischen und Randfunktionen, die für die Auswertung der Kraftspektren erforderlich sind, werden durch Anwendung der Differentialgeometrie auf diese drei Fräsertypen, einschließlich Fräser mit konstantem Spiralwinkel und konstanter Spiralsteigung, abgeleitet. Durch die explizite Darstellung der Fourier-Koeffizienten der Fräskraft können die Unterschiede zwischen den von zwei Fräsern mit konstantem Spiralwinkel und konstanter Spiralsteigung erzeugten Schnittkräften quantitativ beschrieben werden. Beim Nuten- (oder Halbnuten-)Fräsen für Kegelkopffräser mit konstantem Spiralwinkel und konstanter Spiralsteigung wird jeweils die Strategie zur Auswahl axialer Schnitttiefen zur Reduzierung der Kraftpulsation vorgestellt. Außerdem werden die spezifischen Ausdrücke für die Durchschnittskräfte dieser drei Spiralfräser in gängigen Schneidkonfigurationen abgeleitet. Darüber hinaus wird als inverse Anwendung eine lineare Gleichung zur Ermittlung von sechs Scher- und Pflugschnittkonstanten aus den gemessenen Durchschnittsschnittkräften für einen allgemeinen Spiralfräser formuliert. Das Kraftmodell im Frequenzbereich und die Ermittlung der Schnittkonstanten werden abschließend durch Experimente mit allen drei Fräsertypen demonstriert und validiert.