Dr Jiancheng Hao z HKUST (Hong Kong University of Science and Technology) i prof. Pengcheng Hu from z HKUST Guangzhou na łamach Chinese Journal of Aeronautics zaprezentowali nowe podejście do wysokowydajnej obróbki skrawaniem w pięciu osiach.
Podstawę zaproponowanego rozwiązania stanowi partycjonowanie obrabianej powierzchni na sekcje, dla których opracowywane są adaptacyjne strategie obróbki. Podczas gdy dotychczasowe metody podziału złożonych powierzchni na sekcje opierały się w dużej mierze na geometriach wytyczonych z myślą o typowych narzędziach obróbczych, prezentowany system partycjonowania oferuje większe możliwości, dzięki wykorzystaniu narzędzi elipsoidalnych. Taka geometria ostrzy sprzyja adaptacyjnej orientacji pozycji narzędzia, w celu optymalizacji kontaktu powierzchni skrawającej z powierzchnią obrabianą, co pozwala uniknąć efektu żłobienia w przypadku powierzchni o dużym zakrzywieniu i zwiększyć szerokość skrawania w przypadku powierzchni o niewielkim zakrzywieniu. Jak wyjaśnia Hao, otwiera to nowe możliwości w zakresie zwiększenia wydajności obróbki i stopnia skomplikowania geometrycznego obrabianych powierzchni.
W ramach opracowanej metody, w oparciu o dyskretyzację powierzchni detalu obrabianego za pomocą siatki trójkątów, z uwzględnieniem parametrów charakteryzujących interferencję narzędzia, równomierność orientacji narzędzia i szerokość skrawania, powierzchnia detalu partycjonowana jest na sekcje. Dla każdej z nich generowane i optymalizowane są pola wektorowe preferowanej orientacji narzędzia skrawającego. Następnie wyznaczane są pola skalarne uwzględniające maksymalną wysokość wierzchołków chropowatości powstających po równoległych przejściach narzędzia, z których uzyskiwane są izolinie na potrzeby generowania płynnych ścieżek przebiegu narzędzia.
Obróbka tak przygotowanymi ścieżkami podczas badań technologicznych okazała się 40% szybsza od ścieżek wygenerowanych metodą konwencjonalną, bez uszczerbku na jakości powierzchni. Proponowane podejście pozwala także na obróbkę trudnoobrabialnych kształtów i redukcję obciążeń mechanicznych. Zdaniem autorów, połączenie narzędzi elipsoidalnych ze strategią partycjonowania i optymalizacji ścieżek ruchu narzędzia umożliwia wydajne skrawanie, niewymagające dodatkowej obróbki wykończającej.
Wykorzystanie potencjału opracowanej metodologii, wraz z możliwościami uczenia maszynowego może przyczynić się do opracowania nowych rozwiązań CAM na potrzeby zastosowań przemysłowych.
eurekalert.org
Jiancheng Hao, Pengcheng Hu et al.: Surface partitioning and iso-scallop field-based five-axis machining method with a non-spherical cutting tool, Chinese Journal of Aeronautics, 103676, 2025
