Dynamika řezání kovů

  Řezání kovů je jedním z nejčastěji používaných způsobů výroby konečného tvaru vyráběných výrobků. Vyšší produktivita je pro průmysl důležitá, aby zůstala na konkurenčním trhu nákladově efektivní. Vibrace vřezání kovů představuje velkou část při zabraňování produktivity během obrábění. Nadměrné vibrace mohou způsobit například: zrychlené opotřebení nástroje, zlomení nástroje, špatnou povrchovou úpravu obrobené součásti a poškozeníložiska vřetena. Rychlé a přesné simulační rutiny a metody měření pro dynamiku obrábění jsou velmi důležité při vývoji nových řezných nástrojů.

  Výzkum je prováděn průmyslovým PhD studentem pracujícím 50% se společností AB Sandvik Coromant a 50% se strukturální analytickou skupinou zajišťující úzkou spolupráci mezi průmyslem a univerzitou. Projekt se zaměřuje na metody prosimulace a měření lineární i nelineární dynamiky při řezání kovů. Tlumení vibrací je často klíčovým faktorem při zvyšování produktivity. Většina tlumicích materiálů používaných dnes vykazuje určitou formu hysteretického chování.

  Měření a modelování nelineárních systémů s hysterezí je proto důležitou součástí výzkumu (obr. 1).

Obrázek 1 - Nelineární hysteretická klapka používaná k tlumení vibrací v řezném nástroji

  K podpoře vývoje produktu používají počítačové simulační rutiny pro nelineární mechanické systémy, které zahrnují jak strukturální nelinearity, tak nelineární chování pocházející z procesu řezání (například řezánísíly a regenerační / samovolně vzrušující vibrace). Tyto simulační modely jsou průběžně ověřovány experimentálními měřeními. Důležitým faktorem při validaci simulačních modelů je spolehlivý odhad řezánísíly. Správné měření řezných sil může být obtížné získat z důvodu nežádoucích dynamických účinků z měřícího zařízení (dynamometr a obrobek). Tyto dynamické efekty mohou vést k chybným výsledkům a jejich dosaženíobtížné ověřit model. Metoda odstraňování nežádoucích dynamických efektů při zachování informací týkajících se skutečných řezných sil byla vyvinuta a testována s dobrými výsledky.

Příklady probíhajících projektů jsou předběžná chyba předpovídání obrobené součásti pomocí dynamických simulací a optimalizace řezaček diferenciálních štěrbin.