Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
Analysis of the Dynamic Stability of Ball-End Milling of AISI D6 Hardened Steel
- 1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná
- 2. Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Paraná
Description
AISI D6 hardened steel is a difficult to cut material that it is employed in mould and die manufacturing where long ball-end mills are frequently required to machine deep cavities. This condition can lead to excessive vibration between tool and workpiece resulting in a poor surface finishing and reduced tool life. This work analyses the dynamic stability of ball-end milling of AISI D6 hardened steel for different tool path orientations at inclined workpiece angles of 15º and 75º. The evaluation of stability is based on the surface texture and spectrum analysis of the vibration signals. The results showed that for workpiece inclination angle of 15º chatter occurred in vertical upward down-milling and vertical downward up-milling. Best surface texture with tool marks consistent with pick feed and feed directions were generated by applying horizontal downward tool paths that produced the least vibration. Only forced vibrations occurred for the workpiece inclination angle of 75º. The highest peaks of the spectra corresponded to the harmonics of the tooth passing frequency closer to the natural frequency of the system. High magnitudes in the spectrum were found for vertical upward down-milling that generated a less uniform surface texture.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
من الصعب قطع المواد المستخدمة في تصنيع القوالب والقالب حيث تتطلب مطاحن نهاية الكرة الطويلة في كثير من الأحيان لآلة التجاويف العميقة. يمكن أن تؤدي هذه الحالة إلى اهتزاز مفرط بين الأداة وقطعة العمل مما يؤدي إلى ضعف تشطيب السطح وتقليل عمر الأداة. يحلل هذا العمل الاستقرار الديناميكي لطحن نهاية الكرة للفولاذ المقوى AISI D6 لاتجاهات مسار الأداة المختلفة عند زوايا قطعة العمل المائلة 15 درجة و 75 درجة. يعتمد تقييم الثبات على نسيج السطح وتحليل الطيف لإشارات الاهتزاز. أظهرت النتائج أنه بالنسبة لزاوية ميل قطعة العمل البالغة 15 درجة، حدثت الثرثرة في الطحن العمودي لأعلى وللطحن العمودي لأسفل. تم إنشاء أفضل نسيج سطحي مع علامات أداة متوافقة مع اتجاهات التغذية والتغذية من خلال تطبيق مسارات الأدوات الأفقية الهابطة التي أنتجت أقل اهتزاز. حدثت الاهتزازات القسرية فقط لزاوية ميل قطعة العمل البالغة 75 درجة. تتوافق أعلى قمم الأطياف مع توافقيات تردد تمرير السن الأقرب إلى التردد الطبيعي للنظام. تم العثور على مقادير عالية في الطيف للطحن العمودي لأعلى لأسفل والتي ولدت نسيج سطح أقل اتساقًا.Translated Description (French)
L'acier trempé AISI D6 est un matériau difficile à couper qui est utilisé dans la fabrication de moules et de matrices où de longs broyeurs à billes sont souvent nécessaires pour usiner des cavités profondes. Cette condition peut entraîner des vibrations excessives entre l'outil et la pièce à usiner, ce qui entraîne une mauvaise finition de surface et une durée de vie réduite de l'outil. Ce travail analyse la stabilité dynamique du fraisage à billes de l'acier trempé AISI D6 pour différentes orientations de trajet d'outil à des angles de pièce inclinés de 15º et 75º. L'évaluation de la stabilité est basée sur la texture de surface et l'analyse du spectre des signaux de vibration. Les résultats ont montré que pour l'angle d'inclinaison de la pièce à usiner de 15 °, des bavardages se sont produits dans le fraisage vertical vers le haut et le fraisage vertical vers le bas. La meilleure texture de surface avec des marques d'outil cohérentes avec les directions d'avance du pic et d'avance a été générée en appliquant des trajectoires d'outil horizontales vers le bas qui produisaient le moins de vibrations. Seules des vibrations forcées se sont produites pour l'angle d'inclinaison de la pièce de 75º. Les pics les plus élevés des spectres correspondaient aux harmoniques de la fréquence de passage de la dent plus proche de la fréquence naturelle du système. Des grandeurs élevées dans le spectre ont été trouvées pour le broyage vertical vers le bas qui a généré une texture de surface moins uniforme.Translated Description (Spanish)
El acero endurecido AISI D6 es un material difícil de cortar que se emplea en la fabricación de moldes y matrices, donde con frecuencia se requieren largos molinos de extremo esférico para mecanizar cavidades profundas. Esta condición puede provocar una vibración excesiva entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que resulta en un acabado superficial deficiente y una vida útil reducida de la herramienta. Este trabajo analiza la estabilidad dinámica del fresado de extremo esférico de acero endurecido AISI D6 para diferentes orientaciones de la trayectoria de la herramienta en ángulos inclinados de la pieza de trabajo de 15º y 75º. La evaluación de la estabilidad se basa en la textura de la superficie y el análisis del espectro de las señales de vibración. Los resultados mostraron que, para el ángulo de inclinación de la pieza de trabajo de 15 °, se produjo una vibración en la fresa vertical ascendente descendente y en la fresa vertical descendente ascendente. La mejor textura de la superficie con marcas de herramientas consistentes con las direcciones de avance y avance del pico se generó aplicando trayectorias horizontales hacia abajo de la herramienta que produjeron la menor vibración. Solo se produjeron vibraciones forzadas para el ángulo de inclinación de la pieza de trabajo de 75º. Los picos más altos de los espectros correspondieron a los armónicos de la frecuencia de paso del diente más cercana a la frecuencia natural del sistema. Se encontraron altas magnitudes en el espectro para la molienda vertical ascendente descendente que generó una textura superficial menos uniforme.Files
1516-1439-mr-22-s1-e20180797.pdf.pdf
Files
(5.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d50e28d43c5f40677ec2edb00dc95e38
|
5.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل الثبات الديناميكي لطحن نهاية الكرة للصلب المتصلب AISI D6
- Translated title (French)
- Analyse de la stabilité dynamique du fraisage à boule de l'acier trempé AISI D6
- Translated title (Spanish)
- Análisis de la estabilidad dinámica del fresado de extremo esférico de acero endurecido AISI D6
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2994510619
- DOI
- 10.1590/1980-5373-mr-2018-0797
References
- https://openalex.org/W1842424814
- https://openalex.org/W1971621934
- https://openalex.org/W1989151588
- https://openalex.org/W2015142617
- https://openalex.org/W2027875987
- https://openalex.org/W2027915526
- https://openalex.org/W2031391169
- https://openalex.org/W2032237894
- https://openalex.org/W2035063404
- https://openalex.org/W2040852962
- https://openalex.org/W2078998796
- https://openalex.org/W2082858710
- https://openalex.org/W2105393736
- https://openalex.org/W2187541352
- https://openalex.org/W2408900466
- https://openalex.org/W921623098