Właściwości dynamiczne oprawek do narzędzi z chwytem walcowym

STRESZCZENIE: W artykule dokonano analizy właściwości dynamicznych trzech różnych oprawek do narzędzi trzpieniowych z chwytami walcowymi. Wykonano test impulsowy w celu wyznaczenia współczynników sztywności i tłumienia badanych oprawek. Na podstawie przeprowadzonych badań otrzymano wartości parametrów modalnych. Wielkości te posłużyły do opracowania modelu ugięcia i oszacowania przemieszczeń frezu mocowanego w oprawkach. Badania wykazały, że konstrukcja oprawki wywiera znaczący wpływ na właściwości dynamiczne układu oprawka – narzędzie oraz przemieszczenia promieniowe narzędzia podczas skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: uchwyty narzędziowe, sztywność dynamiczna, tłumienie drgań, przemieszczenia narzędzia

ABSTRACT: In the paper, the analysis of dynamical properties of three various toolholders with cylindrical shank was carried out. The impulse test was conducted in order to determine the stiffness and damping coefficients. On the basis of the research, the modal parameters’ values were received. These quantities were applied to the development of end mill’s deflection model. The research revealed that construction of toolholder has significant influence on the toolholder-tool system’s dynamical properties and tool’s radial deflections during machining.

KEYWORDS: toolholder, dynamic stiffness, damping vibrations, tool displacement

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• AGAPIOU J., RIVIN E.I., XIE C., Toolholder/spindle interfaces for CNC machine tools, Annals of the CIRP, vol. 44/1/1995, s. 383-386.
• BAIER S., Part II: Spindles and Their Relationship to High-Speed Toolholders, Mold Making Technology, 9/1/2003.
• HANSEN P., High-Speed Collet Toolholder Or Shrink-Fit Tooling, Mold Making Technology, 4/1/2006.
• KEITH J., How to Choose the Right Toolholder, Mold Making Technology, 12/1/2007.
• MAURI E., ENDO H., HASHIMOTO M., KATO S., TSUJI A., Joining Characteristics of a Tapered Coupling Joint, JSME International Journal, Series C, vol. 40, no. 4, 1997, s. 759-767.
• NOWAKOWSKI Z., Mechaniczne systemy mocowania trzpieniowych narzędzi skrawających. Mechanik, nr 8-9/2012, s.661-663, ver. na CD.
• NOWAKOWSKI Z., Systemy mocowania narzędzi trzpieniowych z chwytem walcowym, [w:] Obróbka Skrawaniem. Współczesne Problemy, 4, pod red. B. Kruszyńskiego, Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Łódź 2010, s. 191-199.
• NOWAKOWSKI Z., Wybrane problemy eksploatacyjne mechanicznych systemów mocowania narzędzi skrawających. Mechanik, nr 8-9/2013, s.499-507/715, ver. na CD.
• RIVIN E.I., Tooling structure: Interface between cutting edge and machine tool, Annals of the CIRP, vol. 49/2/2000, s. 591-634.
• RIVIN E.I., Trends in Tooling for CNC Machine Tools: Machine System Stiffness, Stiffness and Damping in Mechanical Design (Reprinted from ASME Manufacturing Review, vol. 4, 1991), published in 1991 by CRC Press, Taylor & Francis Group.
• STEPHENSON D.A., AGAPIOU J.S., Metal Cutting Theory and Practice - Second Edition, published in 2006 by CRC Press, Taylor & Francis Group.
• WOJCIECHOWSKI S., The estimation of cutting forces and specific force coefficients during finishing ball end milling of inclined surfaces. International Journal of Machine Tools & Manufacture 89 (2015), s. 110-123.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.434