1218 MECHANIK NR 8–9/2016 * Dr hab. inż. Jan Burek (jburek@prz.edu.pl), mgr inż. Marcin Płodzień (plo- dzien@prz.edu.pl), dr inż. Łukasz Żyłka (zylka@prz.edu.pl) – Politechnika Rzeszowska Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji Wpływ modyfikacji zarysu ostrza freza na wysokowydajną obróbkę stopu aluminium The influence of cutting edge modification on high performance machining of aluminum alloy JAN BUREK MARCIN PŁODZIEŃ ŁUKASZ ŻYŁKA * DOI: 10.17814/mechanik.2016.8-9.326 Przedstawiono wpływ zmiany zarysu krawędzi skrawającej fre- zów trzpieniowych na proces wysokowydajnego frezowania stopów aluminium, w szczególności na siły skrawania oraz amplitudę drgań. SŁOWA KLUCZOWE: frez, obróbka wysokowydajna, stopy alu- minium The influence of changes the of shape of the cutting edge of end mill cutter for milling process in high performance cutting aluminum alloy were presented. In particular the results of the cutting force and vibration amplitude results were presented. KEYWORDS: milling cutter, high performance cutting, aluminum alloy Stopy aluminium są powszechnie stosowane w prze- myśle lotniczym w postaci elementów konstrukcyjnych kadłubów (wręgi). Konstrukcje te wykonywane są obec- nie zazwyczaj z jednego bloku materiału, co wiąże się z koniecznością usuwania poprzez skrawanie nawet 90% materiału [1÷3, 5]. Dlatego też obróbka takich elementów realizowana jest metodą frezowania wysokowydajnego HPC (High Performance Cutting) [4]. Duże prędkości skra- wania i posuwów oraz głębokości skrawania przy obróbce HPC, w porównaniu z obróbką konwencjonalną, wymagają odpowiednich materiałów narzędziowych, odpowiednich makro- i mikrogeometrii narzędzia, dużej dokładności jego ruchu obrotowego, wysokiej sztywności statycznej i dyna- micznej [4÷6]. W frezowaniu HPC podstawowym proble- mem jest kształt i sposób odprowadzenia wiórów, co zależy między innymi od geometrii narzędzia. Ze względu na to, że frez pracuje głównie powierzchnią walcową, ważne jest ukształtowanie zarysu krawędzi skrawającej ostrzy walco- wych [7]. Stąd też poszukuje się nowych rozwiązań kształtu krawędzi skrawającej, aby jak najefektywniej kształtować wiór i jednocześnie nie pogarszać dynamiki procesu. Badania doświadczalne Badania frezowania HPC zrealizowano na centrum ob- róbkowym DMU100 monoBlock firmy DMG (rys. 1). Pomia- ry siły skrawania wykonano stosując platformę pomiarową złożoną z czterech pojedynczych 3-składowych piezoelek- trycznych siłomierzy firmy Kistler typu 9601A31. Pomiar amplitudy drgań realizowano za pomocą 3-składowego czujnika drgań PCB 356B21. Do badań wykorzystano frezy trzpieniowe monolityczne pełnowęglikowe o średnicy d = 20 mm i różnym zarysie krawędzi skrawającej (rys. 2). Próbki wykonano ze stopu aluminium AlZn5.5MgCu (7075). Rys. 1. Stanowisko badawcze: 1 – narzędzie, 2 – próbka, 3 – czujnik drgań, 4 – siłomierz, 5 – sterownik wzmacniacza, 6 – przetwornik A/C, 7 – komputer a) b) c) Rys. 2. Badane zarysy krawędzi skrawającej: a) liniowy, b) falisty, c) prze- rywany Badania zrealizowano przy stałych parametrach skra- wania: prędkość skrawania vc = 694 m/min i głębokość skrawania ap =15 mm. Pozostałe parametry zmieniano w zakresie: szerokość skrawania ae = 8; 12; 16 mm i posuw na ostrze fz = 0,075; 0,1; 0,15 mm/z. Przyjęto trzy zesta- wy parametrów, dla których wydajność objętościowa była stała. Posłużyło to do określenia stopnia wpływu zmiany posuwu na ostrze oraz szerokości skrawania na siłę skra- wania i amplitudę drgań. Wyniki pomiarów przedstawiono na rys. 3. i 4.