Effect of changing the milling head diameter on the inhomogeneity of the machined surface topography

Abstract

The geometry of the tool and the workpiece plays a decisive role in the formation of the topography of a machined surface. Depending on the kinematic conditions of the machining process, they influence both the magnitude of surface roughness and the irregularity of the topography. This paper presents an investigation of the variation in topographical inhomogeneity resulting from changes in the tool diameter used in face milling. The results showed that increasing the diameter – while keeping all other parameters constant – significantly increased the values of amplitude and functional roughness parameters measured on the surface at the same measurement position. The decreasing trend of the values with increasing distance from the path of the tool axis was consistent, and its magnitude gradually diminished at measurement locations taken at greater distances. However, when the distance was expressed as a proportion of the tool diameter, the values exhibited similar degrees of variation.

Геометрія інструменту та заготовки відіграє вирішальну роль у формуванні топографії обробленої поверхні. Залежно від кінематичних умов процесу обробки, вони впливають як на величину шорсткості поверхні, так і на нерівність топографії. У цій статті розглядається дослідження варіації неоднорідності топографії, що виникають через зміни діаметра інструмента, що використовується для фрезерування. Результати показали, що збільшення діаметра — при збереженні всіх інших параметрів незмінними — значно підвищує значення параметрів амплітуди та функціональної шорсткості, виміряних на поверхні в тій самій позиції вимірювання. Тенденція до зменшення значень із збільшенням відстані від траєкторії осі інструменту була стабільною, а її величина поступово зменшувалася на місцях вимірювання, зроблених на більших відстанях. Однак, коли відстань виражалася як пропорція діаметра інструмента, значення мали схожі ступені варіацій. Було встановлено, що збільшення діаметра фрези призводило до значного збільшення значень шорсткості в однакових положеннях вимірювання. Збільшення діаметра з Ø50 мм до Ø63 мм призвело до збільшення шорсткості площини симетрії заготовки у 3,8–6,2 рази, а подальше збільшення до Ø100 мм — додаткове збільшення у 1,6–2 рази. Зі збільшенням діаметра фрезерної головки різниця в значеннях шорсткості, виміряних у площинах, паралельних напрямку подачі, зменшувалася.