Моделювання контурного 2.5-D фрезерування на верстатах з числовим програмним керуванням

Abstract

В статті розглянутий новий метод моделювання взаємодії кінцевої фрези із заготовкою при контурному 2,5-D фрезеруванні з метою визначення головного параметру процесу – швидкості видалення матеріалу. Представлений алгоритм підготовки даних та математична модель зачеплення фрези із заготовкою, які дозволяють визначити миттєвий об'єм матеріалу інструменту, що видаляється і визначає силу різання за механістичною моделлю під час оброблення. Для моделювання використовується представлення заготовки та інструменту у вигляді полігонів, а процес різання реалізується з використанням логічних операцій "перетинання" та "різниця". Такий підхід дозволяє виявити об’єм матеріалу, що видаляється інструментом під час певної ітерації моделювання з урахуванням геометрії його лез, та відобразити нову геометричну форму заготовки після видалення матеріалу з неї. Така нова форма буде використовуватись для моделювання наступного кроку алгоритму, що забезпечує неперервність процесу.

The article discusses a new method of modeling the cutter workpiece engagement during contour 2.5-D milling in order to determine the main process parameter - the material removal rate. A data preparation algorithm and a mathematical model of the engagement of the milling cutter with the workpiece are presented, which allow determining the instantaneous volume of the removed tool material and determining the cutting force according to the mechanical model during machining. For simulation, the representation of the workpiece and the tool in the form of polygons is used, and the cutting process is implemented using the logical operations "intersection" and "difference". This approach allows you to detect the volume of material removed by the tool during a certain simulation iteration, taking into account the geometry of its flutes, and to display the new geometric shape of the workpiece after removing material from it. Such a new form will be used to model the next step of the algorithm, which ensures the continuity of the process.