PODSUMOWANIE - Dynamika procesu mikrofrezowania : - badania doświadczalne i modelowanie

Rozprawa stanowi podsumowanie wieloletnich badań nad procesem mikrofrezowania, ze szczególnym uwzględnieniem jego dynamiki, przeprowadzonych przez autora. W wyniku jej realizacji zbudowano model modalny mikrofrezarki oraz model dynamiczny procesu mikrofrezowania uwzględniający przemieszczenia dynamiczne narzędzia oraz siły skrawania.

Treści zawarte w pracy, a szczególnie w rozdziale siódmym rozprawy wykazują, że główny cel rozprawy: Budowa modelu mikrofrezowania ze szczególnym uwzględnieniem jego dynamiki, przemieszczeń dynamicznych narzędzia oraz sił skrawania, który umożliwi przewidywanie występowania drgań podczas obróbki, został zrealizowany, a teza: W budowie modelu dynamicznego procesu mikrofrezowania, uwzględniającego dynamikę układu OUPN, umożliwiającego określenie warunków stabilności mikrofrezowania konieczne jest uwzględnienie zjawisk nie występujących w skali makro, została udowodniona.

Realizacja głównego celu pracy pozwoliła na realizację następujących celów szczegółowych:

- Na podstawie testu impulsowego narzędzia zamocowanego we wrzecionie mikrofrezarki zbudowano najpierw model modalny mikrofrezarki wraz z narzędziem, a następnie wyznaczono funkcje przejścia wierzchołka narzędzia zamocowanego we wrzecionie mikrofrezarki w kierunku posuwowym i prostopadłym do posuwowego (rozdział 5 rozprawy). Z przeglądu literatury wynika, że taka metoda nie była wcześniej stosowana do wyznaczania funkcji przejścia wierzchołka narzędzia zamocowanego we wrzecionie mikrofrezarki. Wyznaczone funkcje przejścia włączono do modelu dynamicznego procesu mikrofrezowania (rozdział 7).

- Dokonano pomiarów rozmiarów ziaren oraz mikrotwardości stali dla różnych rodzajów obróbki cieplnej (normalizowanie, wyżarzanie przegrzewająco) stali C45 (rozdział 4.3) oraz określono wpływ obróbki cieplnej materiału obrabianego na wartości sił skrawania (rozdział 6.2).

- Dokonano pomiaru promienia zaokrąglenia ostrza narzędzia, którego użyto do oszacowania minimalnej grubości warstwy skrawanej (rozdział 4.1). Wartość minimalnej grubości warstwy skrawanej została włączona do modelu dynamicznego mikrofrezowania (rozdział 7.2).

- Zbudowano i zidentyfikowano model sił skrawania uwzględniający występowanie nieliniowej zmiany współczynników oporu właściwego skrawania, w zależności od grubości warstwy skrawanej (rozdział 6.4). Model sił skrawania został włączony do modelu dynamicznego procesu mikrofrezowania.

- Zbudowano model dynamiczny procesu mikroskrawania uwzględniający doświadczalnie wyznaczoną funkcję przejścia wierzchołka narzędzia, nieliniowy model sił skrawania oraz zjawisko minimalnej grubości warstwy skrawanej. Model posłużył do wygenerowania przebiegów sił

skrawania oraz topografii powierzchni na podstawie przemieszczeń dynamicznych narzędzia.

Otrzymane wyniki symulacji porównano z symulacjami zakładającymi brak zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej w procesie mikroobróbki.

- Wykonano badania doświadczalne mikrofrezowania dla szerokiego zakresu parametrów obróbki, a następnie porównano otrzymane wyniki z wynikami symulacji pochodzącymi z modelu uwzględniającego występowanie zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej oraz zakładające brak tego zjawiska.

Realizacja celów rozprawy pozwoliła na sformowanie poniższych uwag:

- Zależność pomiędzy siłami skrawania a grubością warstwy skrawanej jest nieliniowa, co ma szczególne znaczenie w przypadku procesu mikroobróbki i szerokiego zakresu posuwu na ostrze.

- Drgania samowzbudne występują jedynie dla małych wartości posuwu na ostrze narzędzia (1 i 2 μm).

- Częstotliwość drgań podczas obróbki jest zbliżona do częstotliwości drgań własnych narzędzia zamocowanego we wrzecionie pochodzącej z testu impulsowego (ok. 11 kHz).

- Parametry używane typowo do opisu jakości powierzchni (Sa i Sz) nie wykazują wystąpienia drgań w procesie,

- Na sygnały sił skrawania zarejestrowane podczas obróbki ma wpływ dynamika siłomierza (częstotliwość drgań własnych siłomierza jest widoczna w sygnale sił skrawania).

Wnioski wynikające z przeprowadzonych symulacji:

- Uwzględnienie minimalnej grubości warstwy skrawanej w modelu dynamicznym powoduje wzrost stabilności procesu ze względu na mniejszy udział efektu regeneracji śladu. Narzędzia podczas rozpoczynając zagłębianie w materiał obrabiany nie skrawa i efekt regeneracji śladu nie występuje dla grubości warstwy skrawanej mniejszej od minimalnej grubości warstwy skrawanej.

- Model dynamiczny uwzględniający występowanie zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej lepiej oddaje siły skrawania uzyskane podczas eksperymentu od modelu nieuwzględniającego zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawnej.

- Topografia powierzchni pochodząca z modelu uwzględniającego występowanie zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej jest bardziej zbliżona do topografii rzeczywistej powierzchni po obróbce.

Pomimo obszernego zakresu pracy wynikającego z zagadnień będących w treści pracy autor uważa, iż można kontynuować zapoczątkowane badania w następujących kierunkach:

pracy badawczej oraz opracowania nowych metod umożliwiających lepszą obserwację zjawisk zachodzących na styku narzędzie-przedmiot obrabiany.

LITERATURA

1. S. M. Afazov, S. M. Ratchev, and J. Segal. 2010. Modelling and simulation of micro-milling cutting forces. Journal of Materials Processing Technology 210, 15: 2154–2162.

2. S. M. Afazov, S. M. Ratchev, J. Segal, and A. A. Popov. 2012. Chatter modelling in micro-milling by considering process nonlinearities. International Journal of Machine Tools and Manufacture 56: 28–38.

3. S. M. Afazov, D. Zdebski, S. M. Ratchev, J. Segal, and S. Liu. 2013. Effects of micro-milling conditions on the cutting forces and process stability. Journal of Materials Processing Technology 213, 5: 671–684.

4. Y. Altintaş and E. Budak. 1995. Analytical Prediction of Stability Lobes in Milling. CIRP Annals - Manufacturing Technology 44, 1: 357–362.

5. Y. Altintas, M. Eynian, and H. Onozuka. 2008. Identification of dynamic cutting force coefficients and chatter stability with process damping. CIRP Annals - Manufacturing Technology 57, 1: 371–374.

6. Y. Altintas and X. Jin. 2011. Mechanics of micro-milling with round edge tools. CIRP Annals - Manufacturing Technology 60, 1: 77–80.

7. C. Arcona and T. A. Dow. 1998. An Empirical Tool Force Model for Precision Machining.

Journal of Manufacturing Science and Engineering 120, 4: 700–707.

8. E. J. A. Armarego and R. H. Brown. 1969. The machining of metals. PRENTICE-HALL INC, ENGLEWOOD CLIFFS, N. J., 1969, 437 P.

9. W. Y. Bao and I. N. Tansel. 2000. Modeling micro-end-milling operations. Part I: analytical cutting force model. International Journal of Machine Tools and Manufacture 40, 15: 2155–

2173.

10. A. Baschin, P. Kahnis, and D. Biermann. 2008. Dynamic analysis of the micromilling process – influence of tool vibrations on the quality of microstructures. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 39, 9: 616–621.

11. A. Baù. 2007. Dynamometer for cutting force measurement in micro milling. Retrieved April 23, 2017 from http://etd.dtu.dk/thesis/210408/.

12. G. Bissacco, H. N. Hansen, and J. Slunsky. 2008. Modelling the cutting edge radius size effect for force prediction in micro milling. CIRP Annals - Manufacturing Technology 57, 1: 113–

116.

13. M. Blicharski. 2012. Inżynieria materiałowa. WNT.

14. B. Broel-Plater, P. Waszczuk, and A. Kobyłkiewicz. 2011. System diagnostyki procesu

16. E. Budak and Y. Altintaş. 1998. Analytical Prediction of Chatter Stability in Milling—Part I:

General Formulation. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control 120, 1: 22–30.

17. E. Budak and Y. Altintaş. 1998. Analytical Prediction of Chatter Stability in Milling—Part II:

Application of the General Formulation to Common Milling Systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control 120, 1: 31–36.

18. E. Budak, Y. Altintaş, and E. J. A. Armarego. 1996. Prediction of Milling Force Coefficients From Orthogonal Cutting Data. Journal of Manufacturing Science and Engineering 118, 2:

216–224.

19. E. Budak and L. T. Tunc. 2010. Identification and modeling of process damping in turning and milling using a new approach. CIRP Annals - Manufacturing Technology 59, 1: 403–408.

20. Z. Cao and H. Li. 2015. Investigation of machining stability in micro milling considering the parameter uncertainty. Advances in Mechanical Engineering 7, 3: 1687814015575982.

21. J. Chae and S. S. Park. 2007. High frequency bandwidth measurements of micro cutting forces. International Journal of Machine Tools and Manufacture 47, 9: 1433–1441.

22. C.-H. Cheng, T. L. Schmitz, N. Arakere, and G. S. Duncan. 2005. An Approach for Micro End Mill Frequency Response Predictions. 1139–1145.

23. F. Ducobu, E. Filippi, and E. Rivière. 2009. Investigations on chip formation in micro-milling.

Proceedings of the International Conference and Exhibition on Laser metrology, machine tool, CMM and robotic performance (LAMDAMAP 2009), 327–336.

24. F. Ducobu, E. Filippi, and E. Rivière-Lorphèvre. 2009. Chip formation and minimum chip thickness in micro-milling. Proceedings of the 12th CIRP conference on modeling of machining operations, 339–346.

25. N. Fang. 2003. Slip-line modeling of machining with a rounded-edge tool—Part I: new model and theory. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 51, 4: 715–742.

26. S. Filiz and O. B. Ozdoganlar. 2008. Microendmill Dynamics Including the Actual Fluted Geometry and Setup Errors—Part I: Model Development and Numerical Solution. Journal of Manufacturing Science and Engineering 130, 3: 031119–031119.

27. S. Filiz and O. B. Ozdoganlar. 2008. Microendmill Dynamics Including the Actual Fluted Geometry and Setup Errors—Part II: Model Validation and Application. Journal of Manufacturing Science and Engineering 130, 3: 031120–031120.

28. S. Filiz, O. B. Ozdoganlar, and L. A. Romero. 2008. An Analytical Model for Micro-Endmill Dynamics. Journal of Vibration and Control.

29. J. Fleischer, V. Schulze, and J. Kotschenreuther. 2009. Extension of cutting force formulae for microcutting. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 2, 1: 75–80.

30. C. R. Friedrich and V. P. Kulkarni. 2004. Effect of workpiece springback on micromilling forces. Microsystem Technologies 10, 6–7: 472–477.

31. J. Gradišek, M. Kalveram, and K. Weinert. 2004. Mechanistic identification of specific force coefficients for a general end mill. International Journal of Machine Tools and Manufacture 44, 4: 401–414.

32. E. Graham, M. Mehrpouya, R. Nagamune, and S. S. Park. 2014. Robust prediction of chatter stability in micro milling comparing edge theorem and LMI. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 7, 1: 29–39.

33. P. E. Gygax. 1979. Dynamics of single-tooth milling. Annals of the CIRP 28, 1: 65–70.

34. W. F. Hastings, P. Mathew, and P. L. B. Oxley. 1980. A Machining Theory for Predicting Chip Geometry, Cutting Forces etc. From Work Material Properties and Cutting Conditions.

Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 371, 1747: 569–587.

35. C. Y. Huang and J. J. J. Wang. 2006. Mechanistic Modeling of Process Damping in Peripheral Milling. Journal of Manufacturing Science and Engineering 129, 1: 12–20.

36. S. Jayaram, S. G. Kapoor, and R. E. DeVor. 2001. Estimation of the specific cutting pressures for mechanistic cutting force models. International Journal of Machine Tools and Manufacture 41, 2: 265–281.

37. X. Jin and Y. Altintas. 2011. Slip-line field model of micro-cutting process with round tool edge effect. Journal of Materials Processing Technology 211, 3: 339–355.

38. X. Jin and Y. Altintas. 2012. Prediction of micro-milling forces with finite element method.

Journal of Materials Processing Technology 212, 3: 542–552.

39. X. Jin and Y. Altintas. 2013. Chatter Stability Model of Micro-Milling With Process Damping.

Journal of Manufacturing Science and Engineering 135, 3: 031011–031011.

40. M. B. Jun, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2006. Investigation of the Dynamics of Microend Milling—Part II: Model Validation and Interpretation. Journal of Manufacturing Science and Engineering 128, 4: 901–912.

41. M. B. Jun, X. Liu, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2006. Investigation of the Dynamics of Microend Milling—Part I: Model Development. Journal of Manufacturing Science and Engineering 128, 4: 893–900.

42. J.-J. Junz Wang and C. M. Zheng. 2002. An analytical force model with shearing and ploughing mechanisms for end milling. International Journal of Machine Tools and Manufacture 42, 7: 761–771.

43. I. S. Kang, J. S. Kim, J. H. Kim, M. C. Kang, and Y. W. Seo. 2007. A mechanistic model of cutting force in the micro end milling process. Journal of Materials Processing Technology 187–188: 250–255.

44. I. S. Kang, J. S. Kim, and Y. W. Seo. 2008. Cutting force model considering tool edge geometry for micro end milling process. Journal of Mechanical Science and Technology 22, 2:

293–299.

45. I.-S. Kang, J.-H. Kim, C. Hong, and J.-S. Kim. 2010. Development and evaluation of tool

47. C.-J. Kim, M. Bono, J. Ni, and others. 2002. Experimental analysis of chip formation in micro-milling. TECHNICAL PAPERS-SOCIETY OF MANUFACTURING ENGINEERS-ALL SERIES-.

48. C.-J. Kim, J. R. Mayor, and J. Ni. 2005. A Static Model of Chip Formation in Microscale Milling. Journal of Manufacturing Science and Engineering 126, 4: 710–718.

49. J. H. Ko and S. W. Tan. 2012. Chatter marks reduction in meso-scale milling through ultrasonic vibration assistance parallel to tooling’s axis. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 14, 1: 17–22.

50. F. Koenigsberger and J. Tlusty. 2016. Machine Tool Structures. Elsevier.

51. T. Komatsu, T. Yoshino, T. Matsumura, and S. Torizuka. 2012. Effect of Crystal Grain Size in Stainless Steel on Cutting Process in Micromilling. Procedia CIRP 1: 150–155.

52. X. Lai, H. Li, C. Li, Z. Lin, and J. Ni. 2008. Modelling and analysis of micro scale milling considering size effect, micro cutter edge radius and minimum chip thickness. International Journal of Machine Tools and Manufacture 48, 1: 1–14.

53. H. U. Lee, D.-W. Cho, and K. F. Ehmann. 2008. A Mechanistic Model of Cutting Forces in Micro-End-Milling With Cutting-Condition-Independent Cutting Force Coefficients. Journal of Manufacturing Science and Engineering 130, 3: 031102–031102.

54. P. Lee and Y. Altintaş. 1996. Prediction of ball-end milling forces from orthogonal cutting data. International Journal of Machine Tools and Manufacture 36, 9: 1059–1072.

55. K. Liu and S. N. Melkote. 2007. Finite element analysis of the influence of tool edge radius on size effect in orthogonal micro-cutting process. International Journal of Mechanical Sciences 49, 5: 650–660.

56. X. Liu, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2005. An Analytical Model for the Prediction of Minimum Chip Thickness in Micromachining. Journal of Manufacturing Science and Engineering 128, 2: 474–481.

57. X. Liu, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2005. An Analytical Model for the Prediction of Minimum Chip Thickness in Micromachining. Journal of Manufacturing Science and Engineering 128, 2: 474–481.

58. X. Liu, M. B. G. Jun, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2004. Cutting Mechanisms and Their Influence on Dynamic Forces, Vibrations and Stability in Micro-Endmilling. 583–592.

59. X. Lu, Z. Jia, H. Wang, X. Wang, L. Si, and L. Gao. 2016. Stability analysis for micro-milling nickel-based superalloy process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology: 1–13.

60. M. Malekian, S. S. Park, and M. B. G. Jun. 2009. Modeling of dynamic micro-milling cutting forces. International Journal of Machine Tools and Manufacture 49, 7–8: 586–598.

61. B. A. Mascardelli, S. S. Park, and T. Freiheit. 2008. Substructure Coupling of Microend Mills to Aid in the Suppression of Chatter. Journal of Manufacturing Science and Engineering 130, 1: 011010–011010.

62. M. Matuszak. 2011. Charakterystyka systemów pomiarowych do badań parametrów dynamicznych procesu mikrofrezowania. Automatyka/Akademia Górniczo-Hutnicza im.

Stanis\lawa Staszica w Krakowie 15: 327–333.

63. M. Matuszak, P. Kochmański, and B. Powałka. 2014. Workpiece Grain Size Influence on the Vibration in Micro-milling. In Modern Methods of Construction Design. Springer, 583–588.

64. M. Matuszak, P. Kochmański, and B. Powałlka. 2014. Wpływ struktury wewnętrznej stali na powstawanie drgań w mikrofrezowaniu. Mechanik 87.

65. M. Matuszak, B. Powałka, and P. Kochmański. 2013. Chatter stability investigation in micro-milling. Journal of Machine Engineering 13, 2: 36–45.

66. M. Matuszak, M. Szydłowski, and B. Powałka. 2014. Pomiar zużycia mikrofreza za pomocą metody wizyjnej. Mechanik 87, 8-9CD2: 143–150.

67. M. Matuszak and P. Waszczuk. 2012. Experimental sensor system implementation for selected micromilling-related parameters. Zeszyty Naukowe/Akademia Morska w Szczecinie 31 (103):

134–139.

68. S. N. Melkote and W. J. Endres. 1998. The Importance of Including Size Effect When Modeling Slot Milling. Journal of Manufacturing Science and Engineering 120, 1: 68–75.

69. H. E. Merritt. 1965. Theory of Self-Excited Machine-Tool Chatter. Journal of Engineering for Industry 87, 4: 447–454.

70. J. C. Miao, G. L. Chen, X. M. Lai, H. T. Li, and C. F. Li. 2007. Review of dynamic issues in micro-end-milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 31, 9–

10: 897–904.

71. I. Minis and R. Yanushevsky. 1993. A New Theoretical Approach for the Prediction of Machine Tool Chatter in Milling. Journal of Engineering for Industry 115, 1: 1–8.

72. G. Newby, S. Venkatachalam, and S. Y. Liang. 2007. Empirical analysis of cutting force constants in micro-end-milling operations. Journal of Materials Processing Technology 192–

193: 41–47.

73. M. Pajor, H. Maćkowiak, and J. Zapłata. 2013. Examination of thermal deformation of micro milling machine tool SNTM-CM-ZUT-1. Diagnostyka 14.

74. S. S. Park and M. Malekian. 2009. Mechanistic modeling and accurate measurement of micro end milling forces. CIRP Annals - Manufacturing Technology 58, 1: 49–52.

75. S. S. Park and R. Rahnama. 2010. Robust chatter stability in micro-milling operations. CIRP Annals - Manufacturing Technology 59, 1: 391–394.

76. H. Pérez, A. Vizán, J. C. Hernandez, and M. Guzmán. 2007. Estimation of cutting forces in micromilling through the determination of specific cutting pressures. Journal of Materials

78. P. Rodríguez and J. E. Labarga. 2013. A new model for the prediction of cutting forces in micro-end-milling operations. Journal of Materials Processing Technology 213, 2: 261–268.

79. T. Schmitz and T. Burns. 2003. Receptance coupling for high-speed machining dynamics prediction. Proceedings of the 21st International Modal Analysis Conference.

80. T. L. Schmitz and R. R. Donalson. 2000. Predicting High-Speed Machining Dynamics by Substructure Analysis. CIRP Annals - Manufacturing Technology 49, 1: 303–308.

81. Y. Shi, F. Mahr, U. von Wagner, and E. Uhlmann. 2012. Chatter frequencies of micromilling processes: Influencing factors and online detection via piezoactuators. International Journal of Machine Tools and Manufacture 56: 10–16.

82. Y. Shi, F. Mahr, U. von Wagner, and E. Uhlmann. 2012. Gyroscopic and mode interaction effects on micro-end mill dynamics and chatter stability. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 65, 5–8: 895–907.

83. A. Simoneau, E. Ng, and M. A. Elbestawi. 2006. Chip formation during microscale cutting of a medium carbon steel. International Journal of Machine Tools and Manufacture 46, 5: 467–

481.

84. K. K. Singh, V. Kartik, and R. Singh. Dynamic Stability of High Speed Micromilling Based on Modal Analysis for Determining the Tool-tip Dynamics. .

85. J. Slunský. 2007. Enhancement and verification of a cutting force model for micro cutting.

Danmarks Tekniske Universitet, Lyngby.

86. S. Smith and J. Tlusty. 1993. Efficient Simulation Programs for Chatter in Milling. CIRP Annals - Manufacturing Technology 42, 1: 463–466.

87. W. Smith and J. Hashemi. 2006. Foundations of Materials Science and Engineering.

McGraw-Hill.

88. S. M. Son, H. S. Lim, and J. H. Ahn. 2005. Effects of the friction coefficient on the minimum cutting thickness in micro cutting. International Journal of Machine Tools and Manufacture 45, 4–5: 529–535.

89. Q. Song, Z. Liu, and Z. Shi. 2014. Chatter stability for micromilling processes with flat end mill. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 71, 5–8: 1159–1174.

90. M. Szydłowski, B. Powałka, M. Matuszak, and P. Kochmański. 2016. Machine vision micro-milling tool wear inspection by image reconstruction and light reflectance. Precision Engineering 44: 236–244.

91. S. A. Tajalli, M. R. Movahhedy, and J. Akbari. 2012. Investigation of the Effects of Process Damping on Chatter Instability in Micro End Milling. Procedia CIRP 1: 156–161.

92. S. A. Tajalli, M. R. Movahhedy, and J. Akbari. 2013. Chatter instability analysis of spinning micro-end mill with process damping effect via semi-discretization approach. Acta Mechanica 225, 3: 715–734.

93. J. Tlusty and P. MacNeil. 1975. Dynamics of cutting forces in end milling. Ann CIRP 24, 1:

21–25.

94. J. Tlusty, W. Zaton, and F. Ismail. 1983. Stability Lobes in Milling. CIRP Annals - Manufacturing Technology 32, 1: 309–313.

95. S. A. Tobias. 1965. Machine-tool vibration. J. Wiley.

96. M. P. Vogler, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2003. Microstructure-Level Force Prediction Model for Micro-milling of Multi-Phase Materials. Journal of Manufacturing Science and Engineering 125, 2: 202–209.

97. M. P. Vogler, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 2004. On the modeling and analysis of machining performance in micro-endmilling, Part I: Surface generation. Journal of Manufacturing Science and Engineering 126, 4: 685–694.

98. M. P. Vogler, S. G. Kapoor, and R. E. DeVor. 2005. On the Modeling and Analysis of Machining Performance in Micro-Endmilling, Part II: Cutting Force Prediction. Journal of Manufacturing Science and Engineering 126, 4: 695–705.

99. D. J. Waldorf, R. E. DeVor, and S. G. Kapoor. 1998. A slip-line field for ploughing during orthogonal cutting. Journal of Manufacturing Science and Engineering 120, 4: 693–699.

100. M. Wan, Y.-C. Ma, W.-H. Zhang, and Y. Yang. 2015. Study on the construction mechanism of stability lobes in milling process with multiple modes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 79, 1–4: 589–603.

101. K. S. Woon, M. Rahman, F. Z. Fang, K. S. Neo, and K. Liu. 2008. Investigations of tool edge radius effect in micromachining: A FEM simulation approach. Journal of Materials Processing Technology 195, 1–3: 204–211.

102. Z. Xuewei, Y. Tianbiao, and W. Wanshan. 2016. Chatter stability of micro end milling by considering process nonlinearities and process damping. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology: 1–12.

103. A. S. Yigit and A. G. Ulsoy. 2002. Application of Nonlinear Receptance coupling to Dynamic Stiffness Evaluation for Reconfigurable Machine Tools. Ann Arbor 1001: 48109–2125.

104. Z. J. Yuan, M. Zhou, and S. Dong. 1996. Effect of diamond tool sharpness on minimum cutting thickness and cutting surface integrity in ultraprecision machining. Journal of Materials Processing Technology 62, 4: 327–330.

105. H. T. Yun, S. Heo, M. K. Lee, B.-K. Min, and S. J. Lee. 2011. Ploughing detection in micromilling processes using the cutting force signal. International Journal of Machine Tools and Manufacture 51, 5: 377–382.

106. S. J. Zhang and S. To. 2013. The effects of spindle vibration on surface generation in ultra-precision raster milling. International Journal of Machine Tools and Manufacture 71: 52–56.

107. S. J. Zhang, S. To, G. Q. Zhang, and Z. W. Zhu. 2015. A review of machine-tool vibration and its influence upon surface generation in ultra-precision machining. International Journal of

SPIS RYSUNKÓW I TABEL

Spis rysunków

Rys. 2.1. Ilustracja występowania zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej: a) przed przekroczeniem minimalnej grubości warstwy skrawanej, b) po przekroczeniu minimalnej grubości warstwy skrawanej [48]... 24 Rys. 2.2. Ilustracja zjawiska minimalnej grubości warstwy skrawanej: a) w przypadku obróbki w skali makro, b) w przypadku obróbki w skali mikro... 25 Rys. 4.1. Widok ostrza narzędzia Kyocera 2FESM010-025-04 w powiększeniu 2000x. ... 33 Rys. 4.2. Narzędzie Kyocera 2FESM010-025-04 z zaznaczonym promieniem zaokrąglenia, którego wartość wynosi ok. 1,1 m... 34 Rys. 4.3. Mikromłotek modalny wykorzystany do testów impulsowych siłomierza... 35 Rys. 4.4. Widok przeprowadzenia testu impulsowego siłomierza... 36 Rys. 4.5. Funkcja przejścia siłomierza z zamontowanym przedmiotem obrabianym w kierunku osi X siłomierza... 36 Rys. 4.6. Koherencja dla testu impulsowego siłomierza w kierunku X. ... 37 Rys. 4.7. Funkcja przejścia siłomierza z zamontowanym przedmiotem obrabianym w kierunku osi Y siłomierza. ... 37 Rys. 4.8. Koherencja dla testu impulsowego siłomierza w kierunku Y. ... 38 Rys. 4.9. Funkcja przejścia siłomierza z zamontowanym przedmiotem obrabianym w kierunku osi Z siłomierza. ... 38 Rys. 4.10. Koherencja dla testu impulsowego siłomierza w kierunku Z. ... 39 Rys. 5.1. Schematyczny widok mikrofrezarki wraz z kierunkami osi zdefiniowanymi w układzie sterowania... 40 Rys. 5.2. Schemat stanowiska pomiarowego wykorzystanego do wykonania testu impulsowego narzędzia zamocowanego we wrzecionie mikrofrezarki... 41 Rys. 5.3. Uchwyt narzędzia wraz z zamocowanym narzędziem oraz punktami, w których

dokonywano pomiaru. ... 41 Rys. 5.4. Mikromłotek modalny oraz wrzeciono obrabiarki z narzędziem podczas testu

impulsowego. ... 42 Rys. 5.5. Schemat pomiaru odpowiedzi impulsowej narzędzia: a) dla kierunku Y (pionowego) z wykorzystaniem lustra, b) dla kierunku X (poziomego) bezpośrednio. ... 42 Rys. 5.6. Widok: a) wibrometru laserowego oraz mikrofrezarki, b) lustra wykorzystanego do

pomiarów odpowiedzi impulsowej w kierunku osi Y. ... 43 Rys. 5.7. Funkcje przejścia w kierunku X dla punktów 1, 5 i 7. ... 44 Rys. 5.8. Koherencja w kierunku X dla punktów 1, 5 i 7... 44 Rys. 5.9. Funkcje przejścia w kierunku Y dla punktów 1, 5 i 7. ... 45 Rys. 5.10. Koherencja w kierunku Y dla punktów 1, 5 i 7. ... 45 Rys. 5.11. Funkcja przejścia dla punktów C i 1 w kierunku osi X... 46 Rys. 5.12. Koherencja dla punktów C i 1 w kierunku osi X. ... 46 Rys. 5.13. Diagram stabilizacyjny syntezy modalnej w kierunku osi X. ... 48 Rys. 5.14. Diagram stabilizacyjny syntezy modalnej w kierunku osi Y. ... 48 Rys. 5.15. Pierwsza postać drgań w kierunku osi X, 2 100 Hz, tłumienie modalne 3,13%... 49 Rys. 5.16. Druga postać drgań w kierunku osi X, 2 640 Hz, tłumienie modalne 2%. ... 49

W dokumencie Dynamika procesu mikrofrezowania : - badania doświadczalne i modelowanie (Stron 110-145)