مطالعه اثر انحناهای سطح تندیس‌وار بر نیروهای فرزکاری

Abstract

در فرآیند فرزکاری قطعات با سطوح تندیس‌وار، انحناهای سطح به‌عنوان یکی از بارزترین ویژگی‌های هندسی آن می‌تواند بر نیروهای فرزکاری و در نتیجه بر دقت ابعادی قطعه نهایی تأثیرگذار باشد. در این مقاله با ارائه مدلی تحلیلی برای استخراج ناحیه درگیری ابزار فرز انگشتی سرکروی و سطح تندیس‌وار، به‌گونه‌ای که فرم صریح انحناهای سطح را در بر داشته باشد، به مطالعه اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری پرداخته می‌شود. به این منظور، ابتدا نیروهای فرزکاری با استفاده از مدل مکانیستیک و با به‌کارگیری روش تبدیل از حالت متعامد به مایل برای محاسبه ضرایب برشی مدل‌سازی می‌شوند. سپس، با مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج موجود در مراجع معتبر به صحه‌گذاری آن پرداخته می‌شود. در ادامه با انجام مطالعات پارامتریک، اثر انحناهای سطح و عمق درگیری بر نیروهای فرزکاری بررسی می‌شود. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که در عمق درگیری ثابت، انحناهای سطح در نواحی مقعر بیشترین تأثیر، در نواحی زینی‌شکل حالت میانی و در نواحی محدب کمترین تأثیر را بر نیروها دارند. همچنین، در مقادیر مشخص از انحناهای سطح، اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری با کاهش عمق درگیری افزایش می‌یابد. به‌عبارت دیگر، با کاهش عمق درگیری، صرف‌نظرکردن از انحناهای سطح خطای نسبی بزرگتری را در نتایج وارد می‌کند. همچنین، نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که انحنای سطح در صفحه عمود بر مسیر حرکت ابزار اثر بزرگتری بر نیروهای فرزکاری نسبت به انحنای سطح در امتداد مسیر دارد.