Estimation et compensation de la déflexion d'outil en fraisage de surface complexe
Nasreddine Zeroudi, Michaël Fontaine
unpublished
Cet article présente le calcul de la déflexion de l'outil et une méthode de compensation basée sur un modèle récent développé pour la prédiction des efforts de coupe en fraisage de forme complexe. A partir de la géométrie globale et locale de l'outil, de la surface initiale et de la trajectoire de l'outil, cette approche nous permet de prédire les efforts de coupe ainsi que la modélisation de la surface avec sa rugosité directement à partir des données FAO. Ce modèle a été développé et validé
more »
... ur un outil rigide et l'objectif est de proposer un outil d'optimisation efficace pour les opérations de fraisage industrielles complexes. En particulier, les trajectoires d'outil peuvent être améliorées dans le but d'une réduction des efforts de coupe ce qui tend à améliorer la stabilité de coupe, la durée de vie de l'outil et la qualité des pièces. La prédiction des efforts de coupe peut être effectuée analytiquement ou numériquement et le couplage avec des données de FAO est nécessaire pour optimiser les opérations de fraisage réelles, mais il n'est pas suffisant de considérer la trajectoire de l'outil et la forme des pièces. L'idée est de profiter de la description géométrique fine développée pour le calcul d'engagement outil-matière, destiné à prédire les efforts, pour en déduire la surface résultante et la déflexion de l'outil directement à partir des données FAO. Pour cette raison, ce travail est basé sur le développement d'un modèle analytique et il constitue la première étape d'une procédure efficace et transférable de compensation de la déflexion de l'outil pour une surface quelconque en fraisage permettant de limiter les erreurs générées sur les surfaces usinées. Des opérations complexes ont été testées et des résultats cohérents ont été observés. De plus, la combinaison de différentes méthodes de calcul ouvre la voie à une approche plus complète d'usinage virtuel. Abstract : This article presents a tool deflection calculation and compensation methodology based on a recent model developed for the prediction of cutting forces in free-form milling. From global and local geometry of the tool, initial surface and tool path, this approach allows us to predict cutting forces and now surface form and roughness directly from CAM data. This model was developed and validated for a rigid cas e and some improvements are necessary in the objective to propose an efficient optimization tool for industrial and complex milling operations. In particular, the tool paths can be improved by considering a reduction of cutting forces linked to cutting stability, tool's life and part's quality. The cutting forces prediction can be performed analytically or numerically and the coupling with CAM data is necessary to optimize industrial milling operations but it is not sufficient to consider tool path and part quality. The idea is to make benefit from the fine geometrical description developed for tool-workpiece engagement calculation to deduce the resultant cut surface, cutting forces and the tool deflection directly from CAM data. For this reason, this work is based on the development of an analytical model it constitutes the first step to a deflection compensation procedure efficient for sculptured surface milling and allowing limiting resultant errors on machined surfaces. Coherent results were observed, even for complex ball-end milling operations, and the combination of different calculation procedures opens the way to a more complete approach of virtual milling.
fatcat:gprkpk5riva3zlep32o2vgw5ai