بررسي استراتژي‌هاي مسير ابزار در فرزكاري سه‌محوره و پنج‌محوره

Investigation of Tool Path Strategies for Three-axes and Five-axes Milling with Feed Rate optimization

افزايش راندمان و دقت توليد قطعات داراي سطوح پيچيده توسط ماشين‌هاي كنترل عددي در دنياي صنعتي امروزه يك ضرورت است. انتخاب استراتژي‌ مسير ابزار در نرم‌افزارهاي ساخت به كمك كامپيوتر، نقش به سزايي در تعيين ميزان مسافت حركت ابزار، ميزان درگيري بين ابزار و قطعه‌كار و تعداد محورهاي مورد استفاده در هر مرحله از عمليات ماشين‌كاري دارد. انتخاب مطلوب مسير ابزار و تنظيم‌هاي پيرامون آن مي‌تواند باعث بهبود راندمان ماشين‌كاري و بالا رفتن دقت عمليات ماشين‌كاري شود. هدف از اين پژوهش، بررسي استراتژي‌هاي مسير ابزار در ماشين‌كاري چندمحوره، به منظور انتخاب بهترين استراتژي براي مدل‌هاي كروي مقعر، كروي محدب، سطح داراي فرم آزاد، سطح دوران يافته، سطح داراي شيب تند و سطح اكسترود شده مي‌باشد. در اين راستا از نرم‌افزار پاورميل به عنوان يكي از نرم‌افزارهاي ساخت به كمك كامپيوتر و از نرم‌افزار وريكات به منظور شبيه‌سازي عمليات ماشين‌كاري و بهينه‌سازي برنامه‌هاي كنترل عددي استفاده گرديد. سپس با انجام آزمايش‌هاي تجربي ماشين‌كاري سه‌محوره و شبيه‌سازي ماشين‌كاري سه‌محوره و پنج‌محوره، استراتژي‌هاي مختلف مسير ابزار از لحاظ زمان ماشين‌كاري و متوسط بار باقي‌مانده بر واحد سطح با هم مقايسه و استراتژي بهينه‌ي مربوط به هر مدل انتخاب گرديد. بررسي‌ها نشان داد كه استفاده از نرخ پيشروي متغير و بهينه در استراتژي‌هاي مختلف مسير ابزار، باعث نزديك شدن زمان ماشين‌كاري آن‌ها به يكديگر مي‌گردد.

Enhance in efficiency and accuracy of the parts production with complex surface by CNC machines is a necessity in nowadays industrial world. Selecting the type of tool-path strategy in CAM software has a significant role in determining the length of tool movement, the material removal rate and the number of axes required in each stage of machining operation. Optimal choice of the tool-path and its peripheral configuration can improve machining precision and efficiency. This research aim is to identify and evaluate the different tool-path strategies in multi-axes machining in order to choose the best strategy for each models of concave spherical, convex spherical, freeform surfaces, revolve surfaces, steep slope surfaces and extruded surfaces. In this regard, Powermill and Vericut softwares were used for simulation of machining operation and NC program optimization. Then, with experimental testing of three-axes machining and three-axes and five-axes machining simulation, different tool-path strategies were compared with each other in terms of machining time and the average of residual of machining on surface unit. Finally, the optimal strategy for each model was selected. Results demonstrated that incorporation of varying and optimal feed rates in different strategies of tool-paths causes their machining times to be close together.