Deformations of selected milling cutters while milling Ti6Al4V alloy on a CNC machine tool, experimental tests and FEM modeling

This paper presents results of investigations focused on the determination of deformations of selected types of milling cutters fixed in the toolholder and spindle of a CNC machine tool used for finishing processes. The experimental investigations were performed on the DMU 80P duoBLOCK machine tool. The components Fx1, Fy and Fz of cutting forces were measured during the milling of workpieces made of the hard to machine Ti6Al4V alloy. The experimental studies were also done for computing the static stiffness of applied milling cutters used for finishing processes. The experimental data was used for the subsequent finite element modeling of those cutters. Finally, there were developed the regression models allowing to calculate the average total displacement of the loaded cutting edge. They can be subsequently used for the prediction of machining errors in finishing processes, especially in the case of machining products made of Ti6Al4V alloy.

---

W artykule przedstawiono wyniki badań skupionych na wyznaczeniu odkształceń wybranych typów frezów zamocowanych w uchwycie wrzeciona obrabiarki CNC, stosowanych w procesach obróbki wykończeniowej. Badania eksperymentalne wykonano na obrabiarce DMU 80P duoBLOCK. Prowadzono pomiary składowych siły skrawania Fx1, Fy i Fz podczas frezowania przedmiotów wykonanych z trudno obrabialnego stopu Ti6Al4V. Wykonano pomiary umożliwiające wyznaczenie sztywności statycznej frezów do obróbki wykończeniowej. Wyniki badań eksperymentalnych zastosowano w modelowaniu frezów metodą elementów skończonych. Określono modele regresyjne, pozwalające obliczyć średnie wypadkowe przemieszczenie obciążonej krawędzi skrawającej narzędzia. Mogą one być stosowane do prognozowania błędów wykonania w procesach kształtowania wykończeniowego, zwłaszcza w przypadku kształtowania wyrobów ze stopu Ti6Al4V.