Dinamica del taglio del metallo

  Il taglio del metallo è uno dei metodi più comunemente usati per produrre la forma finale dei prodotti fabbricati. La produttività migliorata è essenziale per l'industria al fine di rimanere redditizia in un mercato competitivo. Vibrazioni inil taglio dei metalli costituisce un grosso ostacolo alla produttività durante la lavorazione. Vibrazioni eccessive possono portare ad esempio: usura accelerata dell'utensile, rottura dell'utensile, scarsa finitura superficiale del componente lavorato e danneggiamentocuscinetti del mandrino. Routine di simulazione e metodi di misurazione veloci e precisi per le dinamiche di lavorazione sono molto importanti nello sviluppo di nuovi utensili da taglio.

  La ricerca è svolta da uno studente di dottorato industriale che lavora al 50% con AB Sandvik Coromant e al 50% con il gruppo di analisi strutturale, garantendo una stretta collaborazione tra industria e università. Il progetto si concentra sui metodi persimulazione e misure della dinamica lineare e non lineare all'interno del taglio del metallo. Lo smorzamento delle vibrazioni è spesso un fattore chiave per aumentare la produttività. La maggior parte dei materiali di smorzamento usati oggi mostra qualche forma di comportamento isteretico.

  Pertanto, la misurazione e la modellazione di sistemi non lineari con isteresi è una parte importante della ricerca (figura 1).

Figura 1 - Serranda isteretica non lineare utilizzata per attenuare le vibrazioni in un utensile da taglio

  Per aiutare lo sviluppo del prodotto, routine di simulazione basate su computer per sistemi meccanici non lineari che incorporano sia le non linearità strutturali che il comportamento non lineare originate dal processo di taglio (ad esempio: taglioforze e vibrazioni rigenerative / autoeccitate) sono sviluppate. Questi modelli di simulazione sono continuamente verificati da misurazioni sperimentali. Un fattore importante nella convalida dei modelli di simulazione è la stima affidabile del taglioforze. Misurazioni corrette delle forze di taglio possono essere difficili da ottenere a causa degli effetti dinamici indesiderati dall'impostazione della misurazione (dinamometro a forza e pezzo da lavorare). Questi effetti dinamici possono portare a risultati errati e farceladifficile convalidare il modello. Un metodo per rimuovere effetti dinamici indesiderati pur mantenendo informazioni relative alle vere forze di taglio è stato sviluppato e testato con buoni risultati.

  Esempi di progetti attualmente in corso sono: previsione dell'errore di superficie di un componente lavorato utilizzando simulazioni dinamiche e ottimizzazione di taglienti differenziale.