Previsione della morfologia superficiale in lavorazioni di fresatura

The objective of this thesis project is the realization of an algorithm for the estimation of the surface morphology, in contouring and face milling operations. A critical analysis of the literature regarding the available modeling approaches for the reproduction of surface finish in milling processes has been carried out. A study of the kinematics of the contouring process is then performed as well as the construction of the geometric model for the reproduction of the tool motion. Afterwards, the simulation algorithm of the interaction between the workpiece and the tool in contouring has been developed with the addition of process vibrations. Eventually, the comparison between the simulation results and the experimental results has been carried out; it showed high consistency between the two. In the second part of this work, the face milling processi s analyzed. The kinematics of the 3-dimensional cutting process along with the geometrical tool motion are modeled. Similarly to the first approach, a simulation algorithm for the interaction between the workpiece and the tool is developed. The validation of the surface morphology model for face milling is then carried out with respect to a high-feed milling operation. The work is eventually concluded with with a comparison between the simulated and the real surface obtained. Again the comparison showed high consistency between the two.

Il seguente lavoro di tesi si pone come obiettivo la realizzazione di un algoritmo per la stima della morfologia superficiale, nelle lavorazioni di contornatura e spianatura. Inizialmente è stata fatta un’analisi critica della letteratura riguardo i possibili approcci modellistici per la riproduzione della finitura superficiale nei processi di fresatura. Segue uno studio della cinematica di taglio del processo di contornatura e la realizzazione del modello geometrico per la riproduzione del moto dell’utensile. Successivamente è stato sviluppato l’algoritmo per la simulazione dell’interazione tra pezzo e utensile in contornatura con l’aggiunta delle vibrazioni di processo in modo da ottenere la traccia superficiale. A valle di ciò si è realizzato il confronto tra i risultati di simulazione e i risultati sperimentali che mostra un ottimo riscontro tra i due. Segue l’analisi della lavorazione di spianatura che comincia con lo studio della cinematica di taglio del processo di spianatura e la realizzazione del modello geometrico per la riproduzione del moto dell’utensile. Analogamente al caso di contornatura si procede con lo sviluppo di un algoritmo per la simulazione dell’interazione tra pezzo e utensile in condizioni generiche del set up di lavorazione. Successivamente è seguita la simulazione di una lavorazione di spianatura high-feed e l’ottenimento della traccia superficiale di lavorazione. Si conclude infine con il confronto tra la superficie simulata e la superficie reale che mostra elevata coerenza tra le due e quindi bontà dell’algoritmo.