Effetto delle strategie di filettatura sulle forze di taglio

This study, which arises from a collaboration with Sandvik Italy, aims to identify the factors that influence the three cutting force components in performing threading by turning (main component FC, repulsion component FP and feed component Ff) when varying the increase method: at present, knowledge about forces in threading is very poor and the idea behind this work is to provide an additional tool, which could help to better understand this process which is still quite neglected. First of all, in this study were identified the factors which can be chosen in this kind of machining operations once the thread geometry has been defined; they only correspond to the cutting speed VC. The aim of this was studying the cutting forces behavior depending on the threading strategy ("radial increase", "on side increase", "on modify side increase" and "alternate increase") which results in different contact points beetween the tool and the workpiece. Then, by means of a statistical analysis of variance (ANOVA), the factors which are significant with respect to the three cutting force components have been determined and the best operating conditions among the tested ones have been identified. Finally, a regressive model has been applied to the acquired force data in order to find out whether the main force component, FC, can be represented by the prediction model of the forces of Kronenberg (also known as "specific pressure method" or "kc method "), basing on a possible method for calculating the equivalent chip thickness and length (i.e. the equivalent chip section).

Questo studio, nato da una collaborazione con Sandvik Italia, si propone l’individuazione dei fattori che influenzano le tre componenti di forza di taglio in lavorazioni di tornitura di filetti (componente principale FC, di repulsione FP e di avanzamento Ff), al variare della strategia di incremento: allo stato dell'arte i lavori presenti in letteratura relativamente alla conoscenza delle forze in filettatura è molto scarso e l’idea alla base di questo lavoro è proprio quella di fornire uno strumento aggiuntivo, in grado di fare un po’ di luce su questa lavorazione ancora oggi piuttosto trascurata. In questo lavoro sono stati individuati i fattori tecnologici su cui è possibile agire in questo tipo di lavorazioni una volta definita la geometria del filetto da realizzare (ossia la sola velocità di taglio VC) in modo da poter osservare il comportamento delle tre forze al variare di questo fattore, unitamente alla strategia di incremento (incremento radiale, incremento su fianco, su fianco modificato e incremento alternato) che determina differenti punti di contatto tra inserto e pezzo. Successivamente, attraverso un analisi statistica della varianza (AnOVa), sono stati determinati i fattori significativi sulle tre componenti di forza e si è pervenuti alla determinazione delle migliori condizioni operative tra quelle testate. Infine, con l’ausilio di un modello regressivo sui dati di forza acquisiti, si è andati a capire se la componente principale di forza, FC, può essere rappresentata attraverso il modello di previsione delle forze di Kronenberg (conosciuto anche come metodo della pressione specifica o metodo del kc), sulla base di un possibile metodo di calcolo di spessore e larghezza di truciolo equivalente (sezione di truciolo equivalente).