Badania i predykcja temperatury podczas frezowania stopów magnezu

Środki finansowe przyznane przez Narodowe Centrum Nauki na realizację działania naukowego

Miniatura 5

Tytuł projektu: Badania i predykcja temperatury podczas frezowania stopów magnezu

Tytuł w j. angielskim: Experimental and Numerical Study of Thermal Conditions in Magnesium Alloy Milling

Numer umowy: DEC-2021/05/X/ST8/00159

Okres realizacji: 16.09.2021 - 15.09.2022

Wartość projektu: 45.692,00 PLN

Wartość przyznanych środków: 45.692,00 PLN

Kierownik projektu:dr inż. Monika Kulisz

Słowa kluczowe: frezowanie, sieci neuronowe, stopy magnezu, symulacje,, temperatura wiórów

Streszczenie: 

Celem działania naukowego jest określenie wpływu parametrów technologicznych procesu frezowania oraz geometrii ostrza narzędzia na maksymalną temperaturę wiórów w strefie skrawania. Wzrost prędkości skrawania podczas obróbki szybkościowej może charakteryzować się spadkiem wartości składowych siły skrawania jak również spadkiem temperatury w strefie skrawania. Parametry procesu, od których uzależniony będzie efekt końcowy procesu to m.in.: parametry technologiczne (prędkość skrawania vc, posuw na ostrze fz, głębokość skrawania ap) oraz geometria ostrza narzędzia (różne kąty natarcia γ). Badanie zostanie przeprowadzone na centrum obróbkowym AVIA VMC 800HS, dla którego maksymalna prędkość obrotowa wrzeciona to n=24000obr./min, zaś maksymalna prędkość ruchu posuwowego to 40m/min. Obróbka będzie prowadzona „na sucho”. Jako materiał wykorzystane zostaną dwa stopy magnezu gatunek odlewniczy – AZ91D oraz gatunek przeznaczony do obróbki plastycznej – AZ31. Do obróbki wykorzystane zostaną frezy o średnicy d=16mm, o różnych kątach natarcia γ=5° oraz γ=30° (narzędzia wykonane na specjalne zamówienie). Przedmiot w trakcie obróbki w celu określenia temperatury w strefie skrawania zostanie poddany analizie szybką kamera termowizyjną FLIR SC6000HS. Dodatkowo ogromne, wciąż niewykorzystane w pełni możliwości modelowania dynamiki obróbki daje zaawansowana technika sztucznych sieci neuronowych. Jej zastosowanie może ułatwić wybór najdogodniejszych parametrów technologicznych, zapewniających optymalizację procesu frezowania (wzrost wydajności) i zachowanie warunków niepowodujących zapłonu wiórów. Wyniki badań eksperymentalnych – wartość sygnału z kamery termowizyjnej – będą podstawą modelowania temperatury w strefie skrawania. Warstwę wejściową sieci dla procesu frezowania będą stanowiły zmienne parametry technologiczne takiej jak vc, fz i ap oraz kąt natarcia γ, zaś warstwę wyjściową – temperatura wiórów w strefie skrawania. Symulacje te z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych przeprowadzone zostaną za pomocą oprogramowania Statistica Neural Networks. Do modelowana wykorzystane zostaną sieci: RBF (Radial Basis Function) oraz MLP (Multi-Layered Perceptron). W wyniku przeprowadzonych symulacji możliwe będzie opracowanie modeli procesów, co pozwali na prognozowanie maksymalnej temperatury w strefie skrawania, gdy znane są parametry obróbki. Projekt będzie realizowany w dyscyplinie inżynieria mechaniczna. Wymiernym i udokumentowanym efektem podjętego działania będzie przyszła publikacja efektów działania w znaczących dla dyscypliny inżynieria mechaniczna czasopismach. Dodatkowo zakłada się, że efekty działania naukowego będą upowszechniane na konferencjach naukowych, gdzie będą rozpowszechniane wśród osób zainteresowanych przedmiotem projektu