Etude du comportement dynamique de broche d'un centre d'usinage dans son espace de travail : application en fraisage

Abstract

Une méthodologie est proposée dans cet article dans le but de faciliter l’évaluation de la stabilité d’une opération de fraisage, pour une broche, un outil et une position connue de la broche dans son espace de travail. L’approche se base sur une procédure d’indentification du comportement dynamique de la broche qui se suit par un couplage des FRF du système (broche et attachement) avec le tronçon avant de l’outil d’usinage pour prédire la FRF en sa pointe. Celle-ci permet à l’aide d’une résolution analytique de l’équation caractéristique de la dynamique de fraisage dans le domaine fréquentiel de prédire la limite de stabilité critique. Dans le but d’étudier la variabilité du comportement dynamique du système usinant dans son espace de travail, la même démarche est appliquée dans différentes positions. Les profondeurs de passe critiques obtenu pas simulations sont comparées à celles qui sont obtenues par fraisage.

The aim of this work is to provide a methodology helping on the evaluation of the milling process stability for a given spindle, tool and work space position of the spindle. The proposed approach is based on the spindle dynamic behavior identification. Then, a FRF coupling is made between the identified system and the tool model in order to obtain the FRF at the tool tip. Therefore, the critical depth of cut can analytically be calculated from the characteristic equation of the dynamic milling process in the frequency domain. In order to study the variability of the dynamic behavior of the spindle in the work space, the same approach is then, applied at different positions and compared against experimental milling.