Evaluation of the dynamic cutting force coefficients under dynamic behaviour

Évaluation des coefficients dynamiques des forces de coupe en présence de vibrations.

¹  Laboratoire de Recherche en Productique (LRP), Université de Batna, Faculté des Sciences de l’Ingénieur, Département de Mécanique 1 rue Chahid Boukhlouf Mohamed El Hadi, 05000 Batna, Algérie
²  Laboratoire de Mécanique et des Systèmes de Production (LMSP), École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM), 151 boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France e-mail: Francois.Lapujoulade@paris.ensam.fr
³  Laboratoire LaBoMap, École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM), Cluny, France e-mail: alphonse.moisan@tiscali.fr

Corresponding author: b_benmohammed@yahoo.fr

Accepted: 23 December 2005

Abstract

The simulation of the global Part-Tool-Machine-System (PTMS) dynamic behaviour during cutting is one of the validation procedures used to prepare a machining process. Various objectives could be reached when using simulation and this depends on the user who could be the machine-tool designer, the tool designer or the machinist. Two kinds of mathematical models, in order to develop simulation programs, are suggested for the (PTMS) modelling: the first one describes the (PTMS) as a mechanical structure and the second one describes the interaction between a tool and a worked part. In our study, we are interested in the second mathematical model and we must firstly establish a dynamic cutting force law, including different parameters and a damping term. The aim of this research paper is to suggest an identification method for the dynamic cutting force law parameters, calling (CDFC), by using a dynamometer in the case of an orthogonal cutting process.

Résumé

La simulation du comportement dynamique du système Pièce Outil Machine (POM) durant la coupe est une des procédures de validation pour préparer le processus d’usinage. Plusieurs objectifs peuvent être atteints en utilisant la simulation et ceci va dépendre de l’utilisateur qui peut être un concepteur de machines-outils, d’outils ou un usineur. Deux modèles mathématiques sont proposés pour modéliser l’ensemble (P.O.M) afin d’élaborer des programmes de simulation : un décrit l’ensemble (P.O.M) comme étant une structure mécanique et l’autre décrit l’interaction entre l’outil et la pièce usinée. Dans notre étude, on va s’intéresser au deuxième modèle et pour cela, on va tout d’abord établir une loi de force de coupe en régime dynamique qui fait intervenir plusieurs paramètres parmi lesquels un terme d’amortissement. Le but de cet article est de proposer une méthode d’identification des paramètres de la loi de force de coupe dynamique, qu’on va appeler (CDFC), en utilisant un dynamomètre dans le cas de la coupe orthogonale.