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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 5-6/2020

24.08.2020 | ORIGINAL ARTICLE

FEM-based optimization approach to machining strategy for thin-walled parts made of hard and brittle materials

verfasst von: Zhiqiang Liu, Renke Kang, Haijun Liu, Zhigang Dong, Yan Bao, Shang Gao, Xianglong Zhu

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 5-6/2020

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Abstract

Thin-walled parts are widely used in the aerospace, automotive, and medical industries. High machining efficiency is desired as much of the material needs to be removed. The aggressive machining strategies are often applied but tend to cause poor surface finish, inadequate machining tolerance, and even fracture of workpiece. Thus, it is of vital importance to adopt reasonable machining strategy and choose accurate machining parameters considering of both the machining efficiency and quality. In this paper, an optimization approach to enhance machining efficiency for thin-walled parts made of hard and brittle material without compromising machining quality was proposed. The core idea of the proposed approach is to minimize the maximum stress of the thin-walled part during machining by optimizing the workpiece shape based on finite element method (FEM). The stiffness of the thin-walled parts during machining retains high while the machining induced deformation is small. The optimization approach was experimentally validated on K9 glass, and the maximum deformation of the thin-walled part for the optimal machining strategy decreases significantly compared with that of traditional machining strategy and the total machining time is reduced by 44%.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Yusuf A (2012) Manufacturing automation : metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / 2nd. Cambridge University Press Yusuf A (2012) Manufacturing automation : metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / 2nd. Cambridge University Press
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Zurück zum Zitat Isight 2018 component guide. Dassault Systèmes, Paris, France, 2017. Isight 2018 component guide. Dassault Systèmes, Paris, France, 2017.
Metadaten
Titel
FEM-based optimization approach to machining strategy for thin-walled parts made of hard and brittle materials
verfasst von
Zhiqiang Liu
Renke Kang
Haijun Liu
Zhigang Dong
Yan Bao
Shang Gao
Xianglong Zhu
Publikationsdatum
24.08.2020
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 5-6/2020
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-020-05975-7

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