Keywords
How to Cite
Abstract
The comparison of conventional and innovative milling tools plays an important role in tool development and optimization of machining processes. Existing reference parts are mainly designed for metal milling operations, and their application to plastic milling is limited due to significant differences in geometric features and machining parameters. This paper presents a reference part specifically developed for plastic milling operations. The design was created using the “feature” approach in accordance with DIN 14649 and VDI 2218 standards and includes geometric elements commonly found in industrial plastic components. The proposed reference part enables systematic and representative comparison of milling tools used in plastic machining in terms of energy efficiency, surface quality, and tool life.
References
1) Westermann HH, Kafara M, Steinhilper R. Development of a reference part for the evaluation of energy efficiency in milling operations. Proceedings of the 12th Global Conference on Sustainable Manufacturing; 2015. p. 521-526.
2) Hopman C, Michaeli W. Einführung in die Kunststoffverarbeitung. 8th ed. Munich: Hanser; 2017.
3) Grode HP. Toleranzen und Passungen. In: DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Published by: Klein – Einführung in die DIN-Normen. Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden: B. G. Teubner; 2001. p. 275–299.
4) Grode HP. Qualitätsmanagement, Statistik und Messtechnik. In: DIN Deutsches Institut f¨ur Normung e.V., Published by: Klein – Einführung in die DIN-Normen. Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden: B. G. Teubner; 2001. p. 315–337.
5) Müller-Kulmann W. Energieverbrauchskennzeichnung. Köln: Bundesanzeiger Verlagsges. mbH; 1998. [6] Japanese Industrial Standards Committee. TS B 0024-1 2010: Machine tools - Test methods for electric power consumption: Part 1: Machining centers. JIS 0024-1: Japanese Industrial Standard. Tokyo; 3/2010.
6) Behrendt T, Zein A, Min S. Development of an energy consumption monitoring procedure for machine tools. In: CIRP Annals – Manufacturing Technology 61. Elsevier; 2012.
7) Bleicher F, Wagner, FX, Lauwers B et al.. Economical & Ecological Cutting - Final Report, ecoplus. St. Pölten: The Business Agency of Lower Austria; 2013.
8) Thorenz, B. Entwicklung eines Schafteckfräsers mit Leichtbau-Innenkern zur schwingungsreduzierten Fräsbearbeitung. Universität Bayreuth, PhD thesis. Bayreuth: Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik; 2021.
9) VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik. Entwurf der VDI/NCG Richtlinie 5211-1: Prüfrichtlinien und Prüfwerkstücke für hochdynamische Bearbeitungen (HSC) – Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren für 3-Achs-Bearbeitung. Berlin: Beuth; 2013.
10) Diaz N, Ninomiya K, Noble J, Dornfeld D. Enviromental impact characterization of milling and implications for potential energy savings in industry. In: Procedia CIRP, Vol. 1, 5th CIRP Conference on High Performance Cutting 2012. Elsevier B.V.; 2012. p. 518-523.
11) Haag H. Eine Methodik zur modellbasierten Planung und Bewertung der Energieeffizienz in der Produktion, Universität Stuttgart, PhD Thesis. In: Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung Band 11. Stuttgart: Fraunhofer Verlag; 2013.
12) Weck M, Brecher C. Werkzeugmaschinen 5 – Messtechnische Untersuchung und Beurteilung, dynamische Stabilität. 7th ed. Berlin, Heidelberg: Springer; 2006.
13) Pobozniak J., Algorithm for ISO 14649 (STEP-NC) Feature Recognition. Cracow, Management and Production Engineering Review; 2013.
14) Verein Deutscher Ingenieure VDI/NCG 5211-3, Prüfwerkstücke für Werkzeugmaschinen - Part 3: Fräsen - Mikrobearbeitung. Düsseldorf, VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik; 2012.
15) Flore J. Optimierung der Genauigkeit fünfachsiger Werkzeugmaschinen. Aachen, Rheinisch-Westfälischen Technische Hochschule Aachen, PhD thesis. Fakultät für Maschinenwesen; 2016.
16) Baur E, Harsch G, Moneke M. Werkstoff-Führer-Kunststoffe. 11th Ed. München: Hanser; 2019
17) Schwarz O. Kunststoffverarbeitung. 11th ed. Würzburg: Vogel; 2016.
18) Degner W, Lutze H, Smejkal E, Heisel U, Rothmund, J. Spanende Formung. 18th ed. München: Hanser; 2019.
19) El-Hofy MH, Soo SL, Aspinwall DK, Sim WM, Pearson D, Harden P. Factors Affecting Workpiece Surface Integrity in Slotting of CFRP, Procedia Engineering, Vol. 19; 2011. p. 94-99.
20) Owodunni OO, Zhang T, Gao J. Energy consideration in machining operations - towards explanatory models for optimisation results. Proceedings of the 11th Global Conference on Sustainable Manufacturing; 2013. p. 153–158.
21) Balzert H, Schäfer C, Schröder M, Kern U. Wissenschftliches Arbeiten: Wissenschaft, Quellen, Artefakte, Organisation, Präsentation. Witten, Herdecke: W3l GmbH; 2008.
22) VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung. VDI 2218: Information technology in product development - Feature- Technology. Berlin: Beuth; 2003.
23) International Organisation for Standardization ISO 14649-10:2004(E): Industrial automation systems and integration – Physical device control – Data model for computerized numerical controllers, Part 10: General process data. Berlin: Beuth; 2004.
24) International Organisation for Standardization ISO 14649-11:2004(E): Industrial automation systems and integration – Physical device control – Data model for computerized numerical controllers, Part 11: Process data for milling. Berlin: Beuth; 2004.
25) Westermann HH. Entwicklung einer energieverbrauchsoptimierten Schneidengeometrie für Vollhartmetall-Schaftfräser. Universität Bayreuth, PhD thesis. Bayreuth: Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik; 2016.