Analytical modeling of cutting process mechanics and dynamics for simulation of industrial machining operations
Endüstriyel metal işleme operasyonlarının modellenmesi için kesme mekaniği ve dinamiğinin analitik olarak hesaplanması
- Tez No: 230746
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERHAN BUDAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Talaşlı imalat, sanayi devriminden bu yana en çok kullanılan imalat tekniklerinden biri olmuştur. Teknolojik gelişmeler, dayanımı daha yüksek, daha hızlı işleme yeteneğine sahip ve daha yüksek kaliteli parçaları imal edebilen takım tezgahlarının üretilmesini olanaklı kılarken, süreç parametrelerinin seçimi halen deneyimlere dayanarak yapılmaktadır. Kabul edilebilir ya da en iyi parametrelerin seçimi yalnızca çok sayıda deney yapılarak ya da süreç modelleri ile mümkündür.Bu çalışmanın ana amacı, kesme işlemleri sırasında metallerin gerçek mekanik ve dinamik davranışlarını temsil eden analitik süreç modellerinin geliştirilmesidir. Dik ve eğik kesme süreçleri için analitik modeller sunulmuştur. Bu modeller, endüstride yaygın şekilde kullanılan tornalama ve 5-eksenli frezeleme operasyonlarının benzetiminde kullanılmıştır. Bununla birlikte, kesici takım ucu yarıçapının dikkate alındığı durumlar için bir ilk yaklaşım modeli önerilmiştir. Önerilen modellerde talaş yüzeyi teması ve sürtünme, literatürdeki diğer çalışmalardan daha doğru bir şekilde temsil edilmektedir. Ayrıca çok az sayıda testle sürtünme ve malzeme modeli katsayıları kalibre edilebilmektedir. Bütün bu özellikler, önerilen modelleri önceki çalışmalardan bir adım öteye taşımıştır. Metal kesme işlemlerindeki diğer önemli bir husus da kesme sırasındaki dinamik davranıştır. Bunun için, dinamik kesme sürecini çok boyutlu bir şekilde ele alan bir kararlılık modeli sunulmuştur. Tüm önerilen modeller deneylerle doğrulanmış ve karşılaştırmalar sonucu hesap edilen değerlerin deney sonuçlarıyla oldukça yakın olduğu görülmüştür. Önerilen modeller, operasyon sürelerinin kısaltılması, parça kalitesinin artması, takım ömrünün uzaması, kararlı işlemler ve böylelikle imalat maliyetinin azaltılması amacıyla endüstriyel operasyonlarına uygulanabilir durumdadırlar.
Özet (Çeviri)
Machining has been one of the most widely used manufacturing methods since the industrial revolution. Although the technological developments enabled machine tools to be stronger, work faster and produce more precise parts, the process parameters are still selected based on the experience. Selection of the acceptable or optimum parameters can only be possible by conducting extensive amount of experiments or by the help of the process models.The main aim of this thesis is to develop analytical models in order to represent the true mechanical and dynamical behavior of metals during cutting operations. Analytical models for the orthogonal and oblique cutting processes are proposed. These models are used as a base in order to simulate commonly used industrial operations such as turning and 5 axis milling. Moreover, an initial approach is proposed in order to model cutting behavior when the cutting tool has a hone radius. The proposed models are step ahead from the previous ones as they represent the rake face contact and friction in a more accurate manner, and have the ability to calibrate the material model parameters and friction by few tests. The dynamic behavior during cutting is also a very important aspect. For this, a stability model which includes multi-dimensional nature of the cutting process is proposed. All the proposed models are verified by experiments and overall good agreement is observed. These models can be applied to industrial machining operations yielding shorter machining times, better surface quality, longer tool life, stable operations and less manufacturing costs.
Benzer Tezler
- Genelleştirilmiş takım geometrisi ile frezeleme mekaniğinin ve dinamiğinin incelenmesi
Mechanics and dynamics of milling with generalized geometry
ŞERAFETTİN ENGİN
- Takım ve iş parçası dinamik esnekliğine göre talaşlı işleme kararlılığı
Machining stability considering tool and workpiece dynamic flexibility
KADİR KIRAN
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CENGİZ KAYACAN
PROF. DR. MUSTAFA REŞİT USAL
- CNC tezgahlarda kullanılan kesici takımlarda takım aşınmasının kesme performansına dinamik etkileri
In Cutters used in machine tools dynamic influences to cutting performance of tool wear
EROL ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ÇAVUŞOĞLU
- Tırlama titreşimleri üzerine süreç sönümleme etkisinin analitik olarak araştırılması ve tornalamada kararlı kesme derinliği ile süreç sönümleme değerlerine bağlı parametre optimizasyonu
Analitical investigation of effect of process damping on chatter vibrations and optimization cutting parameters depending on stable depth of cut and process damping values in turning
SÜLEYMAN NEŞELİ
Doktora
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN YALDIZ
YRD. DOÇ. DR. EROL TÜRKEŞ
- Experimental and analytical investigation on mechanics of metal cutting including edge forces
Metal kesme mekaniği ve kenar kesme kuvvetlerinin deneysel ve analitik olarak incelenmesi
BURAK AKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSabancı ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. ERHAN BUDAK