Analytical modeling and stability anaylsis of spindle-holder-tool assembly by using spinning and non-spinning Timoshenko beam theories
Dönen ve dönmeyen Timoshenko kiriş teorilerini kullanarak mil, tutucu ve uç takımının analitik modellenmesi ve kararlılık analizi
- Tez No: 338586
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Tırlama yüksek hızlı talaşlı imalatta ürün kalitesini ve üretim zamanını etkileyen önemli bir problemdir. Kesme derinliği, besleme hızı, dönüş hızı gibi ideal kesme parametrelerinin belirlenmesi için mil-tutucu-uç birleşiminin dinamik sistem karakteristiği hassas bir şekilde modellenmelidir. Optimum kesme derinliği ve operasyon hızının bulunması için uç nokta frekans tepki fonksiyonu (FTF) bulunmalıdır. Ancak yüksek hızlı talaşlı imalatta sistem dinamiği dönüş hızına bağlı olarak etkilenmektedir. Bu tezde dönüş hızının sisteme etkisini modellemek için dönen Timoshenko kiriş modeli kullanılmıştır. Serbest-serbest sınır durumuna sahip farklı çap ve büyüklükteki kirişler birbirlerine FTF birleştirme yöntemi kullanılarak mil-tutucu-uç takımı oluşturulması için birleştirilmişlerdir. Bu takımda rulmanlar, yay ve damper olarak modellenmiş ve sisteme yapısal değişiklik (modifikasyon) yöntemiyle eklenmişlerdir. Geliştirilen model sıfır dönüş hızlı çözümlerle ve sonlu eleman analizleriyle doğrulanmıştır. Farklı dönüş hızlarına göre örnek yapının doğal frekans ve FTF değişimleri bulunmuştur. Dönüş hızının sıfır olduğu durum için Rayleigh-Ritz metodu kullanılarak uç nokta FTF'si bulunmuş ve sonuçları birleştirme yöntemininkilerle kıyaslanmıştır. Sonuç olarak yapının farklı dönüş hızlarına göre kararlılık bölgeleri belirlenmiş ve bunların dönüş hızına göre değişimleri incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Chatter in high speed machining is an important problem which affects the product quality and the manufacturing time. In order to determine the optimum cutting parameters such as depth of cut, feed rate, spinning speed etc., dynamic characteristics of the spindle-holder-tool assembly should be modeled accurately. To determine optimum depth of cut and operating speed, frequency response function (FRF) of the tool point is required. However, in high speed machining, due to high rotational speeds, dynamic characteristics are affected by the spinning speed of the spindle. In this thesis, in order to include the effect of spinning speed into the dynamic analysis of the assembly, a spinning Timoshenko Beam Model is used. Spindle-holder-tool assembly is considered to be composed of several free-free beams having different cross-sections, which are coupled with each other by utilizing FRF coupling method. In the assembly, bearings are modeled as a spring and damper combination and structural modification method is used to include their effects. The developed method is verified by comparing the results for zero spinning speed and also the results obtained by FEM. Variation of the natural frequencies and FRF of an example spindle-holder-tool assembly for different spinning speeds are obtained. For non-spinning case, tool point FRF of the assembly is also obtained by using Rayleigh-Ritz method and results of which are compared with coupled system solution. Finally, stability lobes are obtained for different spin speeds and the effect of gyroscopic forces are studied.
Benzer Tezler
- Analysis and modelling of machine tool dynamics and cutting stability during operation
Operasyon sırasındaki tezgah takım dinamiğinin ve kesme kararlılığının analizi ve modellenmesi
ORKUN ÖZŞAHİN
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
PROF. DR. ERHAN BUDAK
- 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
- Genelleştirilmiş takım geometrisi ile frezeleme mekaniğinin ve dinamiğinin incelenmesi
Mechanics and dynamics of milling with generalized geometry
ŞERAFETTİN ENGİN
- 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
- Design modeling and characterization of electrostatically actuated microscanners
Elektrostatik tahrikli mikro-tarayıcıların tasarımı, modellenmesi ve karakterize edilmesi
ÇAĞLAR ATAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ÜREY