Modeling of grinding process mechanics
Taşlama operasyonu mekaniğinin modellenmesi
- Tez No: 392273
- Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN BUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Taşlama, hassas ölçü ve yüzey kalitesi gerektiren parçaların üretiminde en yaygın olarak kullanılan imalat operasyonlarından biri olarak değerlendirilmektedir. Aşındırıcı imalat operasyonlarında kullanılan kesici takım, rastgele konumlanmış ve şekillenmiş kesici parçacıklardan oluşmaktadır. Dolayısıyla deneyim ve pratik bilgiler ile en iyi süreç parametrelerini elde etmek oldukça zordur. Operasyon esnasında gözlemlenebilecek sorunların engellenebilmesi ve neticelerin önceden tahmin edilebilmesi adına, sürecin modellenmesi büyük bir önem taşımaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, aşındırıcı imalat süreçlerinde (özellikle taşlama) metallerin gerçek mekanik ve termal davranışlarını temsil eden yarı-analitik veya analitik modellerin geliştirilmesidir. Aşındırıcı takım yüzey topografisinin belirlenmesi, yüzey pürüzlülüğü modeli, termomekanik ve yarı-analitik kuvvet modelleri ve iki boyutlu hareket eden ısı kaynağı sıcaklık modeli sunulmuştur. Bu modeller, imalat sürecininin simülasyonunu yapabilmek ve sonuçlarını isabetli bir şekilde tahmin edebilmek adına kullanılmıştır. Sunulan modellerin daha az kalibrasyon deneyine ihtiyaç duyması ve daha fazla kondüsyon için tahmin yapabilme özellikleri dikkate alındığında, literatürde daha önce sunulan modellere göre daha kapsamlı oldukları söylenebilir. Aşındırıcı takım yüzey topografisi ve aşındırıcı parçacık özellikleri belirlendiği takdirde, parçacık başına düşen kesilmemiş talaş kalınlığı ve iş parçasının son yüzey profili tahmin edilebilmektedir. Aşındırıcı imalat yöntemine uyarlanan termomekanik model ise, her bir aşındırıcı parçacığı mikro freze takımı dişine benzeterek, birinci kayma bölgesini değerlendirmekte ve aynı zamanda aşındırıcı parçacığın talaş yüzeyinde yapışkan ve kaygan kontakt analizi yaparak kesme kuvvetlerini hesaplamaktadır. Kuvvetlerin ve operasyon esnasında açığa çıkan toplam enerjinin bilinmesi, iki boyutlu hareket eden ısı kaynağı teorisini kullanarak süreçte oluşan sıcaklıkların tahmin edilebilmesini sağlamaktadır. Ek olarak, taşlama operasyonu dinamiğinin modellenebilmesi adına bir ilk yaklaşım modeli önerilmiş ve deneyler yapılmıştır. Tüm önerilen modeller deneyler ile doğrulanmış ve karşılaştırmalar sonucu hesap edilen değerlerin deney sonuçlarıyla oldukça yakın olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Grinding process is one of the most common methods to manufacture parts that require precision ground surfaces, either to a critical size or for the surface finish. In abrasive machining, abrasive tool consists of randomly oriented, positioned and shaped abrasive grits which act as cutting edges and remove material from the workpiece individually to produce the final workpiece surface. Hence it is almost impossible to achieve optimum process parameters and a repeatable process by experience or practical knowledge. In order to overcome these issues and predict the outcomes of the operation beforehand, modeling of the process is crucial. The main aim of this thesis is to develop semi-analytical or analytical models in order to represent the true mechanics and thermal behavior of metals during abrasive machining processes, especially grinding operations. Abrasive wheel surface topography identification, surface roughness, thermomechanical and semi-analytical force models and two dimensional moving heat source temperature model are proposed. These models are used to simulate the grinding process accurately. The proposed models are more sophisticated than previous ones as they require less calibration experiments and cover wider range of possible cutting conditions. Once the wheel topography and abrasive grit properties are identified, uncut chip thickness per grain and final workpiece surface profile can be predicted. A novel thermo-mechanical model at primary shear zone with sticking and sliding contact zones on the rake face of the abrasive grit was established to predict cutting forces by assuming each of the abrasive grit similar to a micro milling tool tooth. Knowing the force and total process energy, by using two dimensional moving heat source theory, process temperatures are predicted. Moreover, an initial approach and experimental results are proposed in order to investigate and model dynamics and stability dynamics of the grinding process. All proposed models are verified by experiments and overall good agreement is observed.
Benzer Tezler
- Analytical modeling of grinding porcess for improved productivity, part quality and material properties
Geliştirilmiş verimlilik, parça kalitesi ve malzeme özellikleriiçin öğütme sürecinin analitik modellenmesi
HAMID JAMSHIDI
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ERHAN BUDAK
- Investigation of fracture toughness on flattened brazilian disc type molded shotcrete specimens
Kalıplı düzleştı̇rı̇lmı̇ş brazı̇lyan dı̇sk tı̇pı̇ püskürtme beton numunelerı̇nde kırılma tokluğunun ı̇ncelenmesı̇
SELİN YONCACI
Doktora
İngilizce
2019
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVEND TUTLUOĞLU
- Değişik şekillerde aralıklı (kesikli) yüzeylerin, taşlanmasında oluşan şekil hatalarının deneysel incelenmesi
Experimental investigation of shape errors on grinding interrupted surfaces of different shapes
UĞUR KÖKLÜ
Doktora
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KURT
- Çimento öğütme prosesinin doğrusal olmayan sistem tanılama yöntemleri ile modellenmesi
Non-linear modeling of cement grinding process
ERMAN ÇEVİKKALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Geliştirilen ikincil dönel eksenli taşlama mekanizması ile düzlem yüzey taşlama işleminde kesme parametrelerinin araştırılması
Investigation of cutting parameters at surface grinding process by grinding mechanism with advanced secondary rotational axis
OKTAY ADIYAMAN
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT SAVAŞ