Kesici takımda aşınmaya bağlı sıcaklık dağılımının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Abstract

ÖZET Kesme takımının aşınması, takım ömrü ölçümünde ana parametredir.Bu parametre,farklı etkiler oluşturur, bitmiş iş parçası yüzeyi, işlenen yüzeylerin ölçülerinin doğruluğu vs. gibi. Takım aşınması çalışması için klasik metod dış değişkenlerin kontrolü ve `takım ömrünün ` ölçümü ile oldu.Bu yaklaşım, pratik kesme koşullarının seçimi için veri bulmada hala çok yarariıdırJBununla beraber, yeni kesici takım mal Tirelerinin gelişimi, yüksek dayammh alaşımlar ve yeni iş malzemeleri için, işleme metodlannm planrnasında aşınma prosesinin oasit olarak anlaşılabilmesi istenir. Kesme işleminden olan takım aşınmasının miktarı parametrelerin sayısına bağlıdır. Ana parametreler,aşınma prosesinde ve kesme bölgesindeki sıcaklık alanına sebep olan kesme hızıdır. Bu günün imalatında en sık kullanılan işlemlerden biri kesme olmasına rağmen kesme işleminin genel tahmin modeli henüz mevcut değildir. Sebep kesme ile bağlantılı faktörlerin çok olmasıdır. Metallerin plastik deformasyonu daima, mekanik enerimin sarfiyatı ile yan yana bulunur.Eğer deformasyon hızla yerleşirse bu mekanik enerji hemen hemen tamamen metalin sıcaklığını yükselten ısı enerjisine dönuşür.Kesme takımının termal bozulması, sıcaklık gradientine bağlıdır. Yaklaşık 1962 den beri, metal kesmede takım aşınması ve diğer işlem parametreleri arasındaki ilişkiyi geliştirmek için çok sayıda teşebbüs olmuştur. Bu çalışmada, dikey metal işlemede negatif talaş açısı ile kesici takımda serbest yüzey aşınmasının sıcaklığa olan etkisiaş parçası,talaş takım ve takım tutucu üzerindeki sıcaklık dağılımı sonlu eleman paket programı kullanılarak analiz edüdi.Sonlu eleman paket programı olarak CosmosM kullamldı.Takım serbest yüzey aşınmasının sıcaklığa etkisini bulmak için iki model oluşturulduJBunlardan illri,bilenmiş bir takımla yapılan ikincisi ise serbest yüzeyinde 0.3 mm aşınma olan takımla işlemmgerçeMeştirilrnesidir. Her iki modelde iş parçası, talaş, takım ve takım tutucudaki sıcaklık dağılımı bulundu JBu çalışmada daha ö nceki araştırmacıların modelleri temel olarak alınmış ve metal kesme uygulamaları modifiye edilmiştir. Cosmos/M programı ile elde edilen sıcaklık dağılım eğrileri, bu güne kadar yapılanlardan farklı olarak parça, takım, takım tutucu ve talaş üzerinde birlikte analiz edilmiştir.Çalışmada -talaş açısı kullanılmıştır ki bu önceki çalışmalarda çok azkullamlmışur. Genelde HSS ve sadece sert metal plaket üzerinde yapılan çalışmalara karşı,bu çalışmada plaket ile birlikte takım tutucuda sıcaklık dağılım analizinda ele almmıştır.Çalışmada. sıcaklık dağılımını etkileyen soğutma sıvısı kullanılmamıştır, soğutma söz konusu olduğunda takımdaki sıcaklık dağılımının farklılık göstereceği göz önüne alınmalıdır.Çahşma ele alınan parametreler ölçüsünde önceki çalışmalarla uyum göstermektedir. Deneysel çalışmalarda ayrıca bu yazıda rapor edilmektedir.

SUMMARY The wear of acutting tool is the main parametre in denning its life spanThis parameter is accompanied by several effects, such as workpiece surface fhnsh^ccuracy of the machined part dimensions and more. The classical method for studying tool wear has been by control of the external variables and measurement of `tool lifeMhis approach is still very useful to obtain data for selection of practical cutting conditions.Howevver/or the development of new cutting-tool materials and for planning machining methods for high-strength alloys and other new work materials a basic understanding of the wear process is desirable. The amount of tool wear resulting from a cutting process depends upon a number of parameters.The main parameter is the cutting speed, as it causes the largest changes in the wear process and in the temperature field in the cutting region. Although cutting is one of the most frequently used processes in mamifacturing today, a general predictiv model of the cutting process in not yet avaible.The reason is that the complexities assosiated with cutting are anormous. The plastic deformation of metals is always accompanied by the expenditure of mechanical energy.If the verted almost entirely into heat energy which raises the temperature of the metal. Since about 1962,there have been a number of attempts to develop relationships between tool wear and other process variables in metal cutting. In this studyhow flank wear effects temperature and temperature disributions in workpiece,tool, toolholder and chip, have been analyzed over orthagonal machining with negativ rake angle, using finite element sofrware.Cosmos/M was used as a finite element software.Two models was performed to determine effect of flank wear.First one was grinded, second one (2.Model)has 0.3 mm initial flank wear.Both of them has included temperature distribution on workpiece,tool,toolholder and chip. This work iş based on a model suggested by previous investigators, and modified to a metal cutting application. The temperature distribution curves obtained by Cosmos/M was analyzed on workpiece,tool, toolholder and chip together as different beforeJh this study was used negativ rake angle which there isn't enough study about.Generally,HSS and only karbür tool has been worked,whereas in this study tool as well as toolholder was studied together.Coolant was not used that effects ternperatures.The temperature will change using a coolantjt must consider. There is a agreement between this and previous studies under conditions which consider here. Experimental studies are also reported in the study.