Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme

SÜRÜCÜLER, Samet; Kurt, Abdullah; KİRİK, ALİ

Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme

Abdullah KURT, (Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, Ankara, Türkiye)

Samet SÜRÜCÜLER, (Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye)

Ali KİRİK (Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye)

Politeknik Dergisi

3 1

Yıl: 2010 Cilt: 13 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 15 - 20 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme

Öz:

Bu çalışma, talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin kesme deneyleri yardımıyla belirlenmesini ve kesme parametrelerindeki değişime göre kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel model geliştirilmesini ihtiva etmektedir. Bu amaçla; kuru kesme şartları altında üç farklı talaş kırıcı formuna sahip kesici takımlar kullanılarak, kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. AISI 1050 deney numuneleri üzerinde üç farklı kesme hızı ile iki farklı ilerleme ve kesme derinliği kullanılarak kesme deneyleri yapılmıştır. Kesme kuvvetleri Kistler 9257B dinamometre yardımıyla eşzamanlı olarak ölçülmüştür. Kesme deneyleri sonucunda ölçülen kesme kuvveti bileşenlerinin her biri için uygulanabilir bir matematiksel model geliştirilmiştir. Kesme kuvveti bileşenlerinin matematiksel olarak modellenmesi; kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği ve talaş kırıcının talaş açısına dayalı olarak, istatistiksel bir analiz tekniği olan regresyon analizi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kesme kuvveti bileşenleri için kesme parametrelerine göre geliştirilen model sonuçlarının deneysel sonuçlarla çok yakın bir dağılım sergilediği görülmüştür.

Anahtar Kelime:

Developing a mathematical model for the cutting forces prediction

Öz:

In this present study includes the experimentally determination of the cutting forces which occur during metal cutting, and developing a mathematical model for the cutting forces prediction depending on the cutting parameters variation. For this purpose, various cutting experiments were carried out under dry conditions using cutting tools have three different chip breaker forms. Machining tests were performed on AISI 1050 steel using three cutting speeds, two feed rates, and two depths of cut. The cutting forces occurred during metal cutting were measured simultaneously by Kistler 9257B dynamometer. A practicable mathematical model for every one of the cutting force components was developed using the cutting force data measured by cutting tests. Mathematically modelling procedure for the cutting force components based on the cutting parameters such as cutting speed, feed rate, depth of cut, and the rake angle of the chip breaker carried out using regression analysis which is a statistical analysis technique. A good agreement between the results of the developed model for the cutting force components and the results of experimentally obtained the cutting force data was seen.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Oxley, P.L.B., Mechanics of machining: An analytical approach to assessing machinability (1st Ed.), John Wiley & Sons, New York, 23-73, 1989.
2. Wang J., Mathew, P., Development of a general tool model for turning operations based on a variable flow stress theory, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 35, 71-90, 1995.
3. Arsecularatne, J.A., Fowle, R.F., Mathew, P., Nose radius oblique tool: Cutting force and built-up edge prediction, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 36, 585-595, 1996.
4. Moufki, A., Dudzinski, D., Molinari, A., Rausch, M., Thermoviscoplastic modelling of oblique cutting: Forces and chip flow predictions, Int. Journal of Mechanical Sciences, 42, 1205-1232, 2000.
5. Parakkal, G., Zhu, R., Kapoor, S.G., DeVor, R.E., Modeling of turning process cutting forces for grooved tools, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 42, 179- 191, 2002.
6. Strenkowski, J.S., Shih, A.J., Lin, J.C., An analytical finite element model for predicting three-dimensional tool forces and chip flow, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 42, 723-731, 2002.
7. Usui, E., Hirota, M. And Masuko, A., Analytical prediction of three dimensional cutting process: Part 1- Basic cutting model and energy approach, ASME, Journal of Eng. for Industry, 100, 222-228, 1978.
8. Usui, E., Hirota, M., Analytical prediction of three dimensional cutting process: Part 2 Chip formation and cutting force with conventional single-point tool, ASME, Journal of Eng. for Industry, 100, 229-235, 1978.
9. Thomas, M., Beauchamp, Y., Statistical investigation of modal parameters of cutting tools in dry turning, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 43, 1093-1106, 2003.
10. Hayajneh, M.T., Astakhov, V.P., Osman, M.O.M., An analytical evaluation of the cutting forces in orthogonal cutting using a dynamic model of the shear zone with parallel boundaries, Journal of Materials Processing Technology, 82, 61-77, 1998.
11. Fang, N., Jawahir, I.S., Analytical predictions and experimental validation of cutting force ratio, chip thickness, and chip back-flow angle in restricted contact machining using the universal slip-line model, Int. Journal of Machine Tools and Manuf., 42, 681-694, 2002.
12. Fang, N., Jawahir, I.S., Oxley, P.L.B., A universal slipline model with non- unique solutions for machining with curled chip formation and a restricted contact tool, Int. Journal of Mech. Sciences, 43, 557-580, 2001.
13. Fang, N., Jawahir, I.S., A new methodology for determining the stres state in the plastic region in restricted contact machining, Inter. Journal of Mech. Sciences, 43, 1747-1770, 2001.
14. Dewhurst, P., Collins, I.F., A matrix technique constructing slip-line field solutions to a class of plane strain plasticity problems, Inter. Journal for Numerical Methods in Eng., 7, 357-378, 1973.
15. Powell, M.J.D., Chp.7: Numerical Methods for Nonlinear Algebraic Equations, A Fortran subroutine for solving systems of nonlinear algebraic equations, Ed.: P. Rabinowitz, Gordon and Breach, London, 115-161, 1970.
16. Zhang, L.C., Zhang, H.J., Wang, X.M., A force prediction model for cutting unidirectional fibrereinforced plastics, Machining Science and Technology, 5, 3, 293-305, 2001.
17. Kurt, A., Talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetleri ve mekanik gerilmelerin deneysel olarak incelenmesi ve matematiksel modellerin oluşturulması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.
18. Korucu, S., Delik işlemlerinde kesiciler üzerine etki eden gerilmelerin matematiksel olarak modellenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007.
19. Aksu, B., Experimental and analytical investigation on mechanics of metal cutting including edge forces, Yüksek Lisans Tezi, Sabancı Üniversitesi, 2008.
20. Gündüz, A., Tornalama işleminde oluşan kesme kuvvetlerinin bulanık mantık ve yapay sinir ağlarıyla tahmini”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.
21. Gürbüz, H., tornalamada talaş kırıcı geometrisinin takım gerilmelerine etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006

APA	Kurt A, SÜRÜCÜLER S, KİRİK A (2010). Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. , 15 - 20.
Chicago	Kurt Abdullah,SÜRÜCÜLER Samet,KİRİK ALİ Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. (2010): 15 - 20.
MLA	Kurt Abdullah,SÜRÜCÜLER Samet,KİRİK ALİ Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. , 2010, ss.15 - 20.
AMA	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. . 2010; 15 - 20.
Vancouver	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. . 2010; 15 - 20.
IEEE	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A "Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme." , ss.15 - 20, 2010.
ISNAD	Kurt, Abdullah vd. "Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme". (2010), 15-20.

APA	Kurt A, SÜRÜCÜLER S, KİRİK A (2010). Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. Politeknik Dergisi, 13(1), 15 - 20.
Chicago	Kurt Abdullah,SÜRÜCÜLER Samet,KİRİK ALİ Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. Politeknik Dergisi 13, no.1 (2010): 15 - 20.
MLA	Kurt Abdullah,SÜRÜCÜLER Samet,KİRİK ALİ Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. Politeknik Dergisi, vol.13, no.1, 2010, ss.15 - 20.
AMA	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. Politeknik Dergisi. 2010; 13(1): 15 - 20.
Vancouver	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme. Politeknik Dergisi. 2010; 13(1): 15 - 20.
IEEE	Kurt A,SÜRÜCÜLER S,KİRİK A "Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme." Politeknik Dergisi, 13, ss.15 - 20, 2010.
ISNAD	Kurt, Abdullah vd. "Kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme". Politeknik Dergisi 13/1 (2010), 15-20.