Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi

APAYDN, Dursun; ASLANTAŞ, Kubilay; UCUN, İrfan

Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi

İrfan UCUN, (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü, Afyon, Türkiye)

Kubilay ASLANTAŞ, (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü, Afyon, Türkiye)

Dursun APAYDN (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü, Afyon, Türkiye)

Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik)

2 2

Yıl: 2010 Cilt: 7 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 69 - 82 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi

Öz:

Bu çalışmada, ortagonal kesme işleminde deneysel olarak tespit edilemeyen yada tespit edilmesi çok zor olan bazıveriler (takım gerilmeleri, takım-talaş ara yüzey sıcaklığı, takımdaki sıcaklık dağılımı) nümerik olarakmodellenmiştir. Bu amaçla TiCN+Al2O3+TiN kaplı kesici bir takım kullanılmış ve iş parçası olarak AISI 4340çeliği tercih edilmi)tir. Kurulan sonlu eleman modelinin geçerliliği, deneysel çalışmalarla doğrulanmıştır. Çalışmasonunda farklı kesme hızları ve ilerleme değerleri için takımdaki gerilmelerin değişimi elde edilmiştir. Ayrıcakaplama malzemeleri arasındaki sıcaklık ve gerilme değişimleri de her bir kesme parametresi için elde edilmiştir.

Anahtar Kelime:

Finite element modelling of turning process using cutting tool with multilayer coatings

Öz:

In this study, a numerical analysis was carried out to obtain some data that cannot to be determined ormeasurement is too hard (tool stress, tool7chip interface temperature and temperature distribution in tool) inorthogonal cutting process. For this purpose TiCN+Al2O3+TiN coated carbide tool was used and AISI 4340 steelwas selected as workpiece material. It was verified the accuracy of the finite element model developed in thisstudy with experimental cutting tests. End of the study the variation of tool stresses was obtained for differentcutting speeds and feed rates. Besides the variation of temperature and stress between coating materials was alsoobtained for each cutting parameters.

Anahtar Kelime:

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

1. Altan, T., Al-Zkeri, I., and Sartkulvanich, P., 2007, “Process Modeling of High Speed Cutting Using 2D7FEM”, Proceedings of the NIST-Machining Conference, Washington, DC.
2. Ozel, T., Zeren, E., 2004, “Determination of Work Material Flow Stress and Friction for FEA Of Machining Using Orthogonal Cutting Tests”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 1537154, 101971025.
3. Ozel, T., 2006, “The Influence of Friction Models on Finite Element Simulations of Machining”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, 5187530.
4. Arrazola, P.,J., Ozel, T., 2010, “Investigations on The Effects of Friction Modeling in Finite Element Simulation of Machining”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol.52, pp. 31742.
5. Yen, Y., C., Jain, A., Chigurupati, P., Wu, W.,T., and Altan, T., 2004, “Computer Simulation of Orthogonal Cutting Using a Tool with Multiple Coatings”, Machining Science and Technology, Vol. 8, No. 2, pp. 305–326.
6. Grzesik, W., 2001, “An Investigation of the Thermal Effects in Orthogonal Cutting Associated with MuItilayer Coatings”, CIRP Annals 7 Manufacturing Technology, Vol. 50, No. 1, pp 53756.
7. Grzesik, W., 2005, “Analytical Models Based on Composite Layer for Computation of Tool7Chip Interface Temperatures in Machining Steels with Multilayer Coated Cutting Tools”, CIRP Annals 7 Manufacturing Technology, Vol. 54, No. 1, pp 91794.
8. Deform 2D V9.1 package program material library.
9. Filice, L.,Micari, F., Rizzuti, S., Umbrello, D., 2007, “A Critical Analysis on The Friction Modelling in Orthogonal Machining” International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 47, pp. 7097714.
10. Grzesik, W., 2008, “Advanced Machining Processes of Metallic Materials: Theory, Modelling and Applications”, Elsevier Science & Technology
11. Kaiser, M., A., 1998, “Advancements in the Split Hopkinson Bar Test”, Master of Science, Virginia Polytechnic Institute and State University.
12. Guo, Y.,B., Yen, D.,W., 2004, “A FEM Study on Mechanisms of Discontinuous Chip Formation in Hard Machining”, J.of Materials Processing Technology, Vol. 1557156, 135071356.
13. Rattazi, D.,J., 1996, “Analysis of Adiabatic Shear Banding in a Thick-Walled Steel Tube by the Finite Element Method”, Ph.D. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University.
14. Ng, E.,G., Tahany, I.,E.,W., Dumitrescu, M., Elbastawi, M.,A., 2002, “Physics7Based Simulation of High Speed Machining”, Machining Science and Technology, Vol. 6/3, 3017329.
15. Zorev, N.N. 1963, “Inter7Relationship Between Shear Processes Occuring Along Tool Face and Shear Plane in Metal Cutting”, International Research in Production Engineering, 42–49.
16. Sartkulvanich, V., Altan, T., Göcmen, A., 2005, “Effects of Flow Stress and Friction Models in Finite Element Simulation of Orthogonal Cutting7A Sensitivity Study”, Machining Science and Technology, Vol. 9, pp.1–25.
17. Mativenga, P.T., Abukhshim, N.A., Sheikh, M.A. and Hon, B.K.K. 2006, “An Đnvestigation of Tool Chip Contact Phenomena in High-Speed Turning Using Coated Tools”, Proceedings of IMechE Part B: Journal of Engineering Manufacture, Cilt 220, 657–667.
18. Ucun, İ., Aslantas, K., and Ucun, İ., In pres, ” Finite Element Modelling of Machining of AISI 1045 With Ceramic Cutting Tool”, International Journal of Materials and Product Technology.
19. Yen, Y., C., Jain, A., and Altan, T., 2004, “A Finite Element Analysis of Orthogonal Machining Using Different Tool Edge Geometries”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 146, pp. 727 81.
20. Özel, T., 2003, “Modeling of Hard Part Machining: Effect of Insert Edge Preparation in CBN Cutting Tools”, Journal of Materials Processing Technology, Vol., 141, 284–293.
21. Bhattacharya, S., Lovell, M., R., 2000, “Characterization of Friction in Machining: Evaluation of Asperity Deformation and Seizure7Based Models, Trans. NAMRI/SME XXVII 107–112.
22. Kitagawa, T., Kubo, A., Maekawa, K., 1997, “Temperature and Wear of Cutting Tools in High7 Speed Machining of Incone1718 and Ti76Al76V72Sn”, Wear, Vol.202, 1427148.
23. Ng, E.,G., Aspinwall, D.,K., Brazil, D., Monaghan, J., 1999, “Modelling of Temperature and Forces When Orthogonally Machining Hardened Steel” International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 39, 885–903.
24. Davim, J.,P., Maranhão, C., 2009, “A Study of Plastic Strain and Plastic Strain Rate in Machining of Steel AISI 1045 Using FEM Analysis”, Materials and Design, Vol. 30, 160–165.
25. Moufkı, A., Molınarı, A., Dudzınskı, D., 1998, “Modellıng of Orthogonal Cutting With a Temperature Dependent Friction Law”, J. Mech. Phys. Solids, Vol. 46, 10, pp. 210372138.
26. Gekonde, H.,O., Subramanian, S.,V., 2002, “Tribology of Tool–Chip Interface and Tool Wear Mechanisms”, Surface and Coatings Technology, Vol. 149, 151–160.
27. Ucun, İ., Aslantaş, K., Karabulut, A., 2009, “Ortagonal Kesme işleminde Takım-Talaş Temas Uzunluğundaki Değişimin Araştırılması”, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 24, 4777484.

APA	UCUN İ, ASLANTAŞ K, APAYDN D (2010). Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. , 69 - 82.
Chicago	UCUN İrfan,ASLANTAŞ Kubilay,APAYDN Dursun Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. (2010): 69 - 82.
MLA	UCUN İrfan,ASLANTAŞ Kubilay,APAYDN Dursun Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. , 2010, ss.69 - 82.
AMA	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. . 2010; 69 - 82.
Vancouver	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. . 2010; 69 - 82.
IEEE	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D "Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi." , ss.69 - 82, 2010.
ISNAD	UCUN, İrfan vd. "Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi". (2010), 69-82.

APA	UCUN İ, ASLANTAŞ K, APAYDN D (2010). Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik), 7(1), 69 - 82.
Chicago	UCUN İrfan,ASLANTAŞ Kubilay,APAYDN Dursun Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik) 7, no.1 (2010): 69 - 82.
MLA	UCUN İrfan,ASLANTAŞ Kubilay,APAYDN Dursun Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik), vol.7, no.1, 2010, ss.69 - 82.
AMA	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik). 2010; 7(1): 69 - 82.
Vancouver	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik). 2010; 7(1): 69 - 82.
IEEE	UCUN İ,ASLANTAŞ K,APAYDN D "Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi." Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik), 7, ss.69 - 82, 2010.
ISNAD	UCUN, İrfan vd. "Çok kaplamalı kesici takımla tornalama işleminin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi". Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi (elektronik) 7/1 (2010), 69-82.