Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi

SEKMEN MUSTAFA, (Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Havza Meslek Yüksekokulu, Mülkiyet Koruma ve Güvenlik Bölümü, Samsun, Türkiye)
Abdullah KURT, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Fırat KAFKAS (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
4 2
Yıl: 2023 Cilt: 13 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 1176 - 1188 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.21597/jist.1208621 İndeks Tarihi: 20-06-2023

Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi

Öz:
Bu çalışmada, endüstride büyük önem taşıyan tornalama işleminde kullanılan kesici takımların kesme performansının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Karbür kesici takımlarla AISI 1050 çeliği üzerinde farklı kesme parametreleriyle deneyler yapılmış ve dinamometre yardımıyla kesme kuvvetleri ölçülmüştür. Kesme parametreleri referans alınarak Deform-3D ile simülasyonlar yapılmıştır. Farklı sürtünme katsayılarıyla (0.3-0.4-0.5-0.6-0.7) yapılan simülasyonlardan elde edilen kesme kuvvetleri ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca sürtünme katsayısının sıcaklık ve kesici takım gerilmeleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. 0.4 ve 0.5 sürtünme katsayıları için simülasyon ve deneysel kesme kuvveti sonuçlarının birbirine yakın olduğu görülmüştür. Analizler sonucunda sürtünmenin kesici takım gerilmeleri ve sıcaklık üzerinde çok etkili olduğu gözlenmiştir. Sıcaklığa ve gerilmelere bağlı olarak kesici takımda oluşabilecek aşınma ve hasar noktaları belirlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, kesici takım kesme performansının iyileştirilmesine ve optimum kesme parametrelerinin seçiminde önemli katkılar sağlayacaktır.
Anahtar Kelime: Kesme kuvvetleri kesici takım gerilmeleri sürtünme katsayısı sonlu elemanlar takım-talaş ara yüzeyi

The Effect of Friction Coefficient on Cutting Forces, Temperature and Cutting Tool Stresses in Machining Process

Öz:
In this study, it is aimed to improve the cutting performance of the cutting tools used in the turning process, which is of great importance in the industry. Experiments with different cutting parameters were carried out on AISI 1050 steel with carbide cutting tools and cutting forces were measured with the help of a dynamometer. Simulations were made with Deform-3D by taking the cutting parameters as reference. The experimental results and the cutting forces obtained from the simulations carried out with different friction coefficients (0.3-0.4-0.5-0.6-0.7) were compared. In addition, the effects of friction coefficient on temperature and cutting tool stresses were investigated. It has been seen that the simulation and experimental cutting force results for friction coefficients of 0.4 and 0.5 are close to each other. As a result of the analyses, it has been observed that friction has a great effect on cutting tool stresses and temperature. Depending on the temperature and stresses, the wear and damage points that may occur in the cutting tool have been determined. The results obtained from the study will make significant contributions to the improvement of cutting tool cutting performance and the selection of optimal cutting parameters.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Aslan D, Budak E, 2014. Semi analytical force model for grinding operations. 6th CIRP International Conference on High Performance Cutting, Procedia CIRP, 14: 7-12.
  • Attanasio A, Ceretti E, Rizzuti S, Umbrello D, Micari F, 2008. 3D finite element analysis of tool wear in machining. CIRP Annals -Manufacturing Technology, 57: 61-64.
  • Attanasio A, Faini F, Outeiro JC, 2017. FEM simulation of tool wear in drilling. Procedia Cirp, 58: 440-444.
  • Binder M, Klocke F, Doebbeler B, 2017. An advanced numerical approach on tool wear simulation for tool and process design in metal cutting. Simulation Modelling Practice and Theory, 70: 65-82.
  • Borsos B, Csörgö A, Hidas A, Kotnyek B, Szabo A, Kossa A, Stepan G, 2017. Two-Dimensional Finite Element Analysis of Turning Processes Periodica Polytech. Mech. Eng., 61: 44-54.
  • Budak E, Ozlu E, 2008. Development of a thermomechanical cutting process model for machining process simulations. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 57 (1): 97-100.
  • Ezilarasan C, Velayudham A, 2017. Theoretical predictions and experimental validations on machining the Nimonic C-263 super alloy. Simulation Modelling Practice and Theory, 40: 192-207.
  • Gök K., 2015. Development of three-dimensional finite element model to calculate the turning processing parameters in turning operations. Measurement, 75: 57-68.
  • Gökçe H, Biberci M. A, 2022. Investigation of thrust force, drill bit temperature and burr height in the drilling of aluminum alloy used in ammunition wing drive systems. Experimental Techniques, 46(4), 691-705.
  • Kendall LA, 1995. Friction and Wear of Cutting Tools and Cutting Tool Material. ASM Metal Handbook, Friction, Lubrication and Wear vol. 18, ASM International, Ohio.
  • Kherraf A, Tamerabet Y, Brioua M, Benbouta R, 2019. Chip formation process using finite element simulation “influence of cutting speed variation” J. Solid Mech. 4: pp. 854-861.
  • Küçüktürk G, 2013. Modeling and analyzing the effects of experimentally determined torque and thrust force on cutting tool according to drilling parameters. Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., 227: 84-95.
  • Kurt A, 2009. Modelling of the cutting tool stresses in machining of Inconel 718 using artificial neural networks. Expert Systems with Applications, 36 (6): 9645-9657.
  • Kurt, A, 2006 . Talaş Kaldırma Sırasında Oluşan Kesme Kuvvetleri ve Mekanik Gerilmelerin Deneysel Olarak İncelenmesi ve Matematiksel Modellerin Oluşturulması. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 4: 25-30, 44-53, 108-112.
  • Maranhao C, Davim J P, 2012. The role of flow stress and friction coefficient in fem analysis of machining. Rev. Adv . Mater. Sci., 30: 184-188.
  • Özbek O, Saruhan H, 2020. The effect of vibration and cutting zone temperature on surface roughness and tool wear in eco-friendly MQL turning of AISI D2. Journal of Materials Research and Technology, 9(3), 2762-2772.
  • Özel T, 2009. Computational modelling of 3D turning: Influence of edge micro-geometry on forces, stresses, friction and tool wear in PcBN tooling. J. Mater. Pro. Techno, 209 (11): 5167-5177.
  • Sekmen M, Günay M, Şeker U, 2015. Alüminyum alaşımlarının işlenmesinde kesme hızı ve talaş açısının yüzey pürüzlülüğü, yığıntı talaş ve yığıntı katmanı oluşumu üzerine etkisi. Politeknik dergisi, 18(3): 141-148.
  • Soldani X, Moufki A, Molinari A, Budak E, Özlü E, 2008. High speed machining of AISI 1050 Steel: modelling and experimental. Int. J. Mater. Form., 1: 1439-1441.
  • Tang SH, Kong YM, Sapuan SM, Samin R, Sulaiman S, 2006. Design and thermal analysis of plastic injection mould. J. Mater. Pro. Techno, 171(2): 259-267.
  • Ucun İ, Aslantas K, 2011. Numerical simulation of orthogonal machining process using multilayer and single-layer coated tools. Int J Adv Manuf Technol, 54: 899-910.
  • Ucun İ, Aslantaş K, Apaydın D, 2010. Çok Kaplamalı Kesici Takımla Tornalama İşleminin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Modellenmesi. Electronic Journal of Machine Technologies, 7(1): 69-82.
  • Xiong Y, Wang W, Jiang R, Lin K, Shao M, 2018. Mechanisms and FEM simulation of chip formation in orthogonal cutting in-situ TiB2/7050Al MMC. Materials, 11(4); 606.
  • Yanda H, Ghani JA, Hassan C, 2009. Effect of rake and clearance angles on the wear of carbide cuttig tool. Department of Mechanical and Materials Engineering, 4: 7-13.
  • Yıldız A, Kurt A, Yağmur S, 2020. Finite element simulation of drilling operation and theoretical analysis of drill stresses with the deform-3D. Simulation Modelling Practice and Theory, 104: 102153.
APA MUSTAFA S, Kurt A, SEKER U (2023). Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. , 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
Chicago MUSTAFA SEKMEN,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. (2023): 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
MLA MUSTAFA SEKMEN,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. , 2023, ss.1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
AMA MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. . 2023; 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
Vancouver MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. . 2023; 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
IEEE MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U "Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi." , ss.1176 - 1188, 2023. 10.21597/jist.1208621
ISNAD MUSTAFA, SEKMEN vd. "Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi". (2023), 1176-1188. https://doi.org/10.21597/jist.1208621
APA MUSTAFA S, Kurt A, SEKER U (2023). Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(2), 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
Chicago MUSTAFA SEKMEN,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 13, no.2 (2023): 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
MLA MUSTAFA SEKMEN,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.13, no.2, 2023, ss.1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
AMA MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2023; 13(2): 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
Vancouver MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2023; 13(2): 1176 - 1188. 10.21597/jist.1208621
IEEE MUSTAFA S,Kurt A,SEKER U "Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi." Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13, ss.1176 - 1188, 2023. 10.21597/jist.1208621
ISNAD MUSTAFA, SEKMEN vd. "Talaş Kaldırma İşleminde Sürtünme Katsayısının Kesme Kuvvetleri, Sıcaklık ve Kesici Takım Gerilmeleri Üzerine Etkisi". Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 13/2 (2023), 1176-1188. https://doi.org/10.21597/jist.1208621
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 7:56

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları