Talaşlı imalatta dik kesme modelinin sonlu elemanlar metoduyla analizi

Abstract

Bu çalışmada dik kesme işlemi incelenmiştir. Dik kesme işleminde kesme hızı, ilerleme miktarı ve talaş derinliği gibi kesme parametrelerinin kesme kuvveti üzerindeki etkisini deneysel olarak incelemek ve deneylerden elde edilen kesme kuvveti değerlerinin kesici takımda oluşturduğu Von-mises gerilmeleri ile toplam deformasyonu sonlu elemanlar metoduyla analiz etmek amaçlanmıştır. TiALN kaplamalı sert karbür kesici takım kullanılarak AISI 140 malzemeden üretilmiş iş parçasını, kesme işlemi gerçekleştirilmiştir. Kesme deneyleri sırasında talaş derinliği 1 mm’de sabit tutularak; kesme hızı 100 mm/dk, 150 mm/dk, 200 mm/dk ve ilerleme miktarı 0,1 mm/dev., 0,2 mm/dev., 0,3 mm/dev., 0,4 mm/dev., ve 0,5 mm/dev., olacak şekilde değiştirilmiştir. Kesme anında yatay eksende oluşan kesme kuvvetini ölçmek için Kistler 9333-A kuvvet sensörü kullanılmıştır. Ölçülen kuvvet değerleri Kistler-5877B0 yükselteç, veri okuma kartı ve VNC programı kullanılarak bilgisayara Newton olarak aktarılmıştır. Elde edilen kesme kuvveti değerlerinin kesme parametrelerine bağlı olarak değişimi grafikler yardımıyla analiz edilmiştir. Deneylerden elde edilen kesme kuvveti değerleri ANSYS yazılımı ile takımın üzerine etki ettirilerek, takım ucunda oluşan toplam deformasyon ve Von-mises gerilmeleri analiz edilmiştir. Elde edilen veriler sonucunda kesme kuvvetinin toplam deformasyon ve Von-mises gerilmesine etkisi açıklanmıştır. ilave olarak kesme hızı ve ilerleme miktarının da kesici takımda oluşan toplam deformasyon ve Von-mises gerilmesine etkileri analiz edilmiştir.

The aim of this study is to give theoretical information about the orthogonal cutting method; to experimentally examine the effect of cutting parameters such as cutting velocity, feed rate and depth of cut on the cutting force and to analyze the Von-mises stresses and the total deformation created in the cutting tool by the finite element method by the cutting force values obtained from the experiments.Chip removal was carried out from the workpiece made of AISI 1040 material using a TiALN coated hard carbide cutting tool. During the cutting tests, the depth of cut was kept constant at 1 mm; cutting velocity was changed as 100 mm/min, 150 mm/min, 200 mm/min and feed rate as 0,1 mm/tooth, 0,2 mm/tooth, 0,3 mm/tooth, 0,4 mm/tooth and 0,5 mm/tooth. Kistler 9333-A force sensor was used to measure the cutting force on the horizontal axis during cutting. The measured force values were transferred to the computer in Newton by using the Kistler-5877B0 amplifier, data reading card and VNC program. The variation of the obtained cutting force values depending on the cutting parameters is explained with the help of graphics. The cutting force values obtained from the experiments were effected on the tool with the help of the ANSYS package program, and the total deformation and Von-mises stresses at the tip of the tool were analyzed. As a result of the obtained data, the effect of cutting force on total deformation and Von-mises stress is explained. In addition, how the cutting velocity and feed rate affect the total deformation and Vonmises stress in the cutting tool is interpreted.