Tornalamada kesme parametrelerindeki değişime göre kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel bir model geliştirme
Developing a mathematical model for the cutting forces prediction depending on the cutting parameters variation in turning
Yazar: SAMET SÜRÜCÜLER
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Kesme kuvveti = Cutting force ; Matematiksel modeller = Mathematical models ; Torna tezgahları = Lathe machinery

Özet:
Bu çalışma, talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin kesme deneyleri yardımıyla belirlenmesini ve kesme parametrelerindeki değişime göre kesme kuvvetlerinin tahmini için matematiksel model geliştirmeyi ihtiva etmektedir. Bu amaçla; kuru kesme şartları altında 0,4-0,8-1,2 mm burun yuvarlatma yarıçaplarındaki üç farklı talaş kırıcı (PM, QM, PR) formuna sahip kesici takımlar kullanılarak, kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. AISI 1050 deney numuneleri üzerinde üç farklı kesme hızı (300, 350, 400 m/dak), iki farklı ilerleme (0,2-0,4 mm/dev) ve iki farklı kesme derinliği (1 ve 2 mm) kullanılarak toplam 96 deney yapılmıştır. Kesme kuvvetleri Kistler 9257B dinamometre yardımıyla eşzamanlı olarak ölçülmüştür. Bu ölçümler sonucunda, kesme parametreleri ve kesici takım geometrisinin kesme kuvvetleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kesme deneyleri sonucunda ölçülen esas kesme kuvveti, ilerleme kuvveti ve pasif kuvvet olmak üzere kuvvet bileşenlerinin her biri için literatürden farklı olarak uygulanabilir iki farklı matematiksel model geliştirilmiştir. Kesme kuvvetlerinin tahmini için geliştirilen birinci modelde kesme hızı, ilerleme, kesme derinliği, talaş kırıcının talaş açısı ve ikinci modelde ise birinci modele ilave olarak burun yuvarlatma yarıçapı gibi değişkenler kullanılmıştır. Esas kesme kuvveti, ilerleme kuvveti ve pasif kuvvet bileşenleri için geliştirilen modellerin deneysel sonuçlarla çok yakın bir dağılım sergilediği; özellikle burun yuvarlatma yarıçapının da ilave edildiği ikinci modelin daha yakınsak değerlere ulaştığı ve pratik olarak kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
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 0,4-0,8-1,2 mm nose radiuses, and PM, QM, PR chip breaker forms. A total of 96 machining tests were performed on AISI 1050 steel using three cutting speeds (300, 350, 400 m/min), two feed rates (0,2-0,4 mm/rev), and two depth of cuts (1-2 mm). The cutting forces occurred during metal cutting were measured simultaneously by Kistler 9257B dynamometer. The effects of the cutting parameters and the cutting tool geometry on the cutting forces were investigated. Unlike the literature, two practicable mathematical models for every one of the cutting force components as the primary cutting force, the feed force and the passive force was developed using the cutting force data measured by cutting tests. While cutting speed, feed rate, depth of cut and rake angle of the chip breaker form are used in the first developed model, in addition to the first model, the nose radius is used in the second model for the prediction of the cutting forces. A good agreement between the results of the developed models for the cutting force components and the results of experimentally obtained the cutting force data was seen. Especially, the second model added the nose radius was the more convergent and feasible