Tornalamada zamana göre değişen kesme kuvvetlerinin kesici takımdaki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of time-varying cutting forces on the cutting tool in turning
Yazar: TURGAY GÜNAYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışma; torna tezgahında talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin zamana bağlı olarak kesici takım üzerindeki etkilerinin sonlu elemanlar metoduna dayalı çözüm yapan Ansys programı kullanılarak analizini içermektedir. Bu amaçla, literatürden elde edilen kesme deneyi deney sonuçlarından yararlanılmıştır. Kesme kuvvetlerinin takım üzerindeki gerilme etkileri, analiz edilmiştir. İlerleme ve pasif kesme kuvvetleri, kesici ucun talaş yüzeyinde oluşturulan takım-talaş temas bölgesindeki düğümlere nodal kuvvet biçiminde uygulanmıştır. Esas kesme kuvvetinin etkisi ise talaşla kesici takımın ilk temas noktasında en büyük, buna karşılık takım-talaş temas bölgesinin sonunda en küçük olacak biçimde üçgen yayılı yük olarak uygulanmıştır. Yüklemelerin uygulanmasında zamana bağlı olarak değişen yük ve alt stepler kullanılmıştır. Kesici takımının performansını iyileştirmek amacıyla, kesme parametrelerindeki değişime göre kesme parametreleri ile gerilmeler arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Özellikle talaş yüzeyi, yardımcı yüzeyler, esas kesme kenarı, yardımcı kesme kenarı, kesici takım dayanımı ve kesici takımındaki muhtemel aşınma yerleri açısından zamana bağlı yükleme durumunun t0,1 s (yük step1) ve t0,050833 s'ye (alt step17) karşılık gelen toplam deformasyon, en büyük ve en küçük asal gerilmeler ile eşdeğer gerilme (veya von Mises gerilmesi) sonuçları incelenmiştir. Gerilme dağılımlarından, kesici uçtaki muhtemel aşınmanın; yardımcı kesme kenarı ile burun yarıçapının birleştiği yerde ve özellikle kesici ucun iş parçasıyla temasta olduğu bölümde gerçekleşmektedir.

Abstract:
In this study focuses on the analysis of the effects of time dependent cutting force on the cutting tool using Ansys software based on the finite element method. For this purpose; a variety of cutting test results obtained from the literature were used. The effects of the cutting forces were analyzed. The cutting forces in the direction of feed and radial motions of the cutting tool were applied directly to the nodes on the related tool-chip contact region as nodal forces. But, the primary cutting force was applied to the tool-chip contact region as triangular variable loading (pressure) as follows: The load value is 0 at the end of the tool-chip contact region (the location assumed that the chip is curled and moved away from the rake face), whereas the highest at the location of first contact between the chip and the cutting tool. In order to improve the performance of cutting tool, the relationship between the cutting parameters and the stresses were examined according to the variation of cutting parameters. Especially in terms of the possible wear locations on the cutting insert; the results of total deformation, maximum and minimum principal stresses and equivalent stress for time dependent loading conditions corresponding to time 0,1 s (load step 1) and time 0,050833 s (sub-step 17) were investigated. From the stress distributions it can be said that possible wear on the cutting insert is rather in the form of a crater wear on the rake face, furthermore flank wear may occur on the surface, contacting with work-piece surface, just below the cutting edge.