Oxley modelleme yaklaşımının tahmin doğruluğu ve verimliliğinin arttırılması

Bu çalışmada, kesme kuvvetlerini ve talaş kalınlıklarını daha yüksek doğruluk ve verimlilikle tahmin etmek için genişletilmiş Oxley modelleme yaklaşımının iyileştirilmesi ele alınmıştır. İş parçası malzemesi özellikleri JohnsonCook akış gerilmesi denklemi kullanılarak modellenmiştir. Oxley modelleme yaklaşımının hesaplama verimliliğini artırmak için model parametrelerinin (, C0, ) başlangıç değerlerinin eniyilemesi yapılmıştır. Tahmin doğruluğunu yükseltmek için Oxley modelleme yaklaşımına bir sıcaklık hesaplama yöntemi dahil edilmiştir. Tahmin edilen sonuçlar AISI 1045 çeliği iş parçası üzerinde karbür kesici takımlarla gerçekleştirilen dik kesme testlerinden elde edilen deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, genişletilmiş Oxley modelleme yaklaşımının geliştirilen versiyonunun tahminlerinin genişletilmiş orijinal versiyonun sonuçlarına göre deneysel verilerle daha iyi bir uyum içinde olduğu belirlenmiştir.

Increasing prediction accuracy and efficiency of Oxley modeling approach

In this paper, the improvement of the extended Oxley modeling approach is considered to predict the cutting forces and chip thicknesses with higher accuracy and efficiency. The workpiece material properties are modeled using the JohnsonCook flow stress equation. The initial values of the model parameters (, C0, ) are optimized to increase the computation efficiency of the Oxley modeling approach. A temperature calculation method is included into the Oxley modeling approach to enhance the prediction accuracy. The predicted results are compared with experimental data obtained from the orthogonal cutting tests performed with carbide cutting tools on AISI 1045 steel workpiece. Finally, it is determined that the predictions of the improved version of the extended Oxley modeling approach are in a better agreement with the experimental data than the results of the extended original version.

___

  • P.L.B. Oxley, The Mechanics of Machining: An Analytical Approach to Assessing Machinability. Chichester, England: Ellis Horwood, 1989.
  • B. Kristyanto, P. Mathew, J.A. Arsecularatne, “Determination of material properties of aluminum from machining tests,” in ICME 20008th International Conference on Manufacturing Engineering, Sydney, 2000, pp. 2730.
  • H. Li, J. Wang, “A cutting forces model for milling Inconel 718 alloy based on a material constitutive law,” Proc. Inst. Mech. Eng. C. J. Mech. Eng. Sci., vol. 227, pp. 1761–1775, 2012.
  • Y. Huang, S.Y. Liang, “Cutting forces modeling considering the effect of tool thermal property—application to CBN hard turning.” Int. J. Mach. Tools Manuf., vol. 43, pp. 307–315, 2003.
  • Y. Huang, S.Y. Liang, “Cutting temperature modeling based on non-uniform heat intensity and partition ratio,” Mach. Sci. Technol., vol. 9, pp. 301–323, 2005.
  • M. Shatla, C. Kerk, T. Altan, “Process modeling in machining, part 1: determination of flow stress data,” Int. J. Mach. Tools Manuf., vol. 41, pp. 1511–1534, 2001.
  • A.H. Adibi-Sedeh, V. Madhavan, “Effect of some modifications to Oxley’s machining theory and the applicability of different material models,” Mach. Sci. Technol., vol. 6, pp. 379395, 2002.
  • A.H. Adibi-Sedeh, V. Madhavan, B. Bahr, “Extension of Oxley’s analysis of machining to use different material models,” Trans. ASME J. Manuf. Sci. Eng., vol. 125, pp. 656– 666, 2003.
  • G.R. Johnson, W.H. Cook, “A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures,” The 7th International Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands, 1983, pp. 541–547.
  • T. Özel, E. Zeren, “A methodology to determine work material flow stress and tool–chip interfacial friction properties by using analysis of machining,” J. Manuf. Sci. Eng., vol. 128, pp. 119–129, 2006.
  • D.I. Lalwani, N.K. Mehta, P.K. Jain, “Extension of Oxley’s predictive machining theory for Johnson and Cook flow stress model,” J. Mater. Process. Technol., vol. 209, pp. 5305–5312, 2009.
  • L. Xiong, J. Wang, Y. Gan, B. Li, N. Fang, “Improvement of algorithm and prediction precision of an extended Oxley’s theoretical model,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 77, pp. 1–13, 2015.
  • Y. Chen, H. Li, J. Wang, “Further development of Oxley’s predictive force model for orthogonal cutting,” Mach. Sci. Technol., vol. 19, pp. 86–111, 2015.
  • S.P.F.C. Jaspers, J.H. Dautzenberg, “Material behaviour in conditions similar to metal cutting: flow stress in the primary shear zone,” J. Mater. Process. Technol., vol. 122, pp.322330, 2002.
  • R.W. Ivester, M. Kennedy, M. Davies, R. Stevenson, J. Thiele, R. Furness, S. Athavale, “Assessment of machining models: progress report,” Mach. Sci. Technol., vol. 4, pp. 511– 538, 2000.
  • P. Mathew, P.L.B. Oxley, “Predicting the effects of very high cutting speeds on cutting forces, etc.,” CIRP Ann. Manuf. Technol., vol. 31, pp. 49–52, 1982.
  • G. Boothroyd, “Temperatures in orthogonal metal cutting,” Proc. Inst. Mech. Eng., vol. 177, pp. 789–810, 1963.
Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 1301-4048
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 1997
  • Yayıncı: Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Tarihi Safranbolu’yu çevreleyen kaya şevlerindeki duraysızlık problemlerinin kinematik analizlerle değerlendirilmesi

İNAN KESKİN

Elektrodiyaliz proseslerinden kaynaklanan konsantre akımın minimizasyonu ve yeniden kullanılabilirliğinin incelenmesi: Tekstil atıksuyu örneği

FATİH İLHAN

Arıtma çamurlarının suverme özelliklerinin iyileştirilmesinde biyokütle ve kömür külü ilavesinin etkilerinin incelenmesi

ÖMER HULUSİ DEDE, Derya AKBULUT

Yeni bir yanma odasına sahip benzin motorunda farklı sıkıştırma oranlarının ve ateşleme avanslarının performans ve emisyonlara etkisi.

ABDURRAHMAN DEMİRCİ, Hüseyin Emre DOĞA, ÖMER CİHAN, OSMAN AKIN KUTLAR, Rafig MEHDİYEV, HİKMET ARSLAN

Karabük sanayi bölgesi heyelanında güvenliğin sağlanması

AŞKIN ÖZOCAK, SEDAT SERT, ERTAN BOL

Turizm sektöründe strateji seçimi için bulanık veriler yardımıyla hiyerarşik ağ modeli ve SWOT analizi: Türkiye örneği

G.Nilay YÜCENUR

EAO'daki enerji kaynaklarının HAD simülasyonu

Ekrem BÜYÜKKAYA

Numerical investigation of operating fluid, rotating disk speed effects and number of cavities on drag reduction of micro-textured surfaces for hydrodynamic lubrication

Ahmet Çağrı DEVELİ, Ali Bahadır OLCAY

Sistematik konstrüksiyon ve tasarım odaklı düşünme yaklaşımı ile yaratıcı kavramsal tasarım süreci: küçük ev aleti tasarımı

ZEYNEP PARLAR, Eray Kaan SOYBORA, Mustafa Sefa BURHAN, Sena DAVASLIGİL

Gemi formundaki yapıların güvertelerinde sıklıkla karşılaşılan çatlaklar ve dizaynı düzeltme ve geliştirme yolları

Özgür ÖZGÜÇ