Istraživanje temperaturnog polja na reznom alatu u uslovima kontinualnog i diskontinualnog rezanja pri obradi struganjem
Research on temperature field on cutting tool in the conditions of continuous and discontinuous cutting in the process of turning
Докторанд
Lučić, MiroslavМентор
Nedić, BogdanЧланови комисије
Erić, MilanRadovanović, Miroslav
Mitrović, Slobodan
Baralić, Jelena
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Rezime:
Obzirom da se mehanička energija utrošena u procesu rezanja najvećim delom
transformiše u toplotnu i da nastala toplota nepovoljno utiče na alat i obradak,
značajno je njeno utvrđivanje i kontrolisanje u zoni obrade. Na osnovu dosadašnjih
istraživanja, najveći uticaj na izlazne karakteristike procesa obrade rezanjem uz
optimalne parametre obrade ima temperatura u zoni rezanja. Temperatura u zoni
rezanja na koju parametri režima obrade bitno utiču je veoma važan pokazatelj
procesa obrade rezanjem i može se koristiti kao kriterijum optimizacije procesa.
Veliki specifični pritisci i visoka temperatura u uskoj zoni rezanja imaju za
posledicu pad tvrdoće alatnog materijala, što se odražava na gubljenje reznih
sposobnosti i otkaz alata. Zbog toga je poznavanje vrednosti rasporeda temperature
u alatu od izuzetnog značaja, stim što sa praktične tačke gledišta najvažnije je
poznavanje maksimalne temperature zagrevanja površine reznog alata.
Doktorska disertacija „Istraživan...je temperaturnog polja u reznom alatu u
uslovima kontinualnog i diskontinualnog rezanja pri obradi struganjem“ obuhvata
analitičko-eksperimentalna istraživanja i razvoj numeričkog modela u uslovima
kontinualnog i diskontinualnog rezanja, kako bi se utvrdila raspodela
temperature u kontaktu alat/strugotina sa ciljem utvrđivanja i predviđanja njene
vrednosti na grudnoj površini alata. Polazne osnove disertacije su bazirane na
tome da je moguće kreirati numerički model za simulacije temperaturnih polja na
reznom alatu metodom konačnih elemenata verifikovan na osnovu rezultata
dobijenih odgovarajućim eksperimentalnim merenjima. Cilj doktorske disertacije
je da se učine pomaci u pravcu razvoja numeričkih modela za proračun temperatura
u uslovima kontinualnog rezanja (struganje punog materijala) i diskontinualnog
rezanja (struganje uzdužnih i poprečnih žlebova) na okruglom obratku bez primene
sredstava za hlađenje i podmazivanje.
Osnova svih aktivnosti koje su sastavni deo doktorata je poređenje temperatura
u alatu dobijenih eksperimentalnim merenjima i numeričkom simulacijom metodom
konačnih elemenata za isti režim rezanja u uslovima kontinualne i
diskontinualne obrade.
Pri istraživanju temperaturnih polja i temperatura u definisanom alatu pri
kontinualnom i diskontinualnom struganju su primenjene:
- analitičko-eksperimentalne metode i
- simulacije metodom konačnih elemenata, sa poređenjem eksperimentalnih i
numeričkih rezultata i njihovom analizom.
Analitičke metode se zasnivaju na statističkoj obradi rezultata
eksperimentalnih merenja pri čemu se određuju vrednosti konstanti i eksponenata
eksponencijalnog matematičkog modela za temperature na grudnoj površini alata.
Analizirani su i koeficijenti korelacije za sve modele kao i vrednosti za
signifikantnost svih parametara u modelima.
Summary:
Since the mechanical energy used in the process of cutting is mainly transformed into
thermal energy and since produced thermal energy has negative effects on the tool itself
and its work piece, it is significant to establish it and control it within the processing zone.
According to latest research, the temperature within the cutting zone has the greatest
influence on the output characteristics of the process of machining with optimal parameters
of processing. The temperature within the zone of cutting on which the parameters of
machining regime have significant influence is a very important indicator of the process of
cutting and can be used as a criterion of the process optimization. Large specific pressure
and high temperature within the narrow zone of cutting have as a consequence the tool
hardness decrease, which results in lessening cutting tool abilities and its failure.
Therefore, the knowledge of values of temperature distribution in the tool is of great
...importance, where from the practical point of view, the most important temperature is the
maximum heating tool temperature.
PhD dissertation "Research on temperature field on cutting tool in the conditions of
continuous and discontinuous cutting in the process of turning" includes analytical and
experimental research and developmentof numerical model in the conditions of continuous
and discontinuous cutting, in order to assess the distribution of temperature at the contact
tool/chips so as to establish its values on the toolface. The starting points of the dissertation
are based on the possibility of creating numerical model for simulations of temperature
fields on cutting tool by the finite element method which is researched by using the results
acquired by appropriate experimental measurement.
The aim of PhD dissertation is to make progress in the course of development of numerical
models for calculating temperatures in the conditions of continuous cutting (turning hard
materials) and discontinuous cutting(turning longitudinal and transversal grooves )on the
round working piece without using cooling agents and lubricants).
The basis of all activities which are the integral part of the dissertation is the
comparison of temeperatures in the tool acquired by experimental measurement and
numerical simulation using the finite element method for the same cutting regime in the
conditions of continuous and discontinuous processing.
When researching temperature fields and temeperatures in the defined tool during
continuous and discontinuous turning the following methods were applied:
- analytical and experimental and
- simulation by using the finite element method, with comparison of experimental
and analytical results and their analysis.
Analytical methods are about statistical processing of the results of experimental
measurements where the values of parameters of the exponential mathematical model for
temperatures on the toolface were acquired. Coorelation coefficients for all models, as well
as values for significance of all parameters in models were analysed.
Факултет:
Универзитет у Крагујевцу, Факултет инжењерских наукаДатум одбране:
06-12-2019Пројекти:
- Истраживање примене савремених неконвенционалних технологија у производним предузећима са циљем повећања ефикасности коришћења, квалитета производа, смањења трошкова и уштеде енергије и материјала (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-35034)