Bu çalışmada, ısı transferi ve ısı akısının Al2O3, ZrB2, TiB2, TiN malzemelerden üretilmiş kesici takımlar üzerindeki etkileri ANSYS sonlu elemanlar analizi programı yardımıyla sayısal olarak araştırılmıştır. Sayısal model bir önceki çalışma ile doğrulanmıştır. Kesme hızı ve ilerleme gibi kesme parametrelerinin kesici takım ömrü ve sıcaklık üzerine etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar, Zirkonyum diborid ve Titanyum diborid’in alüminyum oksitten daha düşük sıcaklığa sahip olduğunu, böylece kesici takım olarak kullanılan diborid malzemeleriyle verimliliğin artacağını göstermiştir. Alüminyum oksit için maksimum sıcaklık 1300 K iken, Titanyum nitrit için 1100 K sıcaklık elde edilmiştir. En düşük sıcaklık 180 m/dak kesme hızında, en yüksek sıcaklık da 220 m/dak kesme hızında ölçülmüştür. Optimum kesme koşulları TiN kesici takımla 180 m/dak kesme hızında ve 0.138 mm/rev ilerleme hızında elde edilmiştir. Titanyum diborid (TiB2) malzemeler diğer malzemelere kıyasla maksimum kesme takımı ömrüne ulaşmıştır.
Kesici takım Diborid malzeme Insert Sıcaklık dağılımı Isı akısı Takım ömrü
In this study, the effects of heat transfer and heat flux on cutting tools with materials of Al2O3, ZrB2, TiB2, TiN are investigated numerically by ANSYS fluent software. The numerical model was validated with the previous study. The influence of the machining parameters such as cutting speed and feed rate on the temperature and tool life has been investigated to indicate the optimum cutting tool and situation. The results show that Zirconium diboride (ZrB2) and Titanium diboride (TiB2) have a temperature less than the aluminum oxide (Al2O3) so that the productivity will increase with the diboride materials utilizing as cutting tool. The maximum temperature for aluminum oxide is 1300 K while the Titanium Nitrite achieved 1100 K. The lowest and maximum temperature was measured at a cutting speed of 180 m/min and 220 m/min, respectively. The optimum cutting condition has been obtained with TiN cutting tool material at 180 m/min cutting speed and 0.138 mm/ rev feed rate. Titanium diboride (TiB2) materials achieved the maximum cutting tool life comparing to other materials.
Cutting tool Diboride material Insert Temperature distribution Heat flux Tool life
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği |
Bölüm | Makine Mühendisliği |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 14 Ocak 2022 |
Gönderilme Tarihi | 29 Ekim 2020 |
Kabul Tarihi | 26 Aralık 2021 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2022 |