ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
Experimental investigation of cutting forces in orthogonal cutting using rounded edge worn tool
1
2
Sigma J Eng Nat Sci 2013; 31(3): 350-362
Full Text PDF (Turkish)

Abstract

Cutting tools used in machining operations have slight roundness on the cutting edge regardless of their manufacturing methods. In some cases, edge of the cutting tool is specially rounded. In this study, effects of flank
wear rate, cutting edge radius, uncut chip thickness, cutting speed and rake angle on cutting force, thrust force and resultant force were experimentally investigated in orthogonal cutting operations. Cutting tools having 50 μm, 125 μm and 200 μm flank wear rates and 50 μm, 100 μm and 150 μm cutting edge radii were used in experiments carried
out by using quick-stop orthogonal cutting device. Experiments were carried out at three different uncut chip thicknesses (100 μm, 150 μm and 200 μm) and cutting speeds (0,25 m/dak, 0,5 m/dak and 0,75 m/dak) and two
different rake angles (2° and 6°) and effects of flank wear rate, cutting edge radius and cutting parameters on cutting forces were determined. Cutting forces increased when flank wear rate, cutting edge radius and uncut chip thickness increased and slightly decreased when cutting speed and rake angle increased. Besides, micro views of the samples obtained from quick-stop device were analyzed and the effects of flank wear rate on dead metal zone formed in front of the tool were investigated. It was seen that dead metal zone became smaller when flank wear rate increased.


Kesici ağzi yuvarlatilmiş aşinmiş takimlarla ortogonal talaş kaldirmada kesme kuvvetlerinin deneysel incelenmesi
1Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Yıldız-İSTANBUL; Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Yıldız-İSTANBUL
2Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Yıldız-İSTANBUL
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2013; 3(31): 350-362

Talaşlı şekillendirme işlemlerinde kullanılan kesici takımlar, imalat yöntemleri ne olursa olsun kesici ağızlarında belirli bir miktar yuvarlaklığa sahiptirler. Bazı durumlarda, takımların kesici ağızları özellikle yuvarlatılmaktadır. Bu çalışmada, ortogonal talaş kaldırma işlemlerinde serbest yüzey aşınmasının, kesici ağız yuvarlatma yarıçapının,
kesme derinliğinin, kesme hızının ve talaş açısının kesme kuvveti, radyal kuvvet ve bileşke kuvvet üzerine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ani duruşlu ortogonal talaş kaldıran test cihazı kullanılarak yapılan deneylerde, 50 μm, 125 μm ve 200 μm serbest yüzey aşınmasına ve 50 μm, 100 μm ve 150 μm kesici ağız yuvarlatma yarıçapına sahip kesici takımlar kullanılmıştır. Deneyler, üç farklı kesme derinliği (100 μm, 150 μm ve 200 μm) ve kesme hızı (0,25 m/dak, 0,5 m/dak ve 0,75 m/dak) ile iki farklı talaş açısı (2° ve 6°) için gerçekleştirilmiş ve serbest yüzey aşınmasının ve kesici ağız yuvarlatma yarıçapının kesme parametreleri ile birlikte kesme kuvvetlerine olan etkileri belirlenmiştir.
Serbest yüzey aşınması, kesici ağız yuvarlatma yarıçapı ve kesme derinliği arttıkça kesme kuvvetleri artmakta ve kesme hızı ve talaş açısı arttıkça kesme kuvvetleri bir miktar azalmaktadır. Ayrıca, ani duruşlu ortogonal talaş kaldıran test cihazı kullanılarak elde edilen numunelerde mikro görüntü incelemeleri yapılmış ve serbest yüzey aşınmasının, takımın kesen ağzının önünde oluşan ölü bölgeye etkileri incelenmiştir. Serbest yüzey aşınması arttıkça ölü bölgenin küçüldüğü görülmüştür.