ANALIZA ZA POMOCĄ MES WPŁYWU ZUŻYCIA OSTRZA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA

W artykule przedstawiono analizę metodą elementów skończonych wpływu stopnia zużycia powierzchni przyłożenia na temperaturę procesu, a także model formowania wióra. Symulację prowadzono dla modelu Johnsona-Cooka. Do analizy wybrano dwie płytki skrawające. Ostrza były zamodelowane jako bryły idealnie sztywne, dlatego nie definiowano dla nich opisu zachowania materiału w zakresie występowania odkształceń plastycznych. Badanie każdego z ostrzy zostało przeprowadzone dla stanów zużycia wynoszących VB_B = 0,25 mm, VB_B = 0,40 mm i dla przypadku nowego ostrza. Podczas symulacji ostrza zostały poddane operacji toczenia ortogonalnego. Przedmiot obrabiany jest definiowany jako warstwa wióra powierzchni nieobrobionej oraz powierzchni obrobionej. Wszystkie wartości temperatury zostały zapisane dla czasu symulacji t = 1,0 ms. W wyniku analizy zmierzono maksymalną wartość temperatury na przedmiocie obrabianym i na ostrzu. Dodatkowo, w analizie temperatury przyjęto arbitralne punkty referencyjne dla przedmiotu obrabianego i ostrza. Zamieszczono także wyniki symulacji dla zmiennej HFL, przedstawiającej gęstość strumienia ciepła i przedstawiono rozkłady pól temperatury.

Pełny tekst (pdf)

1.    Abouridouane M., Klocke F., Dobbeler B.: Analytical temperature prediction for cutting steel, CIRP Annals – Manuf. Technol., 65 (2016) 77-80.
2.    Bell T., Srivastava A. K., Zhang X.: Investigations on turning Ti-6Al-4V titanium alloy using super-finished tool edge geometry generated by micro-machining process (MMP), Penn State College of Engineering, University Park, PA 2011.
3.    Cai Y.J., Dou T., Duan C.Z., Li Y.: Finite element simulation and experiment of chip formation process during high speed machining of AISI 1045 hardened steel, Int. J. Recent Trends Eng., 1 (2009) 46-50.
4.    Dogu Y., Aslan E., Camuscu N.: A numerical model to determine temperature distribution in orthogonal metal cutting, J. Mat. Proc. Technol., 171 (2006) 1-9.
5.    Komanduri R., Hou Z.B.: A review of the experimental techniques for the measurement of heat and temperatures generated in some manufacturing processes and tribology, Tribology Int., 34 (2001) 653-682.
6.    Kosmol J., Mieszczak W.: Zastosowanie Metody Elementów Skończonych do modelowania procesu wiercenia, Modelowanie Inż., 37 (2009) 169-176.
7.    Pantale O.: 2D and 3D numerical models of metal cutting with damage effects, Computer Methods Applied Mech. Eng., 193 (2004) 4383-4399.
8.    Zhang Y., Outeiro J.C., Mabrouki T.: On the selection of Johnson-Cook constitutive model parameters for Ti-6Al-4V using three types of numerical models of orthogonal cutting, Procedia CIRP, 31 (2015) 112-117.