Finite Element Simulation to study the effect of flank wear land inclination on Cutting forces and temperature distribution in orthogonal machining

Kohir, Vishaldatt V.; Dundur, Suresh T.

doi:10.17530/jef.14.04.1.1

Cited by 7 publications

(5 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The FEM produces results that are extremely near to real-world values, and as a result, it is currently a widely used numerical method. (Kohir, 2014).…”

Section: Analytical Models For Orthogonal Cuttingmentioning

confidence: 99%

“…Finite element cutting simulations can estimate process variables that are difficult or impossible to measure directly during the cutting process, such as effective stress, normal stress, temperature of chip, tool temperature, strain rate and strain. These parameters must be determined in order to understand the mechanics of the cutting process and undertake tool wear analysis (Kohir, 2014;Hribersek et al, 2018;Narayanan et al, 2020;Jagadeesh & Samuel, 2015;Shi & Attia, 2010;Outeiro et al, 2015;Yaich et al, 2020). The numerical model is developed using ABAQUS/Explicit in this study.…”

Section: Numerical Modelling Of Orthogonal Turning Processmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Optimization and finite element modeling of orthogonal turning of Ti6Al4V alloys: A comparative study of different optimization techniques

Sumesh¹,

Ramesh²

2023

10.5267/j.esm

View full text Add to dashboard Cite

The main goal of this research is to compare the various optimization strategies (Response Surface Methodology, Taguchi, and Teaching Learning Based Optimization) for orthogonal turning of Hard to Machine materials. The workpiece material in this work is Ti6Al4V alloys. After selecting cutting speeds in the High-Speed Machining range, orthogonal turning tests are performed on the material for a specific combination of machining parameters – Depth of Cut, Cutting Speed, and, Feed Rate. A Lathe Tool Dynamometer is used to record the cutting forces from the trials. After combining Johnson Cook Material and Damage models, a comprehensive Finite Element Model is created to model the Orthogonal Turning of Ti6Al4V alloys. Experiments conducted previously validate the developed model. Three different strategies, namely RSM, Taguchi, and TLBO, were used to optimise machining parameters for minimal Cutting Force. The approaches are compared for the best combination of machining parameters and the best Cutting Force value. Analysis of Variance is used to study the impact of machining factors on Cutting Force.

show abstract

“…The FEM produces results that are extremely near to real-world values, and as a result, it is currently a widely used numerical method. (Kohir, 2014).…”

Section: Analytical Models For Orthogonal Cuttingmentioning

confidence: 99%

Section: Numerical Modelling Of Orthogonal Turning Processmentioning

confidence: 99%

Optimization and finite element modeling of orthogonal turning of Ti6Al4V alloys: A comparative study of different optimization techniques

Sumesh¹,

Ramesh²

2023

10.5267/j.esm

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…So contrary to Taylor's model wear was estimated on the basis of registered load acting on tool. FE method also was applied to determine physical aspects of machining by predefining wear on tool geometry as in works of [19][20][21]. The presented paper utilizes stress flow model of chip formation with Lagrangian boundaries to investigate influence of flank wear on forces in orthogonal turning of 42CrMo4 steel.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Finite Element Analysis Of Influence Of Flank Wear Evolution On Forces In Orthogonal Cutting Of 42CrMo4 Steel

Madajewski

Nowakowski

2017

Archives of Mechanical Technology and Materials

View full text Add to dashboard Cite

A B S T R A C TThis paper presents analysis of flank wear influence on forces in orthogonal turning of 42CrMo4 steel and evaluates capacity of finite element model to provide such force values. Data about magnitude of feed and cutting force were obtained from measurements with force tensiometer in experimental test as well as from finite element analysis of chip formation process in ABAQUS/Explicit software. For studies an insert with complex rake face was selected and flank wear was simulated by grinding operation on its flank face. The aim of grinding inset surface was to obtain even flat wear along cutting edge, which after the measurement could be modeled with CAD program and applied in FE analysis for selected range of wear width. By comparing both sets of force values as function of flank wear in given cutting conditions FEA model was validated and it was established that it can be applied to analyze other physical aspects of machining. Force analysis found that progression of wear causes increase in cutting force magnitude and steep boost to feed force magnitude. Analysis of Fc/Ff force ratio revealed that flank wear has significant impact on resultant force in orthogonal cutting and magnitude of this force components in cutting and feed direction. Surge in force values can result in transfer of substantial loads to machine-tool interface.

show abstract

“…Z kolei pierwsze próby wykorzystania metody elementów skończonych do analizy procesu formowania wióra pojawiły się już w latach 80. i były regularnie udoskonalane. W modelowaniu MES są zauważalne dwa zasadnicze trendy: formowanie wióra wskutek zastosowania mechanizmu pękania w warstwie przejściowej [1,3] lub formowanie wióra przez odkształcenia plastyczne warstwy materiału spowodowane zagłę-bianiem się klina w przedmiot obrabiany [2,6]. Ze względu na dysponowanie funkcjonującymi modelami procesu skrawania możliwe było skierowanie uwagi na miejsce zużycia w mechanice skrawania.…”

unclassified

“…Zużycie powstawało przez przemieszczenie węzłów siatki na powierzchni ostrza na podstawie wartości temperatury i nacisków, jednak symulacje cechowały się olbrzymią czasochłonnością. Z tego powodu część badaczy [1,3], aby ocenić wpływ zużycia na fizykalne aspekty skrawania, zdecydowała o geometrycznym zamodelowaniu starcia na powierzchni przyłożenia w sposób dyskretny (każdy kolejny stan zużycia stanowi kolejną symulację). Umożliwiło to ograniczenie czasochłonności badań, gdyż liczba potrzebnych symulacji zmniejsza się z kilku tysięcy do zaledwie kilkunastu.…”

unclassified

ANALIZA MES WPŁYWU ZUŻYCIA POWIERZCHNI PRZYŁOŻENIA NARZĘDZIA NA JEGO OBCIĄŻENIE W SKRAWANIU ORTOGONALNYM STALI 42CrMo4

2017

View full text Add to dashboard Cite

W artykule przedstawiono analizę wpływu zużycia powierzchni przyłożenia (wskaźnik VBB) na składowe siły całkowitej oraz rozkład nacisków na ostrzu podczas toczenia ortogonalnego. Dane eksperymentalne uzyskano, mierząc składowe siły całkowitej siłomierzem tensometrycznym oraz przez rejestrację wartości reakcji ostrza w modelu MES procesu formowania wióra. Badania eksperymentalne posłużyły do walidacji modeli numerycznych przygotowanych w programie ABAQUS. Określone pasmo zużycia zostało zamodelowane geometrycznie na powierzchni przyłożenia, a wpływ tego zużycia został oceniony w niezależnych symulacjach. Model numeryczny formowania wióra wykorzystuje równanie konstytutywne Johnsona-Cooka do opisu wartości i rozkładu naprężeń w przedmiocie obrabianym, a ostrze z zamodelowanym zużyciem zostało opisane jako ciało idealnie sztywne. Mechanikę procesu skrawania przedstawiono, odwołując się do modelu Merchanta skrawania ortogonalnego, nanosząc wykreślnie wektory przyrostu składowych siły całkowitej obliczone MES na tle zamodelowanego konturu strefy skrawania. Wyniki pomiarów i symulacji wskazują, że wzrost zużycia określony wskaźnikiem VBB wpływa bezpośrednio na wzrost składowych siły całkowitej.Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, zużycie narzędzia, modelowanie, rozkład nacisków, składowe siły całkowitej

show abstract

Finite Element Simulation to study the effect of flank wear land inclination on Cutting forces and temperature distribution in orthogonal machining

Cited by 7 publications

References 5 publications

Optimization and finite element modeling of orthogonal turning of Ti6Al4V alloys: A comparative study of different optimization techniques

Optimization and finite element modeling of orthogonal turning of Ti6Al4V alloys: A comparative study of different optimization techniques

Finite Element Analysis Of Influence Of Flank Wear Evolution On Forces In Orthogonal Cutting Of 42CrMo4 Steel

ANALIZA MES WPŁYWU ZUŻYCIA POWIERZCHNI PRZYŁOŻENIA NARZĘDZIA NA JEGO OBCIĄŻENIE W SKRAWANIU ORTOGONALNYM STALI 42CrMo4

Contact Info

Product

Resources

About