Κατασκευή κεφαλών εμφυτευμάτων μηριαίου οστού απο κράμα τιτανίου Ti-6Al-4V και αριθμητική προσομοίωση της κατεργασίας με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αφορά στο πεδίο των κατεργασιών και ειδικότερα στη μελέτη των δυνάμεων κοπής, πως επιδρά δηλαδή η μεταβολή των συνθηκών κοπής στις δυνάμεις κοπής καθώς και ο έλεγχος της μοντελοποίησης και προσομοίωσης αυτών σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Για την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιείται κοπή τιτανίου σε τόρνο CNC. Λόγω των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων που παρουσιάζει το υλικό αυτό, παρατηρείται αύξηση της χρήσης του τιτανίου στη βιομηχανία, και σε εφαρμογές στην αεροναυπηγική και την ιατρική. Το ζήτημα όμως είναι ότι αυτές οι φυσικές και χημικές ιδιότητες καθιστούν δύσκολη την κατεργασία του τιτανίου και των κραμάτων του, παρουσιάζοντας ορισμένες ιδιαιτερότητες κατά την μηχανουργική του κατεργασία. Στην παρούσα διπλωματική πραγματοποιείται πείραμα και αριθμητικός υπολογισμός με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιώντας το πακέτο AdvantEdge FEM της Third Wave System. Συγκεκριμένα, ελέγχεται κατά πόσο τα πειραματικά δεδομένα των μετρήσεων συμφωνούν με τα αριθμητικά δεδομένα. Εν συνεχεία, διερευνάται η παραμετρική επίλυση του μοντέλου μεταβάλλοντας τις συνθήκες κοπής έτσι ώστε να καταστεί δυνατή η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων.

The object of this thesis concerns the scope of treatments and in particular the study of cutting forces, namely the impact that changes in cutting conditions on cutting forces and control of modeling and simulation of such a computer. For the preparation of the dissertation, titanium cutting lathe CNC. Due to the physical and chemical properties of the material presented, a significant increase in the use of titanium in the industry, and applications in the aerospace and medicine. The issue however is that these physical and chemical properties make it difficult for the manufacture of titanium and its alloys, showing some features in the machining process. In this thesis, experiments and numerical calculation using the finite element method using the AdvantEdge FEM package of Third Wave System. In particular, check whether the experimental measurements agree with the figures. It then investigates the parametric solution of the model by changing the cutting conditions in order to allow useful conclusions