Μελέτη της κατεργασίας σκλήρυνσης μέσω λείανσης με αναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους

Παπάζογλου, Λάζαρος Εμμανουήλ; Papazoglou, Lazaros Emmanouil

dc.contributor.author	Παπάζογλου, Λάζαρος Εμμανουήλ	el
dc.contributor.author	Papazoglou, Lazaros Emmanouil	en
dc.date.accessioned	2016-10-03T10:12:10Z
dc.date.available	2016-10-03T10:12:10Z
dc.date.issued	2016-10-03
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43729
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13120
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Κατεργασία	el
dc.subject	Λείανση	el
dc.subject	Σκλήρυνση	el
dc.subject	Αναλυτική λύση	el
dc.subject	Αριθμητική μέθοδος	el
dc.subject	Grinding	en
dc.subject	Hardening	en
dc.title	Μελέτη της κατεργασίας σκλήρυνσης μέσω λείανσης με αναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Κατεργασίες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07-14
heal.abstract	Η διαδικασία της σκλήρυνσης μέσω λείανσης (grinding hardening), την οποία μελετάμε, είναι μια υβριδική και πολύπλοκη κατεργασία, η οποία επηρεάζεται από ένα σύνολο αλληλοεξαρτώμενων παραγόντων. Στόχος της κατεργασίας είναι, αξιοποιώντας την παραγόμενη θερμότητα λείανσης, να επιτευχθεί επιφανειακή σκλήρυνση στο τεμάχιο μέσω μαρτενσιτικού μετασχηματισμού. Έτσι βασική παράμετρος είναι η ανάπτυξη ενός επαρκούς θερμοκρασιακού προφίλ ώστε να έχουμε ωστενιτοποίηση, και η μετέπειτα ταχεία ψύξη για αύξηση της σκληρότητας. Η θερμοκρασιακή φόρτιση του τεμαχίου εξαρτάται από τη ροή θερμότητας προς αυτό, και το χρόνο επίδρασης της θερμικής πηγής (στην προκειμένη περίπτωση του λειαντικού τροχού). Και οι δύο αυτοί παράγοντες εξαρτώνται από τις συνθήκες κοπής (βάθος κοπής, ταχύτητα πρόωσης τεμαχίου, ταχύτητα κοπής), δεν συνδέονται όμως με μια απλή γραμμική συσχέτιση. Αύξηση της ταχύτητας πρόωσης, ή του βάθους κοπής συνεπάγεται αύξηση της ισχύος της κατεργασίας, όχι όμως απαραίτητα και ταυτόχρονη αύξηση της θερμικής ροής προς το τεμάχιο, η οποία εξαρτάται από παράγοντες όπως το υλικό του τεμαχίου, το μήκος επαφής, ο χρόνος επαφής κ.α.. Προκειμένου να μπορούμε να έχουμε μια ακριβή κατά το δυνατόν εκτίμηση του βάθους σκλήρυνσης (HPD), αλλά και της μέγιστης επιφανειακής σκληρότητας, απαιτείται προσεκτική και αναλυτική μοντελοποίηση της κατεργασίας. Στην συγκεκριμένη εργασία έγινε προσέγγιση της κατεργασίας με αναλυτικές σχέσεις, για υλικά για τα οποία δεν υπάρχουν πολλές δημοσιεύσεις και βιβλιογραφικές αναφορές (AISI O1 και AISI D2). Προχωρήσαμε σε επίλυση των διαφορικών εξισώσεων μεταφοράς θερμότητας με χρήση αριθμητικών μεθόδων, ενώ έγινε και επίλυση με χρήση υπολογιστικού πακέτου πεπερασμένων στοιχείων (ANSYS) προς επιβεβαίωση – διασταύρωση των αποτελεσμάτων. Με βάση τα θερμικά προφίλ (χρονική και χωρική κατανομή) των τεμαχίων και με χρήση διαγραμμάτων CCT και CHT, υπολογίστηκε το εκτιμώμενο βάθος σκλήρυνσης και η μέγιστη σκληρότητα. Τα αποτελέσματα εν συνεχεία συγκρίνονται με πειραματικά δεδομένα, ενώ γίνεται και μια ευρύτερη διερεύνηση για ένα σύνολο συνθηκών κοπής.	el
heal.abstract	Grinding hardening is a hybrid and complex process, influenced by a set of various interconnected factors. The main purpose of this process is to utilize the heat, which is produced by grinding and achieve surface hardening of the workpiece via martensitic transformation. So, the basic factors for a successful grinding-hardening process are the production of an adequate amount of heat, in order to achieve austenitization temperature, and the subsequent rapid cooling which causes an increase of the surface hardness of the workpiece. The temperature profile of the work piece depends on the heat flow on it, and the duration of the heat source (in this case the abrasive wheel). Both of these factors depend on the process parameters (cutting depth, workpiece speed, cutting speed), but they are not associated with a simple linear correlation. Increasing the workpiece speed, or the cutting depth, gives rise to increased power consumption, but not necessarily to an increased heat flux on the work piece, which depends on factors such as the workpiece material, the contact length, the duration of contact, etc. In order to have a precise estimation about the possible hardening depth (HPD), and the maximum surface hardness, a careful and detailed modeling of the process is required. In this particular diploma thesis, grinding hardening process for two materials, rarely studied in the relevant literature, namely AISI O1 and AISI D2 is studied. Heat transfer differential equations are solved using analytical methods, and secondly using a Finite Element software (ANSYS). Based on the temperature profile (time and spatial dependent) of the work pieces, and using CCT and CHT diagrams, the estimated hardened depth and the maximum hardness are calculated. The results are compared with experimental data, and further theoretical investigation for a wider range of cutting conditions is also performed.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.
heal.fullTextAvailability	true