Thesis supervisor: Márton Takács
Location of studies (in Hungarian): Gyártástudomány és -technológia Tanszék Abbreviation of location of studies: GTT
Description of the research topic:
1. Előzmények
A harmadik évezred elején általános igény és törekvés mutatkozik nagy szilárdságú és keménységű, illetve speciális ötvözésű anyagok megmunkálására. Ezen belül is kitüntetett szerepe van a pontosság növekedésének, a névleges geometriai jellemzők akár nagyságrendekkel történő csökkenésének, mindezekkel együtt is a megmunkálási teljesítmény folyamatos fokozásának. Kemény anyagok (>45 HRC) precíziós megmunkálása, valamint kisméretű (1 mm-nél kisebb) struktúrák anyagleválasztás útján történő előállítása jelentik a forgácsoláselmélet jelenlegi legnagyobb kihívásait, amikre a korszerű gyártástechnológia adhat méltó választ jól kézben tartott, gazdaságos technológiák fejlesztése révén. A mikroforgácsolás és a precíziós forgácsolás alapvető, egyben közös sajátossága a vékonyforgácsleválasztás, aminél az elméleti forgácsvastagság a szerszám élsugarának a nagyságrendjébe, vagy az alá esik. A méretcsökkenés nyomán a hagyományos méreteknél megismert folyamatjellemzők és sajátosságok szerepe és fontossága megváltozik, amit összességében mérethatásnak nevezhetünk. Optimális technológiák fejlesztése csak a kapcsolódó alapfolyamatok és sajátosságok részletes megismerése után lehetséges, aminek része a korszerű ipar által előszeretettel alkalmazott nagyteljesítményű anyagok mikroméretű és precíz megmunkálhatóságának a részletes elemzése is.
2. A kutatás célja
Jelen kutatási téma elsődleges célja azoknak a folyamatoknak a feltárása és részletes vizsgálata, amelyek a nagy keménységű munkadarabok kis méretű, forgácsoló megmunkálásakor a modern technológiai elvárásoknál megkövetelt felületi minőséget és pontosságot meghatározzák. További cél – az előzőekhez kapcsolódóan is – a vékonyforgács-leválasztás sajátosságainak minél részletesebb feltárása, ami lehetőséget biztosít a simító műveletek, a finomforgácsolás, valamint a mikroforgácsolás további fejlesztéséhez. A kutatás során a megmunkálandó anyag keménysége (>45 HRC), valamint a leválasztandó anyagréteg mérete (1-10 mikrométer) szempontjából különleges körülmények között végzett anyagleválasztás eddig még nem feltérképezett folyamatainak (termomechanikus, termoelektromos, anyagszerkezeti és tribológiai) a feltárására és modellszintű leírására kerül sor. A kutatási munka az analitikus és numerikus analízis, a nemlineáris folyamatok elmélete, a korszerű kísérlettervezés, az anyagtudományi vizsgálatok és a számítástudomány integrált alkalmazását, valamint az eredmények kísérleti ellenőrzését igényli. A kutatás eredményeként mikroméretű struktúrák korszerű anyagokban történő kialakításának optimális megmunkálási metódusai állnak majd rendelkezésre.
3. Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
Irodalomkutatás a mikroméretű forgácsolás, a vékonyforgács-leválasztás és a keménymegmunkálás témaköreiben. (1. szemeszter)
Irodalomkutatás a mikroméretű forgácsleválasztási és a keménymegmunkálási modellek témaköreiben. Az elméleti modellek értékelése. (2. szemeszter)
Irodalmi összefoglaló írott formában. A kísérleti mérő- és adatgyűjtési rendszer elemeinek specifikálása és a rendszer összeépítése. A kísérleti anyagok és megmunkálási paraméterek meghatározása. Kísérlettervezés. (3. szemeszter)
Mikromarási és keményesztergálási kísérletek végzése. Forgácsolási erők és rezgések adatainak gyűjtése. Szerszámelhasználódás vizsgálata. (4. szemeszter)
Jelanalízis. A mikroméretű forgácsleválasztás dinamikai hatásainak elemzése. (5. és 6. szemeszter)
Termomechanikus és termoelektromos vizsgálatok végzése, modellalkotás. (5. és 6. szemeszter)
A megmunkált felület jellemzőivel és a szerszámkopással kapcsolatos prediktív modellek megalkotása (6. és 7. szemeszter)
Eredmények publikálása. (3. és 8. szemeszter közötti időszak)
Tézisek megfogalmazása (7. és 8. szemeszter)
Disszertáció elkészítése (7. és 8. szeszterek)
4. A szükséges berendezések
A kutatáshoz 5-tengelyes mikromegmunkáló központ, ultraprecíziós eszterga, erő- és rezgésmérési szenzorok, digitális és konfokális mikroszkóp, felületi érdességmérő egység, kiértékelő szoftverek, végeselemes szoftver szükségesek, amik a tanszéken vagy a társtanszékeken rendelkezésre állnak.
5. Várható tudományos eredmények
A mikroméretű forgácsleválasztás új dinamikai modellje. Mikromarás és keményesztergálás szerszámai elhasználódásának prediktív modelljei. Vékonyforgács-leválasztás során kialakított felületi érdesség prediktív modellje. Vékonyforgács-leválasztási eljárások adott körülmények között érvényes optimális technológiája.
6. Irodalom
J C, Jáuregui ; J R, Reséndiz ; S, Thenozhi ; T, Szalay ; Á, Jacsó ; M, Takács: Frequency and Time-Frequency Analysis of Cutting Force and Vibration Signals for Tool Condition Monitoring, IEEE ACCESS 6 pp. 6400-6410., 11 p. (2018)
Balázs, B Z ; Takács, M, Finite element modelling of thin chip removal process, IOP CONFERENCE SERIES: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING 426 Paper: 012002 (2018)
M, Takács ; B Z, Balázs ; J C, Jáuregui: Dynamical Aspects of Micro Milling Process, In: Tomaz, Pepelnja; Zlatan, Car; Jan, Kudlacek (szerk.) International Conference on Innovative Technologies : IN-TECH 2017, Faculty of Engineering University of Rijeka, (2017) pp. 181-184., 4 p.
Takács M, Verő B: Material Structural Aspects of Micro-Scale Chip Removal, MATERIALS SCIENCE FORUM 414-415, 2003, pp. 337-342.
M Takács, B Verő, I Mészáros: Micromilling of Metallic Materials, JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY 138, 2003, pp. 152-155.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2021-03-23
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
