This thesis presents a method for modeling energy consumption in the milling process to assess their environmental impact, using a simple experimental approach. The factors influencing the environmental impact in milling processes are analyzed with life cycle assessment principles, and their climate change impact is calculated with examples of dry milling experiments. The model for predicting energy consumption is inspired by the mechanistic model of milling operation. The tangential cutting force coefficients are approximated using experimental data to estimate the spindle power. The developed model can predict energy consumption for given cutting parameters and conditions. The results of the study indicate that 1) the energy consumption of the milling process estimated by the proposed mechanistic-based model aligns well with the experimentally measured results, 2) the experimental approach used to build the model is both easy and fast, and 3) the consumption of the solid cutting tool contributes the most to the environmental impact in dry milling processes. Furthermore, the analysis presented in this thesis provides insight into how to improve energy efficiency and reduce the environmental impact of milling processes. / Denna avhandling presenterar en metod för att modellera energiförbrukning i fräsningsprocessen för att bedöma deras miljöpåverkan genom en enkel experimentell metod. Faktorer som påverkar miljöpåverkan i fräsningsprocesser analyseras med principer för livscykelbedömning och deras klimatpåverkan beräknas med exempel på torrfräsningsförsök. Modellen för att förutsäga energiförbrukningen är inspirerad av den mekaniska modellen för fräsningsoperation. Koefficienter för tangentiell skärkraft approximeras med experimentella data för att uppskatta spindelkraften. Den utvecklade modellen kan förutsäga energiförbrukningen för givna skärparametrar och villkor. Resultaten visar att 1) energiförbrukningen i fräsningsprocessen uppskattad med den föreslagna mekanikbaserade modellen överensstämmer bra med experimentellt uppmätta resultat, 2) den experimentella metoden för att bygga modellen är enkel och snabb, och 3) förbrukningen av det fasta skärverktyget bidrar mest till miljöpåverkan i torrfräsningsprocesser. Analysen som presenteras i denna avhandling ger också insikt i hur man kan förbättra energieffektiviteten och minska miljöpåverkan i fräsningsprocesser.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-339537 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Ashok Kumar, Vasanth Kumaran, Liang, Peng |
| Publisher | KTH, Produktionsutveckling |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:611 |
Page generated in 0.0025 seconds