Development of a methodology for prediction of surface roughness of curved cavities manufactured by 5-axes CNC milling

Abstract

ÖZBEŞ-EKSEN CNC FREZE TEZGAHI LE ÜRET LEN EĞR SEL KAV TELER NYÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN KEST R M Ç N B R YÖNTEMGEL ŞT R LMESÇEL K, Kâzım ArdaYüksek Lisans, Makina Mühendisliği BölümüTez Yöneticisi: Prof. Dr. Mustafa lhan GÖKLERMayıs 2007, 97 sayfaYüzey pürüzlük parametreleri yüzey kalitesini tanımlamak içinkullanılırlar. Endüstride en sık kullanılan parametre ortalama yüzey pürüzlüğüdür(Ra) ve bu nedenle bu çalışmada kullanılmıştır. Denesel çalışma için eğrisel birdövme kalıp kavitesi seçilmiştir. Değişik frezeleme metotları test edilmiştir.3-eksen ve 5-eksen frezeleme, doğrusal ve dairesel takım yolu stratejileri veyukarı ve aşağı frezeleme metotları kıyaslanmıştır. Bu deneysel çalışmadoğrulusunda eğrisel bir dövme kalıp kavitesinin freze ile işlenmesi için uygun birmetot belirlenmiştir.Deney tasarımı metodu temel alınarak ve kesme hızı, diş başı ilerleme veyanal ilerleme parametreleri dikkate alınarak deneysel bir çalışmagerçekleştirilmiştir. Çoklu doğrusal regresyon tekniği kullanılarak frezelemeparametrelerine göre Ra değerini tahmin etmeye yönelik matematiksel bir formülgeliştirilmiştir. Matematiksel denklemden elde edilen sonuçlar test deneyleriylekontrol edilmiş ve iyi neticeler alınmıştır.Anahtar Sözcükler: CNC frezeleme, Freze işlemi parametreleri, Yüzeypürüzlüğü, Çoklu doğrusal regresyon, Deney Tasarımı

ABSTRACTDEVELOPMENT OF A METHODOLOGY FOR PREDICTION OF SURFACEROUGHNESS OF CURVED CAVITIES MANUFACTUREDBY 5-AXES CNC MILLINGÇEL K, Kâzım ArdaM.Sc., Department of Mechanical EngineeringSupervisor: Prof. Dr. Mustafa lhan GÖKLERMay 2007, 97 pagesThe surface quality is identified by surface roughness parameters. Theaverage surface roughness (Ra) is used in this study, as it is the most commonlyused roughness parameter in the industry. A particular curved cavity of a forgingdie is selected for the experimental study. Different milling methods are tested.The comparison studies are conducted between 3-axes and 5-axes milling, linearand circular tool path strategies and down and up milling. According to theexperimental study, appropriate method is determined for the milling of aparticular curved cavity of a forging die.The experimental analysis based on design of experiments (DOE) has beenemployed by considering cutting speed, feed per tooth and stepover parameters.Multiple linear regression technique is used by which a mathematical formula hasbeen developed to predict the Ra values for milling parameters. The results of themathematical formula are controlled by conducting test experiments and goodcorrelations are observed between the results of the formula and the results of testexperiments.Keywords: CNC Milling, Milling process parameters, Surface Roughness,Design of Experiment, Multiple linear regression.