CNC frezeleme işlemleri için kesme parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

I ÖZET Dünyada ve Türkiye' de gelişmekte olan teloıoloji kaliteli ve ekonomik parçalara olan ihtiyacı hızla arttırmakta ve bilinen klasik yöntemlerine alternatif yöntemler arama zorunluluğu doğurmaktadır. Teknolojik gelişmeye paralel olarak bilgisayar destekli imalat geliştirilmiştir. Bilgisayar destekli imalat için kullanılan sayısal denetimli tezgahlarda karmaşık parçalar yüksek hassasiyet ve yüzey kalitesinde üretilmektedir. Ancak bu sayısal denetimli tezgahların en önemli sorunu, kesici takım aşınmasının zamanında tespit edilememesidir. Kesici takımda meydana gelen aşınma, işlenen parçanın istenen parça boyutlarında ve yüzey kalitesinde üretilmesini mümkün kılmamaktadır. Ayrıca aşınmış olan kesici takım görevini yapamayacağından, kesici takıma gelen direnç kuvvetlerini arttıracak ve buna bağlı olarak kesme işlemi için gereken enerji de artacaktır. Buna paralel olarak maliyette artacaktır. Bu çalışmada freze işlemleri için optimum kesme koşullarının belirlenmesi problemi incelenmiştir. Birim üretim zamanı ve birim üretim maliyeti amaç fonksiyonları minimize edilmeye çalışılmıştır. Takım tezgahı, kesici uç ve iş parçası özelliklerinden kaynaklanan sınırlayıcılar da formülasyona dahil edilmiştir. Frezeleme işlemlerinde kesme parametrelerinin optimizasyonu iki değişik şekilde yapılabilmektedir. Bunların ilki bir çeşit tarama metodudur. Bu metod çok sayıda kısıtlayıcı kullanılarak yapılan bir optimizasyon yöntemidir. Kesme derinliği ve ilerleme oram arasında çizilen talaş kırma diyagramı, ızgara alanlarına bölünmüştür. Oluşan her bir ızgara noktası, kısıtlayıcılar göz önünde bulundurularak test edilmiştir. Sonuçta optimum takım zamanına ve kesme hızına bağlı olarak en az üretim maliyeti bulunmaya çalışılmıştır, ikincisi ise grafiksel yöntemdir. Grafiksel yöntemde, deneysel sonuçlardan elde edilen değerler çeşitli grafikler üzerine yansıtılmıştır. Bu grafikler en az üretim maliyet kriteri ve en az üretim zaman kriteri göz önünde bulundurularak çizilmiştir. Bu tez çalışmasında esas olarak `Grafiksel Optimizasyon Yöntemi` üzerinde durulmuştur. Bazı kısıtlayıcılar kullanılarak yapılan deneylerde en düşük maliyet ve en az zaman göz önünde bulundurulmuş ve bu değerlere yaklaşılmaya çalışılmıştır. Anahtar kelimeler Ekonomik kesme, optimizasyon, kesme koşullan, freze işlemleri, en az zaman, en düşük maliyet.

II ABSTRACT Both in the world and Türkiye, developing technology increases the demand for high quality and economical components and besides, makes it indispensable to look for methods as an alternative for the known classical methods. In parallel to the technological development, computer-assisted production has been developed. Complex components are produced with high sensitivity and surface quality at numerical control workbenches, that are used for the computer-assisted production. However, the most important problem of these workbenches is mat it is not possible to detect the wear of cutting tool in time. The wear, that occurs at the cutting tool, prevents the processed part to be produced at requested part dimensions and surface quality. Moreover, given that the worn cutting tool can not function properly, this will increase the resistance forces arriving to the cutting tool and so, the necessary energy required for the cutting process will also increase. In parallel to this, energy costs wul also increase. In this study, the problem of determining the optimum cutting for milling operations has been examined. The aim functions of the unit production time and unit production cost was tried to be minimized. Restrictions caused by work bench, cutting edge and workpiece were also included in the formulation. The optimization of cutting parameters in milling operations has been made in two different ways. The first one is a kind of scanning method. This method is an optimization method performed through the use of multiple restrictions. The diagram of chipping, drawn between the cutting depth and feed rate, was divided into grate surfaces. Each of the created grate points was tested by having taken restrictions into consideration. As a result of this, the lowest production cost was tried to be obtained depending on the optimal tool time and cutting speed. The second one is the graphical method. In the graphical method, the values obtained from experimental results, are reflected on various graphics. These graphics were drawn by taking into concideration the criteria for minimum production cost and minimum production time. In this thesis study, the `Graphical Optimization Method` was concerned. In the experiments made by using some restrictions, the lowest cost and minimum time were taken Tntocoraiderationana^waslried^atq^ - - - - - - The key words: Economic cutting, optimization, cutting conditions, milling operations, minimum time, lowest cost.