8 inç CNC torna takım tezgahı döküm gövde geometrisi optimizasyonu

Abstract

CNC Torna tezgâhları metal iĢlemede kullanılan en önemli teknolojilerden birisidir. Bu tip hassas iĢleme tezgâhlarının temel montaj yapısı döküm gövdelerden oluĢmaktadır. En büyük ve en önemli gövdesi ise ana gövdedir. CNC torna tezgahı ana gövde üzerine monte edilen iĢ kafası, çapraz kızak (Taret hareket blokları) ve punta kızağı döküm gövdelerinin birleĢiminden oluĢmaktadır. Torna ana gövdesi tezgah gövde bileĢenlerinin en ağırı ve en karmaĢık yapıda olanıdır. Gövde döküm malzemesinde genel olarak GG30, GG25 gibi dökme demirler kullanılmaktadır. Ana gövde geometrisinin karmaĢık yapısı ve büyüklüğü döküm kalıbını doğrudan etkilemektedir. Ana gövdenin dökümü için büyük ve çok maçalı döküm kalıbı oluĢturulmaktadır. Bu ve benzeri yapılarım döküm maliyeti oldukça yüksek olup, döküm hata oranları yüksektir. Yapılan tez çalıĢmasında mevcut torna ana gövde tasarımı katı modelleme programı ile oluĢturuldu ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi gerçekleĢtirildi. Ortaya çıkan analiz sonuçları optimizasyon çalıĢmalarının analizi için referans değer olarak alındı. Ana gövdenin geometrisinin optimize hali döküm kriterleri, döküm maliyeti, ana gövde üzerine düĢecek talaĢ ve soğutma sıvılarının tahliyesi gibi konular göz önünde bulundurularak tasarlandı. Tasarlanan yeni gövdenin analizi mevcut tasarım analizi değerleri bire bir alınarak çözüldü. Elde edilen sonuç ile mevcut analiz sonuncu karĢılaĢtırılarak tasarım doğrulandı. Optimize gövdenin analiz sonucunu daha da iyileĢtirmek için son tasarım küçük bir ayrıntı ile revize edildi. Torna ana gövde geometrisinin sadeleĢmesi ile döküm kolaylığı kazandırılmıĢ, döküm hatası aza indirilmiĢ ve döküm maliyeti düĢürülmüĢtür. Bu çalıĢma gövde ağırlığını da düĢüreceği için lojistik maliyetlerini de olumlu yönde etkileyecektir.

CNC turning machines are the one of the most significant technologies in metalworking. The fundamental assembling structure of these type of machines consist of cast bodies that include the main body as the biggest and the most important part. The CNC lathe is a combination of cross slide (Turret movement blocks), tailstock cast bodies and the work head where located on the main body. The main body of the lathe is the heaviest and the most complex part of the machine body components. Cast irons such as GG30, GG25 are generally used in body casting material. The complex structure and size of the main body geometry directly affects the casting mold. A large and multi-core casting mold is formed and shaped for the main body casting. The casting cost of this and similar structures is quite high, and the casting error rates are high. In the thesis study, the existing lathe main body design was created with the solid modeling program and analyzed with the finite element method. The resulting analysis results were taken as the reference point for the analysis of optimization studies. The optimization of the geometry of the main body has been designed by considering casting criteria, casting cost, chips that fall on the main body and the evacuation of the cooling fluids. The analysis of the new designed body was solved by taking the existing design analysis values as a reference. The new design was verified by comparing the obtained result with the previous analysis. The final design has been revised with little detail to further improve the analysis result of the optimized body. The simplification of the lathe main body provides an ease in casting, a decrease in casting errors and a reduction in casting costs. This study will also reduce the logistics costs due to minimizing the body weight