Sıvı soğutma sistemli masaüstü CNC freze tezgahı tasarımı ve prototip imalatı

Abstract

Bu çalışmada sıvı soğutma sistemli masaüstü CNC freze tezgahı tasarlanmış ve prototipi imal edilmiştir. Geliştirilen masaüstü CNC tezgahı 500x630x625 mm (X,Y,Z) ebatlarındadır. Tezgahın işleme kapasitesi 250x300x125 mm ebatlarındadır. Tezgahta köprü tipi gövde konstrüksiyonu tercih edilmiştir. Gövde sac ve sigma profillerden imal edilmiştir. Eksen hareketleri adım motorları tarafından tahrik edilen inox vidalı milleri ile sağlanmıştır. Eksenlerde mil üzerinde kayan linear rulmanlar kullanılmıştır. Elektronik kontrol ünitesinde TB 6560 entegresinin kullanıldığı bir sürücü devresi kullanılmış ve tezgah Mach 3 kontrol programı ile çalıştırılmıştır.Step motorları yarım adım sürüş tekniği ile sürülmüştür. Sistemin teorik hassasiyeti 0,005 mm olarak hesaplanmıştır. İmal edilen CNC'nin hassasiyet ve ölçü tekrarlanabilirliğinin kontrolü için deneyler yapılmıştır. Eksenlerin ölçü tekrarlanabilirliğinin kontrolü için ilgili eksen boyunca açılan kanallardan ölçümler yapılarak standart sapmaları hesaplanmıştır. X ekseninin ölçü tekrarlanabilirliği için standart sapması 0,0173 mm, Y ekseni için 0,0126 mm ve XY ekseni için ise 0,0173 mm olarak hesaplanmıştır.Bu çalışmada benzer çalışmalarda daha önce uygulanmamış olan sıvı soğutma sistemi kullanılmıştır. Sıvı soğutma sisteminin kullanımı ile tezgahın işleyebileceği malzeme türleri ve üretim kapasitesi artmıştır. Deneysel çalışmalarda AL99, Fe37 ve pirinç gibi metal malzemeler soğutma sıvısı uygulanarak başarıyla işlenmiştir.

In this study, a CNC desktop milling machine with a liquid cooling system has been designed and its prototype been manufactured. Dimension of developed desktop CNC machine tool are 500x630x625 mm. Work envelop of the desktop are 250x300x125 mm. Bridge-type structure has been preferred on the bench. The body is made of sheet metal and sigma profiles. Axis movements are driven by step motors with stainless stell ball screws. Linear bearings are used on the floating shaft axes. On the electronic control unit, a driver circuit integrated with TB 6560 is used and Mach 3 control program operates by the bench.Stepper motors with half-step technique has been ridden. Theoretical accuracy of the system was calculated as 0.005 mm. Experimental accuracy and repeatability of the CNC machine have been conducted. Standard deviations of the channels on the specimens along the axes were calculated. As a result, the deviations were found as 0.0173, 0.0126 and 0.0173 mm for X axis, Y axis and XY axis respectively.A liquid cooling sysytem has been applied to CNC machine which it has not been applied to the previous similar systems. The production capability of the machine and capability to machine different materials has been increased by the cooling system. In the experimental studies, AL99, Fe37 and brass has been successfully processed by applying coolant.