Yumuşak ve sert malzemelerin mikro frezelenmesinde işleme şartlarının optimizasyonu
Optimization of machining conditions in micro milling of mild and hard materials
- Tez No: 405415
- Danışmanlar: PROF. DR. BABÜR ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: CNC frezeleme, Kesme kuvveti, Matematiksel modelleme, Taguchi yöntemi, Takım aşınması, Yüzey pürüzlülüğü, Çok kriterli optimizasyon, CNC milling, Cutting force, Mathematical modelling, Taguchi method, Tool wear, Surface roughness, Multi criteria optimization
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, işleme şartlarının mikro yüzey veya kanal frezelemede takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvvetleri ve çapak oluşumu üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler Taguchi ortogonal dizini esas alınarak yürütülmüştür. Deney setlerinde devir sayısı, ilerleme ve talaş derinliği işleme şartları olarak alınmıştır. İşleme şartlarının etkisini analiz etmek için işaret/gürültü (S/N) oranı ve varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Taguchi'nin S/N oranı kullanılarak her bir çıktı için optimum işleme şartları belirlenmiştir. ANOVA ile ölçülen çıktılar üzerinde hangi parametrelerin etkili olduğu bulunmuştur. Ölçülen çıktıların tek tek optimizasyonunun yanı sıra eş zamanlı optimizasyonu da yapılmıştır. Eş zamanlı optimizasyon için gri ilişkisel analiz yöntemi kullanılmıştır. Deneylerde farklı mühendislik malzemeleri (Al 7075, AISI 304, Ti6Al4V ve Inconel 718) kullanılmıştır ve bu malzemeler için optimum işleme şartları belirlenmiştir. Ölçülen çıktıları deney yapmadan tahmin edebilmek için regresyon analizi ve bulanık mantık ile modelleme çalışmaları yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre oluşturulan tahmin modellerinin mikro frezelemede takım aşınmasını, yüzey pürüzlülüğünü, kesme kuvvetlerini ve çapak genişliğini tahmin etmede kullanılabileceği görülmüştür. Mikro frezelemede kesici takım çapının, takım yollarının ve yüksek hız kafası kullanmanın çıktı performansları üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Mikro frezeleme operasyonları maliyeti yüksek olan yüksek hızlı tezgahlara ihtiyaç duymaktadır. Yüksek hız kafası kullanıldığında ise maliyet düşmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada standart tezgaha takılan yüksek hız kafasının performansı nasıl etkilediği de incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada konvansiyonel (makro) frezelemede kullanılan mekanistik kuvvet modelleme yaklaşımları mikro frezeleme prosesine uyarlanmıştır. Yapılan analizler sonucunda mekanistik kuvvet modelinin işleme şartları doğru seçildiği zaman mikro frezelemede kullanılabileceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of the machining conditions on the tool wear, surface roughness, cutting forces and burr formation in the micro surface or slot milling were experimentally investigated. Experiments were carried out by using Taguchi orthogonal array. Spindle speed, feed rate and depth of cut were taken as machining conditions at the experiment sets. The signal-to-noise (S/N) ratio, and the analysis of variance (ANOVA) are employed to analyze the effect of the machining conditions. By using Taguchi's S/N ratio, optimum machining conditions were determined for each output. It was found that which parameters were efficient on measured outputs with ANOVA. Not only single optimization of measured outputs but also simultaneous optimization of measured outputs were done. Grey relational analysis method was used for simultaneous optimization. Various engineering materials (Al 7075, AISI 304, Ti6Al4V and Inconel 718) were used at the experiments and optimum machining conditions were determined for these materials. Modelling studies were made with regression analysis and fuzzy logic to predict the measured outputs without conducting experiment. It was seen that prediction models establishing according to experimental results could be used for predicting tool wear, surface roughness, cutting forces and burr width in the micro milling. The effects of the cutting tool diameter, tool paths and use of high speed spindle attachment in micro milling on output performances were also investigated. Micro milling operations need high speed machines, which have high cost. When high speed spindle attachment is used, the cost decreases. Therfore, in this study, it was also investigated that how high speed spindle attachment fitted to standard machine affected the performance. Furthermore, in this study, mechanistic force modelling approaches used at conventional (macro) milling were adapted to micro milling process. From results, it was seen that mechanistic force model could be used in micro milling when machining conditions were selected properly.
Benzer Tezler
- Fe-B esaslı sert dolgu elektrot alaşımının özellikleri üzerine W, Nb ve Cr ilavesinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of added W, Nb and Cr on the properties of Fe-B based hard filler electrode alloy
ORHAN AKYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN
- Bilgisayarlı mikro tomografi tarama izdüşümlerinin farklı cebirsel geri çatma yöntemleri ile analizlerinin incelenmesi
Investigation of analysis of computed micro tomography projection using different iterative reconstruction methods
GÖKER KÜLÜŞLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- An investigation on enhancement in wear resistance of hardfacings
Sert dolgu kaplamaların aşınma direncini artırmaya yönelik bir araştırma
SHAIKH ASAD ALI DILAWARY
Doktora
İngilizce
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- TiN-Sb nanokompozit ince filmlerin hibrit yöntemle kaplanması ve karakterizasyonu
Production and characterization of nanocomposite TiN-Sb by hybrid-coating system
MEHMET BARIŞ DARYAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Niyobyum borür katkılı Al5Si hibrit tozların ve kompozitlerin mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Developing and characterization of niobium boride reinforced Al5Si hybride powders and composites with mechanical alloying and pressureless sintering methods
EZGİ BURCU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU