İş parçasının takım tezgahlarına pratik bir şekilde bağlanmasını sağlayacak vakum mengene sistemi geliştirilmesi
Development of vacuum vice system for practical connection of workpiece to machine tools
Yazar: ONUR OĞUZ
Danışman: PROF. DR. MURAT SARIKAYA
Sinop Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli üretim = Computer aided manufacturing ; Bilgisayarlı bütünleşik üretim = Computer integrated manufacturing ; CNC frezeleme = CNC milling ; Esnek üretim sistemleri = Flexible manufacturing systems ; Talaşlı üretim = Machining

Özet:
Bu tezde, talaşlı imalat süreçlerinde üretim verimliliğini artırmaya yönelik bir vakum
mengene tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiş ve vakum mengene sisteminin geleneksel
parça bağlama yöntemine kıyasla üretim sürecine sağladığı avantajlar ve dezavantajlar
analiz edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, 3 boyutlu olarak tasarlanan vakum mengene
sisteminin CNC freze tezgâhında maruz kalacağı en yüksek kesme kuvvetine
dayanıklılığını değerlendirmek amacıyla statik ve yarı statik analizler yapılmıştır. Daha
sonra, analizlere göre nihai tasarımı elde edilen vakum mengene sistemini üretmek için,
300x200x30 mm boyutlarındaki 7000 serisi alüminyum malzeme CNC freze tezgahında
işlenmiştir. İşlenen malzemenin aşınma ve darbe direncini arttırmak amacıyla yüzeyler
eloksal kaplama işlemine tabi tutulmuştur. Üretilen vakum mengene, parça tutma
kapasitesi, titreşim, basınç, yüzey teması ve yüzey pürüzlülüğü gibi parametrelerle test
edilmiştir. Yüzey teması ve parça tutma testleri sonucunda elde edilen verilere göre
iyileştirme çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda, temas yüzeyinin pürüzlülüğünün
arttırılması ve yumuşak conta kullanımıyla birlikte mengenenin parça tutma yeteneği
önemli oranda iyileştirilmiştir. Son bölümde, vakum mengenesi ve normal mengenede
tutulan iş parçalarının CNC freze tezgahında işlenmesi sonucunda elde edilen yüzey
pürüzlülüğü ve titreşim verileri karşılaştırılmıştır. Vakum mengenesiyle elde edilen
sonuçların normal mengene sonuçlarına göre yaklaşık %7-10 oranında daha iyi olduğu
tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, vakum mengenesi kullanımının üretim süresini
kısalttığını ve ürün yüzey kalitesini artırdığını göstermiştir. Özetle, vakum mengenesinin,
hemen hemen tüm sektörlerde ve uygulamalarda parça tutucu olarak kullanılabileceği ve
geleneksel mengeneye kıyasla daha verimli bir seçenek olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this thesis, a vacuum holder system was designed and manufactured to enhance production efficiency during machining process and the advantages and disadvantages of the vacuum vise system in production process compared to the traditional clamping method were analyzed. In the first phase of the study, static and quasi-static analyses were performed to evaluate the resistance of the three dimensional designed vacuum vise under maximum cutting forces it would be subjected to on CNC machining center. Later, to produce vacuum vise system whose final design was obtained according to the analysis, 7000 series aluminum material with dimensions of 300x200x30 mm was machined on CNC machining center. In order to increase wear and impact resistance of the machined material, its surfaces were subjected to anodized coating process. Machined vacuum vise was tested with parameters such as part holding capacity, vibration, pressure, surface contact and surface roughness. Relying on the data obtained from the surface contact and part holding tests, improvement works were carried out. In these works, by increasing the roughness of the contact surface and using soft seals, part holding ability of the vacuum vise was significantly improved. In the final section, surface roughness and vibration data obtained from machining the workpieces held by vacuum vise and normal vise on CNC machining center were compared. It was indicated that the results obtained with the vacuum vise were approximately 7-10% better than those with the normal vise. Obtained findings showed that using vacuum vise shortens production time and improves product surface quality. In summary, it was concluded that vacuum vise can be used as a workholding device in almost all industries and applications and is more efficient option compared to the traditional vise.