Yüksek hızlı-yüksek hassasiyetli CNC işleme G-kodlarının form hatalarının iyileştirilmesine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of high-speed-high-precision CNC machining G-codes on the improvement of form errors
Yazar: OĞUZHAN AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARKIN BAKIR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Serbest şekilli yüzeyler havacılık, biyomedikal, otomotiv, ulaşım ve elektronik sanayisinde oldukça önemli bir yere sahiptir. Bu yüzeylerin imalatında işleme verimliliğinin yüksek ve form hatalarının az olması işleme parametrelerine (kesme hızı, ilerleme, takım yolu, talaş derinliği, kullanılan takım vs.) bağlıdır. Bu parametrelerin her birinin serbest şekilli yüzeyin imalatına etkisi farklıdır. Bu parametrelerin en uygun olan değerlerinin kullanılması imalat edilen serbest şekilli yüzeyin kalitesini yükseltir.
Kanat profili veya airfoil kanat, pervane, dümen, yelken gibi bir akışkan içinde hareket eden nesnelerin 2 boyutlu kesitidir. Hava, su gibi herhangi bir akışkan içinde hareket eden taşıta en uygun taşıma ve sürükleme oranın vermek için tasarlanmış kıvrımlı, düz ve genellikle damla şeklindeki kesitlerdir. Kanat profili imalatında işleme verimliliğinin yüksek ve form hatalarının az olması gerekmektedir. Bu sayede kanat profiline uygun taşıma ve sürükleme oranı elde edilebilir. Uygun ve verimli işleme kesme hızı, ilerleme, takım yolu, talaş derinliği, kullanılan takım, kullanılan işleme makinesini özellikleri ve hassasiyeti vs. bağlıdır. Bu parametrelerin her birinin kanat profili imalatına etkisi farklıdır. Bu parametrelerin en uygun olan değerlerinin kullanılması imalat edilen kanat profili yüzey kalitesini yükseltir.
Bu çalışmada, NACA2412 kanat profili imalatında kesme parametrelerinin ve işleme tezgahının özelliklerinin kanat profilinin form hatalarına olan etkisi araştırılacaktır. NACA2412 kanat Bilgisayar Destekli İmalat programı ESPRİTCAM sayesinde takım yolları oluşturulacaktır. Kanat profili, kaba ve ince olmak üzere iki aşamada işlenecektir. Kaba işleme sabit şartlarda işlenecektir. İnce işleme için farklı değerde ilerleme hızı, Ae (yanal kayma) (Scallop Yüksekliği), kesme hızı ve işleme stratejisi seçilecektir. Bu değerler kullanılan takımın üreticisi olan firmanın kataloğundan veya akademik literatür taraması sonucunda belirlenecek ve bir deney seti elde edilecektir. Bu deney seti sonucunda form hatasının en fazla olduğu şartlar tespit edilecektir.
Daha sonra form hatasının en fazla olduğu şart kullanılarak tekrardan işleme yapılacaktır. İşleme yapılırken tezgâhta bulunan yüksek hız- yüksek hassasiyet ile işlemeye olanak sağlan kodlar kullanılacaktır. Tüm deneylerde küre takım kullanılacaktır ve her 3 numunenin işlenmesinden sonra takım değiştirilecektir. Böyle yapılarak takımın yıpranmasından dolayı meydana gelen form hataları engellenecektir.

Abstract:
Freeform surfaces have an important place in aerospace, biomedical, automotive, transportation and electronics industries. In the manufacturing phase of these surfaces, high machining efficiency and low form defects depend on parameters such as cutting speed, feed, tool path, chip depth, tool used etc. The effect of each of these parameters on the manufacture of the free-form surface is different. The use of ideal values for these parameters improves the quality of the freeform surface produced.
An airfoil or airfoil is a 2D cross-section of objects moving in a fluid, such as a wing, propeller, rudder, sail. They are curved, straight and usually drop-shaped sections designed to give the vehicle moving in any fluid, such as air or water, the optimum transport and drag ratio. In wing profile manufacturing, processing efficiency should be high and form errors should be low. In this way, carrying and drag ratio suitable for the wing profile can be obtained. Appropriate and efficient machining cutting speed, feed, tool path, depth of cut, tool used, machining machine features and precision etc. it depends. The effect of each of these parameters on the airfoil manufacturing is different. Using the most suitable values of these parameters increases the surface quality of the manufactured airfoil.
In this study, the effects of cutting parameters and machining machine properties on the form errors of the wing profile will be investigated in the production of NACA2412 airfoil. Tool paths will be created thanks to the NACA2412 blade Computer Aided Manufacturing program ESPRITCAM . The wing profile will be processed in two stages as coarse and fine. Roughing will be machined in stationary conditions. Different value feedrate, Ae (lateral shift) (Scallop Height), cutting speed and machining strategy will be selected for finishing. These values will be determined from the catalog of the company that is the manufacturer of the set used or as a result of the academic literature review and an experimental set will be obtained. As s result of this set of experiments, the condition with the highest form error will be determined.
Reprocessing will be done using the condition with the highest form error.While processing, the  G codes that allow processing with high speed and high accuracy will be used. A spherical tool will be used in all experiments and the tool will be changed after processing every 3 samples. By doing this, form errors due to wear of the tool will be prevented.