Serbest şekilli yüzeylerin işlenmesinde işleme parametrelerinin form hatalarına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Serbest şekilli yüzeylerin imalatı; ulaşım, elektronik ve havacılık sanayisinde oldukça önemlidir. Bu yüzeylerin imalatında işleme verimliliğinin artırılması ve ideal forma yaklaşılması işleme parametrelerinin optimizasyonu sayesinde elde edilir. Bu çalışmada, B-Spline eğriler ile oluşturulan serbest şekilli bir yüzeyin imalatında farklı takım yollarının form hatalarına etkileri araştırıldı. B-spline eğrisi MATLAB ortamında hazırlanan program kullanılarak elde edildi ve bu eğrilerin tensörel çarpımıyla yüzey oluşturuldu. Serbest şekilli forma sahip bu yüzey BDT (Bilgisayar Destekli Tasarım) ortamında katı hale getirildi ve BDİ (Bilgisayar Destekli İmalat) programından yararlanarak takım yolları oluşturuldu. Serbest şekilli yüzey kaba, ara kaba ve ince olmak üzere üç aşamada işlenmiştir. Kaba işlemesi sabit (HM kaba) olmak üzere, üç farklı ara kaba yöntemi ( ara kaba, kontür kaba, paralel kaba) ve dört farklı ince işleme yöntemi (eğriye paralel, paralel tarama, paralel doğrusal, paralel sabit z) uygulanarak 12 adet numune işlendi. İşlenen numuneler, 3B tarama yöntemi ile taranıp yüzey haritaları çıkarıldı. Yüzey 9 farklı bölgeye bölünerek her bölgeden genişliğine göre ortalama 12 noktadan koordinat (X,Y,Z) ölçümleri alınarak referans yüzeydeki ölçüler ile karşılaştırıldı. Yüzey form hatası bakımından en iyi olan ara kaba takım yolu yöntemi Kontür Kaba ve finish(son işleme) takım yolu yöntemi Eğriye Paralel olarak belirlendi. En kötü sonucu veren ara kaba takım yolu yöntemi Paralel kaba ve finish takım yolu yöntemi ise Paralel Tarama olarak belirlendi. En iyi sonucu veren takım yolunda form hatalarının yoğun olduğu bölgelerde ilerleme %10 azaltılarak %17'ye varan iyileştirme elde edilmiştir.

Production of freeform surfaces is very important for transportation, electronics and aerospace industries. To increase the processing efficiency and to approach the ideal form for manufacturing of this surface is achieved through the optimization of processing parameters. In this study, we investigate the effects of different tool path on form error which appearance the manufacturing of freeform surface formed by the B-spline curves. B-spline curves were obtained using a program developed in MATLAB and generated surface of the tensor multiplication of the curve. With free-form surface has become solid at CAD (Computer Aided Design) and tool paths was created by using CAM(Computer Aided Manufacturing) program. Sample was machined three levels as rough cut, semi rough cut and finish cut. Rough cut (HM rough) which was same for all sample, three different semi rough method (semi rough, counter rough, parallel rough) and four finish cutting method (curve parallel, parallel scanning, parallel linear, parallel fixed z) was apllied and 12 samples was machined. The machining samples were scanned with a 3D surface scanning method have been mapped. Surface was divided by 9 different regions and 10-14 between point which was relatived to wide of surface was measured for cordinate point (X,Y,Z) on every region, later the measured was compared with measurements on the reference surface. The best semi rough tool path was determined by Counter Rough and finish tool path was determined by Curve Parallel. The worst semi rough tool path was determined by Parallel Rough and finish tool path was determined by Parallel Scanning. Improvements of up to 17 was obtained by feed was reduced %10 in the regions where intensive forms of error in the best results of tool path.