Yüksek devi̇r sağlayıcı kullanılarak frezeleme operasyonlarının şeki̇l, konum ve boyut toleransları ile enerji̇ tüketi̇mi̇ne etki̇si̇ni̇n incelenmesi̇

Abstract

İnsanlığın küresel ısınma ve çevre kirliliği vb. önemli olaylar ile karşı karşıya olduğu bu dönemde enerji tüketimi her geçen gün önemini artırmaktadır. İleri teknolojiye sahip olan sanayilerde elde edilen iş parçalarının, artan kalite gereksinimleri bulunmaktadır. Söz konusu gereksinimleri elde etmek için tüketilen enerji miktarı arasındaki rekabet oldukça etkileyici durumdadır. Üretilen iş parçasının en önemli gereksinimleri, boyutsal doğruluk ve yüzey pürüzlüğüdür. Talaşlı imalat endüstrisinde takım tezgâhları, işlenecek malzeme, kesici takımlar ve kesme parametrelerinin verimliliği üzerine yıllardır araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar sonucunda takım tezgâhlarının enerji tüketimini doğru bir şekilde karakterize etmek, üretim enerji verimliliğini artırmak ve bunlarla ilişkili parametrelerden en iyi sonuçların elde edilmesi için yapılan araştırmaların artırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, talaşlı imalat faaliyetlerinde yaygın bir uygulama alanı bulunan frezeleme operasyonun yüksek devir sağlayıcı kullanılarak malzemenin işlenmesi sonucunda, tezgâhın enerji tüketimindeki karakterizasyonu incelenmiştir. CNC tezgahının işleme merkezine adapte edilecek yüksek devir sağlayıcının devir artış oranı 1:5 oranındadır. Bu oran sayesinde düşük devirlerde çekilen güç ile yüksek devir elde edilerek enerji tüketimindeki değişim ve ürün kalitesindeki durum belirlenmiştir. Bu kapsamda gerçekleştirilecek işlemlerde optimum kesme parametrelerinin belirlenebilmesi için Taguchi Metodu kullanılmıştır. Taguchi metodu, imalat aşamalarında ürünlerin maliyetine ve kalite değerine etki etmekte olan, kesme koşullarını optimize edilmesinde kullanılan etkili bir yöntemdir. Bu yöntemle deney sayısı büyük oranda azaltılmakta ve süre kaybı minimum seviyeye indirilmektedir. Bu sebeple, yapılan araştırmada optimum kesme koşullarının tespit edilmesi için Taguchi metodu tercih edilmiştir. Bu sayede frezeleme operasyonları gibi talaşlı imalat işlemlerin gerçekleştirildiği takım tezgâhlarındaki güç tüketiminin azaltılması, maliyet-etkin ürünler oluşturulması hedeflenmiştir.

Energy consumption is gaining more and more importance as humanity faces important problems such as global warming and environmental pollution. In addition, the conflict between the increasing quality requirements of the workpieces produced in high-tech industries and the amount of energy spent for production becomes remarkable. The most important requirements of a workpiece are dimensional accuracy and surface roughness, and research has been carried out for years on the efficiency of machine tools, material to be processed, cutting tools and cutting parameters in the machining industry. As a result of these studies, there is a need to increase the researches in order to accurately characterize the energy consumption of machine tools, to increase the production energy efficiency and to obtain the best results from the parameters associated with them. In this study, the characterization of the machine in energy consumption, as a result of processing the material using the high-speed generator of the milling operation, which has a common application area in machining activities, was investigated. The speed increase ratio of the high speed provider to be adapted to the machining center of the CNC machine is 1:5. Thanks to this ratio, the change in energy consumption and product quality were determined by obtaining high speed with the power drawn at low speeds. In this context, the Taguchi Method was used to determine the optimum cutting parameters in the operations to be carried out. The Taguchi method is an effective method in optimizing the cutting parameters that affect the product cost and quality during the manufacturing stages. With this method, the number of experiments is significantly reduced and time loss is minimized. For these reasons, the Taguchi method was preferred to determine the optimum cutting parameters in the study. In this way, it is aimed to reduce power consumption in machine tools where machining operations such as milling operations are carried out and to create cost-effective products.