Analysis of tool life for tungsten carbide helical end mills in milling aerospace aluminum

Günümüzün rekabetçi havacılık ve uzay endüstrisinde yüksek hız, yüksek hassasiyet ve düşük maliyette üretime olan talep gün geçtikçe artmaktadır. Airbus?un yayınladığı raporlara göre dünya üzerindeki yolcu uçaklarının sayısı her 15 senede bir iki katına çıkmaktadır. Frezeleme, jet motoru ve yapısal elemanlar gibi birçok uçak parçasının üretiminde kullanılan en yaygın ve önemli yöntemlerden biridir. Havacılık ve uzay endüstrisinde üretilen parçaların ağırlıklarının azaltılması için, kaba malzemenin hacimsel olarak %90-95?inin talaş olarak atılması sıklıkla gerçekleşen bir durumdur. Bu nedenle, en iyi üretim koşullarının ve en uygun kesici takımların seçiminin bilimsel temellere dayandırılması yüksek kaliteli ürünlerin düşük maliyet ve kısa süre içerisinde üretilmeleri açısından elzemdir. Üretim süresinin azaltılması için kesme hızlarının arttırılması ise kesme kuvvetleri, ortaya çıkan ısı ve işlem sıcaklıklarının tümünün artmasına neden olmaktadır. Oluşan bu zor şartlar takım aşınmasını hızlandırmaktadır. Böylece aşınan takımlar daha da yüksek kuvvetler oluşturmakta ve üretilen yüzeyin kalitesini düşürmektedirler. Bunlara ek olarak üretilen parça ve takım üzerindeki şekil bozuklukları ile hurdaya çıkan parça sayısı artmakta ve bazı durumlarda aşınan bu takımlar beklenmeyen ani ve büyük hasarlara yol açmaktadırlar. İş güvenliği, takım tezgâhı ve iş parçasının üzerindeki olumsuz etkilerinin yanı sıra, takım maliyetleri üretim maliyetlerinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Bu nedenle takım ömürlerinin hassas tahmini ve eniyilemesi hem akademik hem de endüstriyel açıdan önemli bir araştırma konusudur. Bu çalışmada uzay ve havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Alüminyum 7050 alaşımının frezelenmesinde kullanılan parmak frezelerin ömürleri deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma, Türk Havacılık Endüstrisi (TAI)?nin desteği ile gerçekleştirilmiş, kesici takımlar ile iş parçaları TAI tarafından sağlanmıştır. Öncelikle frezeleme sırasında takımların maruz kaldıkları kuvvetler freze alt yüzeyinin de etkileri göz önüne alınarak mekanistik kalibrasyon yöntemi ile modellenmiş ve bu kuvvetler Mori Seiki NMV5000 DCG dikey işleme tezgahında yapılan deneylerle doğrulanmıştır. Daha sonra bu değerler kullanılarak işlem sırasında açığa çıkan ısı ve takım üzerindeki sıcaklık dağılımı hesaplanmıştır. Hesaplanan sıcaklıklar, Koç Üniversitesi Üretim ve Otomasyon Araştırma Merkezi bünyesinde yapılan kızılötesi sıcaklık ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Bir sonraki adımda sıcaklık ve kuvvet bilgileri kullanılarak takım aşınması incelenmiş ve yapılan deneylerle karşılaştırılmıştır. Aşınmanın yüzey kalitesine olan etkisi üretilen yüzeylerin pürüzlülüklerin bakılarak incelenmiştir. Son olarak uygun kesme şartları ve kesici takımlar seçilerek takım maliyetlerinde %85?e varan iyileştirmeler yapılabileceği gösterilmiştir.