Modeling of cutting forces for 5-axis ball-end milling of free-form surfaces

5-eksen frezeleme süreçleri, yüzey kalitesinin ve bütünlügünün önemli oldugu ve üretim toleranslarinin çok dar oldugu uçak-uzay, kalip ve biyomedikal endüstrilerinde yaygin olarak kullanilmaktadir. Bu endüstrilerde üretkenligi düsürmeden yüzey kalitesi ve bütünlügünün iyilestirilmesi büyük önem arz etmektedir.CAD (bilgisayar destekli tasarim)/CAM (bilgisayar destekli imalat), kesici takim ve takim tezgahi teknolojilerindeki gelismeler yüksek hassasiyete sahip parçalarin daha kisa sürede üretilmesine olanak saglamistir. Istenilen kalitenin ve üretkenligin saglanabilmesi için ilerleme hizi, is mili devri, eksenel ve radyal dalma derinlikleri dogru bir sekilde seçilmelidir. Bu parametreler is parçasinin, takimin ya da takim tezgahinin zarar görmesini engellemek amaciyla çogu zaman rastgele ya da konservatif olarak seçilmektedir. Sonuç olarak, bu seçim kriteri mühendislik tecrübesine ya da deneme-yanilmaya dayanmaktadir. Bu bakimdan, parça üretilmeden önce frezeleme süreçlerinin sanal talasli imalat simülasyonu giderek artan bir talep halini almistir.Bu tezde, serbest yüzey geometrilerine sahip parçalarin 5-eksen küresel frezeleme süreçleri için sanal talasli imalat simülasyon modeli sunulmustur.5-eksen frezeleme kinematigi 3-eksen frezeleme kinematiginden farkliliklar göstermektedir. Bundan dolayi, 5-eksen takim tezgahlarinin kinematik modellenmesi yapilmis ve degisken ilerleme hizlarini destekleyen genelgeçer bir son-islemci (post-processor) gelistirilmistir. Ayrica, NC (nümerik kontrol) kodlarindan takim tezgahinin hareketlerini simüle edebilen bir sanal makine simülasyonu modeli sunulmustur.Talasli imalatta kesme kuvvetleri tahmini is parçasi ile takimin temas bölgesini belirleyerek yapilmaktadir. Bu bilgi, islenmis parçadan takim ekseni boyunca ayrik diskler için giris ve çikis açilari seklinde ifade edilmektedir. 5-eksen küresel frezeleme için takim-is parçasi temasini bulabilmek için ayrik modellemeye dayali bir takim-is parçasi temas modeli (Three-Orthogonal Dexelfield) gelistirlmistir. Bu modelin sonuçlari kati model tabanli takim-is parçasi temasi modeli ile karsilastirilmistir.5-eksen küresel frezeleme süreçlerinde kuvvet tahmini yapabilen bir model ortaya konulmustur. Kesme kuvveti modellemesi sabit eksen takimi (tabla tipi dinamometre) ve döner eksen takimi (döner eksenli dinamometre) için yapilmistir. Ortaya konulan bu model modüler olup farkli is parçasi geometrileri, takim hareketleri ekstra bir analize gerek kalmadan bu modele dahil edilebilmektedir. Bu çalismada bir çok gerçekleme testi sunulmus olup, gerçekleme testleri göstermistir ki ortaya konulan model hesaplama açisindan verimlidir ve kuvvet tahminleri deneysel verilerle iyi bir uyum sergilemektedir.