Modeling of five-axis ball-end milling process for freeform surfaces

Serbest yüzey geometrilerinin 5 eksenli frezelenmesi, operasyonun karmaşıklığı sebebiyle zorlayıcı ve maliyeti yüksektir. Kesme işleminin mekaniğinin anlaşılması, üretim verimliliğini arttırmak için gerekli olan en iyi kesme parametrelerini seçme konusunda proses mühendislerine yardımcı olur. Bu araştırma tezinin temel amacı, `blade`, `impellar` ve `blisk` gibi karmaşık geometriye sahip iş parçalarının 5 eksenli frezeleme işlemi mekaniğine ışık tutup bu sürecin verimliliğini arttırmaktır. Bu araştırmanın literatüre katkısı, takım-iş parçası temasını esas alarak yenilikçi bir kesici kuvvet modeli ve yeni bir kesme kuvveti katsayısı belirleme yöntemidir. Kesme işlemi verimliliği, geliştirilen kesme kuvveti modeline dayanarak, ilerleme hızı planlanması, takım eğilmesinin modellenmesi, takım oryantasyonun tanımlanması ve yüzey oluşumun modellenmesi yapılarak arttırılmıştır. Eksen ve eğim açılarının, esnek parçaların 5 eksenle yarı küresel uç ile frezeleme işleminde, kesme kuvveti, tork, eğilme ve yüzey kalitesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Buna dayanarak, standart altı ürünlerden kaçınmak için uygun takım oryantasyonu seçmeye yönelik yeni bir strateji önerilmiştir. Önerilen stratejinin yeniliği yukarıdaki parametreleri göz önüne alarak uygun takım oryantasyonu öneren mekanik temelli bir referans haritası sunmasıdır. Bu yaklaşımın etkinliği deneysel olarak gösterilmiştir.