Tool wear estimation by determining the effect of parameters

ÖZETTAKIM AŞINMASININ ÇALIŞMA PARAMETRELERİNİN ETKİLERİNİN BELİRLENMESİ YOLU İLE TAHMİN EDİLMESİHavacılık sektöründe imalat prosesleri arasında delik delme prosesi önemli bir paya sahiptir ve diğer talaşlı imalatların ardından son operasyon olarak özellikle türbin diskleri üretiminde yoğunlukla kullanılmaktadır. Delik delme prosesi talaşlı imalat zamanlarının üçte birinden fazlasını kapsamaktadır. Proses izleme yöntemleri ve teknolojisiyle takım aşınmasını azaltıcı, takım ömrünü arttıracak her türlü gelişme talaşlı imalat açısından büyük bir adım oluşturacaktır. Uçak motoru imalatında üretim öncesi yapılan takım aşınması modellemeleri ile en uygun ve düşük maliyetli takım parametreleri, proses parametreleri bulunması sağlanmalıdır. Bu tezde karbür matkapların ve raybaların geometrik özellikleri kullanılarak takım aşınmasının modellenmesi ve bu modellerin doğruluğunun, çalışma aralıklarının sonlu elemeanlar yöntemiyle belirlenmesi hedeflenmiştir.21. yüzyılda havacılık sektöründe özellikle talaşlı imalat ile üretilen türbin disklerinde delik delme işlemi oldukça geniş yer almaktadır. Delik delme takımları en yaygın kullanılan ve geometrisi en zor çözülebilen takımlardır. Ortogonal testler ile karbür takımların oblik olarak modellenmesi üzerine bir çok çalışma yapılmıştır. Diğer talaşlı imalat türleri arasında en çok kullanılan takımlar delik delme takımlarıdır. Havacılıktaki metal kaldırma teknolojilerinin %40 nı delik delme prosesi oluşturmaktadır. Diğer taraftan son yıllarda metal işleme teknolojilerin kapasitesi ve kompleksliği artmaktadır. Temel basit takımlar yerine daha çok esnek özelliklere sahip, uzun dayanımı olan, çeşitli kaplama teknolojileri uygulanmış ve bilgisayar kontrollu (CNC) üretim ile geniş bir yelpaze ortaya çıkmaktadır. Son yıllarda üretim teknolojileri tamamen otomotize yöntemlere doğru kaymakta ve takım ömrü, takım aşınmasının anlık izlenilebilirliği gibi konular daha fazla önem kazanmaktadır. Araştırıcıların önünde takım aşınması ve takım kırılması tahmini gibi çözümlenememiş problemler imalat literatüründe oldukça önemli bir yer almaktadır. Bu çalışmada hedeflenen üretim öncesi takım aşınmasını modellemek ve takım ömrünü üretim başlamadan %85 oranında tahmin etmektir.ABSTRACTTOOLS WEAR ESTIMATION BY DETERMINING THE EFFECT OF PARAMETERSHole making is one of the most important processes in aerospace manufacture and is often the last operation performed after turning and broaching. Monitoring of tool wear is one of the most important technologies for machining and it is a very big step in manufacturing literature. Most of the researchers would like to know tool wear before manufacturing. In aerospace manufacturing area, production parameters should be determined by these kinds of modeling before the manufacturing. In this thesis, hole-making process will be examined and tool wear of drill and ream will be estimated with different approaches and validated by experiments. Significance of parameters will be defined and max tool wear will be estimated by torque value after this study.Hole making is a material removal process that has been widely used in manufacturing for aerospace since the 21st century. When the reputation of the cutting processes is considered, drilling is one of the most common machine tool operations among the metal cutting operations such as turning, milling and grinding. On the other hand, recent years have witnessed a dramatic increase in the complexity and capabilities of metal cutting technology. Simple machine tools have been replaced by flexible and computer-integrated manufacturing systems. The computer numerically controlled (CNC) machine tools are now widely used in industry for achieving productivity performance goals. As manufacturing technology has been moving to the stage of full automation over the years, monitoring of tool wear condition has gained substantial importance in order to prevent tool failures. Thus, it is possible to increase machine utilization and decrease production cost in an automated manufacturing environment. Yet, tool wear and tool breakage are still unsolved primary problems in metal cutting process, though a considerable amount of research has been done in the literature. The objective of this study is modeling the tool wear and predicting the tool life by % 85 before production takes place