Mikro Talaşlı İmalat İşlemleri İçin CNC Freze Tezgahının Statik Yapısal Analizi

Abstract

Bu çalışmada, mikro frezeleme işlemleri için özel olarak geliştirilen CNC (bilgisayarlı nümerik kontrol) freze tezgahının sonlu elemanlar (FE) yöntemine dayanarak yapısal analizi gerçekleştirilmiş ve farklı yapısal koşullar altında gerilme ve deformasyon dağılımı hesaplanmıştır. Analiz sürecinde, belirli sınır koşulları ve iş miline uygulanan kuvvet altında yan plakalarda oluşan gerilme yığılmaları ve deformasyon miktarları incelenmiştir. Yan plakalar için çeşitli modeller tasarlanmıştır. Bu tasarımlar yan plakaların iç köşe kavis yarıçapı ve dış köşe pah ölçüsü değiştirilerek ve parçalı yan plaka oluşturularak yapılmıştır. Yan plakalar için farklı eleman boyutları kullanılarak ağ boyutu analizi de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara dayanarak, parçalı yan plaka analizinde alt parçanın neredeyse rijit bir davranış sergilediği görülmüştür. Yan plaka üst parçası için optimum kavis yarıçapı da belirlenmiş ve dış köşelerin sonuçlar üzerinde çok önemli bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir. Vidalı mil, destek milleri ve iş mili yatağı için de analizler gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda destek millerinin gövdeden çıkartılmıştır.

In this study, the structural analysis of the CNC (computer numerical control)milling machine developed specifically for micro milling operations was performed based on the finite element (FE) method and the stress and deformation distribution was calculated under different structural conditions. In the analysis process, the stress accumulation and deformation amounts on the side plates were investigated under the given boundary conditions and force applied to the spindle. Various models have been designed for the side plates. These designs were made by changing the inner corner curve radius and outer corner chamfer dimension of the side plates and making a segmented side plate. The analysis of the mesh size was also performed for the side plates using different element sizes. Based on the results obtained, it was observed that the lower part almost showed a rigid behavior in the segmented side plate analysis. The optimum curvature radius for the side plate upper part was also determined and it was found that the outer corners had no significant effect on the results. Analyzes were also performed for the ball screw, support shafts and spindle bearing. As a result of the analysis carried out, the support shafts were removed from the body.