Turk J Engin Environ Sci25 (2001) , 19 – 30.c© TUBITAK

Baglama Kalıbı Tasarımında Baglama Kuvveti HesaplarınınOtomasyonu

Zafer TEKINERGazi Universitesi, Teknik Egitim Fakultesi,

Ankara-TURKIYEUlvi SEKER

Gazi Universitesi, Teknik Egitim Fakultesi,Ankara-TURKIYE

Gelis Tarihi 15.04.1999

Ozet

Baglama kalıbı kullanmayı gerektiren bir uretim diliminde, uretimi yapılacak parca uzerine uygulanacakbaglama kuvvetlerinin tesbiti buyuk onem arzetmektedir. Bu calısmada, baglama kalıplarında etkili olankesme ve baglama kuvvetlerinin bilgisayar ortamında otomatik olarak hesaplanması gerceklestirilmistir.Gelistirilen sistemde, baglama duzenleri baslıca uc katagoriye indirgenmis ve bu uc baglama tipi icinsuperpozisyon prensibine dayalı statik denge denklemleri duzenlenmistir. Programda, kullanıcıdan inte-raktif olarak cok az bir bilgi alınmak suretiyle, kesici takım seciminden uc secimine kadar pek cok islemotomatik olarak gerceklestirilmektedir. Malzeme ve kesici takımlara ait detaylı veri tabanları kullanılarakoncelikle talas kaldırma sırasında olusan kesme kuvvetleri belirlenmekte, baglama yonteminin secimiyle debaglama kuvvetlerinin otomatik olarak hesaplanması gerceklestirilmektedir. Program Delphi 3,0 dilindehazırlanmıs olup, baglama kalıbı tasarımı icin gerceklestirilecek pek cok sisteme adapte edilebilecek modulerbir yapıdadır.

Anahtar Sozcukler: Baglama Kalıbı, kuvvet analizi, baglama kuvvetleri, kesme kuvvetleri

Automation of Clamping Force Calculation in Fixture Design

Abstract

In a manufacturing process which requires a fixture as clamping device, the determination of clampingforces to be applied on the part that will be manufactured is important. In this work, the effective cuttingand clamping forces in fixtures were calculated automatically using computers. In the developed system,clamping orders are mainly reduced to three types For these three clamping types, statical equilibriumequations based on the superposition rule were prepared. In the program many operations, from cuttingtool selection, to insert selection are carried out automatically by interactively receiving little informationfrom the user. By a using detailed database concerning the part material and cutting tool, first cutting forcesduring machining are determined and then, by choosing a clamping method, clamping forces are calculatedautomatically. The program is written in Delphi 3.0 and it has a modular structure that can be adapted tomany systems which will be developed for fixture design.

Key Words: Fixtures, force analysis, clamping forces, cutting forces

19

TEKINER, SEKER

1. Giris

Baglama, bir is parcasının isleme operasyonlarısırasında onceden belirlenmis bir pozisyonda, em-niyetli bir sekilde tutulmasını ifade eder. Baglamakalıbı kullanmayı gerektiren bir uretim diliminintipik fonksiyonları; yukleme, baglama ve talaskaldırma gibi temel faaliyetlere ilaveten yerlestirme,destekleme ve konuma getirmedir. Yerlestirme,baglama ve gerekli pozisyonda takıma klavuzluketme, uretilen is parcasının hassasiyetinde onemli birrol ustlenir (Seker 95).

Baglama kalıbında, uretimi yapılacak parcauzerine destekleme ve sıkma kuvvetleri uygulanarakparcanın istenilen konumda tutulması saglanır.Tasarım asamasında is parcasının desteklenmesi,konumlanması ve baglanması icin gerekli analizleriyi yapılmalıdır. Kesici takımla is parcası arasındakiiliski, is parcasının konumu, kesme kuvvetlerine karsıis parcasının arzu edilen pozisyonda baglanması,kesme ve sıkma kuvvetlerinin is parcası uzerindeolusturacagı deformasyon etkileri vb. konular gozonunde bulundurularak en uygun destekleme, kon-umlama ve baglama elemanları tespit edilir (Lazora89, Kumar 91, Liu 94).

Herhangi bir baglama kalıbında, is parcasınıbaglayan kuvvetin, butun kesme kuvvetleri ve isparcasına istenmeyen sekilde tesir eden kuvvetlerekarsı, elverisli konumu surekli olarak muhafazaetmesi gerekir. Kabul edilebilir bir baglamatasarımı, kalıp imalat maliyetine tesiri sebebi ile,mumkun oldugunca basit esaslara dayalı olmalıdır.Baglama tasarımı ile diger islem sartlarının da kon-trol edilmesi, takım omru ve islenmis yuzeylerinhassasiyetini de garanti altına alır. Bu se-beple, baglama tasarımı yapılırken asagıdaki husus-lar dikkate alınmalıdır (Boyes 89):

• Baglama kuvveti, is parcasında herhangi birsekil bozukluguna (carpılmaya) engel olmakmaksadı ile, dogrudan dogruya is parcasının ri-jit kısımlarına temas etmelidir.

• Baglama ve sokme islemleri kolay olmalıdır.

• Is parcasının, yerlestirme elemanları, mastar-lar ve diger takımlarla olan iliskisi, arzu edilendurumda muhafaza edilmelidir.

• Isleme surecinden once, sonra ve islemesırasında kalıp ve takım calısana hicbir tehlikeyaratmayacak sekilde hazırlanmalıdır.

• Baglama kalıbını olusturan butun elemanlar,bir butun olarak bir araya getirilmis gibidikkate alınmalıdır.

Baglama kalıplarında kesme kuvvetlerinin tipi vebuyuklugu dikkate alınması gereken en onemli un-surdur. Kesici takımın is parcasına temasından, isparcasından ayrılıncaya kadar olusan tum kuvvetbilesenleri titresimlere sebep olur. Bu se-beple olusturulan baglama duzenleri bu kuvvet-lerin yaratabilecegi gevsemeden etkilenmemelidir(Darvishi 87, Boyes 89, Seker 95).

2. Yerlestirme, Destekleme ve BaglamaArasındaki Iliski

Baglama kalıbı tasarımında yerlestirme, destek-leme ve baglama farklı, fakat birbiriyle bagıntılıkonulardır. Yerlestirme, is parcası ile kalıp arasındaarzu edilen iliskinin, dolayısı ile is parcası ile kesiciarasındaki iliskinin kurulmasını saglar. Istenilen has-sasiyeti garanti etmek icin, is parcası kalıp icerisindehassas olarak yerlestirilmeli, konumlanmalı, destek-lenmeli ve baglanmalıdır (Henriksen 73).

Uzaydaki serbest bir cisim, her uc eksende (x,y,z)donme ve oteleme olmak uzere altı serbestlik dere-cesine sahiptir (Sekil 1). Baglama kalıbı tasar-lanırken bu eksenler boyunca pozitif ve negatifyondeki altı oteleme ve yine bu eksenler etrafındakialtı donme hareketinin sınırlanması gerekir (Henrik-sen 73, Gandhi 86, Darvishi 87, Trappey 90, Saku-rayi 92, Horgrove 94, Roy 94, Seker 95).

Uzaydaki serbest cismin bu altı serbestisi veon iki hareketi dikkate alınarak gelistirilen “3-2-1 yerlestirme prensibi” baglama kalıbı tasarımındaen cok kullanılan metotdur. Bu prensibe gore ilkduzlemde (bu duzlem genellikle is parcasına ait re-ferans duzlemdir) uc, ikinci duzlemde iki ve ucuncubir duzlemde ise bir yerlestirme noktası gerekmekte-dir. Secilen bu duzlemler, bir birine dik duzlemlerdir(Henriksen 73, Darvishi 87, Boerma 88, Chou 90).Metot dogru uygulandıgında, butun rijit cisimler icinserbetlik derecesi sıfıra dogru azalır (Sekil 2). Rijitolmayan cisimler icin ise daima fazladan destekle-meye ihtiyac vardır.

Is parcasının kalıp icerisinde yerlestirilmesinimuteakip istenmeyen hareketlerin engellenmesi,kalıbın destekleme fonksiyonunu acıklar. Kalıptasarımında yerlestirme ve destekleme birliktedusunulmelidir. Bazı destekleme elemanları aynızamanda yerlestirme fonksiyonlarını da yerine ge-tirebilir. Kullanılan destekleme elemanları, is

20

TEKINER, SEKER

parcası yuzey bicimi sartlarına uygun, baglamave kesme kuvvetlerine karsı koyabilecek mukavemet

ozelliklerine sahip olmalıdır.

Z

-Y

Z

1

X6

-Z

Y

5

2-X

3

10

1112

4

8

Sekil 1. Uzaydaki serbest bir cismin altı serbestlik derecesi ve hareketin oniki yonu

Sekil 2. Serbestlik derecesinin sıfıra dogru azalması (Henriksen 73)

Talas kaldırma islemi sırasında olusantitresimlerin en aza indirgenmesi, yuzey kalitesive hassasiyet acısından istenen parca ozelliklerininsaglanması icin, is parcası tezgah tablasına yakınolmalı, ayrıca yerlestirme ve destekleme eleman-ları da islenen yuzeye mumkun oldugunca yakınyerlestirilmelidir (Seker 95). Yapılan arastırmalarparca isleme hatalarının %20-60’nın yerlestirmedestekleme ve baglama kombinansyonunun uygun

bicimde gerceklestirilememesi sebebi ile meydanagelen konumlanma hatalarından meydana geldiginigostermistir (Cogun 92).

Is parcaları yerlestirilirken karsılasılan prob-lemlerin analizi uc degisik yerlestirme tertibi ileacıklanabilir (Sekil 3) (Boyes 89).

i) Duzlem yerlestirmeii) Merkezi (Eksenel) yerlestirmeiii) Radyal yerlestirme

21

TEKINER, SEKER

Baglama sistemleri de bu uc yerlestirme ter-tibi dikkate alınarak gelistirilmistir. Radyalyerlestirme genellikle merkezi yerlestirmeye ilaveolarak karsımıza cıkan bir yerlestirme tertibidir.

Sekil 3. Temel yerlestirme tertiplerinin genel izahı (Boyes89)

Bu uc yerlestirme tertibine karsılık baglamaproblemlerini de uc temel katagoride basite indirge-yerek cozumlemek mumkundur.

i) Duzlem yerlestirme tertiplerini “Duzlemyuzeyde baglama”

ii) Eksenel yerlestirme tertiplerini “Aynadabaglama”

iii) Radyal yerlestirme tertiplerini “V- yataktabaglama”seklinde degerlendirip, butun baglama problem-lerini bu uc temel baglama problemine benzetmekmumkundur. V-yatak radyal yerlestirme elemanıolarak degerlendirilebilir. “V-yatakta” baglamadaaynı zamanda bazı eksenel yerlestirme uygulamalarıda soz konusu olabilir.

3. Baglama Kuvvetlerinin Hesabı

Baglama kalıbı icerisinde baglı bulunan birparcanın statik denge sartlarının saglanması icinisleme sırasında olusan kesme kuvvetleri ile sıkmakuvvetlerinin dengelenmesi gerekir. Olusan kesmekuvvetleri, matematiksel olarak, bir bileske kuvvetve bir moment ile tanımlanabilir. Matematikselcozumlerde bileske kuvvet “R” ve moment “M”, isparcasının kutle merkezinde temsil edilir (Gandhi 86,Nnaji 90, Cabadaj 90, Hargrove 94). “Uc-iki-birYerlestirme” kurallarının uygulandıgı bir baglamakalıbı tasarımı icin, yerlestirme noktalarında olusantepki kuvvetleri Sekil 4’deki gibi temsil edilebilir(Hargrove 94).

Z

P31

X

P11 P12 P13

P21

P22

RM

Y

Sekil 4. Tepki kuvvetleri icin serbest cisim diyagramı(Hargrove 94)

Talas kaldırma sırasında olusan kesme kuvvet-lerinin ve momentlerinin yonleri, baglama kalıbıicerisindeki bir taslagın baglama kuvvetleri vedestek tepkilerinin analitik hesabı icin statik dengedenklemlerinin karakteristiklerini ortaya koyar vehesaplamalar superpozisyon prensibine dayanır.

3.1. Baglama Kalıplarının TasarımındaBaglama Kuvveti “Wc”nin Tayini

Takım tezgahına yuklenmis baglama kalıbındakibir is parcasına ait baglama kuvveti hesaplarınınotomasyonu icin kullanılan metot isleme sırasındaolusan yuklerin etkisi altında statik denge sartlarınındikkate alınması temeline dayanır. Metot, birbirinebaglı altı denklemlik bir sistemin cozumunu ongorur(Camapnha 87, Tekiner 95, Seker 95).

Baglama Kuvveti Wc;

Wc = W1 + W2 +W3 + W4 + W5 +W6 (1)

seklinde altı denklemden elde edilen bilesenlerintoplamı olarak dikkate alınır. Buradaki W1,W2

ve W3, Px, Py ve Pz kesme kuvveti bilesenlerine il-gili koordinat eksenlerinde karsılık gelen baglamakuvveti bilesenleri, W4,W5 ve W6 ise kesme kuvvetibilesenlerinin tesiri ile olusan Mx,My ve Mz momentbilesenlerine ilgili koordinat duzlemlerinde karsılıkgelen baglama kuvveti bilesenlerini ifade etmektedir.Wc kuvvetinin hesplanmasındaki temel bilesenlerinilavesinden sonra,

Wc = F (Pi, fi, fR, fw, ri, rR, rw, αi, αR, aw)K (2)

seklinde bir ifade elde edilir. Bu esitlikte Pi, uzaydarasgele bir konumda bulunan temel kesme kuvvetini

22

TEKINER, SEKER

(aktif kuvvet olarak), fi, fR ve fw ise aktif kuvvetPi, destek tepkisi R ve baglama kuvveti Wc’nin etkiettigi duzlemlerdeki surtunme katsayılarını, ri, rR,

ve rw, indislerin anlamı aynı kalmak kaydı ile, etkilimoment mesafelerini, αi, αR ve αw ise ilgili kuvvet-lerin yonlerini karakterize eden acılardır.

Sekil 5. Baglama tipine gore tepki kuvvetleri (amapnha 87)

“K” ise baglama kuvveti icin bir emniyet kat-sayısını ifade etmektedir. Baglama kuvvetinin tes-biti icin baglama durumlarını uc temel yaklasımlaacıklamanın mumkun olabilecegi daha evvel izahedilmisti. Wc’nin hesaplanması icin gelistirilen al-goritmadaki bu uc durum duzlem yuzeyde baglama(Sekil 5-a), V blok icinde baglama (Sekil 5-b) ve ay-nada baglama (Sekil 5-c) seklinde ozetlenebilir. Sekil5’deki Wcx,Wcy ve Wcz baglama kuvvetinin ilgili ko-

ordinat eksenlerindeki bilesenlerini ifade etmektedir.

Duzlem yuzeyde baglama durumunda (Sekil 5-a),Wc kuvveti, x, y, z koordinatlarından biri uzerindedegilse, olusturulan algoritma ile bu kuvvetin uc ko-ordinat ekseni uzerindeki iz dusumleri hesaplanır vebunlar geometrik olarak toplanır. Bu amacla heruc eksendeki bileskenin hesaplanması icin asagıdakiesitlikler kullanılır.

Wcx = K

(Px +

|Py|2ffr

+|Pz|2ffr

+Mx

2ffr .ref+

My

2ffr .rdr1+

Mz

2ffr .rdr2

)(3)

Wcy = K

(|Px|2ffr

+ Py +|Pz|2ffr

+Mz

2ffr .rdr1+

My

2ffr .ref+

Mz

2ffr .rdr2

)(4)

Wcz = K

(|Px|2ffr

+|Py|2ffr

+ Pz +Mx

gffr .rdr2+

My

2ffr .rdr2+

Mz

2ffr .ref

)(5)

Bu esitliklerde “ffr”, baglama kuvveti vedestek tepkisinin etki ettigi yerdeki surtunme kat-sayısı, “fdr1 ve rdr2” taslagın baglandıgı duzlemlecakısmayan ve ona paralel olmayan duzlemlerdekimomentlere karsılık gelen delme (veya frezeleme)yarı caplarını, “ref = r1 + r2” olmak kaydı ileetkin surtunme yarı caplarını ref ’in tayinindeki r1 ve

r2 ise baglama ve destek duzlemlerindeki surtunmeyarıcaplarını ifade etmektedir.

Is parcasının bir V-Blok icerisinde baglanmasıdurumunda (Sekil 5-b) ise, algoritma asagıdakiesitligi kullanarak ilgili baglama kuvveti bilesenlerinitesbit etmektedir.

23

TEKINER, SEKER

Wcz = K

{Pz +

[Py2

+(PxMx

rc+My

rdr1+Mz

rdr2

)/

(1 +

1sinα

)]/ffr

}(6)

Bu esitlikte “rc” baglama yarı capını “α” ise V-blok’daki “V ” acısını ifade etmektedir.

Is parcasının ayna veya benzeri bir eksenelbaglama aparatı icerisinde baglanarak islenmesisırasında ihtiyac duyulan baglama kuvvetinin hesap-lanması icin is parcasına ait “rc” baglama yarıcapıile rcut isleme yarıcapının bilinmesi gerekmektedir(Sekil 5-c). Buna gore Wc,

Wc = K

[Px3

+Py2

+Pzrcut(3rc)

].ffr (7)

olacaktır. Bu esitlik uc noktadan sıkma durumunutemsil etmektedir.

3.2. Aktif Kesme Kuvveti “Pi”nin Belirlen-mesi

Baglama kuvveti Wc’nin tespitinde en onemlikriter, talas kaldırma sırasında olusan kesme kuvvet-lerinin tespitidir. Frezelemek sureti ile talas kaldırmaislemlerinde kullanılan kesici takımları cevresindenkesen ve alından kesen kesiciler olarak gruplamak vekesme kuvvetlerini de bu ayrıma gore hesaplamakgerekmektedir. Frezeleme islemlerinde kullanılancok cesitli kesicileri, kesme islemleri dikkate alınarakbu iki grup icerisinde degerlendirmek mumkundur.

3.2.1. Cevresel frezeleme islemlerinde kesmekuvvetleri

Frezeleme islemlerinde talas kalınlıgının sabitdegil, degisken olması sebebi ile kesme kuvvetlerininortalama talas kalınlıgından yola cıkılarak hesaplan-ması esastır. Cevresel frezeleme islemlerinde olusankesme kuvvetleri Sekil 6’da gosterilmistir.

Parca ile temasta bulunan dis sayısına karsılıkgelen kesme kuvveti;

P i = Ze.b.hm.ks (8)

Ze: Aynı anda parcaya temas eden dis sayısı,b: Talas derinligi (mm),hm: Ortalama talas kalınlıgı (mm),ks: Ozgul kesme direnci (N/mm2)’dir.

3.2.2. Alından frezeleme islemlerinde kesmekuvvetleri

Alından kesme yapan kesicilerde, takım ek-

seni islenen yuzeye diktir ve kesme islemi kesiciucların yan kenarı ile gerceklestirilir. Bu bakımdankesicinin baslıga yerlestirme acısı “χ”, talas kaldırmaolayını onemli olcude etkiler. Alın frezelemeislemlerinde talas olusumu ve kesme kuvvetleri Sekil7’de gorulmektedir (Tekiner 95).

Pa

Ps

Pr

S

Pv

Pv

Pz

Sekil 6. Cevresel frezeleme islemlerinde kesme kuvvetleri(Akkurt, 92, Yucesan 90)

Sekil 7’den yola cıkılarak alından frezelemeislemlerinde kesme kuvveti, Ze ve hm’nin belir-lenmesindeki esaslar degismek kaydı ile (8) noluesitlikten yararlanarak hesaplanır.

4. Programın Yapısı ve Calısması

Baglama kuvvetlerinin tayininin otomasyo-nuna yonelik bu calısmada onceki bolumlerdeanlatılanların esliginde baglama kuvvetlerininsuratle belirlenebilmesi icin bir bilgisayar prog-ramı gelistirilmistir. Gelistirilen program Del-phi programlama dili kullanılarak hazırlanmıstır.Olusturulan programın genel cercevesi Sekil 8’deverilmistir.

24

TEKINER, SEKER

Sekil 7. Alından frezeleme islemlerinde talas boyutları ve kesme kuvvetleri

Sekil 8. Sistemin genel yapısı

Programın calısması, Sekil 9’da gosterilen ornek

parcanın “A” yuzeyi icin adım adım anlatılmıstır.

60

30

70

25

30

25

Sekil 9. Ornek parca

Kesici Capı (1,6.B) = 60.1,6=96 mm ⇒ 100 mmTakım Tutucu (Kater); F90SP-D100-32-FP10Kesici uc; SPMT 100408-HQUc cinsi; IC520N

25

TEKINER, SEKER

olarak program tarafından belirlenmistir. Isparcasımalzemesi ise kullanıcı tarafından St-60 olaraksecilmistir.

Sekil 9’daki is parcasının islenmesi icin gereklibaglama kalıbı duzlem yuzeyde baglama yapacaksekilde olmalıdır. Bu sebepden Sekil 10’da veri-len ana menuden duzlem yuzeyde baglama durumusecilir.

Baglama tipi belirlendikten sonra is parcasınagore baglamanın gerceklestigi mesafelerin girilmesigerekmektedir. Bu uzaklıklar kesme kuvvetlerininmomentlerinin bulunmasında kullanılır. Sekil 11’debaglama uzaklıklarının girildigi menu gorulmektedir.Bu menu her baglama bicimi ve her baglama ekseniicin ayrı ayrı sematize edilmistir.

Sekil 10. Baglama tipinin belirlenmesi

Sekil 11. Baglama uzaklıklarının girilmesi

26

TEKINER, SEKER

Is parcasının malzemesi kesme parametrelerininhesaplanmasında onem kazanmaktadır. Bu islemicin 120 adet malzemeden olusan bir veri tabanıolusturulmustur. Malzeme ile ilgili veriler bu veritabanından alınmaktadır (Sekil 12).

Is parcasının islenmesi icin gerekli takım tutucuve kesici uc kullanıcı tarafından Sekil 13 ve 14yardımıyla secilir. Kesiciler veri tabanı yardımıylatakım tutucu ve uc hakkındaki veriler elde edilmisolur.

Bu islemlerin sonucunda Sekil 15’deki ekranmenusunde gorulecegi gibi kesme parametreleri(devir, ilerleme, kesme kuvvetleri) ve baglamakalıbı tepki kuvvetleri hesaplanarak ekranayazdırılmaktadır.

Sekil 12. Malzeme secme menusu

Sekil 13. Takım tutucunun secilmesi

Sekil 14. Kesici ucun secilmesi

27

TEKINER, SEKER

Sekil 15. Tepki kuvvetleri ve kesme parametreleri

Sonuc ve Degerlendirme

Baglama kalıbının temel amacı, is parcasını hızlıve dogru bicimde yerlestirmek, uygun sekilde destek-lemek ve emniyetli bir sekilde baglamak suretiile aynı kalıpta uretilen parcaların istenilen olcusınırları icerisinde ozdesligini saglamaktır. Baglamakalıpları, uretilen parcaların kalitesini artıran, stan-dard tezgahların potansiyelini iyilestiren ve uretimdemaliyeti azaltan aparatlardır. Uretimde pek cokavantajı beraberinde getiren baglama kalıplarınınhazırlanması onemli bir konudur ve ozellikle tasarımasamasında dikkat edilmesi gereken pek cok hususvardır. Deneyimli personel kullanıldıgında bile birkalıbın tasarım, imalat ve montajını tamamlamakcok zaman alır. Sozu edilen bu problemler baglamakalıbı tasarımında yeni arayıslarıda beraberinde ge-tirmistir. Tamamen tasarımcının deneyimine dayalıklasik yontemler yerine bilgisayar destekli kalıptasarımının gerceklestirilmesi, son yıllarda uzerindeen cok calısılan konuların basında yer alır.

Baglama problemi, baglama kalıbı tasarımındaen onemli adımlardan biri olup, islemehatalarının cogu, uygun baglama isleminingerceklestirilememesinden kaynaklanmaktadır.Baglama kuvvetinin dogru olarak tesbit edilmesi, busebeple dogabilecek hataları ortadan kaldıracaktır.Bu calısmada, bu varsayımlardan yola cıkılarak

baglama ve tepki kuvvetlerinin otomatik olarak he-saplanması icin bir sistem gelistirilmistir. Baglamaproblemlerinin daha kolay yorumlanabilmesi icinoncelikle tum baglama problemleri uc temelkatagoriye indirgenmis ve bu uc temel sistem icingerekli denge denklemleri kurulmustur. Baglamakuvvetlerinin tesbitindeki en onemli kriter olan“kesme kuvveti” de sistem icerisinde otomatik olarakhesaplanmaktadır. Bu amacla, sadece islenecekmalzeme cinsinin ve isleme yonteminin, hazırlananmenulerden secilmesi yeterli olmaktadır. Kesicitakım ve uc secimi de sistem icerisinde otomatikolarak gerceklestirilmektedir.

Hazırlanan program, herhangi bir sistemdentamamen bagımsız olup, gelistirilmesi dusunulenherhangi bir “baglama kalıbı tasarımı” veya“otomatik islem planlaması” sistemlerine kolaycaadapte edilebilecek moduler tarzda duzenlenmistir.

Cok temel duzeyde tasarım ve bilgisayar bilgi-sine sahip her operator tarafından kolaylıkla kul-lanılabilecek yapıdaki sistemde, interaktif olarak is-tenen bilgiler en alt duzeyde tutulmus ve sadeceekrandan secime yonelik temel bilgiler niteligindedir.

Bu calısma ile, baglama probleminin yanlıstasarımından kaynaklanan %20∼60 seviyesindekiisleme hatalarının cok daha asagılara cekilmesi he-deflenmistir.

28

TEKINER, SEKER

Sistem, baglama problemi iceren her turlutasarım amacına uygun olarak gerceklestirilmistir.Klasik yolla yapılabilecek tasarımlarda da programveri ve cıktıları kullanılabilir.

Baglama kalıbı tasarımında, onemli bir yer tu-tan baglama problemi, bir otomatik islem planla-ması sistematigi icerisinde ele alınarak cozulmustur.Baglama kuvvetinin onceden belirlenmesi, baglamatasarımı kalıbının otomasyonunda onemli bir yertutmaktadır. Ozellikle standard baglama eleman-larının veya moduler kalıp elemanlarının seciminde,kesme kuvvetlerine baglı olarak, baglama kuvvet-lerinin dogru tayin edilmesi buyuk onem arz etmek-tedir. Yazarlar tarafından, “Baglama Kalıbı Oto-masyonu” na yonelik yapılmıs calısmalarda (Seker95, Tekiner 95), literaturde boyle bir boslugunoldugu gozlenmistir. Bu calısmanın amacı, bir uz-

man sistem kullanarak veya herhangi bir sekilde bil-gisayar destekli gerceklestirilecek tasarımda, ihtiyacduyulan bu eksikligi doldurmak olmustur.

Talas kaldırma sırasında olusan titresimler,kesme kuvvetinin etkisini degistirebilmektedir. Busebeple elde edilen sonucların muhakkak suretledeneysel olarak kontrolu gerekmektedir. Bu amacla;elde edilen bulguların deneysel olarak, gercek uretimortamında kontrolu icin bir deney duzenegi hazırlıgıile ilgili calısmalar devam etmektedir. Bu deney-sel calısmalardan alınacak sonuclar, baglama kuvvet-lerinin hesaplama otomasyonunda kullanılacak olan“K” emniyet katsayısının dogru olarak belirlen-mesine ısık tutacak ve baglama kuvvetlerininonceden belirlenmesinde ihtiyac duyulan guvenilirligiartıracaktır. Deneysel calısmaların sonucları ayrıcadegerlendirilecektir.

Kaynaklar

Akkurt M., “Talas Kaldırma Yontemleri ve TakımTezgahları”, Birsen Yayınevi, Istanbul 1992.

Boerma J. R., Kals H. J. J., “Fixes a System forAutomatic Selection of Set-Ups and Design of Fix-tures”, Annals of the CIRP, 37 (1). 443-446, 1988.

Boyes W. E., “Handbook Of Jig And Fixture De-sign”, Society Of Manufacturing Engineers, 2ndEdition, 1989.

Cabadaj, J., “Theory Of Computer Aided Design”,Computer In Industry, 15, 141-147, 1990.

Camapnha N. A., “Aytomation of Force Calcula-tions When Designing Machine Tool Fixtures”, So-viet Engineering Research, 65 (1) 16-17, 1987.

Chou Y. C., “Methodology for Automatic Layout ofFixture Elements Based on Machaning Forces Con-siderations”, Adv. In Integrated Product Design andManufacturing ASME, Production Engineering Di-vision, 47, 181-189, October 1990.

Chou Y. C., Barash M. M., “Automatic Configu-ration of Machining Fixture”, Proc. ManufacturingInternational 90, part 4, 15-20, 1990.

Cogun C., “The Importance Of The Application Se-quence Of Clamping Forces On Workpiece Accu-racy”, Journal Of Engineering For Industry, 114,539-543, 1992.

Darvishi A., “Philosopy of Fixture Design for Flex-ible Manufacturing Systems”, Ph.D Thesis, Univer-sty of Leeds, Leeds-G. Britain, Jun. 1987.

Darvishi A., Gill K. F., “Knowledge RepresentationDatabase for The Development of A Fixture DesignExpert System”, Proceeding of The Institution ofMechanical Engineers, 202 (1) 37-49, 1988.

Gandhi M. V., Thompson B. S., “Automated De-sign Of Modular Fixture For Flexible ManufacturingSystems”, Manufacturing Systems, 5, 4, 243-251,1986.

Hargrove S. K., Kusiak A., “Computer Aided Fix-ture Design A Review”, Production Research, 32 (4)733-753, 1994.

Henriksen, E. K., “Jig and Fixture Manual”, Indus-trial Press Inc., Newyork, 1973.

Kumar A. S., Nee A. Y. C., Prombanpong S.,“Expert Fixture-Design System For An AutomatedManufacturing Environment”, Computer Aided De-sign, 24 (6) 316-326, 1992.

Lazora A. D. S., “An Expert System For Jig AndFixture Design”, Phd. Thesis, University of Wales,1989.

Liu C. L., “A Systematic Conceptual Design OfModular Fixtures”, Advanced Manufacturing Tech-nology, 9, 217-224, 1994.

Nnaji B. O., saqib Allading, “E-Caffs: An ExpertComputer-Aided Flexible Fixturing System”, Com-puter Industry Engineering, 18 (3) 297-341, 1990.

Roy U., Pei-Lian S., “Selection Of Preliminary Lo-cation And Clamping On A Workpiece For An Au-tomatic Fixture Design”, CIMs, 7 (3) 161-172, 1994.

Sakurai H., “Automatic Setup Planning And Fix-ture Design For Machining”, Manufacturing Sys-tems, 11, 1, 30-37, 1992.

Seker, U., “Bilgisayar Destekli Baglama KalıbıTasarımı”, Doktora Tezi, G.U. Fen Bilimleri Ens-titusu, Subat 1995.

29

TEKINER, SEKER

Tekiner, Z., “Bagalama Kalıplarında BilgisayarDestekli Kuvvet Analizi ve Kalıplama Eleman-larının Secimi”, Yuksek Lisans Tezi, G.U. Fen Bil-imleri Enstitusu, Eylul 1995.

Trappey A. J. C., Chun-Shen Su, “Methodology ForLocation And Orientation Of Modular Fixtures”,Manufacturing Scince And Engineering, 64, 333-342, 1993.

30