1 Araştırma Yöntemi 

1.1 Tasarım Yaklaşımı

Çalışma, belirli geometrik ve tolerans kararlarının CNC işleme maliyetini nasıl etkilediğini değerlendirdi. Üç temsilci parça kategorisi seçildi:

1. ince duvarlı muhafazalar,

2. hassas miller,

3. alüminyum 6061-T6, paslanmaz çelik 304 ve POM'dan yapılmış fonksiyonel braketler.

Her kategori, cep derinliği, pah yarıçapı, delik sayısı, pah geometrisi ve tolerans bandı genişliği dahil olmak üzere değişken özelliklerle modellendi. Tüm özellik varyasyonları, yaygın olarak karşılaşılan endüstriyel kısıtlamalara ve tedarikçi yetenek aralıklarına uyacak şekilde tasarlandı.

1.2 Veri Kaynakları

Veriler şuradan elde edildi:

• rutin üretimde kullanılan üç eksenli ve dört eksenli dikey işleme merkezlerinden elde edilen çevrim süresi kayıtları,
• ön ayar cihazları aracılığıyla toplanan takım aşınma ölçümleri,
• Mastercam 2024'e dayalı CAM tarafından oluşturulan takım yolu simülasyonları,
• üretim planlama departmanı tarafından sağlanan maliyet döküm tabloları.

Tutarlılığı sağlamak için, tüm işleme parametreleri aynı kesici takım sınıfı, mil hızı aralığı ve soğutma koşulları kullanılarak normalleştirildi.

1.3 Araçlar ve Tekrar Üretilebilirlik

Deneyde şunlar kullanıldı:

• Takım yolu oluşturma için Mastercam 2024,
• boyutsal doğrulama için Mitutoyo dijital mikrometreler,
• standart bir maliyet modeli (işçilik, saatlik makine maliyeti, malzeme maliyeti, takım maliyeti).

İş akışı, aynı CAD geometrileri, CAM ayarları ve malzeme stoğu uygulanarak tamamen çoğaltılabilir.

2 Sonuçlar ve Analiz

2.1 Çevrim Süresi Karşılaştırması

Tablo 1, fonksiyonel olmayan özellikleri basitleştirirken çevrim süresindeki değişikliği özetlemektedir.
(Nihai belgede, uygun hizalama ve birimlerle üç satırlık bir tablo kullanın.)

Tablo 1 Özellik Azaltma ve Çevrim Süresi Değişimi

Sonuçlar, basitleştirilmiş ceplerin ve standartlaştırılmış yarıçapların işleme geçişlerini önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Daha derin cepler ve küçük özel yarıçaplar, artan takım aşınması ve uzatılmış kaba/finisaj döngüleri ile en yüksek korelasyonu gösterdi.

2.2 Tolerans Etkisi

Tolerans bantlarını ±0,01 mm'den ±0,05 mm'ye genişletmek, finisaj süresini %14–19 oranında düşürdü. Takım sapması telafi adımları buna göre azaltıldı ve daha az denetim yinelemesi gerekliydi.

2.3 Mevcut Bulgularla Karşılaştırma

CNC maliyet modellemesi üzerine yapılan mevcut çalışmalar, tolerans bantları ile finisaj süresi arasındaki ilişkide benzer eğilimler bildirmektedir. Deney, bu gözlemleri doğrulamakta ve çok malzemeli üretim için faydayı ölçmektedir.

3 Tartışma

3.1 Bulguların Yorumlanması

Maliyet azaltmalarının çoğu, takım yolu basitleştirmesinden ve optimize edilmiş kesici takım temasından kaynaklanmaktadır. Daha büyük yarıçaplar, yüksek besleme stratejilerine izin vererek takım aşınmasını azaltır. Tolerans genişletme, özellikle kesme direncinin yüksek olduğu paslanmaz çelik bileşenler için finisaj geçişlerini doğrudan azaltır.

3.2 Sınırlamalar

• Yalnızca üç malzeme değerlendirildi; ısıya dayanıklı alaşımlar ve titanyum dahil edilmedi.
• Beş eksenli işleme hariç tutuldu, bu da karmaşık havacılık geometrilerine uygulanabilirliği sınırlıyor.
• Maliyet modellemesi, bölgeler arasında farklılık gösterebilecek istikrarlı işçilik ve elektrik oranları varsaydı.

3.3 Pratik Etkileri

Hızlı üretim için CNC parçaları tasarlayan üreticiler, yapısal performansı değiştirmeden birim başına maliyeti azaltmak için bu DFM ipuçlarını dahil edebilirler. Yarıçapları standartlaştırmak ve kritik olmayan toleransları ayarlamak, 500 adet/ay'ın altındaki parti boyutlarında özellikle etkilidir.

4 Sonuç

Değerlendirme, DFM yönergelerinin tutarlı kullanımının—geometrik basitleştirme, optimize edilmiş yarıçaplar ve makul tolerans bantları—esas olarak azalan çevrim süresi ve takım kullanımı yoluyla işleme maliyetini azalttığını göstermektedir. Bu bilgiler, bileşen yeniden tasarımı ve tedarikçi kıyaslamasında gelecekteki uygulamaları desteklemektedir. Daha fazla araştırma, çok eksenli işleme ve karmaşık alaşımlara genişleyebilir.