Determination of the Optimum Feed Rate and Spindle Speed Depending on the Surface Roughness of Some Wood Species Processed with CNC Machine

CNC Tezgâhında İşlenmiş Bazı Ağaç Türlerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Bağlı Olarak Optimum Besleme Hızı ve Dönüş Hızının Belirlenmesi

Abstract

In modern furniture industry, CNC machines are widely used, especially when high quality of product and flexibility ofmanufacturing process are expected. Even though there are many advanced computer-aided manufacturing systems for furniture producers, it isdifficult to set process parameters according to obtain desired material surface properties because wood is a natural polymeric material with aheterogeneous structure. Wood surface properties are affected both material and machining factors, such as wood species, anatomicalcharacteristics, moisture content, grain direction, feed rate, spindle speed, cutting depth, and tool geometry. In this study, it was aimed todetermine of the optimum feed rate and spindle speed depending on the surface roughness of some wood species processed with CNC machine.Spruce, chestnut, larch and iroko were used as wood species. Three spindle speed (10000, 14000 and 18000 rpm) and feed rate (5000, 7000 and9000 mm/min) were determined for CNC processing. The surface roughness (Rz) of wood samples were determined according to DIN 4768standard. As a result of the study, the lowest surface roughness values were found in 10000 rpm spindle speed and 5000 mm/min feed rate forspruce and chestnut wood and 18000 rpm spindle speed and 7000 mm/min feed rate for larch and iroko wood. The highest values in the all ofwood species were obtain from 10000 rpm spindle speed and 9000 mm/min feed rate.

Özet

Modern mobilya endüstrisinde, özellikle yüksek kaliteli ürünün ve esnek üretim sürecinin beklendiği durumlarda CNC makineleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Mobilya üreticileri için birçok gelişmiş bilgisayar destekli üretim sistemi olmasına rağmen, ahşap malzemenin heterojen bir yapıya sahip doğal bir polimerik malzeme olması nedeniyle, istenen malzeme yüzey özelliklerini elde etmek için işlem parametrelerinin ayarlanması zordur. Ahşap yüzey özellikleri, ağaç türleri, anatomik özellikler, rutubet, lif yönü, besleme hızı, dönüş hızı, kesme derinliği ve takım geometrisi gibi malzeme ve işleme faktörlerini etkilenmektedir. Bu çalışmada, CNC tezgahında işlenen bazı ağaç türlerinin yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak optimum besleme hızı ve dönüş hızının belirlenmesi amaçlanmıştır. Ağaç türü olarak ladin, kestane, melez ve iroko kullanılmıştır. CNC işlemi için, üç farklı dönüş hızı (10000, 14000 ve 18000 dev/dk) ve üç farklı besleme hızı (5000, 7000 and 9000 mm/dk) belirlenmiştir. Örneklerin yüzey pürüzlülüğü (Rz), DIN 4768 standardına göre belirlenmiştir. En düşük yüzey pürüzlülüğü değerleri, ladin ve kestane için; 10000 dev/dk dönüş hızı ve 5000 mm/dk besleme hızında bulunurken, mele ve iroko için 18000 dev/dk dönüş hızı ve 7000 mm/dk besleme hızında bulunmuştur. Tüm ağaç türü gruplarında en yüksek değerler ise, 10000 dev/dk dönüş hızı ve 9000 mm/dk besleme hızından elde edilmiştir.