İmalat endüstrisinde, özellikle biyomedikal ve elektronik endüstrilerinde kullanılmak üzere yüksek katma değerli mikro parçaların üretimine olan eğilim artmaktadır. Mikro parçaların üretilmesinde yüksek hassasiyetli kesici takımların geliştirilmesi ve işleme parametrelerinin doğru seçilmesi işlemeden yüksek verim elde edilebilmesi açısından önem teşkil etmektedir. Fakat mikro ölçekli imalat işlemleri için mevcut olan bilgi altyapısı makro ölçekli imalat işlemlerine göre oldukça kısıtlı olup geliştirilmeye gereksinim duyulmaktadır. Bu çalışmada mikro frezeleme işlemleri ile üç boyutlu geometriye sahip mikro parçaların üretimi amaçlanmıştır.Bu yüksek lisans tezinde makro ölçekli tornalama ve mikro ölçekli frezeleme işlemleri modellenmiş ve eniyilemesi yapılmıştır. Parçacık sürü eniyilemesi yönteminin performansının doğrusal olmayan eniyileme algoritmaları ile kıyaslanması amacıyla literatürde yer alan çok geçişli tornalama işlemlerinin eniyilemesi problemi kullanılmıştır. Bu çalışma sonucunda parçacık sürüsü eniyilemesi yöntemi ile kısa sürede kabul edilebilir sonuçlar elde edilebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Daha sonra mikro ölçekli frezeleme işlemlerinde kesme parametrelerinin işleme çıktılarına (kesme kuvvetleri, yüzey kalitesi ve takım ömrü) etkisinin araştırılması amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar dikkate alınarak cep açma işlemi için bir minimum birim maliyet eniyileme problemi matematiksel olarak modellenmiş, parçacık sürü eniyilemesi yöntemi kullanılarak farklı işleme senaryoları için stratejiler değerlendirilmiştir. İşlem eniyilemesi sonucunda işleme zamanında ve birim maliyetlerde önemli ölçüde kazanımlar elde edilebileceği gösterilmiştir.

Minimization of production time, cost and energy while improving the part quality is the main goal in manufacturing. In order to be competitive in today?s global markets, it is crucial to develop high precision machine tools and maintain high productive operation of the machine tools through intelligent and effective selection of machining parameters. A recent shift in manufacturing industry is towards the production of high value added micro parts which are mainly used in biomedical and electronics industries. However, the knowledge base for micro machining operations is quite limited compared to macro scale machining processes.Metal cutting, which allows production of parts with complex shapes made from engineering materials, constitutes a large portion in all manufacturing activities and expected to remain so in upcoming years. In this thesis, modeling and optimization of macro scale turning and micro scale milling operations have been considered. A well known multi pass turning problem from the literature is used as a benchmark tool to test the performances of Particle Swarm Optimization (PSO) technique and nonlinear optimization algorithms. It is shown that acceptable results can be obtained through PSO in short time.Micro scale milling operation is thoroughly investigated through experimental techniques where the influences of machining parameters on the process outputs (machining forces, surface quality, and tool life) have been investigated and factors affecting the process outputs are identified. A minimum unit cost optimization problem is formulated based on the pocketing operation and machining strategies are proposed for different machining scenarios using PSO technique.

130