Синтез малогабаритних фрезерних верстатів з комп’ютерним керуванням
| dc.contributor.author | Степаненко, Олександр Олександрович | |
| dc.contributor.degreedepartment | конструювання верстатів і машин | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Механіко-машинобудівний інститут | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-12-09T12:35:12Z | |
| dc.date.available | 2014-12-09T12:35:12Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.03.01 – machining processes, machines and tools. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2014. Dissertation is dedicated to the creation and research of computer-controlled desktop milling machines, built on a modular principle, including mechanisms of parallel structure (MPS). The dissertation presented research, focuses on the synthesis of new layout of machine tools that are based on the use of frame systems, MPS and modular principle. The criteria of selecting the best variants of machine tools was created; for the first time identified the influence of the geometrical parameters of the frame system of the machine tool to its rigidity; mathematical formulas developed for computer control of machine tools with MPS; created a new universal linear module. Produced a series of new layouts computer-controlled desktop milling machines on a modular principle, experimental studies of which have confirmed the theoretical findings and demonstrated their performance and feasibility of use in the industry and education process. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев , 2014. Диссертация посвящена созданию и исследованию малогабаритных фрезерных станков с компьютерным управлением на модульном принципе, в т.ч. с механизмами параллельной структуры (МПС). В диссертационной работе приведены исследования направленные на синтез новых компоновок станков, которые основаны на применении каркасных несущих систем, использовании МПС, а так же модульного принципа. Проведен анализ существующих конструкций малогабаритных фрезерных станков, который позволил установить наличие ряда существенных недостатков, связанных с завышенной металлоемкостью, что существенно влияет на их себестоимость и ограничивает скорости и ускорения движения рабочего органа (РО), а также увеличивает время и затраты на их сборку и переналадку. Для поиска путей устранения этих недостатков проведен анализ исследований, направленных на использование каркасных несущих систем, МПС и модульного принципа в конструкциях фрезерных станков. Однако, учитывая, что принципы проектирования таких малогабаритных фрезерных станков с компьютерным управлением отсутствуют, поэтому на основе проведенного анализа информационных источников и существующего состояния научных разработок, проведено ряд теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание этих принципов. Основной результат диссертационной работы заключается в создании основных принципов проектирования малогабаритных фрезерных станков каркасных компоновок, на модульном принципе, в т.ч. с МПС. Для этого разработано ряд безразмерных критериев отбора и сравнения рациональных каркасных компоновок малогабаритных фрезерных станков; разработаны принципы построения компоновок малогабаритных фрезерных станков с каркасными несущими системами на основе использования модулей линейного перемещения, которые, кроме управляемого координатного движения, выполняют функции элемента каркаса несущей системы станка, с направляющими, которые расположены в плоскости винта; установлено влияние угла наклона ребер пирамидальной каркасной несущей системы станка на его жесткость и габариты рабочей зоны, что позволило вычислить рациональный угол наклона ребер каркаса для станков с МПС и без МПС; разработаны математические зависимости для компьютерного управления станками каркасного строения с МПС на штангах постоянной длинны. Разработанные критерии отбора рациональных каркасных несущих систем малогабаритных фрезерных станков позволили определить наиболее рациональные варианты на уровнях их структурно-схемного синтеза, которыми стали: станок на основе несущей системы в виде четырехгранной пирамиды с мотор-шпинделем при 24 вершине и крестовым суппортом в основе и станок на основе несущей системы в виде трехгранной пирамиды и трехкоординатного МПС. Для сравнения компоновок конструкций малогабаритных фрезерных станков предложены упрощенные безразмерные критерии жесткости с учетом ее нестабильности при различных положениях РО. Исследования влияния угла наклона каркаса на его жесткость позволили теоретически установить и экспериментально подтвердить диапазон рациональных значений угла наклона ребер каркасной несущей системы станка в форме трехгранной и четырехгранной пирамиды который составляет 40˚-60˚. Так же в результате эксперимента установлено, что зависимость жесткости каркаса от угла наклона его ребер при различных схемах нагружения может быть описана квадратичной функцией типа парабола в диапазоне углов от 15º до 90º. Теоретические исследования влияния угла наклона ребер пирамидальной каркасной несущей системы на объем рабочей зоны станка позволили определить, что для станка с МПС объем рабочей зоны имеет наибольшее значении при угле наклона ребер 55˚, а для станка без МПС наибольший объем достигается при 50˚. Разработаны и испытаны математические зависимости для управления станками с МПС на штангах постоянной длины типа "триглайд" с различными вариантами компоновки несущей системы. Экспериментальные исследования влияния компоновки станка на шероховатость обработки деталей позволили определить, что шероховатость обработки на станке пирамидальной компоновки без МПС в 1,5 раза ниже, чем на станке консольной компоновки и в 2 раза ниже, чем на станке пирамидальной компоновки с МПС. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по улучшению характеристик и параметров малогабаритных станков, а также по внедрению результатов исследований в производство и учебный процесс, а именно: предложено подход к использованию модульного принципа при создании малогабаритных фрезерных станков с компьютерным управлением; разработаны компоновки рабочего места для работы и учебы с малогабаритными станками; предложены новые конструкции малогабаритных станков различного назначения с МПС и без МПС, а также определены сферы их использования. Изготовлено ряд новых компоновок малогабаритных фрезерных станков с компьютерным управлением на модульном принципе, подтверждена целесообразность их использования в производстве и учебном процессе. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2014. Дисертація присвячена створенню і дослідженню малогабаритних фрезерних верстатів з комп’ютерним керуванням на модульному принципі, в т.ч. з механізмами паралельної структури (МПС). В дисертаційній роботі наведені дослідження спрямовані на синтез нових компонувань малогабаритних фрезерних верстатів, які ґрунтуються на застосуванні каркасних несучих систем, використанні МПС і модульного принципу будови. Розроблено критерії вибору кращих компонувань верстатів, а також вперше визначено вплив геометричних параметрів каркасної несучої системи верстату на його жорсткість; розроблено математичні залежності для комп’ютерного керування верстатами з МПС; створено новий універсальний модуль лінійного переміщення. Виготовлено ряд нових компонувань малогабаритних фрезерних верстатів з комп’ютерним керуванням на модульному принципі, експериментальні дослідження яких підтвердили теоретичні висновки і довели їх працездатність і доцільність використання у виробництві і навчальному процесі. | uk |
| dc.format.page | 26 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/9713 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.914.3 | uk |
| dc.title | Синтез малогабаритних фрезерних верстатів з комп’ютерним керуванням | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.03.01. – процеси механічної обробки, верстати та інструменти | uk |