Петраков, Юрій ВолодимировичМигович, Артур Володимирович2025-06-232025-06-232025Мигович, А. В. Оптимізація процесу контурного фрезеруванні на верстатах з ЧПК : дис. … д-ра філософії : 131 – Прикладна механіка / Мигович Артур Володимирович. – Київ, 2025. – 142 с.https://ela.kpi.ua/handle/123456789/74374Мигович А.В. Оптимізація процесу контурного фрезеруванні на верстатах з ЧПК. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 131 – Прикладна механіка. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Дисертація присвячена оптимізації процесу контурного фрезерування на верстатах із ЧПК з урахуванням технологічних і конструкторських обмежень. Запропоновано математичну модель, яка описує взаємодію інструмента й заготовки, а також методи управління режимом різання, що дають змогу визначати оптимальні параметри з урахуванням усіх необхідних обмежень і стабілізувати параметри процесу різання. Розроблене програмне забезпечення автоматизує підбір оптимальних параметрів, підвищуючи продуктивність зберігаючи стабільність процесу. Експериментальні дослідження підтвердили ефективність підходу, забезпечивши суттєве скорочення часу обробки, і навіть за складних контурів. Зміст роботи складається з чотирьох розділів, у яких викладено та обґрунтовано основні результати дисертації. У вступі представлено загальну характеристику дослідження, обґрунтовано його актуальність, а також розкрито зв’язок із науковими програмами, планами і темами. Сформульовано мету та завдання роботи, визначено об’єкт і предмет дослідження, наведено наукову новизну й практичну значущість здобутих результатів. Окремо висвітлено особистий внесок здобувача, а також подано відомості про апробацію, публікації, структуру й обсяг роботи. У першому розділі наведено розгорнутий аналіз процесу контурного фрезерування, який застосовують для формування складних геометричних поверхонь у різних галузях. Проаналізовано методи управління процесом різання за апріорними, поточними та апостеріорними даними. Розглянуто методи стабілізації характеристик різання, такі як швидкість видалення матеріалу (MRR), сила різання та потужність різання, а також наведено їх переваги та обмеження. Здійснено аналіз сучасних CAM-систем та їх модулів, що дозволяють автоматизувати процес контурного фрезерування, зокрема iMachining, Dynamic Motion та інші. Виявлено їхні обмеження у стабілізації та оптимізації процесу різання, що обґрунтовує потребу дослідженнях. На основі огляду літератури сформульовано мету і задачі дослідження, спрямовані на оптимізацію процесу контурного фрезерування на верстатах з ЧПК. У другому розділі наведено опис математичного апарата й алгоритми для створення цифрових масивів, які описують траєкторії формоутворення, контури заготовки та деталі, і є необхідною передумовою моделювання процесу контурного фрезерування. Створено математичну модель процесу контурного фрезерування, яка дозволяє моделювати ключові характеристики процесу різання, зокрема швидкість видалення матеріалу (MRR) і сили різання. Запропоновано прикладну програму, яка автоматизує розрахунки та візуалізує процес обробки контуру. Програма надає можливість прогнозувати характеристики різання, аналізувати ефективність різних режимів і створювати дані для подальшої стабілізації процесу різання за критерієм швидкості видалення матеріалу (MRR) та оптимізації процесу обробки. У третьому розділі розроблено алгоритм управління режимом різання, який забезпечує стабілізацію процесу контурного фрезерування на верстатах з ЧПК за критерієм швидкості видалення матеріалу (MRR). Наведений алгоритм передбачає управління подачею, що дає змогу створити стабільні умови різання. На основі алгоритму створено прикладну програму, яка генерує управляючі програми G-кодів із можливістю дискретизації та адаптації до умов обробки. Представлено моделювання процесу контурного фрезерування за різними стратегіями управління, зокрема SolidCAM і більш просунутим модулем iMachining, а також управлінням подачею за розробленим алгоритмом. Результати експериментальних досліджень на верстаті ЧПК HAAS TM-0P,зі встановленим багатокомпонентним тензометричним датчиком, засвідчили ефективність нового підходу до управління процесом контурного фрезерування. Порівняно з програмою від SolidCAM та системою iMachining, розроблена стратегія управління подачею, орієнтована на стабілізацію швидкості видалення матеріалу (MRR), суттєво скорочує час операції. У четвертому розділі представлено результати оптимізації процесу контурного фрезерування на верстатах з ЧПК. Сформульовано задачу оптимізації, яка передбачає мінімізацію часу обробки при дотриманні технологічних та конструктивних обмежень. Представлено розроблену математичну модель, яка описує взаємозв’язки між компонентами режиму різання та його впливом на різні параметри процесу обробки та показники якості поверхневого шару обробленої поверхні. Наведено створену прикладну програму, яка автоматизує процес вибору оптимального режиму різання. Результати експериментальних досліджень підтвердили адекватність математичної моделі сформульованої задачі оптимізації. Доведено, що нове оптимізоване управління суттєво скоротило цикл процесу контурного фрезерування порівняно з рішеннями SolidCAM, iMachining та управлінням для стабілізації швидкості видалення матеріалу. Продемонстровано можливість практичного впровадження розробленого підходу для прогнозування та вибору оптимальних режимів різання.142 с.ukконтурне фрезеруваннякінцеве фрезеруванняпрограмування верстатів з ЧПКуправляюча програмаматематична модельрежими різанняподачашвидкість різанняпроцеси оброблення різанняммоделювання процесу різанняоптимізація параметрів процесу різанняшорсткість поверхніcontour millingend millingCNC machine programmingCNC programmathematical modelcutting modesfeed ratecutting speedmachining processescutting process simulationoptimization of cutting parameterssurface roughnessThesis Doctoral621.914.01-52-048.34(043.3)