Обґрунтування конструкції мобільного фрезерного оброблювального центру з ЧПК
Автор: Стефанюк Руслан Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Для проведення ремонтних робіт крупногабаритних деталей машин часом є економічно вигідним привести верстат до об’єкту, ніж об’єкт до верстату. При виконанні системного аналізу була визначена розв’язувана задача. Вирішувана проблема полягає в низькій мобільності звичайних стаціонарних верстатів, що працюють одночасно, необхідності зв’язування коштів і неможливості їх оренди, а разом з тим непридатності повністю мобільних верстатів для розміщення в нормальному режимі роботи тим, що вони часто розміщуються на заготовці. Тому розроблення концепції мобільності обробного центру, на прикладі фрезерного верстату з ЧПК, є актуальною задачею проєктування і моделювання параметрів конструкції такої технічної системи. Об’єкт дослідження: силова дія верстату на контейнер для транспортування і безпосередньої роботи фрезерного верстату з ЧПК. Предмет дослідження: геометричні та силові параметри взаємодії елементів конструкції контейнера. Мета дослідження: розробка конструктивного рішення технічної системи конструкції для уможливлення мобільності фрезерного обробного центру з ЧПК. Пропозиція нової концепції мобільного верстата складається з кількох частин у цій роботі. Перший розділ - це план досягнення мобільності рішення, який в основному стосується вибору найбільш підходящої конструкції фрезерного верстата та найбільш підходящого транспортного засобу. Проведено огляд існуючих варіантів верстатів та модифікацій верстатів на прикладі їх застосування безпосередньо на об’єкті його використання. Сформовані задачі дослідження. В другому розділі сформовані вимоги, яким повинен відповідати мобільний обробний центр. Ці вимоги в першу чергу стосуються характеристик обробного центру, його монтажу та експлуатації. По-друге, вимоги, що стосуються транспортних засобів і транспортних засобів. Обраний транспортний пакет – це контейнери, що відповідають ISO 668 серії 1. Третій розділ - вибір відповідного розміру контейнера. Для цього варіанту опрацьовано чотири варіанти компонування, включаючи візуальне представлення за допомогою концептуально оброблених моделей машини та обладнання, розташованих у контейнерах. Результатом цієї частини став вибір дизайну 3 - розмір 1CCC за допомогою багатокритеріального аналізу. Використовуючи багатокритеріальний аналіз, концепція фрезерного верстата з горизонтальною віссю шпинделя була обрана для менших заготовок і в той же час стандартизованого контейнера як засобу транспортування. Четвертий розділ - розроблення конструктивного рішення реалізації мобільності фрезерного обробного центру з ЧПК. Конструкцію контейнера було оптимізовано шляхом додавання посилень до боків і особливо до підлоги контейнера. Було перевірено за допомогою моделювання MKP. Зварні арматури збільшили жорсткість контейнера та зменшили загальну деформацію конструкції. Обгрунтовано конструкцію самого обробного центру та вибору його обладнання. Обробний центр оснащений автоматичною заміною інструментів і заготовок і автоматичним видаленням стружки. Контейнери з’єднуються за допомогою гвинтових з’єднань і позиціонуючих елементів. Опори для контейнерів виконані у вигляді чотирьох ніжок на кожному контейнері для забезпечення стійкості. Машина регулюється за допомогою позиціонуючих елементів, що регулюються по висоті. Проведено моделювання загальної деформації та результуючого напруження для двох положень опор контейнера. Вибрано положення опор контейнера, зміщене до центру контейнера, де додається найбільше силове навантаження. Цей варіант мав значно нижчу загальну деформацію, а також менше кінцеве напруження. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Ключові слова: верстат фрезерний, контейнер, інструмент, CAD система, напруження максимальне, деформація максимальна, метод скінченних елементів.