Development of technical means for designing technological and machine equipment for frame layout

D. A. Dmitriev, S. A. Rusanov, A. A. Omelchuk, D. D. Fedorchuk

Abstract


The article analyzes the strategies for processing surfaces of the second order with the smallest deviation from the planned trajectories. The analysis of the behavior of glide equipment is applied to the use of standard processing strategies in the line of authoring software products, such as Tools Glide and Tools Response. The possibility of choosing second-order surface treatment strategies based on the calculated accuracy criteria is shown. Preliminary recommendations on the location of typical trajectories along the z coordinate in the working space of the machine tool are obtained. It is established that the layout with inclined guides greatly increases the rigidity of the arrangement as compared to the parallel guides. Based on the results of the series of calculations, found, that strategies with the least amount of acute-angle transitions should be chosen. It is described that the increase in accuracy in the considered layouts of the glide equipment can be provided by adjusting the original trajectory when its curvature and the direction of the tool movement change. For such a task, it is necessary to determine as thoroughly as possible the general relationship for the force factors of processing.

Keywords


technical design tools; surface treatment strategies; frame-based spatial layouts; glide equipment

References


Afonin, V.L., Krainev, A.F. and Kovalev, V.E. (2001), Obrabatyvayushchee oborudovanie novogo pokoleniya. Kontseptsiya proektirovaniya [New generation processing equipment. The concept of design], in Afonin, V.L. (ed.), Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Kuznetsov, Yu.M., Dmitriev, D.O. and Dinevych, G.Yu. (2009), “Layouts of machine-tools with mechanisms of parallel structure”, Monograph red. in Kuznetsov, Yu.М. (ed.), PE Vyshemirskiy, V.S, Kherson, Ukraine.

Kuznetsov, Y.N., Dmitriev, D.O. (2017), “Realization of frame-configurations conception of machine-tools with mechanisms parallel structure”, Journal of the Techical University of Gabrovo, vol. 54. pp. 27-31.

Hennes, N. E. (2002), An Innovative Machinery Concept for High-Performance Components in Aircraft Engineering [3-rd Chemnitz Parallel Kinematics Seminar: Development Methods and Application Experience of Parallel Kinematics], Chemnitz, Germany.

Zhang, D. (2000), Kinetostatic Analysis and Optimization of Parallel and hybrid Architectures for Machine Tools, Ph.D. Thesis, Laval University, Canada.

Kuznietsov, Yu.M., AL-Refo I.F.S. and Dmitriev, D.O. (2013), “Construction and Research of Pyramidal Arrangement Milling Machine-Tool of "Triglide" Type”, International Journals of Engineering & Sciences, International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering, vol. 13, no. 04, August, pp. 24-28.

Dmitriev, D. (2015), New layout and kinematic drill-milling machines with parallel structure mechanisms, Technological Complexes, vol. 1(11), pp. 25-29.

Dmitriev, D.O. (2011), “Description configurations of machine-tools with the mechanisms of parallel structure”, Scientific journal “Technological Complexes”, no 3, pp.18-30, http://t-komplex.net.ua/content/1-11-2015/003.pdf

Hurzhii, A.A. (2015), Formoutvorennia kryvoliniinykh poverkhon na verstatakh z paralelnymy kinematychnymy strukturamy [Formation of curvilinear surfaces on machines with parallel kinematic structures], Ph.D. Thesis, NTUU “KPI”, Kyiv, Ukraine.

Kuznetsov, Y.N., Dmitriev, D.A. and Keba, P.V. (2012), “Kinetic-Static analysis and inflexibility of drilling-milling machine-tool of pyramidal arrangement (DMMPA) with mechanisms of parallel structure (PKM), “12-th Anniversary International scientific Conference "UNITECH -12”, Gabrovo, Bulgaria, 19-20 November, Vol. 2.

Kuznetsov, Yu.N., Keba, P. and Nedelcheva, P.M. (2013), “Uprugo-napryazhennoe sostoyanie nesushchei sistemy stanka piramidal'noi komponovki” [Elastic-stressed state of the bearing system of the machine of the pyramidal configuration], Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “UNITECH-13”, Gabrovo, Bulgaria, pp. 66-69.

Kuznetsov, Yu.N., Nedelcheva, P.M., Stepanenko, A.A. and Manzhola, M.Yu. (2013), “Issledovanie vliyaniya ugla naklona granei karkasa na ego uprugo-napryazhennoe sostoyanie” [Investigation of the effect of the angle of inclination of the facets of the framework on its elastic-stressed state], Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “UNITECH-13”, Gabrovo, Bulgaria, pp. 82-87.

Kuznetsov, Yu.M. (2011), “The development of the design theory of new machine-tools configurations based on system analysis and synthesis of mechanisms of parallel structure”, Research report №2267-F, NTUU “KPI”, Kyiv, Ukraine.

Dmitriev, D.O. (2015), “New Layout and Kinematic Drill-Milling Machines with Parallel Structure Mechanisms”, Scientific journal “Technological Complexes” no 11, pp. 25-30.

Rusanov, S.A., Dmitriev, D.O., Kuznetsov, Yu.M. and Keba, P.V. (2016), Svidotstvo pro reyestraciu avtorskogo prava na tvir Compyuterna programa “ToolsGLIDE”, № 66227, 21.06.2016, Dergavna slugba intelektualnoi vlasnosti Ukrainu.

Rusanov, S.A., Dmitriev, D.O., Kuznetsov, Yu.M. and Podolskyi, M.I. (2014), Svidotstvo pro reyestraciu avtorskogo prava na tvir «Compyuterna programa “Tools App”, № 57913, 29.12.2014, Dergavna slugba intelektualnoi vlasnosti Ukrainu.

Rusanov, S.A., Dmitriev, D.O. (2016), “Kompleksnyi analiz mekhanizmiv paralelnoi struktury zasobamy tsilovykh system avtomatyzovanoho modeliuvannia [Complex analysis of mechanisms of parallel structure by means of target automated modeling systems]”, VII mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiya “Teoretychni ta praktychni problemy v obrobtsi materialiv tyskom i yakosti fakhovoi osvity”, Kyiv and Kherson, Ukraine, pp. 152-155.

Dmitriev, D.O., Rusanov, S.A., Keba, P.V. and Piven, S.M. (2016), “Zovnishni moduli dlia prohnozuvannia ta upravlinnia skladnymy rukhamy lanok mekhanizmiv paralelnoi struktury” [External modules for prediction and control of complex movements of links of mechanisms of parallel structure], VI mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii “Kompleksne zabezpechennia yakosti tekhnolohichnykh protsesiv ta system (KZIaTPS – 2016)”, ChNTU, Chernihiv, Ukraine, pp. 44-47.

Bahanov, Ye.O. Bardachov, Yu.M. and Rusanov, S.A. (2016), “Zastosuvannia virtualnoho potentsialu dlia modeliuvannia prostorovykh mekhanizmiv iz viaziamy” [Application of virtual potential for simulation of spatial mechanisms], Bulletin of Kherson National Technical University, no. 1(56), pp. 25-31.

Rusanov, S.A., Rachynskyi, V.V. and Dmitriev, D.O. (2016), “Prostorovyi analiz sharnirno-stryzhnevykh mekhanizmiv dlia mekhanichnoi obrobky poverkhnevym zmitsnenniam skladno profilnykh detalei” [Spatial analysis of hinge-rod mechanisms for machining with surface hardening of complex profiled parts], II vseukrainska konferentsiya “Pryladobuduvannia i metrolohiia. Suchasni problemy, tendentsii rozvytku”, LNTU, Lutsk, Ukraine, pp. 81-83.

Rusanov, S.A., Dmitriev, D.O. and Rachynskyi, V.V. (2016), “Pratsezdatnist obladnannia karkasnykh komponovok v umovakh sylovoho navantazhennia pry obrobtsi skladnykh detalei poverkhnevym plastychnym deformuvanniam” [The efficiency of the equipment of frame structures in the conditions of power loading in the processing of complex parts by surface plastic deformation], Bulletin of Kherson National Technical University, no 4(59), pp. 43-49, http://kntu.net.ua/index.php/rus/content/download/48947/287985/file/%D0%92%D1%96%D1%81%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%E2%84%964(59).pdf


GOST Style Citations


  1. Афонин ВЛ., Крайнев А.Ф., Ковалев В.Е. и др. Обрабатывающее оборудование нового поколения. Концепция проектирования / Под ред. В.Л. Афонина. – М.: Машиностроение, 2001.-256 с., ил.
  2. Кузнєцов Ю.М. Компоновки верстатів з механізмами паралельної структури: Монографія / Ю.М. Кузнєцов, Д.О. Дмитрієв, Г.Ю. Діневич; під ред. Ю.М. Кузнєцова. – Херсон: ПП Вишемирський В.С., 2009. – 456 с.
  3. Kuznetsov Y.N. Realization of frame-configurations conception of machine-tools with mechanisms parallel structure / Y.N. Kuznetsov, D.O. Dmytriev // Journal of the Techical University of Gabrovo, Vol. 54. – 2017, P. 27-31.
  4. Hennes N. ECOSPEED – An Innovative Machinery Concept for High-Performance Components in Aircraft Engineering // 3-rd Chemnitz Parallel Kinematics Seminar: Development Methods and Application Experience of Parallel Kinematics. Chemnitz, 2002. – P. 763-774.
  5. Zhang, D. (2000). Kinetostatic Analysis and Optimization of Parallel and hybrid Architectures for Machine Tools, Ph.D. Thesis, Laval University, Canada, 156 р.
  6. Yuriy Nickolayevich Kuznetsov, Ibrahem Farhan Salman AL-Refo, Dmitriy Alekseyevich Dmitriev Construction and Research of Pyramidal Arrangement Milling Machine-Tool of "Triglide" Type // International Journals of Engineering & Sciences - International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering (IJMME-IJENS), Vol: 13 Issue: 04, ISSN: 2077-124X (Online) 2227-2771 (Print), Pages: 24-28, Published: August, 2013  http://www.ijens.org/IJMME%20Vol%2013%20Issue%2004.html
  7. Dmytriev D. New layout and kinematic drill-milling machines with parallel structure mechanisms // Technological Complexes №1 (11), 2015. – P. 25-29.
  8. Dmytriev D.O. Description configurations of machine-tools with  the mechanisms of parallel structure / D.O. Dmytriev // Scientific journal “Technological Complexes”. №3. – 2011, P. 18-30.
  9. Гуржій А.А. Формоутворення криволінійних поверхонь на верстатах з паралельними кінематичними структурами: автореф. дис. на здобуття канд. наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.03.01 – “Процеси механічної обробки” / А.А. Гуржій. – Київ, 2015. – 20 с.
  10. Kuznetsov Y.N., Dmitriev D.A., Keba P.V. Kinetic-Static analysis and inflexibility of drilling-milling machine-tool of pyramidal arrangement (DMMPA) with mechanisms of parallel structure (MPS). /12-th Anniversary International scientific Conference "UNITECH -12". 19-20 November 2012. Gabrovo, Bulgaria. Vol.2, 2012.
  11. Упруго-напряженное состояние несущей системы станка пирамидальной компоновки / Кузнецов Ю.Н., Кеба П., Неделчева П.М. // Международная научно-практическая конференция UNITECH’13, г.Габрово, (Болгария), 2013, с. 66-69.
  12. Исследование влияния угла наклона граней каркаса на его упруго-напряженное состояние / Кузнецов Ю.Н., Неделчева П.М., Степаненко А.А., Манжола М.Ю. // Международная научно-практическая конференция UNITECH’13, г.Габрово, (Болгария), 2013, с. 82-87.
  13. The development of the design theory of new machine-tools configurations based on system analysis and synthesis of mechanisms of parallel structure // Research report №2267-F, Research director. professor Yu.M. Kuznetsov, NTUU "KPI", Kyiv.-2011.-284 p.
  14. Dmytriev D.O. New Layout and Kinematic Drill-Milling Machines with Parallel Structure Mechanisms / D.O. Dmytriev // Scientific journal “Technological Complexes”. №11. – 2015, P. 25-30.
  15. Комп’ютерна програма “ToolsGLIDE”. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №57913. / С.А. Русанов, Д.О. Дмитрієв, П.В.Кеба, Ю.М. Кузнєцов. - Заявл. 03.11.2016; Опубл. 29.12.2016.
  16. Комп’ютерна програма “ToolsApp”. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №57913. / С.А. Русанов, Д.О. Дмитрієв, М.І. Подольський, Ю.М. Кузнєцов. - Заявл. 03.11.2014; Опубл. 29.12.2014.
  17. Русанов С.А. Комплексний аналіз механізмів паралельної структури засобами цільових систем автоматизованого моделювання / С.А. Русанов, Д.О. Дмитрієв // Тези доповідей VII міжнародної науково-технічної конференції «Теоретичні та практичні проблеми в обробці матеріалів тиском і якості фахової освіти», Київ – Херсон, 2016, с. 152-155.
  18. Дмитрієв Д.О. Зовнішні модулі для прогнозування та управління складними рухами ланок механізмів паралельної структури / Д.О. Дмитрієв, С.А. Русанов, П.В. Кеба, С.М. Півень // Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем (КЗЯТПС – 2016): матеріали тез доповідей VІ міжнародної науково-практичної конференції. – Чернігів: ЧНТУ, 2016.– C. 44-47.
  19. Баганов Є.О. Застосування віртуального потенціалу для моделювання просторових механізмів із в’язями / Баганов Є.О., Бардачов Ю.М., Русанов С.А. // Вісник Херсонського національного технічного університету. – 2016. – № 1(56). –  С. 25—31.
  20. Русанов С.А., Рачинський В.В., Дмитрієв Д.О. Просторовий аналіз шарнірно-стрижневих механізмів для механічної обробки поверхневим зміцненням складно профільних деталей. // Матеріали ІІ-ї всеукраїнської конференції «Приладобудування і метрологія. Сучасні проблеми, тенденції розвитку». Луцьк: ЛНТУ, 2016, С. 81-83.
  21. Русанов С.А., Дмитрієв Д.О., Рачинський В.В. Працездатність обладнання каркасних компоновок в умовах силового навантаження при обробці складних деталей поверхневим пластичним деформуванням // Вісник ХНТУ, №4 (59), 2016, С. 43-49.




DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2017.81.112783

Refbacks

  • There are currently no refbacks.