COMPREHENSIVE OPTIMIZATION OF THE MILLING PROCESS ON CNC MACHINES

  • O.V. Globa National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
  • S.P. Vysloukh National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
  • R.O. Ivanenko Ukrainian Research Institute of Special Equipment and Forensic Science of the Security Service of Ukraine
Keywords: milling process, CNC, cutting modes, tool geometry, tool trajectory, mathematical model, complex optimization

Abstract

The article analyzes the essence of the complex optimization method, provides algorithm determining optimal geometry of the tool, cutting modes and tool path. It provides experimental confirmation of the mathematical model correctness. The article focuses on creation of methodology for automated optimal milling mode calculation for curved surfaces on CNC machines, which accounts for different cutting conditions maximizing productivity or minimizing processing cost. Developed technique is used by the industry as automated calculation of the optimal surface milling modes using end mills. Research results application increased productivity of components processing on CNC milling machines, improved processing accuracy, and reduced control programs debugging time. The complex optimization method is optimal from the computations’ duration standpoint; it allows finding the global extremum of a function based on the combined use of structural and parametric optimization methods when solving a nonlinear programming problem. Application of the proposed method enables obtaining optimal cutting conditions from available values on a metal-cutting machine, constructing optimal trajectory of the cutting tool in a complex geometric contour, choosing optimal roughing and finishing cutters and their sharpening radii. Use of proposed algorithm to choose cutting tool and determine optimal processing based on minimized processing duration on machines with NPC increases overall manufacturing productivity by 10–15% on average.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. Остафьев В.А., Выслоух С.П., Антонюк В.С. Оптимизация обработки лезвийным инструментом. Современные пути повышения производительности и точности металлообрабатывающего оборудования технологических процессов в машиностроении : сборник. Москва : Изд. ЦИНТО МАШПРОМ, 1980. С. 78–82.

2. Остафьев В.А., Усачев П.А., Выслоух С.П. Прочность и износостойкость режущего инструмента. Киев : Знание, 1978.

3. Машиностроение. Энциклопедия. Технология изготовления деталей машин Т. III-3 / А.М. Дальский, А.Г. Суслов, Ю.Ф. Назаров и др.; под общ. ред. А.Г. Суслова. Москва : М38 Машиностроение, 2000. 840 с.

4. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления : учеб. пособие. Москва : Логос, 2005. С. 296.

5. Фельдштейн Э.И. Обрабатываемость сталей. Москва : Машгиз, 1953. 255 с.

6. Радченко С.Г. Математичне моделювання та оптимізація технологічних систем : навч.-метод. посіб. Київ : ІВЦ «Політехніка», 2001. 88 с.

7. Вислоух С.П. Інформаційні технології в задачах технологічної підготовки приладо- та машинобудівного виробництва : монографія. Київ: НТУУ „КПІ”, 2011. 480 с.
Published
2021-08-12
How to Cite
Globa, O., Vysloukh, S., & Ivanenko, R. (2021). COMPREHENSIVE OPTIMIZATION OF THE MILLING PROCESS ON CNC MACHINES. Transport Development, (2(9), 7-19. https://doi.org/10.33082/td.2021.2-9.01
Section
INDUSTRIAL MECHANICAL ENGINEERING