Multi-Axis Machining Project Development

Multi-axis milling is a manufacturing material removal process in which computer numerically controlled (CNC) tools cut away excess material through movement in four or more axes. Compared to traditional three-axis machining, multi-axis machining greatly increases the capability and accuracy of the CNC machining processes by reducing the amount of operations required to completely machine a part. Currently, the Industrial and Manufacturing Engineering Department at Cal Poly lacks an advanced CNC class that incorporates fourth and fifth axis CNC machining in the curriculum. This report describes the process behind creating a project for such a class. The class will demonstrate the increased capability of multi-axis machining through a multi-axis positioning machining project. To create the project for the class, a demo part was designed on SolidWorks to be machined on a multi-axis CNC mill. The part required initial operations to create a machining blank and workholding for the multi-axis mill, so these items were developed prior to the fabrication of the part. Each operation required a computer-aided design, computer-aided manufacturing, post-processing files, and engineering documentation. The project resulted in a multi-sided demonstration part that reflects the increased capabilities of fourth and fifth axis machining to be used in a class project in Cal Poly’s IME 336 Computer Aided Manufacturing II course

Професійна технічна термінологія у галузі машинобудування

Рецензенти: Д. В. Криворучко – доктор технічних наук, доцент, професор кафедри технології машинобудування, верстатів та інструментів Сумського державного університету; В. І. Шатоха – доктор технічних наук, професор, проректор із науково-педагогічної роботи Національної металургійної академії України.Навчальний посібник є важливою формою міждисциплінарної та міжвузівської інтеграції, створений для зацікавлення студентів у якісному та поглибленому вивченні спеціальних дисциплін та професійної англійської мови, розвитку вмінь самостійної роботи і навичок при написанні та оформленні науково-дослідних робіт, активізації пізнавальної й дослідницької діяльності, стимулює наукові пошуки, обмін досвідом засобами англійської мови у галузі машинобудування. Навчальний посібник призначений для інженерно-технічних і науково-педагогічних працівників, аспірантів і студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.Розроблено в рамках виконання проекту Темпус «Модернізація вищої інженерної освіти в Грузії, Україні та Узбекистані відповідно до технологічних викликів» (ENGITEC 530244-TEMPUS-1-2012-1-SE-TEMPUS-JPCR

Професійна технічна термінологія у галузі машинобудування

Рецензенти: Д. В. Криворучко – доктор технічних наук, доцент, професор кафедри технології машинобудування, верстатів та інструментів Сумського державного університету; В. І. Шатоха – доктор технічних наук, професор, проректор із науково-педагогічної роботи Національної металургійної академії України.Навчальний посібник є важливою формою міждисциплінарної та міжвузівської інтеграції, створений для зацікавлення студентів у якісному та поглибленому вивченні спеціальних дисциплін та професійної англійської мови, розвитку вмінь самостійної роботи і навичок при написанні та оформленні науково-дослідних робіт, активізації пізнавальної й дослідницької діяльності, стимулює наукові пошуки, обмін досвідом засобами англійської мови у галузі машинобудування. Навчальний посібник призначений для інженерно-технічних і науково-педагогічних працівників, аспірантів і студентів інженерних спеціальностей вищих навчальних закладів.Розроблено в рамках виконання проекту Темпус «Модернізація вищої інженерної освіти в Грузії, Україні та Узбекистані відповідно до технологічних викликів» (ENGITEC 530244-TEMPUS-1-2012-1-SE-TEMPUS-JPCR

A concurrent approach to automated manufacturing process planning

textWith the increasing demand of fast-paced and hybrid manufacturing processes in modern industry, it is desirable to expedite the iterations between design and manufacturing through intelligent computational techniques. In this research, we propose a concurrent approach of this kind to streamline the design and manufacturing processes. With this approach, a CAD design is automatically analyzed in terms of its manufacturability in the early design stage. If the part is manufacturable, a set of process plans optimized in time, cost, fixture quality and tolerance satisfaction are reported in real time. If the part is not manufacturable, the potential design changes are provided for better manufacturing. In the approach, the geometric information of 3D models and the empirical knowledge in manufacturing processes, fixtures, and tolerances are combined and encapsulated into a graph-grammar based reasoning. The reasoning systematically extracts meaningful manufacturing details that later constitute complete process plans for any given solid model. The plans are then evaluated and optimized using a specially designed multi-objective best first search technique. The complete approach enables a concurrent and efficient manufacturability analysis tool that closely resembles real manufacturing planning practice. Numerous case studies with real engineering parts are presented to characterize the novelty and contributions of this approach. The optimality of the suggested plans is verified through computational comparisons, and the practicality of the plans is validated with hands-on implementations on the shop floor.Mechanical Engineerin

Resource selection and route generation in discrete manufacturing environment

When put to various sources, the question of which sequence of operations and machines is best for producing a particular component will often receive a wide range of answers. When the factors of optimum cutting conditions, minimum time, minimum cost, and uniform equipment utilisation are added to the equation, the range of answers becomes even more extensive. Many of these answers will be 'correct', however only one can be the best or optimum solution. When a process planner chooses a route and the accompanying machining conditions for a job, he will often rely on his experience to make the choice. Clearly, a manual generation of routes does not take all the important considerations into account. The planner may not be aware of all the factors and routes available to him. A large workshop might have hundreds of possible routes, even if he did know it all', he will never be able to go through all the routes and calculate accurately which is the most suitable for each process - to do this, something faster is required. This thesis describes the design and implementation of an Intelligent Route Generator. The aim is to provide the planner with accurate calculations of all possible production routes m a factory. This will lead up to the selection of an optimum solution according to minimum cost and time. The ultimate goal will be the generation of fast decisions based on expert information. Background knowledge of machining processes and machine tools was initially required, followed by an identification of the role of the knowledge base and the database within the system. An expert system builder. Crystal, and a database software package, DBase III Plus, were chosen for the project. Recommendations for possible expansion of and improvements to the expert system have been suggested for future development

Digitization Methods of Grinding Pins for Technological Process Planning

The paper presents different techniques for digitizing grinding pins and discusses the use of digitalized pins and the results of measurements in technological process planning (TPP), focusing on the challenges of the digital era. It describes the potential of different measuring devices, taking into account the digitization of a real tool shape into virtual 2D and 3D models. The following methods for measuring grinding pins are presented in the study: contact and non-contact coordinate measurements – performed on coordinate measuring machines (CMM); optical measurements on microscopes (i.e. focus-variation technique); optical measurements using tool presetters; optical measurements with measuring arm; laser micrometer measurements; and laser triangulation sensor measurements. Moreover, the use of testers which are applied in contour measurements is analyzed. On the basis of the presented methods, taking into account their possibilities and limitations, we discuss how the obtained digital data can be used in the planning of technological processes.publishedVersio

Оптимізація та підвищення ефективності планування цеху на основі генетичного алгоритму

Структура роботи. Магістерська робота містить 4 розділи з висновками до кожного з них, загальні висновки, список використаних джерел, який викладено на 88 сторінці тексту, включає 32 рисунки, 29 таблиць та 28 використаних джерел. Актуальність дослідження. Зі стрімким розвитком світової обробної промисловості конкуренція між машинобудівними компаніями ставала все більш жорсткою, а проблема необгрунтованого розташування цехів механічної обробки ставала все більш серйозною. Виробництво підприємств потребує підвищення ефективності виробництва. Щоб підвищити корпоративну ефективність, зменшити виробничі й експлуатаційні витрати та підвищити ефективність цеху, оптимізація компонування цеху стала актуальною проблемою, яку необхідно вирішити в машинобудівній промисловості. Мета й завдання дослідження . Виробнича система цехів є важливою складовою виробничої системи підприємства, а системи в різних типах цехів становлять виробничу систему підприємства. У цеху, як основної одиниці виробничої системи, компонування обладнання має важливий вплив на ефективність, вартість і використання площі виробництва. Грамотно влаштована система виробництва цеху може не тільки підвищити ефективність логістики та заощадити витрати на обробку матеріалів, але й максимально використовувати виробничі потужності в цеху, при цьому раціонально використовувати простір, покращити робоче середовище працівників та підвищити ефективність роботи. Завдання дослідження 1 ─ Провести детальний аналіз компонування цеху з обробки крильчатки відцентрового компресора та специфічної логістики виробництва. ─ За допомогою методу SLP отримати імітаційну схему попереднього макета цеху. ─ Оптимізувати компонування обладнання майстерні за допомогою генетичного алгоритму. ─ Використовуйте програмне забезпечення моделювання заводу для створення моделі компонування обладнання цеху. ─ Перевірити ефективність програми оптимізації моделювання. Методи дослідження Візуальне моделювання в середовищі Siemens Tecnomatix Plant Simulation 14.0, Попередній макет цеху отримано методом SLP, а оптимальний макет цеху – за допомогою генетичного алгоритму. Використовуйте програмне забезпечення Plant Simulation для перевірки моделювання. Наукова новизна отриманих результатів. Результати дослідження, проведені в рамках магістерської роботи, мають такі наукові новинки: ─ Використання CATIA для віртуального моделювання обробки робочого колеса відцентрового компресора ─ Використання методу SLP для моделювання макету майстерні ─ Використовуйте генетичні алгоритми для оптимізації макета семінару. ─ Використовуйте Plant Simulation для моделювання та оптимізації макета майстерні. Шляхом порівняльного аналізу отримано оптимальне розташування цеху обробки робочих колес відцентрового компресора. ─ У поєднанні зі статистичною функцією Tecnomatix Plant Simulation Публікації. 2 1. Сюхон Вей, Воронцов Б.С. Моделювання процесу автоматичної виробничої лінії на базі Tecnomatix / Wei Xuhong, Б.С. Воронцов // Молода наука - робота і нанотехнології сучасного машинобудування: зб. наук. праць Міжнар. молодіжної наук.техн. конф., 14-15 квітня 2021 р. – Краматорськ : ДДМА, 2021. – С.36-39. 2. Сюхон Вей, Воронцов Б.С. Дослідження нового типу відцентрового токарного кріплення / Wei Xuhong, Б.С. Воронцов // Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем (КЗЯТПС – 2021): XІ Міжнар. наук.-практ. конф., 26-27 травня 2021 р.: тези доп. – Чернігів : НУ «Чернігівська політехніка», 2021. –Т. 1. – С. 29-30.Structure of work. The Master's Thesis contains 4 sections with conclusions to each of them, general conclusions, a list of sources used, which outlined in 88 pages of text, includes 32 figures, 29 tables and 28 used sources. Actuality of the research. With the rapid development of the global manufacturing industry, competition among machinery manufacturing companies has become increasingly fierce, and the problem of unreasonable layout of mechanical processing workshops has become more and more serious. The production of enterprises needs to improve production efficiency. In order to improve corporate efficiency, reduce production and operation costs, and increase Workshop efficiency, so the optimization of workshop layout has become an urgent problem to be solved in the machinery manufacturing industry. The purpose and objectives of the study . Workshop production system is an important component of the enterprise's manufacturing system, and the systems in different types of workshops constitute the enterprise's manufacturing system. In the workshop, as the most basic unit of the production system, the layout of the equipment has an important influence on the efficiency, cost and space utilization of production. A well-arranged workshop manufacturing system can not only improve logistics efficiency and save material handling costs, but also maximize the use of production facilities in the workshop, while rationally using space, improving the working environment of workers, and improving work efficiency. Research objectives: Carry out a detailed analysis of the layout of the centrifugal compressor impeller machining workshop and the specific production logistics. 4 ─ Using the SLP method to obtain a simulation diagram of the preliminary layout of the workshop. ─ Optimize the layout of workshop equipment through genetic algorithm. ─ Use Plant Simulation software to build the equipment layout model of the workshop. ─ Verify the effectiveness of the simulation optimization program. Research methods. Visual modeling in the environment of Siemens Tecnomatix Plant Simulation 14.0, The preliminary layout of the workshop is obtained through the SLP method, and the optimal layout of the workshop is obtained through the genetic algorithm. Use Plant Simulation software for simulation verification. Scientific novelty of the obtained results. The research results carried out as part of the master's degree thesis have the following scientific novelties: ─ Using CATIA for virtual simulation of centrifugal compressor impeller processing. ─ Using SLP method for workshop layout simulation. ─ Use genetic algorithms to optimize the layout of the workshop. ─ Use Plant Simulation to simulate and optimize the layout of the workshop. Through comparative analysis, the optimal layout of the centrifugal compressor impeller processing workshop is obtained. ─ Combined with the statistical function of Tecnomatix Plant Simulation. Publications. 1. Xuhong Wei, Vorontsov B.S. Process simulation of automatic workshop based on Tecnomatix / Wei Xuhong, Б.С. Воронцов // Молода наука - роботизація і нано- технології сучасного машинобудування: зб. наук. праць Міжнар. молодіжної наук.- техн. конф., 14-15 квітня 2021 р. – Краматорськ : ДДМА, 2021. – С.36-39. 5 2. Xuhong Wei, Vorontsov B.S. Research on a new type of centrifugal lathe fixture / Wei Xuhong, Б.С. Воронцов // Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем (КЗЯТПС – 2021): XІ Міжнар. наук.-практ. конф., 26-27 травня 2021 р.: тези доп. – Чернігів : НУ «Чернігівська політехніка», 2021. – Т. 1. – С. 29-30