Chatter suppression technologies for metal cutting

Проблематика. Процес різання здійснюється в замкнутій пружній технологічній обробній системі і завжди супроводжується вібраціями. Виникаючі при різанні вібрації, в залежності від амплітуди, можуть зовсім незначно впливати на результат обробки, а можуть привести до катастрофічної втрати стійкості всього процесу. У будь-якому випадку все дослідники сходяться на тому, що саме вібрації є фактором, який, в кінцевому підсумку, визначає продуктивність процесу різання і якість обробленої поверхні. Мета дослідження. Метою даного дослідження є розробка нових технологій вибору параметрів управління швидкістю різання для придушення вібрацій пасивними методами, а також управління приводом формоутворюючого руху верстату з ЧПК для придушення вібрацій активними методами. Методика реалізації. Поставлена мета досягається шляхом створення нових технологій, спрямованих на дослідження динамічних процесів, що відбуваються в процесі різання. Відзначено, що математична модель процесу різання повинна будуватися з урахуванням замкнутості пружної технологічної обробної системи і функції запізнюючого аргументу, який ISSN 2521-1943. Mechanics and Advanced Technologies #2 (86), 2019 58 представляє обробку по сліду. При дослідженні процесу різання враховуються чотири основні групи факторів, що впливають на його математичне уявлення, а для визначення діаграми стійкості використовуються три підходи: частотний аналіз, аналіз коренів характеристичного рівняння руху системи і чисельний метод. Найбільш результативним вважається чисельний метод з використанням амплітудно-частотних характеристик за відповідним критерієм стійкості. Результати дослідження. Результати теоретичних досліджень використовуються на практиці у вигляді технологій пасивного і активного усунення вібрацій при різанні. Розроблено технологію усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні при управлінні частотою обертання шпинделя за гармонічним законом. Представлена прикладна програма моделювання процесу для визначення параметрів закону управління. Для активного управління пропонується нова технологія, заснована на використанні приводу верстата з ЧПУ з додатковою замкнутою системою, що вносить в канал формоутворюючого руху гармонічний сигнал, амплітуда і фаза якого автоматично підналаштовуються з використанням алгоритму покоординатного спуску за критерієм мінімуму амплітуди струму двигуна. Висновки. Технологія усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні управлінням частотою обертання шпинделя за гармонічним законом обмежується швидкодією приводу шпинделя і його інерційними характеристиками. Система активного усунення вібрацій використовує стандартний сервопривод верстата з ЧПУ, в який вбудований додатковий замкнутий контур автоматичного пошуку амплітуди і фази компенсуючого сигналу управління.Background. The cutting process is carried out in a closed elastic technological machining system and is always accompanied by vibrations. Vibrations arising during cutting, depending on the amplitude, can very slightly affect the machining result, and can lead to a catastrophic loss of stability of the whole process. In any case, all researchers agree that vibration is the factor that ultimately determines the productivity of the cutting process and the quality of the machined surface. Objective. The aim of this study is to develop new technologies for selecting parameters for controlling the cutting speed to suppress chatter by passive methods, as well as to control the drive of the forming motion to suppress chatter by active methods. Methods. The goal is achieved by creating new technologies aimed at the study of dynamic processes occurring in the cutting. It is noted that the mathematical model of the cutting process should be built taking into account the loop closed of the elastic technological machining system and the function of the delayed argument, which represents machining “on the trail”. When studying the cutting process, four main groups of factors that influence its mathematical representation are taken into account, and three approaches are used to determine the stability diagram: frequency analysis, root analysis of the characteristic equation of motion of the system and the numerical method. The numerical method using the amplitude-frequency characteristics according to the corresponding stability criterion is considered to be the most effective. Results. The results of theoretical studies are used in practice in the form of technologies for passive and active chatter reduction during cutting. A technology has been developed to suppress vibrations during face milling when controlling the spindle speed according to a harmonic law. An application program for simulating a process for determining the parameters of the control law is presented. For active control, a new technology is proposed, based on the use of a CNC machine drive with an additional closed system, introducing a harmonious signal into the channel of the shaping movement, the amplitude and phase of which are automatically adjusted using the coordinate-wise descent algorithm according to the criterion of the minimum amplitude of the motor current. Conclusions. The technology of chatter suppression during face milling by controlling the spindle speed according to the harmonic law is limited by the speed of the spindle drive and its inertial characteristics. The active chatter control system uses a standard servo drive of the CNC machine, which has an additional closed loop for automatically searching for the amplitude and phase of the compensating control signal.Проблематика. Процесс резания осуществляется в замкнутой упругой технологической обрабатывающей системе и всегда сопровождается вибрациями. Возникающие при резании вибрации, в зависимости от амплитуды, могут совсем незначительно влиять на результат обработки, а могут привести к катастрофической потере устойчивости всего процесса. В любом случае все исследователи сходятся на том, что именно вибрации является фактором, который, в конечном итоге, определяет производительность процесса резания и качество обработанной поверхности. Цель исследования. Целью настоящего исследования является разработка новых технологий выбора параметров управления скоростью резания для подавления вибраций пассивными методами, а также управления приводом формообразующего движения для подавления вибраций активными методами. Методика реализации. Поставленная цель достигается путем создания новых технологий, направленных на исследование динамических процессов, происходящих в процессе резания. Отмечено, что математическая модель процесса резания должна строиться с учетом замкнутости упругой технологической обрабатывающей системы и функции запаздывающего аргумента, который представляет обработку по следу. При исследовании процесса резания учитываются четыре основные группы факторов, влияющих на его математическое представление, а для определения диаграммы устойчивости используются три подхода: частотный анализ, анализ корней характеристического уравнения движения системы и численный метод. Наиболее результативным считается численный метод с использованием амплитудно-частотных характеристик по соответствующему критерию устойчивости. Результаты исследования. Результаты теоретических исследований используются на практике в виде технологий пассивного и активного подавления вибраций при резании. Разработана технология подавления вибраций при торцевом фрезеровании при управлении частотой вращения шпинделя по гармоническому закону. Представлена прикладная программа моделирования процесса для определения параметров закона управления. Для активного управления предлагается новая технология, основанная на использовании привода станка с ЧПУ с дополнительной замкнутой системой, вносящей в канал формообразующего движения гармоничный сигнал, амплитуда и фаза которого автоматически подстраиваются с использованием алгоритма покоординатного спуска по критерию минимума амплитуды тока двигателя. Выводы. Технология подавления вибраций при торцевом фрезеровании управлением частотой вращения шпинделя по гармоническому закону ограничивается быстродействием привода шпинделя и его инерционными характеристиками. Система активного подавления вибраций использует стандартный сервопривод станка с ЧПУ, в который встроен дополнительный замкнутый контур автоматического поиска амплитуды и фазы компенсирующего сигнала управления

IMachining technology analysis for contour milling

Визнаючи практичну необхідність управління процесом різання, провідні фірми на ринку високих технологій почали пропонувати програмні продукти, які, як повідомлялося, в автоматичному режимі могли розрахувати оптимальний режим різання. Ось чому виникла необхідність оцінки ефективності застосування таких інновацій на практиці. В даний час найбільш просунута технологія називається iMachining, що означає інтелектуальну обробку. У статті представлений аналіз управління, автоматично спроектованого в модулі iMachining Solid CAM, для обробки тестової деталі, контур якої утворений двома сполученими дугою кола прямими. Показано, що при проектуванні управління використовуються геометричні критерії, пов'язані з траєкторією формоутворення, тому стабілізація процесу різання не досягається. Пропонується метод проектування управління за результатами моделювання швидкості зрізання припуску, що дозволяє стабілізувати процес різання.Recognizing the practical need to control the cutting process, leading firms in the high-tech market began to offer software products that, in the automatic mode, were said to be able to calculate the optimal cutting mode. Currently, the most advanced technology is called iMachining, which means intelligent Machining. The article presents an analysis of the control, automatically designed in the iMachining Solid CAM module, for machining a test part, the contour of which is formed by two straight circular arcs of a circle. It is shown that when designing control, geometric criteria are used that are associated with the path of shaping, so stabilization of the cutting process is not achieved. A control design method is proposed based on the results of simulation the Material Removal Rate (MRR), which allows stabilizing the cutting process.Признавая практическую необходимость контроля процесса резки, ведущие фирмы на рынке высоких технологий начали предлагать программные продукты, которые, как сообщалось, в автоматическом режиме могли рассчитать оптимальный режим резки. Вот почему возникла необходимость оценки эффективности применения таких инноваций на практике. В настоящее время наиболее продвинутая технология называется iMachining, что означает интеллектуальную обработку. В статье представлен анализ управления, автоматически спроектированного в модуле iMachining Solid CAM, для обработки тестовой детали, контур которой образован двум сопряженными дугой окружности прямыми. Показано, что при проектировании управления используются геометрические критерии, связанные с траекторией формообразования, поэтому стабилизация процесса резания не достигается. Предлагается метод проектирования управления по результатам моделирования скорости срезания припуска, что позволяет стабилизировать процесс резания

Модуль CAD/САМ системы автоматизированного проектирования управляющих программ для обработки 3D поверхностей протезов коленного сустава человека

Представлений новий модуль САМ системи автоматизованої підготовки управляючих програм оброблення 3D робочих поверхонь протезів колінного суглоба людини на верстатах з ЧПК. Модуль забезпечує підготовку управляючих програм для трьох способів формоутворення: фрезерування сферичною і циліндричною фрезою, шліфування кругом у формі тора. Всі три способи можна реалізувати на верстатах з ЧПК при використанні всього трьох координат, що управляються. Модуль автоматично виконує проектування формоутворюючих траєкторій і на основі результатів моделювання процесу зрізування припуску розраховує управління подачею таким чином, щоб стабілізувати процес різання в циклі оброблення. При проектуванні управління за подачею по рядках застосовується підхід, що забезпечує однакову (задану) шорсткість всієї поверхні. При проектуванні управління для шліфування використовується граничний алгоритм зрізування припуску за проходами, а також оптимізується траєкторія холостих рухів за критерієм мінімуму динамічних навантажень на приводи верстата. Все це приводить до підвищення продуктивності оброблення при безумовному забезпеченні рівномірної якості 3D поверхні. Представлені результати практичної апробації функціонування модуля для виготовлення 3D поверхонь трьох типів протезів колінних суглобів.Purpose. Computer-aided design of the NC data for 3D surface manufacturing of prosthetic of human knee-joints on CNC machine with the management by the feed for stabilizing of process of cutting along of all shape-generating trajectory. Methodology. The new module of CAM system of preparation of the NC data for 3D surface of prosthetic of human knee-joints is created on CNC machine. The module provides preparation of the controls programs for three methods of shaping: milling by a spherical and cylindrical milling cutter, grinding wheel in the form of torus. All three methods can be realized on CNC machine at the use of only three axes. The module automatically executes planning of shape-generating trajectories and on the basis of results designing process of cutting allowance expects the management by the questioner serve so that to stabilize a cutting process in the manufacturing. At planning of management by the serve on lines approach which provides the identical (set) roughness of all surface is used. At planning of management for grinding the border algorithm of cutting allowance is used on passage-ways, and also the trajectory of lost motion is optimized on the criterion of minimum of the dynamic loadings on the drives of machine. All of it results in the increase of the productivity of manufacturing and providing regular quality of 3D surface both for roughness and on the structure of surface layer. Conclusion. The presented results of practical approbation of functioning of the module for 3D surfaces manufacturing of three types of prosthetic appliances of human knee-joints confirm efficiency of the created module of CAD/CAM system.Создан новый модуль САМ системы подготовки управляющей программы обработки 3D поверхности протезов коленных суставов человека на станках с ЧПУ. Модуль обеспечивает подготовку управляющих программ для трех способов формообразования: фрезерование сферической и цилиндрической фрезой, шлифование кругом в форме тора. Все три способа можно реализовать на станках с ЧПУ при использовании всего трех управляемых координат. Модуль автоматически выполняет проектирование формообразующих траекторий и на основе результатов моделирования процесса срезания припуска рассчитывает управление задающей подачей таким образом, чтобы стабилизировать процесс резания в цикле обработки. При проектировании управления подачей по строчкам применяется подход, который обеспечивает одинаковую (заданную) шероховатость всей поверхности. При проектировании управления для шлифования используется граничный алгоритм срезания припуска по проходам, а также оптимизируется траектория холостых ходов по критерию минимума динамических нагрузок на приводы станка. Все это приводит к повышению производительности обработки при безусловном обеспечении равномерного качества 3D поверхности, как по шероховатости, так и по структуре поверхностного слоя. Представленные результаты практической апробации функционирования модуля для изготовления 3D поверхностей трех типов протезов коленных суставов человека подтверждают эффективность созданного модуля CAD/CAM системы

Accuracy estimation of 3D machining surface of endoprosthesis knee-joint

Наведений аналіз сучасних методів оцінки точності складних поверхонь деталей машин щодо контролю 3D поверхні ендопротеза колінного суглобу людини. Представлена методика контролю точності виготовлення складної 3D поверхні ендопротеза та результати оцінки різними методами. Розроблено прикладну програму для оцінки та аналізу точності 3D поверхні виготовленого експериментального ендопротеза колінного суглоба людини. Прикладна програма дозволяє виконувати контроль робочої поверхні за полярним радіусом, по всім перетинам, що відповідає функціональному призначенню виробу. Доведено, що після операції шліфування на верстаті з ЧПК за розробленою управляючою програмою максимальне відхилення складає 0,05мм, що задовольняє технічним вимогам.The analysis of modern methods for accuracy estimation of complex surfaces of details of machines is resulted. The method of accuracy control of exactness for machining complex 3D surface of endoprosthesis genicular is presented to the joint of man and results of estimation by different methods. The application program is developed for an estimation and analysis of exactness of 3D surface of the machining experimental endoprosthesis of knee-joint of man. The application program allows to execute control of working surface on an polar radius, on all of sections, that corresponds the functional setting of good. It is well-proven that after the operation of grinding on a machine-tool with CNC on developed program control a maximal rejection makes 0,05мм, that satisfies with technical requirements. Purpose. To develop the method for accuracy estimation exactness of 3D shape of prosthetic appliance of knee-joint and application program for automation of control. Methodology. A method is based on the developed algorithm, allowing to compare the mathematical model of theoretical surface to the digital array, got as a result of measuring of detail on a CNC machine-tool. Comparison is executed on a radius the vector of surface in those points, what for a theoretical model. The developed application program executes visualization of results of control for the estimation of exactness on sections, and also allows to write down a control file in a text format. Conclusion. Approbation of the offered method and developed program approved their efficiency. It can draw on control results for the correction of control the program, that will promote exactness of machining on a CNC machine-tool.Приведен анализ современных методов оценки точности сложных поверхностей деталей машин применительно к контролю 3D поверхности эндопротеза коленного сустава человека. Представлена методика контроля точности изготовления сложной 3D поверхности эндопротеза и результаты оценки различными методами. Разработана прикладная программа для оценки и анализа точности 3D поверхности изготовленного экспериментального эндопротеза коленного сустава человека. Прикладная программа позволяет выполнять контроль рабочей поверхности по полярному радиусу, на всех сечениях, что соответствует функционированию изделия. Доказано, что после операции шлифования на станке с ЧПУ по разработанной управляющей программе максимальное отклонение составляет 0,05мм, что удовлетворяет техническим требованиям

Study on the influence of the magnetron power supply on the properties of the silicon nitride films

Silicon nitride (Si3N4) films were deposited by magnetron sputtering of silicon target in (Ar+N2) atmosphere with refractive index 1.95 - 2.05. The results of Fourier transform infrared (FTIR) spectrophotometry showed Si-N bonds in the thin films with concentration 2.41·1023 - 3.48·1023 cm-3. Dependences of deposition rate, optical characteristics and surface morphology on rate of N2 flow and properties of magnetron power supply

Технології усунення вібрації при різанні металів

Background. The cutting process is carried out in a closed elastic technological machining system and is always accompanied by vibrations. Vibrations arising during cutting, depending on the amplitude, can very slightly affect the machining result, and can lead to a catastrophic loss of stability of the whole process. In any case, all researchers agree that vibration is the factor that ultimately determines the productivity of the cutting process and the quality of the machined surface.Objective. The aim of this study is to develop new technologies for selecting parameters for controlling the cutting speed to suppress chatter by passive methods, as well as to control the drive of the forming motion to suppress chatter by active methods.Methods. The goal is achieved by creating new technologies aimed at the study of dynamic processes occurring in the cutting. It is noted that the mathematical model of the cutting process should be built taking into account the loop closed of the elastic technological machining system and the function of the delayed argument, which represents machining “on the trail”. When studying the cutting process, four main groups of factors that influence its mathematical representation are taken into account, and three approaches are used to determine the stability diagram: frequency analysis, root analysis of the characteristic equation of motion of the system and the numerical method. The numerical method using the amplitude-frequency characteristics according to the corresponding stability criterion is considered to be the most effective.Results. The results of theoretical studies are used in practice in the form of technologies for passive and active chatter reduction during cutting. A technology has been developed to suppress vibrations during face milling when controlling the spindle speed according to a harmonic law. An application program for simulating a process for determining the parameters of the control law is presented. For active control, a new technology is proposed, based on the use of a CNC machine drive with an additional closed system, introducing a harmonious signal into the channel of the shaping movement, the amplitude and phase of which are automatically adjusted using the coordinate-wise descent algorithm according to the criterion of the minimum amplitude of the motor current.Conclusions. The technology of chatter suppression during face milling by controlling the spindle speed according to the harmonic law is limited by the speed of the spindle drive and its inertial characteristics. The active chatter control system uses a standard servo drive of the CNC machine, which has an additional closed loop for automatically searching for the amplitude and phase of the compensating control signalПроблематика. Процесс резания осуществляется в замкнутой упругой технологической обрабатывающей системе и всегда сопровождается вибрациями. Возникающие при резании вибрации, в зависимости от амплитуды, могут совсем незначительно влиять на результат обработки, а могут привести к катастрофической потере устойчивости всего процесса. В любом случае все исследователи сходятся на том, что именно вибрации является фактором, который, в конечном итоге, определяет производительность процесса резания и качество обработанной поверхности.Цель исследования. Целью настоящего исследования является разработка новых технологий выбора параметров управления скоростью резания для подавления вибраций пассивными методами, а также управления приводом формообразующего движения для подавления вибраций активными методами.Методика реализации. Поставленная цель достигается путем создания новых технологий, направленных на исследование динамических процессов, происходящих в процессе резания. Отмечено, что математическая модель процесса резания должна строиться с учетом замкнутости упругой технологической обрабатывающей системы и функции запаздывающего аргумента, который представляет обработку по следу. При исследовании процесса резания учитываются четыре основные группы факторов, влияющих на его математическое представление, а для определения диаграммы устойчивости используются три подхода: частотный анализ, анализ корней характеристического уравнения движения системы и численный метод. Наиболее результативным считается численный метод с использованием амплитудно-частотных характеристик по соответствующему критерию устойчивости.Результаты исследования. Результаты теоретических исследований используются на практике в виде технологий пассивного и активного подавления вибраций при резании. Разработана технология подавления вибраций при торцевом фрезеровании при управлении частотой вращения шпинделя по гармоническому закону. Представлена прикладная программа моделирования процесса для определения параметров закона управления. Для активного управления предлагается новая технология, основанная на использовании привода станка с ЧПУ с дополнительной замкнутой системой, вносящей в канал формообразующего движения гармоничный сигнал, амплитуда и фаза которого автоматически подстраиваются с использованием алгоритма покоординатного спуска по критерию минимума амплитуды тока двигателя.Выводы. Технология подавления вибраций при торцевом фрезеровании управлением частотой вращения шпинделя по гармоническому закону ограничивается быстродействием привода шпинделя и его инерционными характеристиками. Система активного подавления вибраций использует стандартный сервопривод станка с ЧПУ, в который встроен дополнительный замкнутый контур автоматического поиска амплитуды и фазы компенсирующего сигнала управления.Проблематика. Процес різання здійснюється в замкнутій пружній технологічній обробній системі і завжди супроводжується вібраціями. Виникаючі при різанні вібрації, в залежності від амплітуди, можуть зовсім незначно впливати на результат обробки, а можуть привести до катастрофічної втрати стійкості всього процесу. У будь-якому випадку все дослідники сходяться на тому, що саме вібрації є фактором, який, в кінцевому підсумку, визначає продуктивність процесу різання і якість обробленої поверхні.Мета дослідження. Метою даного дослідження є розробка нових технологій вибору параметрів управління швидкістю різання для придушення вібрацій пасивними методами, а також управління приводом формоутворюючого руху верстату з ЧПК для придушення вібрацій активними методами.Методика реалізації. Поставлена мета досягається шляхом створення нових технологій, спрямованих на дослідження динамічних процесів, що відбуваються в процесі різання. Відзначено, що математична модель процесу різання повинна будуватися з урахуванням замкнутості пружної технологічної обробної системи і функції запізнюючого аргументу, який представляє обробку по сліду. При дослідженні процесу різання враховуються чотири основні групи факторів, що впливають на його математичне уявлення, а для визначення діаграми стійкості використовуються три підходи: частотний аналіз, аналіз коренів характеристичного рівняння руху системи і чисельний метод. Найбільш результативним вважається чисельний метод з використанням амплітудно-частотних характеристик за відповідним критерієм стійкості.Результати дослідження. Результати теоретичних досліджень використовуються на практиці у вигляді технологій пасивного і активного усунення вібрацій при різанні. Розроблено технологію усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні при управлінні частотою обертання шпинделя за гармонічним законом. Представлена прикладна програма моделювання процесу для визначення параметрів закону управління. Для активного управління пропонується нова технологія, заснована на використанні приводу верстата з ЧПУ з додатковою замкнутою системою, що вносить в канал формоутворюючого руху гармонічний сигнал, амплітуда і фаза якого автоматично підналаштовуються з використанням алгоритму покоординатного спуску за критерієм мінімуму амплітуди струму двигуна.Висновки. Технологія усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні управлінням частотою обертання шпинделя за гармонічним законом обмежується швидкодією приводу шпинделя і його інерційними характеристиками. Система активного усунення вібрацій використовує стандартний сервопривод верстата з ЧПУ, в який вбудований додатковий замкнутий контур автоматичного пошуку амплітуди і фази компенсуючого сигналу управлінн

МОДУЛЬ CAD/САМ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ ОБРАБОТКИ 3D ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОТЕЗОВ КОЛЕННОГО СУСТАВА ЧЕЛОВЕКА

Purpose. Computer-aided design of the NC data for 3D surface manufacturing of prosthetic of human knee-joints  on CNC machine with the management by the feed  for stabilizing of process of cutting along of all shape-generating trajectory.Methodology. The new module of CAM system of preparation of the NC data for 3D surface  of prosthetic of human knee-joints is created on CNC machine. The module provides preparation of the controls programs for three methods of shaping: milling by a spherical and cylindrical milling cutter, grinding wheel in the form of torus. All three methods can be realized on CNC machine at the use of only three axes. The module automatically executes planning of shape-generating trajectories and on the basis of results designing process of cutting allowance expects the management by the questioner serve so that to stabilize a cutting process in the manufacturing. At planning of management by the serve on lines approach which provides the identical (set) roughness of all surface is used. At planning of management for grinding the border algorithm of cutting allowance is used on passage-ways, and also the trajectory of lost motion is optimized on the criterion of minimum of the dynamic loadings on the drives of machine. All of it results in the increase of the productivity of manufacturing and providing regular quality of 3D surface both for roughness and on the structure of surface layer.Conclusion. The presented results of practical approbation of functioning of the module for 3D  surfaces manufacturing of three types of prosthetic appliances of human knee-joints confirm efficiency of the created module of CAD/CAM systemСоздан новый модуль САМ системы подготовки управляющей программы обработки 3D поверхности протезов коленных суставов человека на станках с ЧПУ. Модуль обеспечивает подготовку управляющих программ для трех способов формообразования: фрезерование сферической и цилиндрической фрезой, шлифование кругом в форме тора. Все три способа можно реализовать на станках с ЧПУ при использовании всего трех управляемых координат. Модуль автоматически выполняет проектирование формообразующих траекторий и на основе результатов моделирования процесса срезания припуска рассчитывает управление задающей подачей таким образом, чтобы стабилизировать процесс резания в цикле обработки. При проектировании управления подачей по строчкам применяется подход, который обеспечивает одинаковую (заданную) шероховатость всей поверхности. При проектировании управления для шлифования используется граничный алгоритм срезания припуска по проходам, а также оптимизируется траектория холостых ходов по критерию минимума динамических нагрузок на приводы станка. Все это приводит к повышению производительности обработки при безусловном обеспечении равномерного качества 3D поверхности, как по шероховатости, так и по структуре поверхностного слоя. Представленные результаты практической апробации функционирования модуля для изготовления 3D поверхностей трех типов протезов коленных суставов человека подтверждают эффективность созданного модуля CAD/CAM системыПредставлений новий модуль САМ системи автоматизованої підготовки управляючих програм оброблення 3D робочих поверхонь протезів колінного суглоба людини на верстатах з ЧПК. Модуль забезпечує підготовку управляючих програм для трьох способів формоутворення: фрезерування сферичною і циліндричною фрезою, шліфування кругом у формі тора. Всі три способи можна реалізувати на верстатах з ЧПК при використанні всього трьох координат, що управляються. Модуль автоматично виконує проектування формоутворюючих траєкторій і на основі результатів моделювання процесу зрізування припуску розраховує управління подачею таким чином, щоб стабілізувати процес різання в циклі оброблення. При проектуванні управління за подачею по рядках застосовується підхід, що забезпечує однакову (задану) шорсткість всієї поверхні. При проектуванні управління для шліфування використовується граничний алгоритм зрізування припуску за проходами, а також оптимізується траєкторія холостих рухів за критерієм мінімуму динамічних навантажень на приводи верстата. Все це приводить до підвищення продуктивності оброблення при безумовному забезпеченні рівномірної якості 3D поверхні. Представлені результати практичної апробації функціонування модуля для виготовлення 3D поверхонь трьох типів протезів колінних суглобі

IMachining technology analysis for contour milling

Recognizing the practical need to control the cutting process, leading firms in the high-tech market began to offer software products that, in the automatic mode, were said to be able to calculate the optimal cutting mode. Currently, the most advanced technology is called iMachining, which means intelligent Machining. The article presents an analysis of the control, automatically designed in the iMachining Solid CAM module, for machining a test part, the contour of which is formed by two straight circular arcs of a circle. It is shown that when designing control, geometric criteria are used that are associated with the path of shaping, so stabilization of the cutting process is not achieved. A control design method is proposed based on the results of simulation the Material Removal Rate (MRR), which allows stabilizing the cutting process

Аналіз технологій iMachining для контурного фрезерування

Recognizing the practical need to control the cutting process, leading firms in the high-tech market began to offer software products that, in the automatic mode, were said to be able to calculate the optimal cutting mode. Currently, the most advanced technology is called iMachining, which means intelligent Machining. The article presents an analysis of the control, automatically designed in the iMachining Solid CAM module, for machining a test part, the contour of which is formed by two straight circular arcs of a circle. It is shown that when designing control, geometric criteria are used that are associated with the path of shaping, so stabilization of the cutting process is not achieved. A control design method is proposed based on the results of simulation the Material Removal Rate (MRR), which allows stabilizing the cutting process.Признавая практическую необходимость контроля процесса резки, ведущие фирмы на рынке высоких технологий начали предлагать программные продукты, которые, как сообщалось, в автоматическом режиме могли рассчитать оптимальный режим резки. Вот почему возникла необходимость оценки эффективности применения таких инноваций на практике. В настоящее время наиболее продвинутая технология называется iMachining, что означает интеллектуальную обработку. В статье представлен анализ управления, автоматически спроектированного в модуле iMachining Solid CAM, для обработки тестовой детали, контур которой образован двум сопряженными дугой окружности прямыми. Показано, что при проектировании управления используются геометрические критерии, связанные с траекторией формообразования, поэтому стабилизация процесса резания не достигается. Предлагается метод проектирования управления по результатам моделирования скорости срезания припуска, что позволяет стабилизировать процесс резания.Визнаючи практичну необхідність управління процесом різання, провідні фірми на ринку високих технологій почали пропонувати програмні продукти, які, як повідомлялося, в автоматичному режимі могли розрахувати оптимальний режим різання. Ось чому виникла необхідність оцінки ефективності застосування таких інновацій на практиці. В даний час найбільш просунута технологія називається iMachining, що означає інтелектуальну обробку. У статті представлений аналіз управління, автоматично спроектованого в модулі iMachining Solid CAM, для обробки тестової деталі, контур якої утворений двома сполученими дугою кола прямими. Показано, що при проектуванні управління використовуються геометричні критерії, пов'язані з траєкторією формоутворення, тому стабілізація процесу різання не досягається. Пропонується метод проектування управління за результатами моделювання швидкості зрізання припуску, що дозволяє стабілізувати процес різання