Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Mathematical model with the generator of the trajectory code of the lathe knife for a typical numerically controlled lathe for rope threads turning

Daniel Wróblewski

Abstract

The aim of this diploma thesis was to develop a mathematical model of the trajectory of a standard turning tool in the process of turning a rope thread of any size, on a standard CNC machine tool, and to develop an algorithm allowing automatic generation of a program for a machine tool that allows the production of a thread with specific dimensional parameters at specific process parameters. The above objective of the work was carried out in an analytical way, developing a mathematical algorithm, defining key parameters describing the contour of the helix, created during the technological process. On the basis of available literature data and adopted assumptions, the focus was on the parameters as a geometric dependence in the description of the curve, creating the outline of the rope thread, in the technological process. To develop the algorithm, it was necessary to comprehensively analyse the relationships between the individual thread dimensions, and to create a function that allows you to calculate the position of the tool at any time during the machining process. Calculated coordinates of the tool had to be expressed in the form readable by the CNC machine tool code, provided as a component of the execution program for a detail, containing a rope thread element. The work developed a comprehensive mathematical model of the trajectory of the tool, taking into account the influence of many factors, such as the target dimension of the thread, tool radius, the ability to turn internal and external threads, spindle speed and tool feed speed. The developed model was then used to build a thread code generator. The entire solution was developed for the needs of a prototype CNC machine tool for turning rope threads. The thread codes are loaded into the device as ready machining programs and allow for the production of threads with parameters codes selected in the generator. The solution has been accepted as meeting all key requirements.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Daniel Wróblewski (FM) Daniel Wróblewski,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Model matematyczny wraz z generatorem kodu trajektorii noża tokarskiego typowej tokarki sterowanej numerycznie do toczenia gwintów falistych
Supervisor
Marcin Zaczyk (FM/IMPh) Marcin Zaczyk,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
25-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Marcin Zaczyk (FM/IMPh) Marcin Zaczyk,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM) Sergiusz Łuczak (FM/IMPh) Sergiusz Łuczak,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
gwint falisty, tokarka, generator kodu, toczenie
Keywords in English
rope thread, lathe, code generator, turning
Abstract in Polish
Celem niniejszej pracy dyplomowej było opracowanie modelu matematycznego trajektorii standardowego noża tokarskiego w procesie toczenia gwintu falistego o dowolnych wymiarach na typowej obrabiarce CNC oraz opracowanie algorytmu pozwalającego na automatyczne generowanie programu dla obrabiarki, pozwalającego na wytwarzanie gwintu o określonych parametrach wymiarowych, przy określonych parametrach procesu. Powyższy cel pracy zrealizowano w sposób analityczny, opracowując algorytm matematyczny, wyznaczający kluczowe parametry opisujące zarys linii śrubowej, tworzonej w trakcie procesu technologicznego. Na podstawie dostępnych danych literaturowych oraz przyjętych założeń skupiono się na parametrach, jako geometrycznej zależności w opisie krzywej, tworzącej zarys gwintu falistego, w procesie technologicznym. Do opracowania algorytmu niezbędna była kompleksowa analiza zależności między poszczególnymi wymiarami gwintu, oraz stworzenie funkcji, pozwalającej obliczyć położenie narzędzia, w każdym momencie procesu obróbki. Obliczone współrzędne narzędzia musiały być wyrażone w postaci, odczytywalnego przez obrabiarkę CNC, kodu, przewidzianego jako składowa programu wykonawczego, dla detalu zawierającego gwint falisty. W pracy opracowano kompleksowy model matematyczny trajektorii narzędzia, uwzględniający wpływ wielu czynników, takich jak docelowy wymiar zarysu gwintu, promień narzędzia, możliwość toczenia gwintu wewnętrznego i zewnętrznego, prędkość obrotową wrzeciona i szybkość posuwu narzędzia. Opracowany model został następnie wykorzystany do zbudowania generatora kodów gwintów. Całość rozwiązania została opracowana na potrzeby stworzonej do toczenia gwintów falistych prototypowej obrabiarki CNC. Kody gwintów wgrywane są do urządzenia jako gotowe programy obróbkowe i pozwalają na wytwarzanie gwintów o wybranych w generatorze kodów parametrach. Rozwiązanie zostało zaakceptowane jako spełniające wszystkie kluczowe wymagania.
File
  • File: 1
    199921_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30427

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTe2b0f568ef9a46b0b00f293a76593352/
URN
urn:pw-repo:WUTe2b0f568ef9a46b0b00f293a76593352

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page