Numerical optimization of the rotary table construction of a CNC milling machine

ABSTRACT: The article presents the issues of numerical analysis of the structure of a heavy CNC milling machine turntable. A 3D model of the machine tool was developed using the CAD application, and the rotary table of the machine tool was tested in the CAE application. The results of the strength and stress analysis were the basis for the optimization of the structure.

KEYWORDS: CAD/CAE software, FEM numerical analysis, design optimization, CNC milling machines, SolidWorks

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono problematykę numerycznej analizy konstrukcji stołu obrotowego ciężkiej frezarki CNC. W aplikacji CAD opracowano model przestrzenny obrabiarki, a jej stół obrotowy został przebadany w aplikacji CAE. Wyniki symulacji wytrzymałościowych były podstawą do optymalizacji konstrukcji.

SŁOWA KLUCZOWE: oprogramowanie CAD/CAE, analiza numeryczna MES, optymalizacja konstrukcji, frezarki CNC, SolidWorks.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Bartczak S., Brock M. „Projektowanie obrabiarek. Materiały pomocnicze”. Cz. I. Poznań: WPP (2001).

[2] Boral P., Nieszporek T., Gołębski R. “The Welded CNC Machine Tool Frame. MATEC Web of Conferences”. XXII Slovak-Polish Scientific Conference Machine Modelling andSimulations (MMS 2017). Sklene Teplice, Słowacja (2017).

[3] Boral P. “The Design of the CNC Milling Machine, MATECWeb of Conferences”. XXIII Polish-Slovak Scientific Conference Machine Modelling and Simulations (MMS 2018). Rydzyna, Polska (2018).

[4] Dacko M., Borkowski W., Dobrociński S., Niezgoda T., Wieczorek M. „Metoda Elementów Skończonych w mechanice konstrukcji”. Warszawa: Arkady (1994).

[5] DIN 650:1989 – Wymiary rowków teowych.

[6] DMG Mori. „Katalog obrabiarek”. Pleszew: DMG Mori (2021).

[7] Domański J. „SolidWorks 2020. Projektowanie maszyn i konstrukcji. Praktyczne przykłady”. Gliwice: Helion (2020).

[8] Domański J. „SolidWorks Simulation 2020. Statyczna analiza wytrzymałościowa”. Gliwice: Helion (2020).

[9] Honczarenko J. „Obrabiarki sterowane numerycznie”. Warszawa: WNT (2001, 2008).

[10] Kimla. “CNC Milling Machines. Katalog”. Częstochowa: Kimla(2022).

[11] Krawczyk D. „Optymalizacja konstrukcji kołyski i stołu obrotowego frezarki pięcioosiowej”. Praca magisterska podopieka naukową A. Piotrowskiego. Częstochowa (2020). Politechnika Częstochowska.

[12] Laroche N. „Five-axis CNC milling machine. Project report”. Projekt pod opieką naukową A. Piotrowskiego. Częstochowa (2019). Politechnika Częstochowska.

[13] PN-EN 1561:2021 – Odlewnictwo – Żeliwo szare.

[14] PN-EN 10025-1:2007 – Wyroby walcowane na gorąco ze stali konstrukcyjnych.

[15] PN-EN ISO 4762:2006 – Śruby z łbem walcowym z gniazdem sześciokątnym.

[16] Rakowski G., Kacprzyk Z. „Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej (2016).

[17] Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T. „Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych”.Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej (2000).

[18] SKF. „Katalog łożysk”. SKF (2022).

[19] SolidWorks 2020. Dokumentacja programu. 2020.

[20] Tran P. „SOLIDWORKS 2020 Intermediate Skills”. CSWE, CSWI (2019).

[21] Wrotny L. „Podstawy konstrukcji obrabiarek”. Warszawa: WNT (1973).

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.25

 

* Artykuł recenzowany