Вплив діаметра інструмента та швидкості його подачі на час виготовлення гнізда для замка в дверному полотні на верстаті з ЧПК
Анотація
Українська деревообробна промисловість має доступ до найсучасніших машин та обладнання з числовим програмним керуванням (ЧПК), однак галузь часто не може повною мірою використати цей потенціал, що призводить до прийняття неоптимальних рішень на виробництві. Формування вартості дверних блоків, а особливо – дверних полотен для кінцевого споживача значною мірою залежить від собівартості виробу на етапі його виробництва, тобто від кількості сировинних, енергетичних, логістичних, часових, трудових та інших ресурсів, які затрачено в процесі виготовлення цієї продукції.
Здійснено аналіз ефективності використання інструменту різного діаметра в контексті порівняння траєкторії його переміщення та впливу на виробничий час виготовлення замкового гнізда, що формується під час оброблення дверного полотна на верстаті з ЧПК із використанням агрегату для цієї операції. За результатами дослідження сформовано рекомендації для вибору діаметра різального інструмента з урахуванням критеріїв ресурсоощадності виготовлення дверного полотна.
Розроблено математичну модель для прогнозування витрати часу на виготовлення гнізд під замок. Математична модель описує залежності часу виготовлення замкового гнізда від геометричних параметрів, траєкторії переміщення різального інструменту та розмірів самого гнізда. Встановлено коефіцієнт швидкості інструмента, який враховує нелінійність швидкості переміщення приводів по осях верстата з ЧПК за зміни напрямку руху. Усереднене значення коефіцієнта швидкості (Кшвидкості) становить 0,75611 для подачі 10м/хв, що зумовлено неможливістю досягнути заданої подачі через невеликі відстані переміщення інструменту в замковому гнізді.
Посилання
Ashley, P. N. (2016). Innovative use of CNC technology for the manufacture of furniture in batch size of one. (A dissertation submitted in total fulfillment of the requirements of the Master of Philosophy). School of Ecosystem and Forest Sciences, Faculty of Science, The University of Melbourne. Melbourne. https://hdl.handle.net/11343/118610
Bal, B. C., & Dumanoğlu, F. (2019). Surface roughness and processing time of a medium density fiberboard cabinet door processed via CNC router, and the energy consumption of the CNC router. BioResources, 14(4), 9500–9508. https://doi.org/10.15376/biores.14.4.9500-9508
Boyko, S., Eroshenko, A., & Ignatenko, P. (2018). Preparation for the production of furniture facades using modern CAM systems. Technical Sciences and Technologies, 1, 159–167. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/tnt_2018_1_19 [Бойко, С., Єрошенко, А., & Ігнатенко, П. (2018). Підготовка виробництва меблевих фасадів із використанням сучасних CAM-систем. Технічні науки та технології, 1, 159–167] (in Ukrainian)
Çakıroğlu, E. O., Demir, A., Aydın, İ., & Büyüksarı, Ü. (2022). Prediction of optimum CNC cutting conditions using artificial neural network models for the best wood surface quality, low energy consumption, and time savings. BioResources, 17(2), 2501–2524. https://doi.org/10.15376/biores.17.2.2501-2524
Cakmak, A., Malkocoglu, A., & Ozsahin, S. (2023). Optimization of wood machining parameters using artificial neural network in CNC router. Materials Science and Technology, 39(14), 1728–1744. https://doi.org/10.1080/02670836.2023.2180901
Csanády, E., & Magoss, E. (2020). Mechanics of wood machining (3rd ed.). Cham, Switzerland: Springer Nature Switzerland AG. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51481-5
Czerwińska, K., & Grebski, M. E. (2021). An analysis and improvement of the production process of external doors. Modern Management Review, 26(3), 59–67. https://doi.org/10.7862/rz.2021.mmr.17
Czerwińska, K., & Pacana, A. (2019). Analysis of the efficiency of machine use on the production line of interior doors. Zarządzanie Przedsiębiorstwem, 22(2), 2–6. https://doi.org/10.25961/ent.manag.22.02.01
Demir, A., Çakıroğlu, E. O., & Aydın, İ. (2022). Effects of CNC processing parameters on surface quality of wood-based panels used in furniture industry. Drvna Industrija, 73(4), 363–371. https://doi.org/10.5552/drvind.2022.2109
German Institute for Standardization. (2020). DIN 18251:2020-04. Locks–Mortise locks and multipoint locks–Terms, definitions and dimensions. Berlin, Germany: DIN. https://doi.org/10.31030/3133998
Gisip, J., Lemaster, R., & Saloni, D. (2026). Enhancing tool life through innovative process control in wood-based machining. Wood Material Science & Engineering, 21(1), 575-585. https://doi.org/10.1080/17480272.2024.2439058
Gola, A., Świć, A., & Kramar, V. (2011). A multiple-criteria approach to machine tool selection for focused flexibility manufacturing systems. Management and Production Engineering Review, 2(4), 21–32. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/235861051_A_MULTIPLE-CRITERIA_APPROACH_TO_MACHINE-TOOL_SELECTION_FOR_FOCUSED_FLEXIBILITY_MANUFACTURING_SYSTEMS
Jiang, X. B., Wu, Q. H., Jing, F. M., Yang, C. M., & Luo, G. (2014). Wooden door slot cutting system of CNC machine finite element analysis. Key Engineering Materials, 579–580, 603–606. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.579-580.603
Kalyna, A. A., & Myskiv, Y. M. (2024). Investigation of the Influence of Cutting Length on Feed Rate. In Forestry education and science: current challenges and development prospects: proceedings of the International Scientific and practical Conference, 1–5. Lviv, October 23-25. Lviv: Ukrainian National Forestry University. https://doi.org/10.36930/conf150.5.34 [Калина, А. А., Миськів Є. М. (2024) Дослідження впливу довжини різу на швидкість подачі. Лісотехнічна освіта і наука: виклики сьогодення та перспективи розвитку: матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, м. Львів, 23-25 жовтня 2024 р. Львів: Національний лісотехнічний університет України, 1–5] (in Ukrainian)
Kwidziński, Z., Bednarz, J., Pędzik, M., Sankiewicz, Ł., Szarowski, P., Knitowski, B., & Rogoziński, T. (2021). Innovative Line for Door Production TechnoPORTA – Technological and Economic Aspects of Application of Wood-Based Materials. Applied Sciences, 11(10), 4502. https://doi.org/10.3390/app11104502
Kwidziński, Z., Drewczyński, M., Gołąbek, T., Myszka, R., Wilczyński, A., Gębczyk, K., … Rogoziński, T. (2023). The efficiency of the formatting and milling module of the technological line for door frames production. Annals of Warsaw University of Life Sciences SGGW Forestry and Wood Technology, 121, 72–78. https://doi.org/10.5604/01.3001.0053.8640
Lopez de Lacalle, L. N., Fernández-Larrinoa, J., Rodríguez-Ezquerro, A., Fernández-Valdivielso, A., López-Blanco, R., & Azkona-Villaverde, I. (2015). On the cutting of wood for joinery applications. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 229(6), 940–952. https://doi.org/10.1177/0954405414534431
Narooei, K. D., & Ramli, R. (2014). New approaches in tool path optimization of CNC machining. Applied Mechanics and Materials, 663, 657–661. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.663.657
Petrovic, A., Lukic, L., Ivanovic, S., & Pavlovic, A. (2017). Optimisation of tool path for wood machining on CNC machines. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 231(1), 72–87. https://doi.org/10.1177/0954406216648715
Tobias, S. (2015). Illustrated guide to door hardware: Design, specification, selection. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. Retrieved from https://books.google.com/books?id=RzoxBwAAQBAJ
Yaghoubi, S., Rabiei, F., & Seidi, M. (2024). A comprehensive assessment on surface quality of machined wooden products via Box-Behnken design method. Wood Material Science & Engineering, 19(4), 896–905. https://doi.org/10.1080/17480272.2023.2290212
Özçelik, Ö., & Koç, K. H. (2021). Evaluation of tool path strategies in CNC woodworking machines and a case study. Wood Industry and Engineering, 3(2), 1–11. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/1436564
