1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 133 — галузеве машинобудування
Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50791
Title: Розробка проєктних рішень багатошпиндельного токарного верстату побудованого на агрегатно-модульному принципі
Other Titles: Development of design solutions for a multispindle lathe built on an aggregate-modular principle
Authors: Гребенюк, Назар Володимирович
Hrebeniuk, Nazar
Affiliation: ТНТУ імені Івана Пулюя, гр. МВм-61
Bibliographic description (Ukraine): Гребенюк Н. В. Розробка проєктних рішень багатошпиндельного токарного верстату побудованого на агрегатно-модульному принципі : кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „133 — галузеве машинобудування“ / Н.В. Гребенюк. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 109 с.
Bibliographic reference (2015): Гребенюк Н. В. Розробка проєктних рішень багатошпиндельного токарного верстату побудованого на агрегатно-модульному принципі // Гребенюк Назар Володимирович : кваліфікаційна робота магістра : 133 галузеве машинобудування / кер. Р. А. Скляров. Тернопіль : факультет інженерії машин, споруд та технологій, кафедра конструювання верстатів інструментів та машин, група МВм-61 : ТНТУ, 2025. - 109 с.
Hrebeniuk N. V. Development of design solutions for a multispindle lathe built on an aggregate-modular principle // Hrebeniuk Nazar Volodymyrovych: Master’s Qualification Thesis: 133 Industrial Mechanical Engineering / Supervisor R. A. Skliarov. Ternopil: Faculty of Mechanical Engineering of Machines, Structures and Technologies, Department of Machine Tool, Instrument and Machine Design, group MVm-61: TNTU, 2025. - 109 p.
Issue Date: 24-Des-2025
Submitted date: 24-Des-2025
Date of entry: 29-Des-2025
Publisher: ТНТУ
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопіль
Supervisor: Скляров, Руслан
Skliarov, Ruslan
Committee members: Пилипець, Оксана Михайлівна
PYLYPETS, OKSANA MYKHAILIVNA
UDC: 621.9
Keywords: 133
галузеве машинобудування
компонування верстату
багатошпиндельний токарний верстат
агрегатно-модульний принцип
шпиндельний блок
формалізований опис
револьверна головка
Industrial Mechanical Engineering
machine layout
multi-spindle lathe
aggregate-module principle
spindle block
formalized description
turret head
Abstract: Метою роботи є розробка проєктних рішень багатошпиндельних токарних верстатів з числовим програмним керуванням, побудованих на агрегатно модульному принципі, з орієнтацією на підвищення технологічної гнучкості, комплексності обробки та безпечності експлуатації. В представленій кваліфікаційній роботі проведено патентно-інформаційні дослідження щодо компонувальних схем багатошпиндельних токарних верстатів побудованих на агрегатно-модульного принципі. Запропоновано конструкцію хрестового супорту модульного виконання. Запропоновано формалізований опис, який дозволяє визначити просторове положення шпиндельних блоків верстатів. Розроблено морфологічну матрицю, на основі якої запропоновані варіанти компонувань верстатів з використанням одношпиндельних та двошпиндельних блоків. Висвітлено питання, що стосуються системи моніторингу небезпечних чинників виробничих систем, навчання та підготовки населення до дій в умовах надзвичайних ситуацій, а також управління стружкоутворенням на токарних верстатах.
The aim of the thesis is to develop design solutions for multi-spindle lathes with numerical control, built on the aggregate-module principle, with a focus on increasing technological flexibility, processing complexity, and operational safety. In this qualification work, patent and information research was carried out regarding layout schemes of multi-spindle lathes built on the aggregate-module principle. A design of a modular cross-slide was proposed. A formalized description was introduced, which makes it possible to determine the spatial position of spindle blocks of lathes. A morphological matrix was developed, on the basis of which layout variants of lathes using single-spindle and double-spindle blocks were proposed. Issues related to monitoring systems of hazardous factors in production systems, training and preparation of the population for actions in emergency situations, as well as chip formation management in lathes were highlighted.
Content: ЗМІСТ ПРИЙНЯТІ СКОРОЧЕННЯ 8 ВСТУП 9 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 12 1.1 Огляд та аналіз проблематики кваліфікаційної роботи 12 1.2 Інформаційно-патентний пошук 13 1.2.1 Аналіз робіт за тематикою дослідження 13 1.2.2 Аналіз конструкцій та компонувальних схем багатошпиндельних токарних верстатів 18 1.3 Висновки по розділу, постановка мети та задач дослідження 28 2 ПРОЄКТНИЙ РОЗДІЛ 30 2.1 Фактори, що впливають на вибір типорозмірів модульних елементів проєктованого багатошпиндельного токарного верстата 30 2.2 Структурно-функціональні особливості модульних вузлів 31 2.2.1 Особливості конструктивного виконання шпиндельних вузлів 31 2.2.2 Особливості конструктивного виконання супортів верстату 35 2.2.3 Узагальнені кінематичні схеми приводів столів 37 2.3 Розрахунок конструкції хрестового супорту 41 2.3.1 Кінематична схема та розрахунок приводу подачі 41 2.3.2 Розрахунок і вибір електродвигуна 43 2.3.3 Характеристика передачі гвинт-гайка кочення 47 2.3.4 Автоматизований геометричний розрахунок кулькової гвинтової передачі 49 2.3.5 Створення натягу в передачі 55 2.4 Опис конструкції сильфонної муфти 56 2.5 Висновки до проєктного розділу 57 3 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 59 3.1 Методика та план проведення наукових досліджень 59 3.2 Основні теоретичні передумови 60 3.3 Розробка моделі об‘єкта досліджень 62 3.3.1 Геометричні засади та постановка системи координат 62 3.3.2 Формалізований запис конфігурації блока і його перетворень 64 3.3.3 Схеми розміщення шпиндельних блоків у просторі 68 3.4 Стратегія автоматизованого проєктування БТВ 72 3.5 Використання агрегатно-модульного принципу при проектуванні компоновок БТВ 75 3.6 Розробка альтернатив компонувань із морфологічної матриці 77 3.7 Обговорення та аналіз отриманих результатів* (*опубліковані результати досліджень подані в додатках) 81 3.8 Висновки до дослідного розділу 82 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 83 4.1 Системи моніторингу небезпечних чинників виробничих систем 83 4.2 Навчання та підготовка населення до дій в умовах надзвичайних ситуацій 84 4.3 Управління стружкоутворенням як елемент виробничої безпеки 86 4.4 Висновки до 4 розділу 87 ВИСНОВКИ 89 ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ 91 ДОДАТКИ 98
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50791
Copyright owner: © Гребенюк Назар Володимирович, 2025
References (Ukraine): 1. Bornemann Gewindetechnik. Screw Dimensioning Tool [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.bornemann-gewindetechnik.de/en/screw-dimensioning-tool/ (дата звернення: 23.11.2025).
2. Dual Spindle CNC Lathe DS-4636DY [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.smartlathe.com/products/ds-4636dy. – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
3. Ein- und Mehrspindel-Drehautomaten [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.werkstatt-betrieb.de/a/grundlagenartikel/ein-und-mehrspindel-drehautomaten-242136. – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
4. EMAG. MSC 5 DUO: High Speed Twin-Spindle CNC Lathe [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.emag.com/products-services/machines/turning-machines/classic-chucked-components-msc/msc-5-duo/, – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
5. FANUC Europe Corporation. Drive Systems. Product overview. – Luxembourg: FANUC Europe, 2023. – 52 с. – Режим доступу: https://www.fanuc.eu/~/media/files/pdf/products/cnc/brochures/mbr-00546-fa_drives%20product%20overview-v5/drive-system-product-overview-en.pdf?la=it – Дата звернення: 23.11.2025.
6. Fully Automatic Double Spindle CNC Lathe Series [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.supercncmachine.com/product/fully-automatic-double-spindle-cnc-lathe-series/, – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
7. Gurauskas K. The Reinvention of the Shear Type Coupling [Електронний ресурс] // Fluid Power Journal. – 2019. – Режим доступу: https://fluidpowerjournal.com/reinvention-shear-type-coupling/ (дата звернення: 18.11.2025).
8. Hahalyuk A., Krupa V. Modeling of a lathe bed using the method of topological optimization. Scientific journal of the Ternopil national technical university. 2023. Vol. 111, no. 3. P. 67–75. URL: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2023.03.067
9. INDEX CNC multi-spindle machines: More productive with 8 spindles! [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.index-group.com/en/products/multi-spindle-machines/index-ms40-8.– Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
10. Lathe Spindle – Troubleshooting Guide [Електронний ресурс] / Haas Automation. – Режим доступу: https://www.haascnc.com/service/troubleshooting-and-how-to/troubleshooting/Lathe-Spindle-Troubleshooting-Guide.html#gsc.tab=0 (дата звернення: 18.11.2025).
11. Multi-Spindle CNC Copy Lathe Machine for Wood Turning [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.stylecnc.com/wood-lathe/3-axis-cnc-wood-lathe.html. – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
12. MYS Series – CNC Turning Centers [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.hurco.com/en-us/products/lathes/Pages/MY-MYS-mill-turn.aspx – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
13. Overview of Electric Built-in Spindles Used in CNC Lathe Tools [Електронний ресурс] / Smartlathe. – Режим доступу: https://www.smartlathe.com/blogs/overview-of-electric-built-in-spindles-used-in-cnc-lathe-tools (дата звернення: 18.11.2025).
14. PETERKA J. 5-axis machining on lathe with counter spindle [Електронний ресурс] // Materials Science and Technology. – 2010. – Vol. 2, No. 10. – ISSN 1335-9053. – Режим доступу: https://www.mtf.stuba.sk/buxus/docs/internetovy_casopis/2010/2/peterka.pdf, – Назва з екрана. – Дата звернення: 16.11.2025.
15. Saito J., Ito J., Ohtsyka T. Automatisierte Darstellung und Entwurfszeichnungen für Werkzeugmaschinen // Konstruktionen. – 1980. – Nr. 10.
16. Salje E., Redeher W. Konzipieren von Drehmaschinen. Ein Beispiel fьr das methodische Konstruieren spanender Werkzeugmaschinen // Konstruktionen. – 1975. – Nr. 6. – S. 240–245.
17. YAMA SEIKI. TURNING CENTER GLS-1500 series [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.yamaseiki.com/yama_en/turning/horizontal/gls-1500/spindle.htm (дата звернення: 18.11.2025).
18. Бочков В. М., Сілін Р. І. Обладнання автоматизованого виробництва. Навчальний посібник / За ред. Сіліна Р. І. – Львів: Видавництво Державного університету “Львівська політехніка”, 2000. – 380с.
19. Використання багатофункціонального пакету MathCad при прогнозуванні параметрів металорізальних верстатів / Р. Скляров, В. Шанайда // Збірник тез доповідей XVI наукової конференції ТНТУ ім. Ів. Пулюя, 5-6 грудня 2012 року - Т. : ТНТУ, 2012 - Том II: Матеріалознавство та машинобудування. - С. 69.
20. Використання методу ітерацій для дослідження точності подач металорізальних верстатів / Кобельник В. Р, Крупа В. В., Тимошенко Н. М. Машинобудування очима молодих: прогресивні ідеї – наука – виробництво: тези допов. – Краматорськ: ДДМА, 2018. С. 78-80.
21. Гаврилюк С. Р. Структурно-компоновочний синтез багатономенклатурних агрегатних верстатів : автореф. дис. ... канд. техн. наук / С. Р. Гаврилюк. – Харків, 1998. – 16 с.
22. Гагалюк А. В., Паливода Ю. Є. Процеси виготовлення машин. Частина 1: технологічні основи машинобудування : навчальний посібник Тернопіль: Осадца Ю. В., 2025. – 308 с.
23. Данильченко Ю. М., Кривошея А. В., Карська А. О., Сторчак М. Г., Пастернак С. І. Первинна генерація координатних кодів металорізальних верстатів // Сучасні технології в машинобудуванні. – 2011. – № 6. – С. 22–27.
24. Дослідження розсіювання величин подач токарних верстатів в імовірнісному аспекті / В. В. Крупа та ін. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2023. № 4(83). С. 16–28. URL: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2022.4.2
25. Жданов Б. І. Концепція та інженерна методологія проектування віртуального техпроцесу механообробки в машинобудуванні : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Б. І. Жданов. – Київ, 1997. – 25 с.
26. Іванов В. О. Вибір оптимальних компоновок верстатних пристроїв для верстатів з ЧПК : автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. О. Іванов. – Харків : НТУ «ХПІ», 2010. – 20 с.
27. Ковалевський С. В., Ковалевська О. С. Кодування інформації як основа створення інноваційних виробничих систем // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Технології в машинобудуванні. – 2018. – № 6 (1282). – С. 132–135.
28. Кривий П. Д., Крупа В. В. Геометричні та математичні моделі формування шорсткості циліндричних поверхонь при точінні та розточуванні. Вісник ЖДТУ. Серія "Технічні науки". 2011. Т. 1, № 2(53). С. 44–55. URL: http://vtn.ztu.edu.ua/article/view/70846.
29. Крижанівський В. А., Кузнєцов Ю. М., Валявський І. А., Скляров Р. А. Технологічне обладнання з паралельною кінематикою: Навчальний посібник для ВНЗ. Під ред. Ю. М. Кузнєцова. – Кіровоград, 2004. – 449 с.
30. Крупа В. В. Теорія технічних систем: особливості побудови створення та розвитку: навчальний посібник / Володимир Крупа. – Тернопіль : Осадца Ю. В., 2023. – 308 с.
31. Крупа В. В., Кобельник В. Р. Призначення режимів різання при точінні табличним методом : Навчальний посібник - практикум. Тернопіль : ФОП ПАЛЯНИЦЯ, 2025. 144 с
32. Кузнецов Ю. М. Теорія технічних систем / Ю. М. Кузнецов, І. В. Луців, С. А. Дубиняк. – К. – Тернопіль, 1997. – 310 с.
33. Кузнецов Ю. М., Хамуйела Жоакім А. Г., Хамуйела Т. О. Морфологічний синтез верстатів і їх механізмів: Монографія / За ред. Кузнeцов Ю. М. - К. : ТОВ«Гнозис», 2012. - 416c.
34. Кузнєцов Ю. М. Багаторівневий морфологічний синтез малогабаритних фрезерних верстатів з комп'ютерним управлінням / Ю. М. Кузнєцов, О. О. Степаненко, Герра Ж. А. Хамуйєла // Scientific Journal Technological Complexes, No2 (8), Луцьк, ЛНТУ 2013, ISSN 2304-4519. - С.19 - 26.
35. Кузнєцов Ю. М., Скляров Р. А. Формалізований опис шпиндельного вузла як основної компоненти багатошпиндельного токарного автомата. Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем : зб. наук. праць. - Краматорськ : ДДМА, 2009. - Вип. 25. – С. 139-146
36. Кузнєцов Ю. М., Скляров Р. А., Прогнозування розвитку технічних систем : навч. посібник / Ю. М. Кузнецов, Р. А. Скляров; під ред. Ю. М. Кузнєцова. – К. : ТОВ «ЗМОК» – ПП «ГНОЗІС», 2004. – 323 с.
37. Мезенцева І. О. Безпека виробничих процесів і устаткування : навчальний посібник для студентів спеціальності 263 – Цивільна безпека, освітня програма – Охорона праці. Частина І. Організаційні та технічні заходи безпеки трудового процесу / І. О. Мезенцева. – НТУ “ХПІ”, Харків, 2022. – 246 с.
38. Павленко І. І., Мажара В. А. Роботизовані технологічні комплекси. Монографія – Кропивницький: Видавництво ТОВ «КОД». 2019. – 382 с.
39. Паливода Ю. Є. Інструментальні матеріали, режими різання, технічне нормування механічної оборобки : навчально-методичний посібник / Паливода Ю. Є., Дячун А. Є., Лещук Р. Я. – Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019. – 240 с.
40. Петров О. В., Піонткевич О. В., Буда А. Г., Коломієць В. С. Застосування CAD/CAE-системи Solidworks у задачах аналізу міцності деталей верстатних пристосувань. Вісник машинобудування та транспорту. 2024. Вип. 19, № 1. С. 95–102. DOI: https://doi.org/10.31649/2413-4503-2024-19-1-95-102.
41. Приходько О. Ю. Моделювання ефективних компоновочних рішень при виборі структури та параметрів агрегатних верстатів середнього розміру : автореф. дис. ... канд. техн. наук / О. Ю. Приходько. – Харків, 1998. – 19 с.
42. Системи автоматизованого проектування верстатів. Навчальний посібник / О. Ф. Гордєєв, П. О. Захаров. – Луцьк : ЛП, 1997, 123 с.
43. Скляров Р. А., Гребенюк Н. В. Особливості опису положення шпиндельного вузла в компонуванні токарних верстатів побудованих на агрегатно-модульному принципі // Актуальні задачі сучасних технологій : зб. тез доповідей ХІV міжнар. наук.-техн. конф. молодих учених та студентів, (Тернопіль, 11–12 груд. 2025 р.) / М-во освіти і науки України, Терн. нац. техн. ун-т ім. І. Пулюя [та ін.]. – Тернопіль : ФОП Паляниця В. А., 2025. – С. 122–124.
44. Скляров Р. А., Шанайда В. В. Прогнозування технічних характеристик металорізальних верстатів з використанням нейронних мереж // Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку : матеріали XXІІІ Міжнародної науково-технічної конференції, 28–31 травня 2025 р. / за заг. ред. В. Д. Ковальова. – Краматорськ–Тернопіль–Свалява : ДДМА, 2025. – С. 252.
45. Скляров Р., Гагалюк А. Використання методу нейронних мереж для прогнозування металорізальних верстатів // Матеріали XXI наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя (Машинознавство та машинобудування), 16–17 травня 2019 р., Тернопіль. – Тернопіль, 2019. – С. 34.
46. Цивільна безпека: магістерський курс / за загальною редакцією В. І. Федорчук-Мороз. Луцьк, ЛНТУ, 2024. 441 с.
47. Цивільний захист: підручник / [А. С. Бєліков, В. С. Коротаєв, В. А. Шаломов, С. В. Подкопаєв та ін.]; під заг. ред. засл. діяча науки і техніки України, д.т.н., проф. А. С. Бєлікова. – Дніпро : Журфонд, 2024. – 516 с.
48. Четвержук Т. І., Полінкевич Р.М., Редько Р. Г., Скляров Р.А. Системний підхід як основа автоматизації проектування та модернізації токарного верстатного обладнання // Прикладні науково-технічні дослідження : матеріали V міжнар. наук.-прак. конф., 5-7 квіт. 2021 р. – Академія технічних наук України.– Івано-Франківськ : Видавець Кушнір Г. М. – 2021. – 436с, - С. 157-159
49. Четвержук Т. І., Статистичне моделювання технічних характеристик металорізальних верстатів / Четвержук Т. І., Полінкевич Р. М., Редько Р. Г.,Залета О. М., Скляров Р. А. // Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». Луцьк,- 2021. Випуск No71, С. 322-329.
50. Чуприна В. М. Наукові основи оцінки динамічної якості верстатів і їх вузлів при агрегатно-модульному проектуванні : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти / Чуприна Володимир Михайлович. – Київ, 2017. – 38 с.
51. Шанайда В. В. Пакет MathCAD в інженерних розрахунках. Тернопіль : Вид-во ТДТУ, 2001. 163 с.
Content type: Master Thesis
Appears in Collections:133 — галузеве машинобудування

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Гребенюк_КРМ.pdfкваліфікаційна робота магістра3,64 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Admin Tools