¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

4 августа 2014

ќпыт изготовлени€ деталей со сложной геометрической формой с помощью св€зки Autodesk Inventor Ч InventorCAM на примере лопасти модели движител€

јлександр  арпов, »горь Ўептунов

ќт главного редактора isicad.ru: ѕо соглашению между всеми вовлеченными сторонами, портал isicad.ru врем€ от времени перепечатывает некоторые статьи, ранее опубликованные в бумажных журналах, таким образом, реализу€ заинтересованность авторов и представл€емых ими компаний в подлинно широком распространении полученных результатов и, главное Ц в возможности их независимого экспертного обсуждени€. ƒанна€ публикаци€ осуществл€етс€ в координации с компанией InterCAD, котора€, по моему мнению, €вл€етс€ одной из немногих отечественных компаний, обладающих высокой культурой подготовки публикаций, грамотно представл€ющих решаемую проблему и рассчитанных на квалифицированного читател€. ¬ конечном счете, такие Ц формально нерекламные статьи Ц в стратегическом плане €вл€ютс€ весьма действенным маркетинговым материалом.

¬первые стать€ была опубликована в журнале Ђ—јѕ– и √рафикаї, июль 2014 года; еЄ авторы: ј.  арпов Ц конструктор, ќјќ Ђ÷ Ѕ ћ“ Ђ–убинї, ». Ўептунов Ц начальник отдела систем автоматизированного проектировани€ в машиностроении, компани€ InterCAD.

ѕубликуема€ сегодн€ стать€ €вл€етс€ естественным дополнением и иллюстрацией апрельской статьи »гор€ Ўептунова Ђ–абота с оборудованием с „ѕ”: опыт компании InterCADї.

Ќесмотр€ на относительно высокую стоимость, станки с числовым программным управлением („ѕ”) получают все большее распространение по сравнению с традиционными универсальными станками.   преимуществам использовани€ станков с „ѕ” можно отнести:
  • высокий уровень автоматизации производства (вмешательство оператора станка в процесс изготовлени€ сводитс€ к минимуму, по€вл€етс€ возможность обслуживани€ нескольких станков одновременно);
  • производственную гибкость (дл€ обработки разных деталей нужно лишь заменить программу);
  • высокую точность и повтор€емость обработки;
  • обработку деталей со сложной геометрической формой;
  • прогнозирование времени обработки.
“аким образом, вопросы внедрени€ и использовани€ станков с „ѕ” на обрабатывающих производствах €вл€ютс€ актуальными. ¬ данной статье рассматриваетс€ опыт изготовлени€ деталей со сложной геометрической формой опытно-экспериментальным производством (ќЁѕ) ќјќ Ђ÷ Ѕ ћ“ Ђ–убинї на примере лопасти модели движител€:
InterCAD Aug 14 1 Ћопасть

–ис. 1. Ћопасть

ќбработка любой детали на станке с „ѕ” предполагает последовательное прохождение следующих типовых этапов: выбор станка, выбор CAM-системы, создание программы обработки, генераци€ машинного кода, доводка и оптимизаци€ кода.

ƒл€ обработки лопасти был выбран вертикально-фрезерный обрабатывающий центр Fryer MC-80 (рис. 2 и таблица), а дл€ создани€ программы Ч программный комплекс Autodesk Inventor с интегрированной CAM-системой InventorCAM.

InterCAD Aug 14 2 Fryer MC-80

–ис. 2. ¬ертикальный обрабатывающий центр Fryer MC-80

“аблица: технические характеристики обрабатывающего центра Fryer MC-80:
InterCAD Aug 14 2-таблица характеристики Fryer MC-80

 омплекс Autodesk Inventor Ч InventorCAM традиционно используетс€ в работах ќЁѕ, поскольку позвол€ет гибко работать с моделью: вносить изменени€ в модель без риска потери данных при импорте, легко синхронизировать изменени€ в модели с управл€ющим файлом.  онсультантами на этом этапе выступили сотрудники компании InterCAD. ќценив задачи проекта, его технологическую сложность и потенциальные затраты по каждому из вариантов, они предложили остановитьс€ именно на св€зке Autodesk Inventor Ч InventorCAM. Ёта система обладала необходимыми возможност€ми и не имела излишнего функционала, за который в любом случае пришлось бы переплачивать.

¬ыбор оборудовани€ и программного обеспечени€ позволил сформулировать специфические задачи, которые потребовалось решить в ходе выполнени€ данной работы, а именно:

  • закрепление лопасти на станке, обеспечивающее надежную фиксацию в ходе обработки;
  • создание программы дл€ станка с „ѕ” при отсутствии типовых алгоритмов;
  • реализаци€ обработки поверхностей со сложной геометрической формой в рамках четырехкоординатной обработки;
  • обеспечение совместимости машинного кода и программного обеспечени€ станка.

«акрепление лопасти на станке

«акрепление лопасти на станке представл€ло определенную трудность в силу ее небольших размеров и сложной формы. «аготовкой €вл€лс€ пр€моугольный параллелепипед с размерами сторон 205×110×60 мм. “ехнологическа€ проработка показала целесообразность предварительного изготовлени€ торца основани€ лопасти и закрепление его на оправке (рис. 3). ќправка зажималась в шпинделе, размещенном на столе станка, и использовалась дл€ точного позиционировани€ заготовки, а также задани€ нулевой отметки, соответствующей началу координат в InventorCAM.
InterCAD Aug 14 3 заготовка-оправка-нулевое положение

–ис. 3. «аготовка, оправка, нулевое положение

—оздание программы дл€ четырехкоординатного станка с „ѕ”

—овместно с поставщиком программного обеспечени€ компанией InterCAD был проведен поиск существующих алгоритмов решени€ задачи обработки применительно к лопасти, который показал, что аналогичные работы в InventorCAM отсутствуют. ƒополнительной трудностью было то, что взаимное перемещение инструмента и заготовки ограничивалось четырьм€ координатами (рис. 4).
InterCAD Aug 14 4 ¬озможные перемещени€

–ис. 4. ¬озможные перемещени€ заготовки и инструмента

¬ результате операци€ фрезеровани€ была разбита на шесть переходов:
  • чернова€ обработка заготовки концевой фрезой диаметром 20 мм, объемный припуск 2 мм;
  • получистова€ обработка нагнетательной и засасывающей сторон, нижних кромок лопасти и галтелей сферической фрезой диаметром 10 мм, объемный припуск 0,4 мм;
  • чистова€ обработка концевой (наружной) кромки лопасти сферической фрезой диаметром 10 мм, объемный припуск 0,1 мм;
  • чистова€ обработка пера лопасти сферической фрезой диаметром 10 мм, объемный припуск 0,1 мм. ќтличительной особенностью данного перехода €вл€етс€ то, что при его выполнении происходит вращение заготовки вокруг оси X (см. рис. 3);
  • чистова€ обработка нижних кромок лопасти и галтелей сферической фрезой диаметром 10 мм, объемный припуск 0,1 мм;
  • чистова€ обработка галтелей сферической фрезой диаметром 3 мм, объемный припуск 0,1 мм.
“аким образом, дл€ каждого перехода задавались тип обработки, обрабатываемые поверхности, инструмент, режимы резани€, подвода и отвода инструмента, величина припусков. ѕосле расчета каждого перехода осуществл€лс€ контроль взаимного перемещени€ инструмента и заготовки при помощи модул€ визуализации (рис. 5).
InterCAD Aug 14 5 ¬иды визуализации

–ис. 5. ¬иды визуализации обработки

—ледует отметить, что при кажущейс€ формальной простоте разработки технологического подхода к обработке издели€ успех процесса полностью зависит от практического опыта инженера. ¬ ходе обработки возможно по€вление вибрации, деформации издели€, да и просто непредсказуемое поведение станка. ѕредотвращение и предупреждение таких отклонений будет тем эффективнее, чем опытнее окажетс€ технолог, организующий процесс.  оманда компании InterCAD показала прекрасное знание практической стороны вопроса, и мы добились высокого качества обработки, затратив минимальное количество заготовок.

ќбеспечение совместимости

√енераци€ управл€ющей программы в InventorCAM может осуществл€тьс€ как дл€ одного перехода, так и дл€ всей операции фрезеровани€ в целом, что позвол€ет в значительной мере автоматизировать процесс обработки. ¬ то же врем€ важным критерием при создании файлов управл€ющей программы оказалс€ их размер, так как стойка станка с „ѕ” оборудована носителем информации объемом 2400  байт.

ƒоводка и оптимизаци€ полученного машинного кода с целью обеспечени€ совместимости составл€ет процесс написани€ постпроцессора. ѕод этим термином мы понимаем специальный программный код дл€ превращени€ внутренних настроек программы в текстовый файл, пон€тный данной стойке „ѕ”. –азработка уникального постпроцессора, адаптированного под конкретное оборудование и решающего специфические задачи, может стать серьезной задачей, требующей времени, опыта и специальных знаний. Ёкспертные консультации специалистов компании InterCAD помогли нам избежать ошибок в этой области, обойти некоторые технологические Ђстранностиї оборудовани€ и сэкономить заготовки.

ѕостпроцессоры направл€ли обработку в следующих направлени€х:

  • анализ ускоренных перемещений инструмента;
  • исключение столкновений заготовки и инструмента;
  • уменьшение потерь времени на подвод и отвод инструмента;
  • оптимизаци€ размера файлов с кодом управл€ющей программы.
»зменени€ и дополнени€ в управл€ющую программу вносились с помощью вариации параметров обработки в InventorCAM, правки машинного кода в текстовом редакторе или при помощи программ, созданных в VBA Microsoft Excel.

ѕроверка готовой лопасти

ѕроверка точности изготовлени€ лопасти была осуществлена при помощи трехмерного сканировани€ поверхности готовой детали, закрепленной пр€мо на станке, что весьма удобно в случа€х, когда анализ показывает необходимость дополнительной обработки. — помощью программного продукта Geomagic, также поставленного компанией InterCAD, было проведено сравнение результатов сканировани€ и теоретической модели, которое показало удовлетворительное совпадение реальных поверхностей лопасти и поверхностей 3D-модели (рис. 6).
InterCAD Aug 14 6 ќтклонение реальной поверхности

–ис. 6. ќтклонение реальной поверхности лопасти от теоретической, мм

«аключение

ќписанный процесс изготовлени€ лопасти модели движител€ демонстрирует эффективность станков с „ѕ” при производстве деталей, поверхность которых не может быть получена на универсальных станках. »спользование специализированного программного обеспечени€, такого как Autodesk Inventor, InventorCAM, Geomagic, а также оборудовани€ дл€ 3D-сканировани€, позвол€ет в короткие сроки получить управл€ющий код и качественно обработанную готовую деталь в услови€х единичного и мелкосерийного производства. Ќаилучшие результаты могут быть достигнуты при оптимальном сочетании детали, станка и CAM-системы.
—писок использованной литературы
1. Ћовыгин ј.ј., ¬асильев ј.¬.,  ривцов —.ё. —овременный станок с „ѕ” и CAD/CAM-система. ћ.: Ёльф »ѕ–, 2006. 286 с.

2. Ўептунов ».¬. –абота с оборудованием с „ѕ”: опыт компании InterCAD.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ѕромышленный интернет пива, или судьба инноваций
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

  полной CAD и BIM совместимости: ODA Summit 2021 — –альф √рабовски (11 но€бр€ 2021)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.