Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства и пайки»

Рис. 1.45. Обобщенная структурная схема технологической подготовки производства Программные среды, с помощью которых решаются задачи этого этапа, можно объединить в две группы. К первой из них следует отнести программные комплексы, специально разработанные для выполнения всего цикла или отдельных процедур технологической подготовки производства. Среди этой группы программного обеспечения можно выделить: ADEM, ArtCAM, EdgeCAM и неко­торые разработки российских фирм: КОМПАС АВТОПРОЕКТ (Аскон) - проектирование технологических процессов механообработки, штамповки, сборки, термообработки; FLEX ТехноПро (Топ Системы) - проектирование технологии механообработки, сборки, сварки, пайки, нанесения покрытий, штамповки, ковки, Термообработки; СИТЕП МО (Станкин СОФТ) - механообработка, СИТЕП ЛШ - листовая штамповка; TECHCARD (Интермех) -комплексная система автоматизации технологической подготовки производства; ТехноПро (Вектор) - универсальная система авто­матизации технологического проектирования; SprutCAM, СПРУТ-ТП (СПРУТ-Технологии) - система автоматизированного проек­тирования технологических процессов и др. Другую группу программного обеспечения составляют ранее рассмотренные программные системы сквозного проектирования и технологической подготовки производства: CATIA5, EUCLID3, Unigraphics, Pro/ENGINEER, CADDS5. Контроль качества управляющих программ выполняют специ­альные программы, например, такие, как NC Simul, NC Formater и Др. В производстве машиностроительных и части приборострои­тельных изделий используются технологии, в основе которых ле­жат различные физические процессы: механообработка, электро­эрозионная обработка, литье металлов и пластмасс и др. В автоматизированных системах сквозного проектирования и подготовки производства наиболее часто реализованы следующие виды механообработки: 2,5-, 3- и 5-координатное фрезерование, токарная обработка, сверление, нарезание резьбы и др. Имеется возможность моделировать движение инструмента и снятие мате­риала во время черновой и чистовой обработки поверхности изде­лия. Например, в простейшем варианте 2- и 2,5-координатной об­работки во многих программных комплексах реализованы следующие способы обработки поверхностей: контурная обработ­ка, фрезерование призм и тел вращения, выборка карманов с воз­можностью движения «в одну сторону», зигзаг, спираль, а также нарезание резьбы и снятие фасок. В модулях 3- и 5-координатного фрезерования программных систем сквозного проектирования и технологической подготовки производства реализованы практичес­ки все возможные способы обработки всех поверхностей изделий, например, такие, как фрезерование поверхности с управлением угла наклона инструмента, шлифующее резание с возможностью об­дувки и др. При выполнении различных видов механообработки использу­ется общая база данных для поддержки связи между геометричес­кой моделью обрабатываемой детали и управляющей программой для станка с ЧПУ, где проходы инструмента создаются по геомет­рии модели. Изменение геометрии отражается в управляющей про­грамме. Траектория движения инструмента создается интерактив­но по поверхности модели изделия, благодаря чему технологи получают возможность визуально наблюдать на экране монитора имитацию процесса удаления стружки, контролировать зарезы и быстро вносить изменения в циклы обработки. С помощью специальных функций автоматически вычисляется объем, который необходимо удалить из заготовки при обработке изделия. 5.3. Проектирование технологии фрезерной обработки В системах сквозного проектирования и технологической под­готовки производства различных фирм-разработчиков реализова­ны свои подходы к организации программ, свои алгоритмы и ме­тоды. Для более предметного изложения этой темы обратимся к основным этапам работы технолога в системах верхнего уровня на примере системы EUCLID3 фирмы EADS MATRA DATAVISION (Франция), которая воплотила многолетний опыт специалистов различных отраслей и считается одной из лучших в мире [7]. Приведем некоторые основные понятия, используемые в про­ектировании технологических процессов. Удаляемый материал. Материал, удаляемый из заготовки де­тали в каком-либо цикле ее обработки, определяется геометричес­ким объектом, тип которого зависит от вида механической обра­ботки. Таким геометрическим объектом может быть элемент одного из следующих типов: • незамкнутая линия (например, для сверления); • замкнутая линия или контур (например, для контурной обра­ботки); • призма (например, для обработки выемок); • тело вращения. Удаляемый материал может состоять из нескольких частей, со­ответствующих последовательности переходов обработки. Удаля­емый материал в виде объема восстанавливается из истории создания обрабатываемой детали. Контуры (возможно, перфори­рованные) обрабатываются как отверстия или острова. Система базирования элементов оборудования. Одним из важных понятий в проектировании технологий является понятие системы базирования элементов оборудования. В системе EUCLID3 это понятие ассоциируется с понятием trihedral. Систе­мы базирования отвечают за взаимное расположение всех элемен­тов оборудования: станка, инструмента, инструментальной оснас­тки, технологической оснастки (приспособления) и детали в процессе обработки. Система базирования элемента создается пу­тем определения положений начала координат и направления осей X, Y, Z. При этом на экране монитора указываются только оси Z и X. Ось Y не отображается, так как ее положение можно вычислить по правилу правой руки. В процессе описания того или иного эле­мента оборудования технолог самостоятельно определяет положе­ние системы базирования. Назначение ее для того или иного эле­мента оборудования будем называть определением данного элемента. На всех приведенных далее рисунках в системах бази­рования ось Z будет изображаться сплошной линией, ось Х - пун­ктирной. Система базирования существует как самостоятельный объект, имена этим объектам технолог назначает произвольно. Среда обработки. В подсистеме проектирования процессов механообработки предварительно создается так называемая среда обработки. Элементами этой среды являются: • описание имеющихся на предприятии фрезерных станков с ЧПУ; • геометрически точные модели используемых инструментов; • геометрически точные модели элементов установки инстру­мента (конусов, державок) в шпинделе станка; • модели элементов установки заготовки детали на столе фре­зерного станка; • модель заготовки; • модель конечной детали. В среду обработки следует ввести сведения о материале, из ко­торого будет изготовляться конечная деталь. Система предостав­ляет выбор материала детали из списка возможных материалов. Базу данных технологического оборудования, имеющегося на предприятии, необходимо создать до начала работы с подсистемой технологической подготовки производства. Создание макетов стан­ков, моделей приспособлений и инструмента ведется методами твердотельного или поверхностного моделирования, которые опи­саны ранее в подразделах «Твердотельное моделирование» и «По­верхностное моделирование» п. 1.3. При разработке моделей оборудования и инструмента следует учитывать, что геометрическое моделирование позволяет повысить качество контроля управляю­щих программ. Однако для проектирования процессов механообработки под­робная геометрически точная модель всего станка не нужна. Дос­таточно определить кинематическую схему станка. Поэтому далее используется понятие «макет станка», содержание которого опре­деляется при описании оборудования конкретного способа механообработки. На этапе макетирования некоторых видов оснастки можно использовать условное, или «виртуальное», приспособле­ние. Этот прием позволяет получить предварительный вариант управляющей программы, выполнить контроль зарезов детали и столкновений элементов станка, в результате которого можно оп­ределить оптимальную установку заготовки детали, подобрать ин­струмент, а затем спроектировать нужное приспособление. После получения окончательного варианта управляющей программы с реальными элементами оснастки и инструментом у технолога по­является возможность проконтролировать работу этой программы с имитацией всех реальных условий процесса обработки. Макеты станков, приспособлений и инструмента также могут использоваться для анимации процесса фрезерования и удаления материала во время обработки. Описание станка в базе данных содержит следующую инфор­мацию: • название станка; • описание архитектуры; • технологические параметры станка; • геометрические параметры; • описание кинематической схемы. Архитектура станка. Описание архитектуры станка определя­ет возможные движения элементов станка в процессе его работы. В архитектуре указывается, какие элементы станка двигаются вдоль или вокруг определенных осей и как они связаны друг с другом. Архитектура станка определяется выражением типа «Оси_заготовки/Оси_инструмента», где «Оси_заготовки» представляют оси ко­ординат станка, по которым движется обрабатываемая заготовка относительно станины станка, а «Оси_инструмента» - оси коорди­нат станка, по которым движется инструмент относительно стани­ны станка. Для описания архитектуры станка нужно определить оси ли­нейных перемещений элементов станка относительно его стани­ны: X, Y, Z. Дополнительные оси А, В и С описывают вращения подвижных элементов станка (стол или шпиндельная головка), вокруг осей X, Y и Z соответственно. Оси А, В и С обычно записы­ваются в начале и в конце символьного описания архитектуры стан­ка. Например, запись CXY/ZB идентифицирует 5-координатный станок, поворотный стол которого может вращаться вокруг оси Z и перемещаться вдоль осей Х и Y, а инструмент перемещается вдоль оси Z и вращается вокруг оси Y. Выбор станка можно выполнить одним из следующих спосо­бов: • вызвать из базы данных оригинальный, созданный ранее ста­нок; • выбрать тип станка по образцу. База данных содержит наиболее широко используемые станки со следующей архитектурой: XY/Z_V, X/YZ_H, BX/YZ_H, CBX/YZ_V, X/YZCA_V, CYX/ZB_V. Выбранный по образцу станок создается «фиктивно»: без свя­занного геометрического представления и ограничений. Он также имеет технологические параметры по умолчанию. Технологические параметры станка. Технологические пара­метры - это максимальные обороты шпинделя, максимальные ско­рости подачи, наличие охлаждения и т.д. Геометрические параметры станка. Геометрические парамет­ры используются для условного или реалистичного представления станка. Эти параметры необязательны, можно дать определение станка без создания его геометрической модели. Заметим, однако, что более детальное представление станка позволяет точно конт­ролировать столкновения элементов станка при движении инстру­мента по траектории. Кинематическая схема станка. Кинематическая схема опре­деляет связь обрабатываемой заготовки детали с элементами тех­нологической оснастки, станком, элементами инструментальной оснастки и инструментом. Кинематическая схема является резуль­татом нескольких операций определения: • станка; • элементов инструментальной оснастки; • инструмента; • заготовки детали; • элементов технологической оснастки. Определение станка заключается в назначении системы бази­рования шпинделя СБ 1 и системы базирования положения техно­логической оснастки на его столе СБ2 (рис. 1.46). Рис. 1.46. Определение станка Определение элементов инструментальной оснастки состоит в указании систем базирования шпинделя и инструмента. Инстру­ментальная оснастка может быть простой, т.е. состоять из одного элемента (например, из конуса), и комбинированной, состоящей из нескольких элементов (например, из переходника и конуса). В последнем случае каждому элементу оснастки определяется по две системы базирования. На рис. 1.47 в качестве примера показаны системы базирования элементов комбинированной инструментальной оснастки: конуса (СБЗ и СБ4) и переходника (СБ5 и СБ6). СБЗ - система базирова­ния шпинделя, которая будет совмещаться с СБ1, СБ4 - система базирования переходника, СБ5 - система базирования конуса, СБ6 - это система базирования инструмента, которая в дальнейшем будет совмещаться с системой базирования державки инструмен­та. При сборке этих элементов переходник присоединяется к кону­су так, что СБ4 совпадает с СБЗ (рис. 1.48). Рис. 1.47. Определение элементов инструментальной оснастки Рис. 1.48. Сборка элементов инструментальной оснастки Определение инструмента является продолжением описания кинематической схемы фрезерного станка и содержит следующую информацию: • геометрическое описание, условное или реалистичное пред­ставление инструмента, являющееся моделью реального инстру­мента; • система базирования державки (конуса), которая фиксирует инструмент в шпинделе; • система базирования фрезы, которая определяет положение инструмента относительно обрабатываемой детали; • параметры инструмента, соответствующие типу инструмен­та. При создании процесса обработки можно установить инстру­мент непосредственно в шпиндель станка либо предварительно соз­дать сборку инструмента с одним или более элементом инструмен­тальной оснастки и затем установить эту сборку в шпиндель стан­ка. При определении инструмента необхо­димо выбрать систему базирования державки инструмента СБ7 и систему базирования фрезы СБ8 (рис. 1.49). Указание СБ7 необходимо для совмеще­ния инструмента с соответствующей сис­темой базирования элемента оснастки. На­пример, если в качестве такой оснастки ис­пользуется комбинированная оснастка, изображенная на рис. 1.47, то при сборке ее с инструментом СБ6 будет совмещаться с СБ7 (рис. 1.50). База данных инструментов содержит следующие типы инструмента: метчик, раз­вертку, сверло, центровочное сверло, кони кони­ческую фрезу, коническую зенковку, цилиндрическую зенковку, торцевую фрезу, концевую фрезу, концевую обдирочную фрезу, инструмент для гравировки, резцы, нестандартный и фасонный инструмент. 1.49. Определение инструмента Рис. 1.50. Сборка инструмента с инструментальной оснасткой Для каждого типа инструмента определяются его параметры. Например, метчик будет описан следующими параметрами: диа­метром метчика, шагом резьбы, длиной режущей части, его пол­ной длиной и геометрической моделью метчика. Концевая фреза описывается такими параметрами: диаметром фрезы, длиной ре­жущих поверхностей по оси фрезы, глубиной резания, радиусом торца фрезы, максимальной глубиной обработки, полной длиной фрезы, количеством зубьев и геометрической моделью фрезы. Для автоматического расчета режимов резания в процессе об­работки учитываются свойства материала и параметры инструмен­та. В системе есть возможность создавать цепочки ассоциирован­ных объектов «инструмент (тип и параметры) - материал - режим обработки». Можно выбрать другой материал и связать другой на­бор параметров с тем же типом инструмента. Инструмент с задан­ным режимом и заданным материалом как ассоциированный объект сохраняется в базе данных. Формировать цепочки ассоциированных объектов «инструмент - материал - режим обработки» необходимо следующим образом: - выбрать созданный ранее инструмент; - выбрать обрабатываемый материал: графит, латунь, золото, серебро, воск, пластик, дерево, алюминий, литой чугун, сталь и др.; - ввести параметры режима резания: - единицы, в которых выражается скорость резания: число обо­ротов в минуту, единицы длины в минуту; - скорость резания; - направление вращения шпинделя (по ходу или против хода часовой стрелки); - единицы, в которых выражается скорость подвода: единицы в минуту, единицы на оборот инструмента, единицы на режущую кромку, ускоренная подача; - скорость, с которой инструмент подводится к обрабатываемой заготовке; - единицы, в которых выражается скорость подачи: единицы в минуту, единицы на оборот инструмента, единицы на режущую кромку, скорость рабочей подачи; - единицы, в которых выражается скорость отвода инструмен­та: единицы в минуту, единицы на оборот инструмента, единицы на режущую кромку, ускоренная подача; - скорость отвода инструмента; - перекрытие проходов, которое выражается в процентах от ди­аметра инструмента; - глубина резания; • сохранение цепочки ассоциированных объектов «инструмент материал - режим обработки» в базе данных. База данных инструментов содержит огромное количество дан­ных, последовательный просмотр которых может занять много вре­мени. В системе есть возможность ограничить объем предъявляе­мых данных путем ввода определенных признаков. Для инстру­ментов такими признаками могут быть: тип инструмента, матери­ал заготовки и параметры инструмента. Определение заготовки детали содержит выбор системы ба­зирования заготовки детали, которая позволяет однозначно зафик­сировать заготовку относительно технологического приспособле­ния. Система базирования заготовки (СБ13) показана на рис. 1.51. Определение элементов технологической оснастки заключа­ется в назначении каждому элементу технологической оснастки его систем базирования. Элементы установки детали (крепежного при­способления) позволяют зафиксировать заготовку на столе станка. С каждым элементом установки детали связаны две системы бази­рования: стола, которая определяет положение приспособления на столе, и заготовки детали, которая указывает положение заготовки относительно приспособления. Определение всех элементов тех­нологической оснастки на станке дает возможность точно прокон­тролировать столкновения при имитации процесса фрезерования. Рис. 1.51. Определение элементов технологической оснастки и заготовки

Похожие:

	"Приемы достижения репрезентативности перевода рекламного текста" Министерство образования и науки российской федерации тольяттинский государственный университет		Российской Федерации Уральский государственный технический университет... Особенности создания систем накопления для многомерной мессбауэровской спектрометрии
	Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный... «Строительство» и специальности 270105 – «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения		«Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства... Тема №22 «Проблемы орз в патологии детей раннего возраста. Профилактика, лечение и организационные принципы оздоровления чбд»
	Российской Федерации Тверской государственный технический университет... Составлены в соответствии с программой дисциплин «Тракторы и автомобили» и «Транспортные и базовые машины» Тверского государственного...		Услуги технического перевода с английского на русский язык в сфере... Тольяттинский государственный университет; направление: Перевод и переводоведение. Степень бакалавра
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... «Совершенствование операционных систем организации на основе методологии бережливого производства»		Документация открытого аукциона на право заключить государственный... Управление по организации конкурсов и аукционов Нижегородской области (далее уполномоченный орган). Местонахождение и почтовый адрес:...
	Российской Федерации Волгоградский государственный медицинский университет... В представленных разделах рассматривается полный фармацевтический анализ сульфаниламидных препаратов. Учебно-методическое пособие...		Астраханский государственный медицинский университет министерства... «Фармацевтические науки: от теории к практике», состоявшейся 25 ноября 2016 г в Федеральном государственном бюджетном образовательном...
	Образования Российской Федерации томский государственный университет... Алгоритм построения совокупной модели пересечения трехмерных объектов, 3ds формат, dll, плагин для 3ds max		Программа «Учебной практики» Направления подготовки 261400. 62 «Технология... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
	Тольяттинский государственный университет инструкция по охране труда при работе на высоте ...		Г45 государственный стандарт российской федерации оборудование сваебойное... ...
	Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производства изделий твердотельной электроники и наноэлектроники		Н. Е. Данилина Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия Энергообъекты, на которых образуются токсические отходы, должны обеспечивать их своевременную утилизацию и захоронение на специальных...