8 800 302 9690
Бесплатный звонок по России
Заказать звонок
Вход
или Регистрация

Применение SprutCAM на ОАО ЧРЗ «Полет»

Станкостоночный парк, №12(111) 2013. Анатолий Скоробогатов

В настоящее время на многих машиностроительных предприятиях Российской Федерации обновляется оборудование. Старые станки заменяются высокоточными и высокопроизводительными обрабатывающими центрами с числовым программным управлением. Помимо выбора оборудования с оптимальными характеристиками под конкретные нужды производства необходимо задумываться о создании эффективных условий работы конструкторских и технологических служб, от которых напрямую зависит эффективность эксплуатации современного парка станков. Одной из задач перед машиностроительными предприятиями стоит грамотный выбор и внедрение систем автоматизированного проектирования, позволяющих оптимизировать весь цикл от разработки изделий до проектирования технологии их изготовления. На рынке программного обеспечения существуют различные системы, которые отвечают многим требованиям и запросам, предъявляемым к ним в рамках автоматизации цикла разработки изделия, как зарубежные, так и отечественные. И если в связке конструктор-технолог, первая составляющая является более гибкой, в плане адаптации к проектированию или переработке конструкций изделий на современное оборудование, используя существующие уже на предприятии, так и внедряемые CAD и CAE системы, то технологическая часть более уязвимое место в плане выбора CAM системы, САПР ТП и квалификации инженеров.

Стремительный скачок развития оборудования с числовым программным управлением предъявляет к инженеру-технологу помимо знаний основ машиностроения, умение работы с системами автоматизированного программирования, коими являются CAM системы, и понимание стратегий обработки, предлагаемых этими системами. Требования к квалификации технологов, занятых проектированием технологических процессов для станков с ЧПУ, резко возрастают. Существующие CAM системы позволяют работать как с 2D математическими моделями, так и с твердотельными объемными моделями и различаются между собой в предлагаемых стратегиях обработки, возможностях моделирования, и проверки на различные условия. Суть работы в CAM системе сводится к определенному алгоритму действий. Технолог должен задать обрабатываемую модель и общие требования к процессу обработки, такие как высота гребешка, максимальный угол врезания, способы подхода и т. п. По введенной информации система автоматического программирования рассчитает оптимальную траекторию с учетом кинематики станка и крепежной оснастки.

На Челябинском радиозаводе ОАО ЧРЗ «Полет» внедрена и успешно используется система SprutCAM.
Рассмотрим на примере детали типа «импеллер» эффективность применения CAM системы. До определенного момента такие детали изготавливались методом копирования. Но оборудование, на котором производилась обработка, морально устарело и было заменено на современный 5-ти координатный обрабатывающий центр, соответственно, технологические службы столкнулись с проблемой получения расчета траектории при фрезеровании криволинейных поверхностей на станках с ЧПУ.
Рассмотрим, как при помощи современных инструментов системы автоматизированного программирования получить качественную управляющую программу обработки сложных криволинейных поверхностей. Работа начинается с загрузки в SprutCAM 3D модели детали, которую необходимо обработать(рис. 1).

 

 

Рис. 1. Объемная модель колеса вентилятора.

В качестве оборудования для обработки выбираем 5-координатный обрабатывающий центр MIKRON UCP 600 Vario. Формируем заготовку, как тело вращения огибающей кривой вокруг оси Z. Обработка детали будет происходить в три этапа. Вначале необходимо выбрать большую часть материала между стенками лопаток. Если пользоваться стандартными методами задания рабочих зон система не будет понимать, что именно от нее требуется. Для решения этой задачи необходимо правильно обозначить область обработки. При помощи инструментария для работы с 3D моделями проецируем на плоскость YX границы межлопаточного пространства (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Проекция границ межлопаточного пространства.

Затем в режиме 2D редактора достраиваем область обработки, полностью включающую в себя межлопаточное пространство (рис. 3). Выполнив это, мы обеспечиваем абсолютные гарантии того, что обработка будет производиться только в заданной области. В разделе ТЕХНОЛОГИЯ мы выбираем эту зону как рабочую для операции ЧЕРНОВАЯ ПОСЛОЙНАЯ и задаем ряд параметров.

 

Рис. 3. Область межлопаточного пространства.

В качестве режущего инструмента, исходя из геометрических особенностей детали, устанавливаем цилиндрическую фрезу диаметром 8 мм. В реальности использовалась фреза данного диаметра для черновой обработки алюминия ведущего производителя инструментов ISCAR со следующими режимами резания: частота вращения шпинделя – 5000 об. в мин.; подача – 2000 мм/мин. На вкладке параметры задаем нижний уровень, шаг по Z, радиальный и осевой припуски. Одним из плюсов SprutCAM является возможность размножения траектории по оси различными методами .

Выполнив вышеперечисленные действия, мы получим удовлетворяющую нас траекторию черновой выборки межлопаточного пространства (рис. 4).

 

Рис. 4. Результат моделирования черновой обработки.

Следующим этапом будет чистовая обработка самих лопаток. Известно, что при обработке стенок лопаток поочередно с одной стороны, потом с другой, можно столкнуться с проблемой отгиба, а в некоторых случаях и слома лопатки из-за ее маленькой толщины и действующих сил резания. Поэтому необходимо сформировать траекторию инструмента таким образом, чтобы она огибала лопатку по полному контуру. Для этого в операции 5D КОНТУР необходимо выбрать все поверхности, образующие стенки лопаток, и описать их как направляющие поверхности в виде изолиний с шагом 0.2. После этого, самым главным при задании параметров этой операции является правильное указание угла опережения и угла наклона в окне параметров операции. И, конечно, не нужно забывать про размножение траектории по оси, чтобы включить в обработку все 8 лопаток.
В результате мы получим траекторию, огибающую контур лопатки, изменяющуюся с шагом по Z на 1 мм (рис. 5).

 

 

Рис. 5.Траектория чистовой обработки боковой поверхности лопатки.

Заключительным этапом является обработка дна межлопаточного пространства. Благодаря возможности копирования параметров операций, в операции ЧИСТОВАЯ ПОСЛОЙНАЯ мы укажем те же параметры, что и в первой операции, и система сама просчитает, что необходимо доработать. В нашем случае это будет дно межлопаточного пространства (рис. 6).

 

 

Рис. 6. Моделирование обработки дна межлопаточного пространства.

Использование системы SprutCAM для расчета управляющих программ обработки деталей такого типа позволило в кратчайшие сроки организовать изготовление импеллера на пятиосевом станке Mikron UCP600 Vario c учетом требуемого качества и трудоемкости обработки (рис.7).

 

Рис.7 Готовая деталь

Анатолий Скоробогатов
ОАО ЧРЗ Полет, г. Челябинск
инженер-технолог 1 кат.

Система Orphus