Использование технологий Delcam plc в кузнечно-прессовом производстве
Алексей Лобанов 
Кузнечно-прессовая и штамповая оснастка
Анализ применения CAD/CAM-систем
Delcam plc — ГРОЦ Минатома России. Сотрудничество в области высоких технологий
DUCT 5 — полностью интегрированная CAD/CAM-система британской фирмы Delcam plc, предназначенная для конструирования и изготовления оснастки и ее компонентов, в особенности имеющих сложную форму, что типично для резиновых и пластмассовых изделий, металлических отливок, штамповок и металлургической оснастки: штампов, моделей, пресс-форм, кокилей.
Система позволяет конструктору, используя функции гладкого соединения, скругления и выравнивания поверхностей, создать однозначно определенную трехмерную компьютерную модель, вычислить объем и массу детали, определить сложные линии разъема и соответствующие штамповочные и литейные уклоны. В данной системе можно из разных сечений создать одну сложную поверхность с плавными переходами между сечениями. По желанию конструктор может изменять плавность переходов.
Данные в DUCT либо вводятся с обычного плоского чертежа или измерительной машины, либо передаются из других систем через стандартные форматы обмена данными: IGES, VDA-FS и др.
В системе можно получить виды и сечения оснастки изделия для создания чертежей, при этом чертежи имеют тот же уровень точности для всех размеров, что и сам трехмерный объект.
Системы DUCT и PowerMILL (модуль нового семейства программ Power Solution фирмы Delcam plc, прообразом которого был DUCT) способны автоматически, на основе компьютерной модели оснастки генерировать траекторию движения инструмента и получать управляющие программы для систем ЧПУ с управлением по трем осям одновременно.
В результате обработки на станке будет получена точно сконструированная деталь, которая может представлять собой модель, прототип, литейную форму, штамп или электрод.
Программный продукт ViewMILL динамически генерирует изображение изделия на
любой стадии его изготовления на основе данных для механической обработки. Это
позволяет контролировать процесс изготовления до начала реальной обработки.
В конструкторско-технологическом бюро (КТБ) АО ИАПО (г.Иркутск) на основании поступающей документации и в соответствии с предъявленными требованиями разрабатываются чертежи оснастки, технологические электронные макеты оснастки, управляющие программы для станков с ЧПУ и карты наладки станков, в которых отражаются методы и схемы крепления заготовки, координаты настройки станков, наименование программ и время их отработки, а также инструменты, используемые для каждой конкретной программы.
В своей работе КТБ использует чертежи детали, отливки или штамповки, чертежи оснастки, электронные макеты деталей, разработанные в отделе главного конструктора, и технические условия к изготовлению оснастки, выдаваемые технологом по оснастке.
КТБ имеет в своем составе двух инженеров-конструкторов, занимающихся разработкой технологических электронных моделей (ТхЭМ) изделий, оснастки и УП. Конструкторы используют две графические станции на базе Pentium.
 |
|
Кузнечно-прессовая и штамповая оснастка
За три года существования КТБ разработаны ТхЭМ и УП для изготовления более 180 наименований штамповой оснастки.
В этот период было проработано несколько различных типов деталей, таких как арматура, качалки, фланцы, кронштейны, в том числе и со сложными линиями разъемов, и обрезных матриц и пуансонов к ним.Разработаны укрупненные технологические процессы изготовления штамповой оснастки на станках с ЧПУ по типам деталей.
Применение CAD/CAM-систем при проектировании и изготовлении штамповой оснастки на станках с ЧПУ позволяет повысить качество оснастки, снизить требования к квалификации рабочих, сократить номенклатуру используемого универсального оборудования.
В настоящее время проходит испытания метод изготовления штампов на электрохимическом копировально-прошивочном полуавтомате ЭС-4000. В КТБ разрабатываются ТхЭМ электродов и УП для их изготовления. При получении штампов используется бесконтактный электрохимический метод. Электрод проще в изготовлении и слесарной доводке по сравнению со штампом, улучшается качество поверхности гравюры штампа, которая практически не требует доводки.
|
|
Литейная оснастка
В КТБ АО ИАПО было разработано и внедрено 42 ТхЭМ оснастки и УП для изготовления оснастки на станках с ЧПУ различных типов, причем оснастки средней и высокой степени сложности.
Известно, что в конструкторской документации не всегда можно отразить полную
конструктивную увязку. Это выявляется на стадии создания ТхЭМ и приводит к изменению
размеров и уточнению чертежа. Кроме того, литые детали авиационного производства
имеют сложные сопряжения поверхностей и переменные радиусы скругления, поднутрения
и внутренние полости, что ведет к усложнению литейной оснастки.
Тонкостенные детали, имеющие аэродинамические поверхности, занимают в литейном
производстве объединения АО ИАПО значительную часть. CAD/CAM-технологии дают
возможность отказаться от шаблонов на стадии изготовления оснастки. Хотя при
контроле отливок остается необходимость в шаблонах из-за коробления отливок
в процессе термической обработки, однако количество шаблонов сокращается вдвое.
Кроме того, теперь можно получить естественную линию разъема, с тем чтобы избежать
усложнения конструкции оснастки и введения отъемных частей.
Практика показала, что применение CAD/CAM-систем дает значительный выигрыш при проектировании и изготовлении литейной оснастки со сложными и теоретическими поверхностями.
|
|
Анализ применения CAD/CAM-систем
Опыт применения CAD/CAM-систем при проектировании и изготовлении металлургической оснастки в АО ИАПО говорит о следующем:
- на 20% сокращаются сроки подготовки конструкторско-технологической документации;
- на 30-40% уменьшается объем работ при внесении изменений в конструкцию детали и оснастки;
- на 60% снижается объем доработок оснастки, необходимых по причине конструкторских ошибок;
- на 15-20% сокращается объем слесарных доработок;
- на 20-25% уменьшается время изготовления оснастки, что особенно ощутимо при изготовлении деталей, имеющих сложные формообразующие и теоретические поверхности;
- на 50-60% сокращается количество контрольных шаблонов.
«САПР и графика» 7'2000
