Моделирование и оптимизация процессов механообработки на станках с ЧПУ на базе решений SOLIDWORKS

Тимур Камалетдинов,
инженер по проектированию оснастки в компании ITOOLS

До того как инженеры и технологи познакомились с CAD­программами, было практически невозможно совмещать требования по повышению качества, сокращению сроков и снижению стоимости проектных работ. Это стало толчком к переходу на следующую ступень проектирования, а именно —использование CAD (computer­aided design), или, в переводе на русский, САПР­программ.

САПР выполняет следующие задачи:

• сокращает время, которое необходимо на разработку, за счет мгновенного обмена данными, возможности параллельного конструирования и быстрого отслеживания реального состояния проекта;
• уменьшает затраты на разработку изделия за счет снижения расходов на переделку проекта благодаря отсутствию недочетов и ошибок в работе;
• повышает качество проектирования, а следовательно, итогового продукта, предоставляя возможность более детально и глубоко прорабатывать любые проектно­конструкторские решения;
• предоставляет для использования библиотеку готовых решений;
• обеспечивает анализ создаваемых математических моделей и моделирования процессов обработки.

Такие программы изначально создавались для облегчения работы пользователей. Это значит, что САПР не сможет полностью взять на себя роль конструктора в проектировании, она лишь улучшает условия его труда и вместе с тем исключает возможность ошибки.

Компания Dassault Syste`mes предлагает оптимальное решение для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства с помощью программы SOLIDWORKS CAM и специализированного модуля CAMWorks.

Давайте подробнее рассмотрим возможности этих инструментов. SOLIDWORKS CAM базируется на модуле CAMWorks. Но что входит в состав SOLIDWORKS CAM и CAMWorks? Сравним характеристики, приведенные в таблице.

Если требуется больше трех осей для движения инструмента

Зазор по области (Area Clearance)

«Зазор по области» — 3­осевая операция черновой обработки. Эта операция удаляет материал между заготовкой или областью обработки и выбранным элементом при уменьшении уровней глубины Z путем выполнения ряда параллельных вырезов по заготовке или путем перемещения по направлению к заготовке. Глубины резания могут быть постоянными или переменными.

Входит в состав: SOLIDWORKS CAM, CAMWorks.

Z­уровень (Z­Level)

«Z­уровень» — это цикл финишной обработки контура, который удаляет материал путем выполнения ряда горизонтальных плоских вырезов. Вырезы следуют по контуру элемента на основе заданных размеров «Чистовой детали». Обработка начинается с верхней точки модели и движется вниз.

Входит в состав: SOLIDWORKS CAM, CAMWorks.

Плоская область
(Flat Area)

Цикл «Плоская область» использует массив карманов для удаления материала с граней элементов, которые являются плоскими и параллельными плоскости обработки XY. Траектории инструментов создаются только на полностью плоских участках. Если грань/поверхность имеет даже небольшой градиент, траектория инструмента не будет создана. Этот цикл можно использовать для отделки там, где избыточный материал уже очищен и поддерживает одну или несколько глубин реза.

Входит в состав: SOLIDWORKS CAM, CAMWorks.

Проект массива (Pattern Project)

Операция «Проект массива» представляет собой цикл чистовой обработки нескольких поверхностей, который удаляет материал на основе выбранного массива: «Разрез» (Slice), «Линия потока» (Flowline), «Радиальная» (Radial) и «Спираль» (Spiral). Эти образцы имеют уникальные характеристики, которые делают их подходящими для полуфабрикатов и отделки выбранных областей или для всей модели.

Входит в состав: CAMWorks.

Постоянный шаг (Constant Stepover)

Операция «Постоянный шаг» удаляет материал, сохраняя постоянный пользовательский шаг относительно поверхности. Метод перехода 3D создает траекторию инструмента с истинным постоянным переходом независимо от уклона граней элемента. Этот метод обеспечивает наиболее четкую чистовую обработку поверхности на элементах, грани которые имеют разные углы наклона.

Входит в состав: CAMWorks.

Фрезерование фрезой малого диаметра (Pencil Mill)

Цикл фрезерования фрезой малого диаметра создает траектории инструментов для завершения угловых участков станка с использованием одного прохода или нескольких постоянных проходов. Угловые области определяются там, где радиус кривизны элемента меньше радиуса инструмента.

Входит в состав: CAMWorks.

Проекция кривой (Curve Project)

Цикл «Проекция кривой» (Curve Project) удаляет материал путем проецирования выбранных элементов гравировки или кривой 2,5 оси на грани/поверхности элемента с несколькими поверхностями и создания траекторий инструментов вдоль проецируемых объектов. Этот цикл обеспечивает постоянную глубину реза вдоль поверхности и может быть выполнен одним или несколькими проходами.

Входит в состав: CAMWorks.

Многоосевое фрезерование (Multiaxis Mill)

Цикл многоосевого фрезерования является первичным циклом для 4­ и 5­осевого одновременного фрезерования. Его можно сократить до 3­осевого и использовать аналогично проекту массива. Многоосевое фрезерование обладает уникальной возможностью создания подрезающих траекторий инструмента, направления инструмента на основе сложной проверки прорезей и имеет более расширенные опции связывания, шероховатости и отделки, чем стандартные 3­осевые циклы.

Входит в состав: CAMWorks (Undercutting Module).

***

Подводя итоги всему вышесказанному, можно констатировать, что продукты SOLIDWORKS обладают глубокой функциональностью, которая поможет ускорить цикл разработки продукции, снизить затраты и обеспечить ее высокое качество. Они помогают проектировать инновационные промышленные изделия, проводить их виртуальные испытания, выполнять подготовку к производству, управлять инженерными данными и взаимодействовать с ними на протяжении всего рабочего процесса.