Применение CAM-систем при решении дизайнерских задач
В условиях жесткой конкуренции на рынке предприятия вынуждены выпускать продукцию высокого качества, соответствующую новейшим дизайнерским решениям, причем с минимальным временем проектирования и изготовления. Для этого необходимо наличие соответствующего программного обеспечения, но даже при применении передовых технологий иногда невозможно уложиться в желаемые сроки. Тут и возникает извечный вопрос: что делать? Возможно, целесообразно будет использовать нестандартные методы проектирования на программном обеспечении. Одним из таких методов является применение САМ-программ для создания дизайнерских элементов, минуя стадию их моделирования в CAD-системах, что, в свою очередь, значительно сокращает сроки проектирования изделия.
В этой публикации мы рассмотрим данный метод на примере матрицы для изготовления вакуумно-формовочной упаковки. Данное изделие, которое обычно изготовляется в единичном экземпляре, имеет сложные поверхности, рифления и поэтому отличается большой трудоемкостью. Для моделирования матрицы хорошо подходит продукт PowerSHAPE английской фирмы Delcam plc — совершенный инструмент для работы со сложными формами. PowerSHAPE имеет полный набор функций специально для проектирования сложной технологической оснастки, пресс-форм, штампов и литьевых моделей, для изделий с криволинейными образующими, где важное значение имеет внешний вид.
На рис. 1 представлена модель матрицы в фотореалистичном изображении. Поскольку такая модель не является сложной, мы не будем останавливаться на процессе ее построения, а перейдем непосредственно к генерированию траекторий черновой и чистовой обработки и к получению управляющих программ для станков с ЧПУ в автономном пакете PowerMILL для многоосевой обработки, позволяющем получать черновые и чистовые траектории для обработки оснастки быстро, точно и без зарезов, а также обладающем возможностью импортирования трехмерных моделей, созданных в большинстве CAD-систем.
Черновая обработка осуществляется послойно; для слоев имеется целый набор стратегий обработки — по растру (с заданием угла растра) или по профилю (профильный проход возможен до, после или в процессе растровых ходов), смещение контура, только по профилю. Здесь рационально выбрать обработку смещением контура, что позволяет сократить время и повысить качество выборки. Контуры определяются смещением от внутреннего контура. Возможно задание движения снаружи внутрь, изнутри наружу и автоматически (в этом случае направление выбирается исходя из объекта обработки — полость или выступ). На рис. 2 показана траектория черновой обработки.
Следует отметить, что существует возможность редактирования траекторий. Траектории можно перемещать, вращать и зеркально отображать — это необходимо при обработке многоместных форм и симметричных деталей. Траектории могут быть ограничены плоскостью, полигоном или границей. В каждом случае создается новая траектория с подводами и связками. После редактирования можно минимизировать длину холостых ходов, сократив тем самым время обработки. После генерации траектории можно визуализировать обработку в ViewMILL (рис. 3).
Чистовая обработка представлена широким спектром стратегий — растровая, проходами с постоянной Z, спиральная, радиальная, проекционная, от плоскости, от линии, от точки, подчистка углов, доработка после инструмента, карандашное фрезерование, трехмерное смещение, ротационное фрезерование, пользовательскими шаблонами, боком фрезы (5-осевая обработка), оптимизированная Z. В данном случае мы остановимся на оптимизированной Z (рис. 4).
После чистовой обработки перейдем к нанесению рифлений. Для этого предварительно в PowerSHAPE создадим радиальный массив линий через угол 5° (рис. 5), перенесем его в PowerMILL и вставим данные лучи в шаблон. Далее следует вычислить границы по выбранным поверхностям, на которые необходимо нанести рифление, а потом обработать по шаблону с отрицательным припуском 0,3 мм (рис. 6 и 7).
Для нанесения рифления на плоскость необходимо создать границу с отрицательным припуском 0,8 мм. Полученную границу следует уменьшить посредством 2D-смещения на расчетную величину 1 мм (исходя из геометрии инструмента), а затем — генерировать траекторию растровой обработкой с шагом 1,2 мм, отрицательным припуском 0,8, с углом 45° в обе стороны (рис. 8 и 9).
При создании отверстий воспользуемся границей, созданной при создании рифления на плоскости — по ней мы создаем шаблон и конвертируем его сплайн с необходимой точностью. Близко лежащие друг к другу точки удаляем, задаем необходимые высоты и генерируем траекторию глубокого сверления (рис. 10).
И наконец, создаем NC-файлы (индивидуальный для каждого инструмента) и делаем по ним визуализацию обработки (рис. 11).
Таким образом, моделирование в PowerSHAPE и применение пакета PowerMILL для подготовки управляющих программ к станкам с ЧПУ, а также в области создания дизайна дают практически неограниченные возможности для проектирования. Симбиоз двух этих пакетов позволяет решить целый комплекс сложных технических задач, сократить время на подготовку производства и повысить эффективность работы инженерно-технического персонала.
|
Петр Штыр В 2003 году окончил Новосибирский государственный технический университет (кафедра проектирования технологических машин). В настоящее время — инженер компании «Делкам-Новосибирск». |
