Подготовка технологической документации для токарной обработки сложных фасонных деталей в ОАО НПО «Наука»
В номенклатуру производства ОАО НПО «Наука» входят такие сложные в технологическом исполнении детали, как колеса вентиляторов и колеса турбин. Основными операциями механообработки, образующими геометрию подобных деталей, являются токарная и фрезерная обработки.
В настоящее время токарная обработка колес ведется на станках с ЧПУ модели АТ-220. Целесообразность проведения обработки на данном оборудовании обусловлена сложной геометрией детали (рис. 1), включающей фасонные поверхности, а следовательно, высокой трудоемкостью изготовления на универсальном оборудовании.
Особое место в процессе производства детали занимает технологическая подготовка производства (ТПП). Разработка управляющей программы и технологической документации являются составными частями ТПП. Вследствие трудоемкости этого процесса разработка проводилась в автоматизированном режиме с помощью программного продукта T-FLEX CAD/CAM компании «Топ Системы» (www.topsystems.ru), использование которого позволило существенно снизить время на ТПП в целом.
Структура конструкторско-технологической подготовки производства на предприятии ОАО НПО «Наука» представлена на рис. 2. В соответствии с данной схемой технологическая подготовка производства начинается с выбора стратегии обработки детали. На этом этапе технолог-программист решает, на каком оборудовании будет обрабатываться данная деталь, за какое количество переустановок он сможет ее обработать, и предварительно выбирает технологические базы для обработки каждой стороны. В результате анализа конструкторской документации для токарной обработки колеса турбины был выбран упомянутый выше токарный станок с ЧПУ АТ-220.
На следующем этапе подготовки производства были построены 2D-модели, которые одновременно являются картами наладки механической обработки. Важно отметить, что система позволяет построить двумерные параметрические модели с возможностью контакта с внешними базами данных (электронными таблицами). Поэтому при профессиональном построении параметрической модели возможно создать модель и присоединить к ней базу данных, в результате чего получается каталог однотипных изделий и управляющих программ для них. В нашем случае операция токарной обработки колеса турбины была разделена на последовательную обработку трех сторон и были составлены три карты наладки на механическую обработку (рис. 2).
Создание траектории обработки проводилось на основе уже подготовленных графических файлов — карт наладки механической обработки. Поскольку траектория обработки содержала геометрическую информацию движения расчетной точки с учетом параметров инструмента, первоначально программист-технолог занимался созданием инструментального файла, в котором указывались параметры инструмента, необходимые для правильного построения траектории обработки. Важнейшими инструментальными параметрами для токарной обработки на предприятии ОАО НПО «Наука» являются радиус резца, а при обработке канавок — ширина резца. Параметры инструмента, необходимого для обработки детали, задавались при помощи набора диалогов, который, в свою очередь, позволил задать параметры для проходных, канавочных, резьбовых резцов (рис. 3).
При создании траектории обработки в описываемом примере проводились дополнительные построения — пути. Для всех видов токарных операций, кроме многопроходной обработки и обработки канавок, траектория обработки задавалась с помощью одного пути. Многопроходная обработка применяется при снятии большого объема материала, поэтому на плоском чертеже необходимо было построить два ограничивающих пути, которые определяют зону снимаемого материала. Траектория обработки канавок задавалась точкой.
Указав необходимые пути и выбрав метод обработки, технолог-программист осуществил активизацию диалогового окна параметров обработки (рис. 4), где и были заданы режимы резания, направление вращения шпинделя, инструмент, величина остаточного припуска и некоторые другие параметры обработки.
При подготовке управляющей программы для изготовления колеса турбины был задействован набор команд, обеспечивающих геометрически правильное построение траекторий для переходов, а именно:
• сверление (сверление глубокое);
• расточка;
• обработка внешней цилиндрической поверхности;
• обработка канавок.
Многопроходная обработка колеса турбины в системе T-FLEX была реализована следующим образом. Во-первых, на созданной 2D-модели (рис. 5) были построены два пути. Во-вторых, была вызвана команда многопроходной обработки и в диалоговом режиме с системой были указаны первый и второй пути, что дало допуск к окну «Параметры многопроходной обработки» (рис. 6). В этом окне были назначены режимы резания данного перехода, остаточный припуск, направление вращения и другие параметры обработки.
После этого система автоматически сформировала траекторию многопроходной обработки с учетом параметров инструмента (рис. 7), что происходило в два этапа:
• съем основного объема материала, в результате на поверхности детали остаются так называемые гребешки;
• автоматическое формирование подчищающего прохода, который обеспечивает монотонность поверхности.
Аналогичным образом были сформированы траектории для сверления, растачивания и обработки канавок.
Геометрически правильные траектории обработки и управляющая программа были составлены в течение часа. Однако трудности возникли при формировании канавки по причине неудовлетворительного отвода стружки из зоны обработки. Канавку пришлось обрабатывать в два приема, а также создавать подчищающие проходы с плавно разгружающими выходами инструмента, чтобы устранить волнистую поверхность канавки и свести к минимуму следы встречной обработки.
В заключение хотелось бы отметить, что в процессе внедрения новых деталей в производство с помощью данной системы сроки корректировки и генерации новой управляющей программы значительно сократилось. Результаты обработки показали, что система является вполне работоспособной и способна решать задачи по созданию УП для технологически сложных поверхностей деталей авиационного производства и по подготовке технологической документации.
