12 - 2004

Сверление и фрезерная обработка в T-FLEX ЧПУ

Антон Цицилин

Мы продолжаем цикл статей о создании управляющих программ с помощью российской САПР T-FLEX ЧПУ, начатый в октябрьском номере за этот год. Фрезерная обработка является основным способом получения сложных формообразующих поверхностей и потому чрезвычайно сложна в плане геометрического описания. Кроме того, фрезерная обработка — основной вид обработки, при котором применяются станки с ЧПУ.
В предыдущей статье было рассказано о возможностях российской САПР T-FLEX ЧПУ в области создания управляющих программ для токарной обработки и изготовления с их помощью готовой продукции. Теперь подробнее остановимся на возможностях системы в области расчета траекторий обработки для плоского фрезерования и сверления. Возможности T-FLEX ЧПУ при создании УП для фрезерования и сверления весьма обширны, и при этом в системе предусмотрено множество способов достижения одной цели, что, в свою очередь, дает конечному пользователю свободу выбора средств решения поставленной задачи.

С помощью T-FLEX ЧПУ возможно создавать траектории как для фрезерной обработки линейного контура, состоящего только из прямых линий, так и для обработки более сложных элементов конструкций: карманов, «колодцев», винтовых канавок, «островов» и т.д. Очень часто обработка поверхностей, включающих эти элементы, требует использования всего геометрического потенциала 2,5D-обработки. Система T-FLEX ЧПУ предлагает свести разработку УП для сложных контуров к заданию элементарных параметров.

Фрезерный модуль системы представлен на панели инструментов кнопкой, которая вызывает меню траекторий. Каждая кнопка в меню траекторий вызывает команду создания траектории определенного типа. В системе существует четыре типа траекторий 2,5D-фрезерования: «Фрезерование плоскости», «Фрезерование контура», «Фрезерование кармана» и «Фрезерование винтовой канавки». Как показывает практика использования системы T-FLEX ЧПУ на предприятиях, этого набора команд вполне достаточно для большинства обрабатываемых деталей. Траектории обработки для любых сложных контуров могут быть составными и включать траектории обработки нескольких типов. Таким образом, возможно разбиение сложной обработки на ряд простых операций. Как уже говорилось выше, при создании составной траектории система предо­ставляет пользователю полную свободу идей решения поставленной задачи. Рассмотрим назначение каждой из команд меню.

«Фрезерование плоскости» создает траекторию обработки плоскости на заданной пользователем высоте. Возможно использование проходов различных типов, таких как «Зигзаг по оси», «Спираль по контуру внутрь», «Петля по оси двойная», «Зигзаг по оси с обходом указанных ограничений» и т.д. Диапазон возможности применения траекторий данного типа включает как создание ровной площадки на детали, например при снятии припуска на обработку, так и обработку плоскости при наличии внешних или внутренних ограничений. В качестве внешних ограничений могут выступать различные части обрабатываемой конструкции, находящиеся вблизи зоны обработки. Это особенно важно, когда контакт этих частей с режущим инструментом недопустим. Примером внутренних ограничений может быть «остров» или карман.

«Фрезерование контура» создает траекторию, с помощью которой может быть получена боковая поверхность тела заданной геометрической формы на заданной высоте. Данная команда является основным программным инструментом пользователя при создании формообразующих траекторий обработки.

«Фрезерование кармана» создает специализированную траекторию обработки кармана. При этом учитываются геометрические данные верхнего и нижнего оснований, а также глубина кармана. При указании отрицательной глубины система создает траекторию для обработки фигурного «острова», высота которого равна абсолютной величине глубины.

«Фрезерование винтовой канавки» создает специализированную траекторию для обработки винтовой канавки. Пользователю достаточно лишь указать радиус отверстия, в котором точится канавка. В управляющую программу для этой обработки будет вставлена команда «G» — включение винтовой интерполяции на станке.

Меню сверления также вызывается с помощью кнопки на инструментальной панели системы. В меню, помимо стандартных операций простого и глубокого сверления, представлено несколько машинных циклов, специализированных для создания траекторий обработки под конкретный вид стойки ЧПУ. Среди них представлены наиболее популярные на отечественном рынке виды стоек: ALLEN BRADLEY, OLIVETTY, MAHO, EXCEL, 2C42, Размер-2М, FANUC, E 2000 и VECTOR 90, для каждой из которых предусмотрены специальные циклы сверления, растачивания, торцевания, развертывания, зенкерования, нарезания резьбы метчиком и т.д. Для создания траекторий сверления необходимо лишь указать центр отверстия на чертеже и задать несколько параметров.

При создании траекторий возможно использование одних и тех же геометрических элементов, что позволяет пользователю избежать загромождения чертежа.

Рассмотрим примеры использования системы T-FLEX ЧПУ для разработки траекторий фрезерной и сверлильной обработок.

При обработке деталей на обрабатывающих центрах сверление и фрезерование могут входить в одну составную траекторию. В приведенном примере детали (рис. 1) для создания траекторий обработки указанной области использовалась система T-FLEX ЧПУ 2D. При разработке плоских траекторий обработки наличие системы T-FLEX CAD 3D не требуется.

В ходе первой операции необходимо было сформировать общую площадку на корпусе. Для этого использовалась команда создания траектории «Фрезерование плоскости». В качестве внешних ограничений были указаны стенки соседних частей конструкции. Включение этих опций и задание нескольких параметров позволило сформировать корректную траекторию обработки (рис. 2), которая удовлетворяет требованиям, предъявляемым к геометрии и чистоте поверхности детали.

Поскольку создание траекторий обработки в системе T-FLEX ЧПУ возможно, как известно, с помощью различных комбинаций стандартных операций и команд, для обработки кармана в рассматриваемой детали была использована комбинация команд «Фрезерование плоскости» и «Фрезерование кармана» (рис. 3).

Применение команды «Фрезерование плоскости» в данной ситуации актуально, так как внутри кармана существует «остров» округ­лой формы, зарезание которого влечет за собой порчу заготовки. Исходя из этих условий контур «острова» и боковые поверхности кармана в траектории были указаны как ограничения и использован тип прохода «Зигзаг по оси с обходом». Установка этих опций позволяет ликвидировать опасность порчи внутренних «островов».

В системе T-FLEX ЧПУ существует опция создания корректного врезания в материал, при правильном использовании которой при обработке деталей удается избежать оставления рисок и прочих следов вхождения инструментов в материал.

Команда «Фрезерование кармана» в рассматриваемом примере применялась для создания боковой поверхности кармана. К этой команде прибегают в основном тогда, когда пользователю необходимо сформировать боковую поверхность кармана с наклонными стенками.

Для разработки операций прохождения инструмента по заданному контуру в T-FLEX ЧПУ служит команда «Фрезерование контура». Область применения траекторий, которые можно создавать посредством этой команды, практически безгранична, так как приоритет фрезерной обработки — образование контура поверхности детали. В рассматриваемом примере с ее помощью была создана траектория обработки для формирования контура (боковой поверхности) округ­лого «острова».

Для создания траекторий сверления и зенкерования отверстий в системе T-FLEX ЧПУ имеется обширный набор функций. Для рассматриваемого примера была использована опция «Машинные циклы стойки E 2000 CNC». Система T-FLEX ЧПУ позволяет копировать траектории, причем в траектории-копии можно задать абсолютно другие параметры, чем в траектории-оригинале. При разработке траектории обработки в приведенном примере эта возможность была использована неоднократно, что значительно сократило время подготовки УП.

Полученная внутри системы управляющая программа перерабатывается одним из ее постпроцессоров в соответствии с моделью стойки ЧПУ и выводится в отдельный файл.

Результаты проделанной работы можно просмотреть как с помощью встроенного в систему имитатора обработки, так и посредством другого продукта компании «Топ Системы» — T-FLEX NC Tracer (рис. 4).

В T-FLEX NC Tracer, представляющем собой имитатор обработки со съемом материала, возможно просматривать обработку деталей по управляющим программам, которые могут записываться текстом в файле приложения Windows «Блокнот». Единственное требование к просматриваемым УП — их соответствие стандартам ISO 6983 или DIN 66025/26. В качестве заготовки T-FLEX NC Tracer может использовать как объемные геометрические примитивы (цилиндр и параллелепипед), так и сложные 3D-модели. T-FLEX NC Tracer поддерживает загрузку 3D-моделей большинства известных форматов объемной графики.

Приведенный в статье пример не дает полного представления о функциональных возможностях и доступности системы T-FLEX ЧПУ. Поэтому разработчики из АО «Топ Системы» (www.topsystems.ru), будут рады ответить на все вопросы заинтересовавшихся пользователей.

«САПР и графика» 12'2004