Корпус и крышка сегмента

[ConcursusMMX 4]

Подготовка управляющих программ и обработка на станке с ЧПУ деталей Корпус и Крышка.

Описание задачи

Изготовить один комплект изделия в составе, Корпус и Крышка сегмента на фрезерном станке с ЧПУ Hardinger c съемным поворотным столом (4-е управляемых оси, из них одна поворотная вокруг оси X). Цель проекта, доказать возможность изготавливать серийно подобные изделия. Изображение моделей и эскиз корпуса представлены на рисунке 1. Модель крышки на рисунке 1.1.

Из этих двух деталей сложность представляет Корпус. Во первых, много конструктивных элементов, имеющие достаточно жесткие допуски. Во вторых, станку не хватает одной поворотной оси, чтобы обработка была сделана без переустановок. Так же, не было у меня и 5-ти координатного постпроцессора для этого станка.

Я был приглашен в качестве программиста ЧПУ. Заинтересовало меня то, что детали были не совсем моей специализации (обычно это обработка формообразующих штампов, пресс-форм), но самое интересное было то, что обработка 4-х и 5-ти координатная.

Программное обеспечение которое было использовано. CAD/CAM Cimatron, для построения моделей обрабатываемых деталей и программирования обработки. Генератор постпроцессоров Cimatron GPP, для получения УП на станок. Vericut, для проверки окончательной УП. NCManager, для отладки постпроцессора.

описание работы

Первое с чего начал, это написание постпроцессора, т.к. без него все остальное делать смысла не было. Стойка станка не имела никакой математики, которая бы упростила программирование при обработке поворотами. Будущий постпроцессор для CAM системы должен был пересчитывать кадр APTCL типа XYZIJK, где XYZ - это координаты положения кончика инструмента, IJK — вектор наклона оси инструмента, в 4-х координатный кадр G-кода станка типа XсYсZсВс, где Bс — поворот вокруг оси X станка. XсYсZс - координаты положения кончика инструмента на станке.

Отладка постпроцессора велась средствами NCManager. Он выбран из-за возможности очень быстрой оценки правильности геометрии УП. В NCManager была загружена модель детали, виртуальный станок. Для проверки загружалась тестовая УП и визуально оценивалось правильность кода УП по прорисованной траектории (Рис. 2).

По простому, данные детали можно было обработать и 3-х координатными стратегиями используя поворотную ось только для позиционирования, но возникали вопросы с вылетами инструментов, оптимизацией УП в плане резания по воздуху. Это когда обработали все что смогли с одной установки, затем повернули и обработали все что смогли, но с учетом уже снятого материала.

В общем, было решено использовать возможность обработки в четырех координатах (поворотная ось участвует в резании), т. к. можно использовать короткий инструмент (жесткость), чище обработанная поверхность, нет резания по воздуху, равномерная нагрузка на инструмент, а главное, интереснее.

Крышка сегмента обрабатывалась первой и на ней испытывалась стратегия обработки. Заготовка, параллелепипед, зажали в трех кулачковый патрон, установили «0» программы, как центр поворота стола. Сказали в CAM системе фактическое расстояние от центра поворота до заготовки (т. к. деталь зажали не в приспособление, которое не успели сделать, а в стандартный патрон, то фактическое расстояние было нужно для генерации УП по уже подготовленной в Cimatrone технологии). Получили УП.

Обработали начерно с двух сторон, получив сектор с припуском под чистовую обработку. Инструмент, концевая фреза диаметром 16 мм, продольными ходами вдоль оси X станка снимала основной материал (Рис. 3), а затем подчищала оставшиеся ступеньки ходом типа YZB (Рис. 4).

Чистовая обработка была ходами YZB, концевой фрезой диаметром 12 мм. Интересный момент оказался с шагом по X. Сначала я предполагал, что шаг можно сделать равным ¾ диаметра фрезы и получить хорошую чистоту (Рис. 5).

Оказалось (можно было и сразу догадаться), что на вогнутом участке фреза работает периферией и шаг нужен маленький, но все равно этот шаг можно сделать больше чем шаг при обработке этой поверхности шаровой фрезой. (Рис. 6)

Корпус сегмента требовал пяти осей. Решено было сделать приспособление, типа клина, которое повернет стол с осью «B» на заданный угол и вместо трех кулачкового патрона использовать более надежное, простейшее крепежное приспособление (Рис. 7).

Сначала обрабатывалось все что можно при штатном положении поворотного стола. Такая обработка уже не вызывала вопросов при программировании и наладке на станке. Когда поставили поворотный стол на клиновое приспособление, то возник вопрос у оператора-наладчика, как ему найти «0» программы. Достаточно долго пришлось объяснять как посчитать «0» по координате Z, затем написать тестовую УП для того, чтобы оператор обрел уверенность. Сама обработка в целом элементарная, но были минуты волнения связанные с тем, все ли правильно посчитано и установлено. (Рис. 8)

Выводы

Этот заказ завод не получил, хотя детали были изготовлены с нужным качеством, т. к. оборудование все же не подходит для того, чтобы в сжатые сроки и по минимальной цене делать подобные сектора, но появился опыт работы в 4-х осях, что позволил заводу не отказываться от деталей требующих обработки в 4-х осях. Некоторые из заказанных в последствии деталей (Рис. 9).

Сам я после этой работы научился программировать обработку деталей с использованием резания поворотными осями. Получил работающий 5-ти координатный постпроцессор, который не раз мне пригодился в последствии.

Одобрено ConcursusMMX

[ART 511]

+5

Скажем так не к чему придраться. Писать самому 5 координатный постпроцессор в Симатроне в GPP это я вам скажу нужно большую умную голову иметь. Ну и вообщем вся работа на достойном уровне.

[FINN 16]

Действительно сложная и интересная работа. Делали аналогичную работу с наклоном поворотного стола, тоже ловили привязку по Z через контрольные точки. Но наша задача была проще и разовая поэтому обошлись 3-х координатным постпроцессором. Эх кто-бы меня такие вещи в делкаме научил делать?

От себя присудил-бы высший бал.

[MFS 248]

От себя присудил-бы высший бал.

Так присуждайте, собственно для того и выставлено).

[FINN 16]

+5, к предыдущему коментарию

[GOLF_stream 293]

Так присуждайте, собственно для того и выставлено).

А каким образом оценивать? Просто текстом? Или есть где-то кнопочка с оценками (не нашёл)?

[ART 511]

Просто текстом.

[doob 14]

Да, это круто. Приходилось сталкиваться со всеми трюками, которые были в этой работе, но те трюки были разнесены на разные детали и в разное время. А здесь несколько шедевров технологической мысли в одном флаконе. И самое главное - ни один из шедевров не имеет права на ошибку, иначе конечный результат не получится.

+5!

[volodja 77]

Здорово, 5!

Задача в плане обработки прямо скажем несложная, но найденные решения для имеющегося станка просто превосходны.

[ak_47 0]

Качественно... 5+

[swed 0]

Скажем так не к чему придраться.

Если не брать во внимание такие недостатки грамматики, как :

ТПП для изготовления ...

то да, придраться особо не к чему.

+5

[nik55013 2]

Молодца , 5

[Shor 2]

Сложно!

Уважительно +5

[serg83 0]

Молодец!

Однозначно 5, интересная деталь, а также техическая реализация самой 5 координатной обработки, ну и написание поста.

[Дядя 39]

Чуть чуть с опозданием ))) фото из той же оперы, в моем исполнение )))

[Дядя 39]

Еще

[Tiro 12]

Еще

Красиво.

[ShoN 54]

Еще

У нас еще в ВУЗе говорили - страна наша большая, чугуна и стали у нас много и при этом показывали на чесально трепальный агрегат первичной обработки льна.