Многопроходная контурная обработка.
Практическая работа №5. 3-осевое фрезерование: контурные операции
До сих пор рассматривались операции, больше характерные для призматических деталей. В этой главе упор будет сделан на обработку криволинейных поверхностей с использованием 3-координатной обработки. Такой вид обработки очень востребован для изготовления формообразующих элементов оснастки – пресс-форм и штампов. Примером подобных деталей может служить пуансон, показанный на рис. 5.1.
Контурные операции используют управляющую геометрию, которая задается самыми различными объектами (поверхностями, кривыми/ребрами, точками и др.). На основе управляющей геометрии система формирует набор точек, назовем их Массивом управляющих точек или Управляющим шаблоном. Далее поочередно в эти точки помещается инструмент и проецируется вдоль заданного направления на обрабатываемую геометрию (деталь). В процессе проецирования осуществляется поиск точки контакта инструмента с деталью. В траекторию движения инструмента (и далее в управляющую программу) выводится центральная точка инструмента. Эти точки и формируют траекторию. Важно понимать, что они не обязательно лежат на обрабатываемой геометрии. Проецирование может выполняться различными способами. В 3-осевой обработке ось инструмента обычно параллельна оси Z и проецирование чаще выполняется вдоль оси Z. Эти операции еще называют «операциями с фиксированной Рисунок 5.1
|
|
|
осью инструмента» (отсюда и префикс FIXED в их названии).
Команды контурных операций с фиксированной осью инструмента находятся в группе mill_ contour (рис. 5.2). Фактически это одна операция с различными способами формирования управляющей геометрии. Всего команд девять: Рисунок 5.2
1 – FIXED_CONTOUR – базовая контурная операция с фиксированной осью инструмента;
2, 3 – CONTOUR_AREA, CONTOUR_SURFACE_AREA – вариант операции, где управляющая геометрия задается областью обработки или управляющими поверхностями;
4 – STREAMLINE – вариант операции, где управляющая геометрия обычно также является областью обработки, но на основе этой геометрии формируются так называемые линии потока;
5, 6 – CONTOUR_AREA_NON_STEEP, CONTOUR_AREA_DIR_STEEP, операция CONTOUR_AREA с включенным функционалом выделения ненаклонных и наклонных участков соответственно;
7, 8, 9 – FLOWCUT_SINGLE, FLOWCUT_MULTIPLE, FLOWCUT_REF_TOOL – операции поиска и доработки вогнутых углов на детали.
Операции FIXED_CONTOUR и CONTOUR_AREA.
Операция FIXED_CONTOUR с методом управления Область обработки (и операция CONTOUR_AREA, что то же самое) предназначены для 3-осевой чистовой обработки криволинейных поверхностей. В основном эти операции используются при обработке формообразующих поверхностей штампов и пресс-форм.
|
|
|
Откройте пример surf_area7_setup_1.prt. В нем уже созданы инструменты и черновая операция обработки. Выполните команду создания операции FIXED_CONTOUR, геометрические группы задайте, как на рис. 5.3, и нажмите ОК.
Появится диалоговое окно операции (рис. 5.5). Обратите внимание, что в группе Геометрия отсутствует заготовка, т. е. операция является чистовой или получистовой. Однако она может учитывать ЗвПО, что мы рассмотрим позже. Главная особенность этой операции – это Метод управления (1). Метод управления определяет тип управляющей геометрии; при его переключении диалоговое окно будет отображать параметры управления, характерные для выбранного метода. Рядом со списком методов расположена команда с изображением ключика (2), при нажатии на которую появляется новое Рисунок 5.3
диалоговое окно с параметрами конкретного метода. Эти окна могут сильно отличаться друг от друга. Методы управления (рис. 5.4) можно сопоставить с командами операций на рис. 10.3, обозначим их теми же цифрами. Например, операция с методом управления Область обработки соответствует команде CONTOUR_AREA (2 на рис. 5.2).
Таким образом, для наиболее употребляемых методов управления созданы команды с вариантами операции с предустановленным методом и рядом параметров.
|
|
|
Переключите Метод управления на Область обработки. Это наиболее употребляемый метод в 3-осевой обработке. Так как меняется метод управления, появляется сообщение предупреждение. Нажмите ОК. Откроется диалоговое окно параметров метода; рассмотрим их позже, а пока нажмите ОК. Сгенерируйте операцию.
Рисунок 5.4 Рисунок 5.5
Область обработки обычно задается в геометрической группе Область резания (3). Если она не задана, то вся геометрия, заданная в WORKPIECE, используется. В нашем случае инструмент пытается обрабатывать и вертикальные стенки.
Задайте область резания. Выберите все поверхности, как на рис. 5.6 (лучше использовать выбор рамкой). Нажмите ОК и сгенерируйте операцию. Результат показан на рис. 5.7 (имя FIXED_CONTOUR; оно понадобится нам для дальнейшего изложения).
Рисунок 5.6 Рисунок 5.7
|
|
|
Обратите внимание, что траектория имеет только одно врезание и один отвод, переходы между строчками осуществляются по поверхности без подъема. Такая траектория имеет минимум холостых ходов.
Теперь разберем параметры метода обработки. Выполните команду с ключиком рядом со списком методов. Появится новое диалоговое окно (рис. 5.8). Группа параметров Настройки управления – это шаблон резания и его параметры (это очень похоже на шаблоны в операциях CAVITY_MILL и FACE_MILL, однако имеются особенности). В нижней части диалогового окна в группе Просмотр доступна команда Отобразить. В реальности при 3-осевой обработке ей пользуются редко, но в учебных целях нам она полезна.
Задайте Шаг проходов равным 3мм (1 на рис. 5.8). Выполните команду Отобразить (2). Шаблон резания отрисовывается в плоскости XY, т. е. до проецирования на обрабатываемую геометрию.
Рисунок 5.8
О проецировании говорилось в самом начале главы. Деталь на рисунке показана полупрозрачн-ой для наглядности. В верхней части диалогового окна имеются параметры для управления наклонами (3). Они применяются для выделения на модели крутых и пологих участков. В этом примере они не используются. Шаблонов резания в этой операции больше (рис. 5.9), но наиболее употребимые – это уже знакомые нам Зигзаг, Зиг, Вдоль периферии, Профиль. Концентрические и радиальные шаблоны полезны при обработке круглых и кольцевых деталей.
Откройте диалоговое окно Вспомогательных перемещений (Параметров без резания). На рис. 5.10 показана вкладка Врезание. В отличие от операции CAVITY_MILL в этой операции не выделяются Рисунок 5.9
закрытые области обработки – все области считаются открытыми, так как съем материала заметно меньше. Типов врезания существенно больше, например, при врезании по дуге дуга может располагаться в разных плоскостях (1) и вертикальная дуга используется чаще. Врезание погружением (2) применяется, только если инструмент может опускаться вертикально в материал; в противном случае лучше использовать другие типы врезания, в том числе врезание по спирали (3). Рисунок 5.10
Генерируйте операцию и выполните верификацию двух операций.
В принципе для этой детали достаточно двух операций. Однако часто имеются дополнительные требования к обработке, например, соблюдать направление резания.
Сделайте копию операции, в копии измените, Шаблон резания на Зиг, генерируйте операцию и переименуйте ее в FIXED_CONTOUR_ZIG. В операции выдерживается направление резания, но переходы между проходами осуществляются на высоте безопасности, на ускоренной подаче. Холостых ходов много, но это компенсируется условиями резания, что важно, например, для труднообрабатываемых материалов.
В Параметрах резания, на вкладке Стратегия, имеются два параметра для расширения траектории: Расширение от ребер и Обкатка инструмента по ребрам (рис. 5.11). Первый параметр расширяет траекторию касательно, второй добавляет к траектории движения обкатки кромок, что полезно, если кромки больше обрабатываться не будут. Рисунок 5.11
Сделайте копию операции FIXED_CONTOUR, включите параметр Обкатка инструмента по ребрам и генерируйте операцию.
Параметр Сглаживание переходов (рис. 5.12) во Вспомогательных перемещениях сглаживает острые углы в холостых ходах.
Сделайте копию операции FIXED_CONTOUR_ZIG и включите в ней сглаживание переходов. Генерируйте операцию. Обратите внимание, что в результирующей траектории переходы показаны синим. Такой тип переходов предпочтительнее при высокоскоростной обработке.
Рисунок 5.12
Параметрах резания – Дополнительно имеется набор параметров, ограничивающих работу инструмента на погружение (рис. 5.13). Ограничение угла погружения позволяет шире использовать сборные концевые фрезы как более производительные на чистовых операциях.
Сделайте копию операции FIXED_CONTOUR_ZIG, задайте параметр Максимальный угол погружения равным 0 и генерируйте операцию. Получите результирующую траекторию, где все движения с уменьшением координаты Z исключены. Лучше эту операцию выполнить концевой сборной фрезой. Поменяйте инструмент в этой операции.
Имеется вариант выполнения встречного движения на подъем в этой же операции. Контурные операции FIXED_CONTOUR могут выполняться наклонным (но фик- Рисунок 5.13
сированным) инструментом, что улучшает условия резания (так как выводит из резания вершину инструмента). Параметр Ось инструмента расположен в основном диалоговом окне операции (рис.5.14). Для задания оси может использоваться единое меню задания вектора. Рисунок 5.14
Сделайте копию операции FIXED_CONTOUR_ZIG , задайте ось инструмента вектором с координатами I, J, K равными (0; -0,3; 1), и генерируйте операцию.
Наша деталь – пуансон – имеет плоские участки на поверхности разъема. Если требуется еще улучшить операции обработки детали, то плоские участки можно обработать операцией FACE_MILL_AREA, используя концевую фрезу и большой шаг проходов (сделайте самостоятельно), а шаровую фрезу использовать только на криволинейном участке.
Создайте новую операцию CONTOUR_AREA, используя шаровый инструмент. В качестве области обработки укажите поверхности, как на рис. 5.15. Выберите Шаблон резания – Вдоль периферии и генерируйте операцию.
На рис. 5.16 показано диалоговое окно Вспомогательные пе- Рисунок 5.15
ремещения – вкладка Переход/Ускоренный. Параметр Расстояние области (1) определяет расстояние, свыше которого считается, что переход выполняется между областями. Удобно его задавать в зависимости от размера инструмента (сейчас задано как 200 % от диаметра инструмента). Можно независимо настроить подходы, отходы и обходы для случаев внутри области и между областями. Сосредоточимся на обходах. В нашем случае расстояние между областями не превышает порогового значения, поэтому работают значения, заданные для случая внутри области.
Обход выполнен для случая, когда обход Внутри области был задан так же, как Между областями (2), а обход между областями – Самая низкая Z (3). Движение обхода соединяет отвод предыдущей области с подводом следующей области. На рис. 5.17 показан случай, когда обход задан значением Зазор (2); тогда обход выполняется на высоте безопасности на ускоренной подаче (об ускоренной подаче свидетельствует пунктирная линия перемещения). Также добавлены движения до Рисунок 5.16
высоты безопасности. Сам термин Зазор указывает на использование параметра Общий зазор (4), заданного в этом же диалоговом окне. Его значение в данном случае – Использовать наследование – ссылается на установку плоскости безопасности в геометрической группе WORKPIECE. Возможные значения зазора разнообразны, включая цилиндр и сферу безопасности. Но большинство из них используется в 5-осевой обработке. В 3-осевой обработке речь обычно идет о плоскости безопасности. Обходы на плоскости безопасности самые безопасные, но и содержат много холостых движений (или движений по воздуху), поэтому обычно стремятся использовать другие установки для обхода.
Наконец, на рис. 5.18 показан гладкий сглаженный обход, значение параметра обход (2) так и называется – Сглаженный. Это значение рекомендуется для высокоскоростной обработки.
Рисунок 5.17 Рисунок 5.18
Многопроходная контурная обработка.
Операции FIXED_CONTOUR и CONTOUR_AREA могут быть многопроходными и применяться как черновые или получистовые. Особенно полезно это для пологих криволинейных поверхностей, где классическая черновая обработка (CAVITY_MILL), выполняемая послойно, дает большие ступеньки между уровнями. Контурная многопроходная обработка выполняется уровнями, смещенными от обрабатываемой поверхности на величину глубины резания.
Откройте пример contour_multilevel.prt. В нем созданы две многопроходные контурные операции. Выберите операцию CONTOUR_AREA – траектория будет отображена в графической области (рис. 5.19). Откройте диалоговое окно Параметры резания для этой операции и перейдите на вкладку Множество проходов (рис. 5.20). Здесь установлен параметр Послойная обработка, заданы Смещение припуска на детали (1) и Число проходов (2). Метод задания шага (3), помимо значения Проходы, имеет значение Приращение; в этом случае можно задать шаг проходов явно.
Рисунок 5.19 Рисунок 5.20
Однако такая траектория содержит много движений по воздуху. Чтобы оптимизировать ее, необходимо включить опцию Использовать ЗвПО. Откройте операцию CONTOUR_AREA_IPW. Это параметр находится также в Параметрах резания, на вкладке Ограничения (рис. 5.21). Откройте диалоговое окно параметров резания. Параметр Заготовка в процессе обработки установлен на значение Использовать 3D. Другие параметры этого блока параметров являются фильтрами, уменьшающими фрагментацию траектории за счет задания минимальной области резания, расстояния объединения и др. Параметр Минимизировать перемещения без резания переупорядочивает обходы между различными областями резания для минимизации холостых движений, но с соблюдением порядка обхода уровней. Итоговая траектория показана на рис. 5.22.
Рисунок 5.21 Рисунок 5.22
Обратите внимание на порядок расположения операций CONTOUR_AREA и CONTOUR_AREA_IPW в навигаторе операций (рис. 5.23). Если эти операции переставить местами, то операция CONTOUR_AREA_IPW будет пустой, так как не обнаружит неснятого материала. Причина в том, что учитывается именно ЗвПО, текущее состояние заготовки с учетом предыдущих операций, входящих в группу WORKPIECE. Рисунок 5.23
D-коррекция инструмента
На этом же примере рассмотрим 3D-коррекцию. В отличие от 2D-коррекции, которая используется в операциях, работающих в уровнях, обычно параллельных одной из координатных плоскостей, для 3D-коррекции необходимо определять направление коррекции в каждой точке. За направление коррекции принимается направление нормали к поверхности в точке контакта.
Откройте диалоговое окно операции CONTOUR_AREA_3D_CORR и далее диалоговое окно Вспомогательные перемещения. На вкладке Дополнительно включен параметр Вывод данных контакта (рис. 5.24). Контекстно-зависимый рисунок поясняет, что речь идет именно о точке контакта. Обычно этот параметр выключен, так как он увеличивает время расчета программ, размер программ и самого проекта. Рисунок 5.24
Результат действия параметра, управляющего 3D-коррекцией, проиллюстрируем на примере постпроцессора на систему ЧПУ Sinumerik из стандартной поставки. На рис. 5.25 показан фрагмент программы. В программу включена команда CUT3DF, нормаль в точке контакта выводится с координатами A5, B5, C5 в каждом кадре. Рисунок 5.25
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!