Обработка деталей РКТ с наличием сложных поверхностей Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Решетнеескцие чтения. 2015

Библиографические ссылки

1. Baturin T. N., Boev N. M. Development of ser-vodrive control system // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. / науч. ред. Г. Я. Шай-дуров ; отв. за вып. А. А. Левицкий. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2013. 472 с.

2. Макаров И. В., Кокорин В. И. Комплекс управления беспилотными летательными аппаратами для дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы радиоэлектроники : сб. науч. тр. / науч. ред. : А. И. Громыко, Г. С. Патрин ; отв. за вып. А. А. Левицкий. Красноярск : ИПК СФУ, 2010. С 6-11.

3. Микроконтроллер STM32F103 [Электронный ресурс]. URL: http://www.st.com/web/en/resource/ technical/document/datasheet/CD00161566.pdf.

4. Боев Н. М., Крылов Е. Д., Глинченков В. А. (научный руководитель) Разработка электронной части сервопривода для малой беспилотной авиации // Современные проблемы радиоэлектроники : сб. науч. тр. / науч. ред. Г. Я. Шайдуров ; отв. за вып. А. А. Левицкий. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. 563 с.

5. Автономные аэрокосмические системы - геосервис // ООО НПП «АВАКСГеоСервис» [Электронный ресурс]. URL: http://uav-siberia.com.

References

1. Baturin T. N., Boev N. M. Development of ser-vodrive control system // Modern Problems of Radio Electronics: Sat. scientific. tr. / Scientific. red. G. Y. Shaidurov; Ans. for no. A. A. Levitsky. Krasnoyarsk : Sib. Feder. University, 2013. 472 p.

2. Makarov I. V., Kokorin V. I. The complex control of unmanned aerial vehicles for remote sensing // Modern problems of Radio Electronics. Krasnoyarsk, 2010, pp. 6-11.

3. Microcontroller STM32F103 [Online]. Available: http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/ datasheet/CD00161566.pdf.

4. Boev N. M., Krylov E. D., Glinchenkov V. A. (supervisor) Development of the electronic part of the ser-vodrive for small unmanned aircraft // Modern Problems of Radio Electronics: Sat. scientific. tr. / Scientific. Ed. G. Y. Shaidurov; Ans. for no. A. A. Levitsky. Krasnoyarsk : Sib. Feder. University, 2011. 563 p.

5. AVASYS-GeoService, LLC. [Online]. Available: http://uavsiberia.com/.

© Сушков А. А., Боев Н. М., 2015

УДК 621.91

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ РКТ С НАЛИЧИЕМ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В. М. Хилько, А. А. Ильченко, Т. Г. Орешенко

АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: [email protected]

Рассматривается последовательность разработки технологии изготовления изделий РКТ. Приводится пример использования современных программных средств. Рассмотрены основные этапы разработки управляющих программ для станков с ЧПУ. Показано применениеСЛБ/СЛМ систем при обработке сложных поверхностей.

Ключевые слова: CAD-система, CAM-система, верификация, постпроцессор.

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

PROCESSING DETAILS OF ROCKET AND SPASE TECHNOLOGY WITH COMPLEX SURFACES

V. M. Hilko, A. A. Ilchenko, T. G. Oreshenko

JSC "Krasnoyarsk Machine Building Plant" 29, KrasnoyarskyRabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]

The paper discusses the sequence of the product manufacturing technique development in the field of rocket and space technology. It presents an example of using modern software. It reviews main stages of control program development for machines with TNC. The paper shows the use of CAD/CAM-systems processing complex surfaces.

Keywords: CAD-system, CAM-system, verification, postprocessor.

Современное машиностроение предполагает функционирование многочисленных взаимосвязанных технических средств различных объектов производства на основе компьютерной техники, современного оборудования с числовым программным управлением и применение САПР конструкторско-технологического назначения. Оснащение производства современными станками с ЧПУ в корне меняет подходы к разработке технологии обработки деталей. Подготовка УП, обеспечивающих 3-х, 4-х и 5-осевую обработку вручную становится очень трудоемкой и практически невыполнимой, что вызывает необходимость применения специального программного обеспечения и средств вычислительной техники. В настоящее время в производство широко внедряются программные продукты САПР - системы CAD/ CAM/ CAE, обеспечивающие сквозное проектирование. Наиболее перспективным направлением при разработке технологии изготовления сложных деталей в настоящее время является применение современных CAM-систем: CATIA, Mastercam, Delcam и др., которые отличаются интерфейсом, техническими возможностями и ценой [1].

В качестве объекта разработки представлены детали с наличием сложных поверхностей. Подобные детали в большей части изготавливаются для изделий ракетно-космической отрасли и судостроения. При разработке технологии изготовления и управляющей программы использовано лицензионное программное обеспечение: CAD-система SolidWorks и CAM-система MasterCAM с модулем MasterCAMMulti-Axis, позволяющим программировать 4-х, 5-координатную обработку. Модуль обеспечивает верификацию многоосевой обработки и имеет графический редактор, который может быть использован для построения 3D-модели детали.

В общем случае процесс работы в CAM-системах может быть поделен на четыре этапа [2].

На первом этапе осуществляется ввод данных с чертежа в приложение для построения объемной модели детали (сборочной единицы). Объемная модель представляет собой совокупность простых элементов моделирования, таких как «вытягивание», «вырез», «скругление», «фаска», «массив» и т. д. На рис. 1 представлен процесс создания объемной модели в приложении конструкторского моделирования SolidWorks.

На втором этапе данные технологического процесса вводятся в приложения для моделирования траек-

тории движения режущего инструмента. К этим данным относятся информация о станке, материале заготовки, её размерах и прочих параметрах, способе её крепления на столе станка, данные о режущем инструменте.

Рис. 1. Моделирование объемной детали в приложении конструкторского моделирования БоШШогкз

Инженер-технолог, работающий с приложением после ввода всех необходимых данных, включая изготовленную ранее объемную модель, приступает к заданию траекторий движения режущего инструмента, необходимых для формирования обрабатываемых поверхностей. Задание траектории осуществляется путем указания геометрии на объемной модели и задания типовой траекториииз списка с последующим указанием всех параметров. Типы траекторий разделяются по группам, таким как «торцевание», «контур», «фрезерование объема», «обработка кармана», «поверхностная обработка», «многоосевая обработка», «высокоскоростная обработка» и т. д. На этом этапе разработчику программы необходимо задать правильную последовательность технологических переходов, учитывая их взаимное влияние, параметры съема материала и режимы обработки. Нужно задать чистовую обработку так, чтобы получить необходимые параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей и выдержать предельные отклонения согласно установленным квалитетам точности. Большинство САМ-приложений имеют функцию автоматического расчета режимов резания, однако эти данные обобщенные и требуют коррекции для каждой конкретной ситуации [3].

Таким образом, в конце второго этапа имеется определенная последовательность траекторий движения инструмента в соответствии с технологическим процессом.

Третьим этапом является моделирование процесса обработки детали. Этот процесс называется верифи-

Решетнееские чтения. 2015

кацией. Приложение-верификатор имеет в библиотеке данные о конфигурации станка. Остальные данные передаются из САМ-приложения. После загрузки данных происходит моделирование процесса получения из заготовки готовой детали. Данная процедура позволяет выявить ошибки, допущенные на предыдущем этапе, определить, правильно ли заданы все типовые траектории и верно ли получатся размеры. Во многих приложениях-верификаторах имеются виртуальные измерительные устройства, функции сечения, анализа зарезов и снятого материала. Однако приложение не позволяет смоделировать такие параметры, как деформация, вызванная неправильным заданием последовательности обработки или другими причинами, получаемая шероховатость поверхности (этот параметр во многом зависит от качества инструмента) и т. д. Существует достаточно много параметров, которые невозможно смоделировать в приложении. Это должен предусматривать инженер, разрабатывающий программу.

Назначение процедуры верификации - выявить и устранить ошибки и упущения, допущенные во время выполнения второго этапа [4]. На рис. 2 представлен процесс задания траектории в приложении МаБ1егСАМХ6 с последующей верификацией. Таким образом, приложение-верификатор способно в значительной степени заменить процесс отработки управляющей программы на реальном оборудовании и тем сэкономить затраты на заготовки для отработки и время.

Последний этап - вывод управляющей программы. Каждое САМ-приложение имеет свою кодировку информации. Файл, содержащий последовательность команд, разработанную на втором этапе, сохраняется приложением и называется СЬ-файлом. Станки, на которых предстоит изготовление детали, снабжены существенно различающимися между собой системами числового программного управления (ЧПУ). Для вывода информации в соответствии со стандартом, применяемым в конкретной системе ЧПУ, используется специальное приложение - постпроцессор. Приложение переводит последовательность команд с языка СЬ-файла на язык, понятный системе ЧПУ станка. Приложением создается файл управляющей программы, который затем загружается на конкретный станок с помощью переносного носителя информации или передаётся по сети через СОМ-порт непо-

средственно на станок. При необходимости оператор может осуществлять редактирование кода управляющей программы непосредственно на стойке ЧПУ [5].

По завершении всех перечисленных этапов выполняется обработка детали на станке.

Практика показала, что применение CAD/ CAM систем при программировании обработки сложных поверхностей с применением станков с ЧПУ значительно сокращает процесс разработки управляющих программ и является наиболее эффективным при выполнении единичных и мелкосерийных заказов. Использование типовых траекторий существенно ускоряет процесс создания УП, многие поверхностные и многоосевые траектории создать без современных приложений невозможно. Использование объемного моделирования сокращает время разработки программы и снижает риск допущения ошибки. При изготовлении деталей партиями обеспечивается минимальный разброс погрешности обработки, достигается высокая точность и качество поверхности.

Библиографические ссылки

1. Каталог САПР. Программы и производители. М. : СОЛОН-Пресс, 2006. 608 с.

2. Ловыгин А. А., Васильев А. В., Кривцов С. Ю. Современный станок с ЧПУ и CAD/ CAM система. М. : Эльф ИПР, 2006. 286 с.

3. Руководство по эксплуатации вертикального обрабатывающего центра MCV 1000/ АО Ковосвит МАС, 2014.

4. PTCCreoParametric. Техническое описание. PTCInc., 2014.

5. Руководство пользователя HEIDENHAIN iTNC 530. Traunreut, Germany, 2014.

References

1. Product CAD. Programs and manufacturers. M .: SOLON-PRESS, 2006. 608 p.

2. Lovygin A A, Vasiliev AV, Krivtsov S Y Modern CNC and CAD / CAM system. M . : Elf IPR, 2006. 286 p.

3. Operating Manual vertical machining center MCV 1000 / AO Kovosvit MAC. 2014

4. PTC CreoParametric. Technical description. - PTC Inc., 2014.

5. User's Manual HEIDENHAIN iTNC 530. Traunreut, Germany, 2014.

Рис. 2. Задание траектории движения инструмента и верификация процесса обработки в Ма81егСАМ

© Хилько В. М., Ильченко А. А., Орешенко Т. Г., 2015