Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2020

Розмір шрифту: 
Технологія віртуального базування
М. С. Румянцев, Ю. В. Петраков

Остання редакція: 2020-05-08

Анотація


Технологія виготовлення деталей на верстатах з ЧПУ завжди передбачає початковою операцією процес підготовки чорнових технологічних баз, які, в найкращому варіанті, повинні збігатися з конструкторськими. В якості цих баз користуються поверхнею деталі (заготовки), керуючись існуючими правилами поєднання (єдності) баз і принципом сталості баз [1]. Наразі сучасні верстати з ЧПУ дозволяють виконати обробку деталі загалом за одну операцію або виконати всю чорнову обробку. Особливо важливою така практика є при обробці деталей, що мають складні функціональні поверхні 3D форми, або великі габарити, або обидва фактори, наприклад, гідравлічних турбін, лопатки і лопаті гідромашин і тому подібне[2]. При цьому важливим є забезпечити оптимальне положення деталі в тілі заготовки, тобто рівномірний припуск. Завдання ускладнюється при обробці великогабаритних деталей, наприклад, оснащення для панелей кузова автомобіля, елементів ракетоносіїв, прес-форм для приладових панелей автомобілів  і т.п.

За результатами практики машинобудівних виробництв, наприклад, в авіаційній галузі при виконанні базування великогабаритних деталей (заготовок) виникають значні труднощі [3]. Установка заготовки великих габаритів і маси в необхідне положення і її вивірка потребує великих затрат часу і сил, що призводить до значної втрати загального часу виготовлення і не забезпечує оптимальний (рівномірний) розподіл припуску на поверхнях, що оброблюється [4].

Отже, для реалізації цього завдання потрібно встановити точний стан заготовки на верстаті. Подібні операції виконують за допомогою технології OMV (On Machine Verification), яку пропонує Delcam. Відомо про викортстання «віртуального базування», коли витрати на OMV-вимірювання перед початком фрезерування набагато менше, ніж при ручному базуванні, а корекція керуючої програми виконується за спеціальними алгоритмами, які не розкриваються [5].

Тому науково-технічна проблема «прив’язки» управляючої програми до фактичного положення заготовки на столі верстату при мінімальній кількості вимірювань і забезпеченні найбільш рівномірного розташування припуску є актуальною.

На кафедрі технології машинобудування була розроблена нова технологія адаптивного оброблення при програмуванні операцій фрезерування контурів деталей на верстаті з ЧПУ в разі віртуального базування заготовки, яка виконується в результаті вирішення задачі мінімаксу [6]. До того ж, розроблена математична модель надає можливість однозначно визначати положення заготовки на столі верстата за виміряними координатами всього трьох її точок.

Проте, як показала практика, розроблений алгоритм має суттєву ваду, яка полягає у неможливості визначити координати необхідного зсуву управляючої програми при деяких випадках розташування заготовки на столі верстату.

Удосконалення полягає в тому, що при попаданні алгоритму пошуку в «яму» починає діяти частина алгоритму, яка на кожному наступному етапі пошуку змінює крок пошуку послідовно за всіма координатами в 10 разів. Зміни відбуваються за лінійними координатами X і Y і кутовою координатою Φ в обидві сторони. Таким чином забезпечується вихід алгоритму з так званої ями і в решті-решт вирішення задачі.

Висновок

Для забезпечення інваріантності розробленого методу віртуального базування заготовки при контурному фрезеруванні необхідно використовувати удосконалений алгоритм пошуку, який передбачає послідовний рух за лінійними і кутовими координатами пошуку зі збільшеним кроком.


Ключові слова


віртуальне базування, фрезерування контуру на верстаті з ЧПК, підготовка керуючої програми

Посилання


1. Теоретические основы базирования деталей и расчета размерных цепей при механической  обработке: Учебное пособие. Компьютерная версия. —  2-е  изд., перераб. и доп. / С.Н. Корчак, В.И. Гузеев, Г.И. Буторин, В.Н. Выбойщик, В.Л. Кулыгин, В.Ю. Шамин; Под общ. ред. В.И. Гузеева. — Челябинск: ЮУрГУ, 2006. — 144 с. https://studfile.net/preview/393979/

2. Обработка лопатки турбины на обрабатывающем центре CHIRON // https://www.youtube.com/watch?v=k7JJv8T19io

3 Complex Aircraft Parts Machined to the Highest Standards // http://www.owensind.com/IndustriesServed/Aircraft

4. Сысоев Ю.С., Томилин С.А. Базирование заготовок крупногабаритных цилиндрических деталей для обработки резанием / Известия вузов. Машиностроение №1, 2004.- С.53-58. https://cyberleninka.ru/article/n/bazirovanie-zagotovok-krupnogabaritnyh-tsilindricheskih-detaley-dlya-obrabotki-rezaniem

5. Адаптивная обработка от компании Delcam plc как интеграция механообработки и контроля точности изготовления изделий / САПР и графика, №1, 2008.- С. 17-20. https://sapr.ru/article/19015

6. Petrakov Y., Shuplietsov D. Programming of adaptive machining for end milling // Mechanics and Advanced Technologies #1 (79), 2017, pp 34-40 https://www.researchgate.net/publication/322092320_Programming_of_adaptive_machining_f or_end_milling