ГеММа-3D, версия 6.0: Возможности обработки

Владимир Вермель, Прокопий Николаев

Опубликовано: САПР и Графика, N 9, 1998

Данная статья продолжает начатое в №6 описание функциональных возможностей версии 6.0 системы ГеММа-3D. В предыдущей статье были рассмотрены функции геометрического редактора, тоновое отображение объектов при выполнении операций, построение объекта типа "оболочка" путем создания композиций поверхностей и обрезки их по границам, построение сопряжений, манипулирование с геометрическими объектами, разделение по линиям перегиба математических моделей поверхностей (для построения зон обработки при данной установке на станке или разделения элементов форм), а также автоматическое построение литейных уклонов.

В настоящей статье дано краткое описание технологических возможностей программирования фрезерной обработки в версии 6.0 системы.

Программирование фрезерной обработки

В современных условиях важнейшим требованием к технологическим системам становится обеспечение возможностей программирования обработки изделий сложной формы твердосплавным инструментом с повышенной точностью и производительностью. Данные возможности полностью обеспечиваются в версии 6.0 системы ГеММа-3D.

Важнейшим развитием системы стала обработка композиций поверхностей (оболочек) инструментом заданной геометрии без предварительного построения сопряжений поверхностей, составляющих оболочку. (В предыдущих версиях системы обработка выполнялась только по отдельным составляющим поверхностям. Границы обработки для каждой поверхности определялись путем дополнительного построения технологических сопряжений).

Рис. 1. Послойная черновая обработка

Черновая обработка может быть выполнена с использованием ряда стратегий: послойное фрезерование материала заготовки с штриховой или эквидистантной траекторией движения инструмента (рис. 1).

Рис. 2. Получистовая обработка пуансона в параллельных плоскостях

Также возможно фрезерование при движении инструмента в параллельных плоскостях с фиксацией одной из станочных координат. Данный режим (рис. 2) рационально использовать при получистовой обработке изделий или на станках с ограниченными возможностями управления перемещения инструмента.

При проведении чистовой обработки возможно движение инструмента по траекториям типа эквидистанта, "змейка" или "петля" – с односторонним рабочим движением, обеспечивающим условия попутного (встречного) фрезерования и переходом на безопасной высоте к началу следующей рабочей строки.

Существенным расширением в построении траектории обработки стала возможность применения шаблонов траекторий – плоских кривых, определяющих траекторию движения инструмента, проецируемых на обрабатываемые поверхности.

Пользователь имеет средства определения высоты неровностей между строками обработки, задания участков торможения, а также величины снимаемого припуска в одном проходе. Планирование послойного съема полного припуска осуществляется автоматически.

Четырех- и пяти-координатная фрезерная обработка

В пяти-координатной обработке по сравнению с предыдущими версиями системы ГеММа-3D существенно расширены возможности для задания подходов инструмента к обрабатываемой поверхности и отходов от нее, а также перемещений фрезы между рабочими строками в траектории обработки. Могут быть заданы длины участков, их направления, автоматически определены точки подхода и отхода (в начале и конце рабочих строк), а также в заданных точках на поверхности или в пространстве.

Для пяти-координатной обработки задается положение фрезы относительно обрабатываемой поверхности – торцем, боковой поверхностью фрезы, с произвольным углом наклона (углы опережения или запаздывания) по отношению к нормали в точках поверхности и направлению движения инструмента.

Типовые траектории движения инструмента такие же как и для трех-координатной обработки – эквидистанта, "петля", "змейка", задаваемая шаблоном. Дополнительным видом траектории стала, так называемая", "эквидистантная петля", в которой переход к новой рабочей строке выполняется на безопасном расстоянии от обрабатываемой поверхности по эквидистанте к ней. Такой режим, в частности, необходим при обработке межлопаточных каналов рабочих колес центробежных вентиляторов (рис. 3).

Рис. 3. Эквидистантная петля для пяти-координатной обработки

Программирование четырех- и пяти-координатной обработки можно выполнять в произвольной системе координат. Для последующей привязки деталей и программы обработки к системе координат станка введены специальные средства. Для четырех- и пяти-координатной обработки также могут быть заданы участки торможения, величина снимаемого припуска в одном проходе, высота неровностей ("гребешков") между строками обработки.

Токарная обработка

Данный вид обработки отсутствовал в предыдущих версиях системы. При программировании токарной обработки предусмотрены черновая и чистовая обработки деталей. Наряду с геометрией обрабатываемой детали и формой резца может быть задана геометрия резцедержателя, а также форма резца в плане. Все данные параметры учитываются при расчете траектории обработки.

Гравировка

По сравнению с предыдущей версией системы ГеММа-3D расширены возможности художественной гравировки. В их числе: широкая гамма геометрии используемого инструмента; расширенный набор художественных шрифтов; улучшенные средства проектирования и нанесения рисунков на обрабатываемое изделие.

Преобразования траектории обработки

Для построенных траекторий могут быть проведены определенные преобразования. В их числе: изменение технологических параметров, автоматически выделяемых при генерации программы в отдельные сегменты; привязка подготовленной траектории к определенной точке пространства (сдвиг); привязка к точке пространства с поворотом траектории относительно произвольной оси (сдвиг и поворот); масштабирование траектории.

Чрезвычайно удобными стали возможности оперативного изменения положения в базовой плоскости по заданию нового расположения в ней двух характерных точек траектории; определение нового положения в пространстве по расположению трех характерных точек траектории.

Введение технологических сопряжений

Технологические сопряжения строятся для уточнения зон обработки или определения вспомогательных поверхностей, не задаваемых в явном виде при разработке изделия. Обеспечивается построение по указанию пользователя поверхностей сопряжений, поверхностей сопряжений и их границ на сопрягаемых поверхностях, только границ на поверхностях. Виды реализованных в системе ГеММа-3D технологических сопряжений: сопряжение постоянного радиуса ("катящийся шар"); сопряжение с переменным радиусом для ряда законов его изменения; результат сопряжения при перемещении тора (торовой фрезы); при перемещении конуса (конической фрезы); поверхность "подсечки" – сопряжение кривой с поверхностью, широко используемое при построении кромок смыкания форм; поверхности литейных уклонов.

Отображение результатов обработки

В версии 6.0 системы ГеММа-3D существенно повышена наглядность отображения подготовленных управляющих программ. Могут быть построены контурные траектории движения инструмента относительно обрабатываемых поверхностей; автоматически выполнена расстановка инструментов в характерных точках траектории; реализовано движение инструмента относительно обрабатываемой детали в режиме мультипликации с сохранением соотношения величин подач на участках траектории.

Принципиально новой стало тоновое изображение обработанной поверхности после определенной управляющей программы (рис. 4).

Рис. 4. Отображение результата обработки

В последующих статьях разработчиками системы ГеММа-3D предполагается более подробное освещение отдельных технологических возможностей программирования обработки.