close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

записка(2)

код для вставкиСкачать
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 6
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И СРЕДСТВ
АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ ......................................................... 8
1.1 Основные направления деятельности ООО «НПП» ЦИФРАЛ» и
номенклатура выпускаемой продукции ............................................................ 8
1.2 Анализ структуры конструкторско-технологического отдела................ 10
1.3 Структура отдела информационных технологий ..................................... 12
1.4 Анализ технической оснащенности предприятия .................................... 13
1.5 Анализ технических средств автоматизации КТПП изделий на
предприятии ........................................................................................................ 20
1.6 Анализ программных средств автоматизации КТПП изделий на
предприятии ........................................................................................................ 21
2 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ИЗДЕЛИЯ................................................................................ 24
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА ................................................................................................. 26
3.1 Характеристика современных CAD-систем и обоснование выбора
применяемой CAD-системы ............................................................................. 26
3.1.1 T-Flex .......................................................................................................... 26
3.1.2 Компас 3D V9 ............................................................................................ 27
3.1.3 PRO/ENGINEER Wildfire 4.0 ................................................................... 28
3.2 Разработка 3D- модели изделия ................................................................. 30
4
3.3 Создание конструкторской документации на изделие ............................ 38
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА ................................................................................................. 39
4.1 Выбор современного технологического оборудования для производства
изделия ................................................................................................................... 39
4.2 Разработка маршрутного ТП изготовления изделия ................................... 41
4.3 Выбор металлообрабатывающего инструмента и назначение режимов
резания .................................................................................................................... 42
4.4 Анализ современных CAM-систем и обоснование выбора применяемой
CAM-системы ........................................................................................................ 48
4.4.1 CAM-модуль системы T-FLEX................................................................ 49
4.4.2 CAM-модуль системы PRO/ENGINEER ................................................ 49
4.4.3 CAM-модуль системы ADEM А7............................................................ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................... 61
ПРИЛОЖЕНИЯ ..................................................................................................... 62
5
ВВЕДЕНИЕ
В связи с быстро изменяющейся конъюнктурой рынка продукции,
предприятия должны в кратчайшие сроки произвести изменения в производстве для сохранения позиции на рынке. Чтобы сделать этот процесс менее
трудоемким и более эффективным, предприятия используют средства автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства.
Автоматизация изделия затрагивает все стадии производства, начиная от разработки 3D-модели изделия и конструкторской документации и заканчивая
формированием программы для обработки изделия на станках с ЧПУ.
В условиях предприятия ООО «НПП» ЦИФРАЛ» автоматизация изделий наиболее актуальна, поскольку предприятие предоставляет не только
стандартную продукцию, но и измененные в соответствии с пожеланиями
покупателей изделия. Например, деталь «панель лицевая», входящая в состав блока вызова может иметь различные конфигурации в зависимости от
электронных компонентов, содержащихся в блоке вызова. Поэтому на предприятии используют современные средства автоматизации конструкторской
и технологической подготовки производства.
Целями данного курсового проекта являются изучение процесса производства конкретного изделия на предприятии, получение навыков в формировании конструкторской и технологической документации на производство
изделия.
В задачи курсового проекта входит:
 анализ производственных возможностей и средств автоматизации на
предприятии;
 изучение конструкторской и технологической документации на из-
делие;
 получение навыков 2D- и 3D-моделирования;
 знакомство с современным технологическим оборудованием и ин-
струментом;
6
 изучение принципа создания управляющих программ для станков с
ЧПУ, имеющихся на предприятии.
Для решения поставленных задач были сформулированы следующие
ограничения:
 решение задач осуществляется в условиях предприятия ООО «НПП»
ЦИФРАЛ»;
 возможность использования средств автоматизации конструкторской
и технологической подготовки производства при наличии на предприятии;
В процессе разработки курсового проекта использовался программный
комплекс для сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER, обладающий всеми необходимыми функциональными возможностями для создания конструкторской документации и управляющей программы для обработки изделия на станках с ЧПУ.
7
1 АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И СРЕДСТВ
АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ
1.1 Основные направления деятельности ООО «НПП» ЦИФРАЛ»
и номенклатура выпускаемой продукции
Компания «ЦИФРАЛ», основанная в 1996 году, работает на российском рынке безопасности в области систем домофонизации и систем ограничения доступа. Компания «Цифрал» является одним из самых крупных производителей домофонной продукции в мире и единственной среди производителей домофонного оборудования в России, чье производство аттестовано
по международному стандарту ИСО 9001.
Основные виды деятельности - разработка, производство и продажа
микропроцессорных
аудиодомофонов,
видеодомофонов,
переговорных
устройств к ним, цифровых ключей Touch Memory, микропроцессорных контроллеров, электромагнитных замков, блоков питания, различных аксессуаров и многое другое. Перечень производимой продукции (рисунок 1):

многоабонентные микропроцессорные аудиодомофоны;

коммутаторы для микропроцессорных аудиодомофонов;

блоки расширения для микропроцессорных аудиодомофонов;

видеодомофоны;

микропроцессорные аудиодомофоны прямой адресации;

малоабонентные аналоговые аудиодомофоны прямой адресации;

блоки питания для оборудования «Цифрал»;

переговорные устройства к аудиодомофонам;

ключевые устройства;

ключи;

кодовые устройства;

электромагнитные замки.
8
Рисунок 1- Основные виды продукции, выпускаемые ООО «НПП «Цифрал».
Все оборудование "ЦИФРАЛ" сертифицировано, а некоторые позиции
включены в общероссийский кодификатор продукции производственнотехнического назначения и в проектную документацию строящегося типового жилья в России. В 2004 году предприятием получен сертификат ИСО
9001, подтверждающий соответствие производства международным стандартам качества.
Собственная инженерная и производственная база, основанная на передовых технологиях, позволяет оперативно реагировать на изменяющиеся
требования рынка безопасности к системам домофонизации и ограничения
доступа, создавать новую высококачественную продукцию. Перечень оборудования, выпускаемого компанией, постоянно расширяется и совершенствуется на основе анализа опыта его эксплуатации.
Группа Компаний "ЦИФРАЛ" и региональные представители постоянно участвуют в различных выставках и технических форумах в различных
9
регионах России: московская международная выставка "Технологии безопасности", международная специализированная выставка "Охрана и безопасность" в Санкт-Петербурге, специализированная выставка "Безопасность. Телекоммуникации. Информация.", выставка "Охрана и безопасность" г. Челябинск [7].
Компания «Цифрал» имеет дилерскую сеть по многим городам России
и странам СНГ, а также центры технического сервиса и поддержки.
Общая схема предприятия представлена в приложении А.
1.2 Анализ структуры конструкторско-технологического отдела
Конструкторско-технологический отдел, согласно штатному расписанию, состоит из 11 человек, 8 из которых занимаются разработкой конструкторской документации.
Задачи конструкторско-технологического отдела:
 разработка новых и модернизация существующих изделий;
 обеспечение высокого технического уровня разрабатываемых изделий;
 обеспечение конструкторской подготовки производства;
 обеспечение технологической подготовки производства;
 внедрение новых прогрессивных технологий.
Функции конструкторско-технологического отдела:
 анализ требований потребителей;
 планирование разработки;
 определение входных данных для разработки;
 разработка технического задания на ОКР, соответствующего входным
данным разработки;
 разработка конструкторской документации;
 организация макетных и опытных образцов, проведение испытаний образцов;
10
 сопровождение внедрения в производство установочной партии;
 конструкторское сопровождение производства серийно выпускаемой продукции;
 организация проведения испытаний серийно выпускаемых изделий;
 составление планов подготовки производства;
 заключение договоров, размещение заказов и контроль за их исполнением
сторонними организациями;
 составление планов технологической подготовки производства;
 разработка технологической документации;
 технологическое сопровождение производства серийно выпускаемой продукции;
 внедрение в производство наиболее прогрессивных технологических процессов, оборудования и технологической оснастки, средств автоматизации
и механизации;
 корректировка технологической документации в связи с изменениями,
вводимыми в конструкцию и технологию изготовления изделий;
 расчет норм расхода инструмента, материалов и комплектующих;
 разработка конструкторской документации вспомогательного производства;
 участие в аттестации рабочих мест;
 расчет производственных мощностей и загрузки оборудования;
 составление плана размещения оборудования, технического оснащения и
организации рабочих мест;
 подготовка исходных данных для обоснования потребности предприятия
в оборудовании, составление заявок на необходимое оборудование;
 организация работ по поверке оборудования на технологическую точность.
11
1.3 Структура отдела информационных технологий
Отдел информационных технологий (ОИТ), является самостоятельным
структурным подразделением предприятия, подчиняется непосредственно
генеральному директору. Его возглавляет начальник отдела. Данный отдел
реализует функции обеспечения внедрения и сопровождения автоматизированных систем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных и телекоммуникационных систем, прикладных программ.
ОИТ выполняет следующие задачи:
- обеспечение внедрения и сопровождения автоматизированных систем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных
и телекоммуникационных систем;
- администрирование и обеспечение работоспособности программноаппаратной части вычислительной и множительной техники, сетевых ресурсов и телекоммуникационного оборудования;
- обучение и консультирование пользователей вычислительной и
множительной техники;
Для выполнения указанных
задач
на ОИТ возлагаются следующие
функции:
 обеспечение внедрения и сопровождения автоматизированных си-
стем проектирования и управления, бухгалтерского учета, информационных
и телекоммуникационных систем, прикладных программ;
 администрирование сетевых ресурсов и обеспечение резервного ко-
пирования баз данных и программных средств;
 обучение
и консультирование пользователей вычислительной и
множительной техники, телекоммуникационных систем;
 обеспечение работоспособности программно-аппаратной части вы-
числительной и множительной техники, телекоммуникационных систем;
 внедрение и сопровождение систем телекоммуникаций, в т.ч. АТС,
для обмена открытой и конфиденциальной информацией;
12
 участие в организации и осуществлении мероприятий по профессио-
нальной подготовке, проведении совещаний, семинаров по вопросам, входящим в компетенцию отдела;
 организация и контроль учета средств вычислительной и множи-
тельной техники и их движения;
 определение потребности подразделений предприятия в средствах
вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем,
составление заявок на их приобретение;
 разработка перечней и графиков проведения профилактических ра-
бот средств вычислительной и множительной техники;
 осуществление контроля выполнения установленных требований по
обеспечению условий хранения и эксплуатации вычислительной и множительной техники, телекоммуникационных систем.
1.4 Анализ технической оснащенности предприятия
На предприятии имеются вертикально-фрезерные, горизонтальнофрезерные, токарные, плоскошлифовальные, универсальные круглошлифовальные, координатно-расточные и электроэрозионный станки. Три вертикально-фрезерных станка имеют системы ЧПУ.
Один из них – вертикальный обрабатывающий центр Hardinge VMC
600II (рисунок 2) компании Hardinge Inc., крупнейшего в мире производителя
высокоточного металлообрабатывающего оборудования. Обладая отличными
техническими характеристиками, обрабатывающие центры этой фирмы обладают еще одним неоспоримым достоинством – их стоимость доступна для
многих российских предприятий.
13
Рисунок 2 - Вертикальный обрабатывающий центр Hardinge VMC 600II.
Конструкция станка обеспечивает широкие возможности механической
обработки, как легких, так и твердых сплавов.
Станок оснащен шпинделем с 12000 об/мин. В сочетании с жесткой
конструкцией применение высокоскоростного шпинделя позволяет качественно обрабатывать сложные формообразующие поверхности штампов и
пресс-форм. Скорость рабочих подач по всем осям составляет 12 м/мин, а
быстрых перемещений - 30 м/мин. Обрабатывающие центры оснащаются системой ЧПУ Fanuc 0i-MB. Обрабатывающие центры комплектуются инструментальным магазином карусельного типа на 20 позиций со средним временем смены инструмента 6 с. Запуск управляющих программ осуществляется
с компьютера оператора.
Два других станка – CY-8LD – имеют систему ЧПУ CNC 86 на базе
процессора Pentium 120 и используются для решения более простых задач.
Ввод управляющих программ производится с дискеты или пульта оператора.
Основные технические характеристики станка Hardinge VMC 600II
представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Основные технические характеристики станка Hardinge VMC 600II.
Характеристика
Значение
Размеры рабочего стола, мм
750 Х 510
Перемещения по осям X/Y/Z, мм
600/510/510
Макс. масса заготовки, кг
700
14
Продолжение таблицы 1
Мощность привода главного движения, кВт
13
Макс. Частота вращения шпинделя, об/мин
12000
Точность позиционирования, ± мкм
5,0
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм
2260 Х 2464 Х 2728
Масса станка, кг
4320
На предприятии широко используется электроэрозионное оборудование с ЧПУ. С его помощью на одном технологическом этапе получают сложные выемки и вырезы, минимальные внутренние радиусы и глубокие пазы.
Комплект электроэрозионного проволочного вырезного станка серии
CF 20 включает в себя литую чугунную станину С-образной формы, которая
обеспечивает статическую и динамическую жесткость конструкции, термическую стабильность, высокую точность, рабочий стол и рабочую зону.
Система управления электроэрозионного проволочного вырезного
станка серии CF 20 включает в себя:
 цветной дисплей 15”;
 центральный процессор;
 операционная система Windows98;
 мульти-задачная среда;
 полноформатная клавиатура 101 кнопка;
 пульт дистанционного управления;
 HELP-встроенная система помощи;
вспомогательные функции:
 поиск центра отверстия;
 базирование по кромке детали;
 выставление вертикальности проволоки;
 хранение координат базовой точки;
 возврат в базовую точку;
 возврат в исходную точку (машинный нуль).
15
Функции программирования:
 зеркальное преобразование по осям X,Y;
 трансформация по осям X,Y;
 вращение;
 масштабирование.
Обработка:
 графическая проверка;
 симуляция процесса обработки с выключенным генератором;
 система защиты и возобновления работы при перебоях энергоснаб-
жения;
 возможность программирования при выполнении обработки;
 возможность изменения параметров в процессе обработки;
 функция самодиагностики;
 отображение контура обработки в 2D и 3D режимах;
 отображение сообщений об ошибках в реальном масштабе времени;
 регистрация состояния станка на всех этапах обработки;
 отображение версии программного обеспечения;
 отображение момента и длительности обработки.
Электроэрозионный станок SP1 используется для стандартной электроэрозионной обработки электропроводных материалов. Ввод управляющих
программ осуществляется с пульта оператора или с дискеты. Основные технические данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные технические данные электроэрозионного станка SP1.
Характеристика
Значение
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм
1500 Х 1200 Х 1991
Масса станка, кг
2100
Размеры рабочего стола, мм
500 Х 320
Перемещения по осям X/Y/Z, мм
320/250/250
Макс. Масса заготовки, кг
600
Номинальные размеры заготовки, мм
740 Х 450 Х 260
16
Продолжение таблицы 2
Потребление энергии, кВт
10
Точность позиционирования, мм
0,015
Также на предприятии находится электроэрозионный прошивочный
станок AGIE CHARMILLES FORM 20 (рисунок 3).
Рисунок 3 - Электроэрозионный прошивочный станок AGIE CHARMILLES FORM 20.
В комплект станка входит:
-
литая чугунная станина, короткая С-образная колонна, усиленная
симметричным оребрением и крестовой стол с движением по осям X,Y,
обеспечивают высокую статическую и динамическую жёсткость и точность
позиционирования;
-
перемещение по осям (XYZ) производится сервоприводом на базе дви-
гателя постоянного тока с энкодером, что обеспечивает высокое качество копирования;
-
генератор AGIE - 72 A;
-
ось «С», полностью контролируемая ЧПУ;
-
пневматическая панель;
-
пневмопатрон 3R-600.84-20 или ER-007523;
-
автоматический сменщик инструмента на 4 электрода (вес одного
электрода не более 5 кг);
17
-
теплообменник и чилер для охлаждения диэлектрика;
-
на столе имеются четыре T образных установочных паза для крепле-
ния зажимных приспособлений;
-
уровень диэлектрика в рабочей камере регулируется в ручном режиме;
-
защитное устройство не допускает заполнения резервуара если дверца
камеры открыта;
-
камера оснащена датчиками уровня диэлектрика и температуры, кото-
рые дают команду на остановку работы и посылают сигнал на экран монитора в случае снижения уровня жидкости ниже допустимого уровня и при отклонении температурного режима от рабочего;
-
фильтрующее устройство состоит из двух фильтров, в качестве рабо-
чей жидкости используется специальный диэлектрик для прошивочных эрозионных станков;
-
централизованная система смазки (500 мл) оборудована насосом с
ручным управлением;
-
промышленный компьютер с тактовой частотой 1,8 GHz, с оператив-
ной памятью 256 Мb;
-
цветной жидкокристаллический монитор 15";
-
операционная система Windows XP;
-
один комплект плавких предохранителей.
-
базовый комплект оснастки для крепления заготовки на столе;
-
электрод и заготовка для тестовой работы;
Основные технические данные представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические характеристики электроэрозионного прошивочного станка AGIE
CHARMILLES FORM 20.
Характеристика
Значение
Габариты станка (длина Х ширина Х высота), мм
1300 Х 1850 Х 2500
Масса станка, кг
2000
Размеры рабочего стола, мм
630 Х 400
18
Продолжение таблицы 3
Площадь, занимаемая станком, мм
3000 Х 3500
Макс. Нагрузка на стол, кг
200
Перемещения по осям X/Y/Z, мм
350/250/250
Размер рабочей ванны, мм
955 Х 540 Х 350
Макс. размеры заготовки, мм
800 Х 500 Х 265
Точность позиционирования, мм
0,005
В 2007 году был приобретен 5-ти осевой вертикальный обрабатывающий центр QUASER MK 603U/15 с системой управления Heidenhain iTNC
530 5 Axes Option 2. В настоящее время обрабатывающий центр QUASER
работает как отдельная единица, но в перспективе может быть установлен в
серию. Благодаря возможностям 5-осевой обработки на предприятии появилась возможность использовать более короткие и более жесткие инструменты, отвечающие за лучшее качество чистовой обработки поверхности.
Данная модель принадлежит к числу самых современных высокоскоростных обрабатывающих центров. В масштабах предприятия станок используется для получения формообразующих (матриц, пуансонов, вставок и
т.д.), а так же деталей высокой точности, применяемых в процессе производства.
Диапазоны быстрого перемещения 32 м/мин на всех 3-х линейных
осях, система управления Heidenhein iTNC 530 и время смены инструмента
2,5 сек (инструмент - инструмент) обеспечивают высокую эффективность
любого типа работы.
Для программирования может использоваться удобный для пользователя формат языка программирования Heidenhain или формат программирования DIN/ISO, что очень удобно при использовании внешнего программирования.
19
На предприятии преимущественно используется металлорежущий инструмент Seco из твердого сплава с покрытием и со сменными пластинами, а
также HANITA – твердосплавный, с покрытием.
1.5 Анализ технических средств автоматизации КТПП изделий
на предприятии
Техническое обеспечение САПР - совокупность взаимосвязанных и
взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения
автоматизированного проектирования.
К основным компонентам технического обеспечения принято относить:
 технические средства (ТС) программной обработки данных (ЭВМ);
 ТС отображения и документирования данных (дисплеи, принтеры,
плоттеры);
 ТС ввода данных («мышь», клавиатура, сканер);
 ТС передачи данных (сетевое оборудование);
 ТС архива проектных решений (множительная техника, внешние
накопители).
Компоненты технического обеспечения должны обеспечивать следующие возможности: кодирование и ввод информации с её визуальным контролем и редактированием; передача информации по различным каналам
связи; хранение, контроль и восстановление информации; загрузка, хранение
и исполнение программного обеспечения; оперативное предоставление запрашиваемой информации на устройства вывода.
В конструкторском и технологических отделах предприятия находятся
порядком 20 ПЭВМ, которые соединены между собой локальной сетью (многоранговая). Примерная конфигурация ПЭВМ: процессор AMD Athlon(tm)XP
2500+, 1024 Мб оперативной памяти, видеокарта NVIDIA GeForce FX 5600 с
250 Мб оперативной памяти, дисплей ViewSonic 19” LCD Display, жесткий
диск 80 Gb Seagate ST980815A (5400rpm, 8Mb cache), привод SAMSUNG
20
CD-RW/DVD SM 352-B. Эти характеристики позволяют поддерживать
быструю и комфортную работу современных программных средств.
Кроме этого в конструкторском бюро имеются два принтера (лазерный
HP LaserJet 1200 Series PCL 6 формата A4, струйный HP DeskJet 1220C
формата А3) и плоттер HP DesignJet 500.
Компьютеры и оборудование всего предприятия сообщаются с
помощью проложенной между корпусами и цехами оптоволоконной сети.
Это ускоряет оборот информации и документов.
Наличие факса позволяет получать документы из любой точки не только нашей страны, но и зарубежных стран, а доступность глобальной сети Интернет - узнать последние новости о новинках предприятия-конкурента и
быть в курсе потребностей рынка.
1.6 Анализ программных средств автоматизации КТПП изделий на
предприятии
На предприятии имеется CAD-система КОМПАС версий 5 – 7 от компании АСКОН.
Основные компоненты КОМПАС-3D V7 - собственно система трехмерного твердотельного моделирования, чертежно-графический редактор и
модуль проектирования спецификаций.
Два года назад ООО «НТП «Цифрал» приобрело несколько рабочих
мест системы Pro/ENGINEER.
Интегрированный программный комплекс для проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER американской компании РТС предоставляет принципиально новый подход к решению задач разработки и подготовки изделия к выпуску, обеспечивая сквозной цикл «проектированиепроизводство».
21
Семейство специализированных модулей комплекса позволяет решить
широкий спектр инженерных задач конструкторско-технологического проектирования:

концептуальное проектирование;

конструирование;

инженерный анализ;

проектирование технологической оснастки и разработка управляю-
щих программ для оборудования с ЧПУ.
Уникальность и преимущество Pro/ENGINEER заключается в том, что
все его программные модули являются собственной разработкой компании
РТС, благодаря чему пользователь никогда не столкнется с проблемами преобразования или потери данных, неизбежных при совместном использовании
программных продуктов от разных производителей.
В Pro/ENGINEER реализовано параметрическое моделирование, т.е.
все данные являются параметрами, доступными для изменения на любой
стадии их использования. Это достоинство позволяет разработчикам без
больших затрат вносить изменения в изделие за рекордно короткое время,
находить многовариантные решения конструкции, создавать библиотеки типовых деталей, узлов и технологических процессов.
Использование в Pro/ENGINEER единой информационной модели изделия дает возможность различным инженерным группам (конструкторам,
технологам, расчетчикам) вести параллельную работу над проектом, оптимально используя коллективный опыт. Это значительно сокращает время и
средства, затрачиваемые на конструкторско-технологическое проектирование, и позволяет получать на выходе действительно качественный продукт
[10].
Также на предприятии имеется программный комплекс VERICUT американской компании CGTech, одного из лидеров в области разработки программного обеспечения для производства, служит для проверки и оптимизации управляющих программ. Он позволяет уберечь дорогостоящее оборудо22
вание, технологическую оснастку и инструмент, сократить затраты на разработку управляющих программ для металлообрабатывающего оборудования,
а также значительно повысить его производительность.
Программный комплекс VERICUT работает с управляющими программами, независимо от того, какими программными средствами они были
созданы. Это позволяет проводить их проверку, учитывая характерные особенности стоек ЧПУ и G-кодов, эмулировать работу УП, программ параметрического программирования, использующих макросы и структурную логику
(циклы, условные переходы, обращение к системным параметрам).
23
2 ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ИЗДЕЛИЯ
Деталь «панель лицевая» (рисунок 4) входит в состав изделия «блок
вызова «ЦИФРАЛ ССD - 20». Блок вызова «ЦИФРАЛ ССD - 20» предназначен для работы в подъездах многоквартирных жилых домов, офисах, промышленных зданиях в качестве системы ограничения доступа.
Рисунок 4 – Панель лицевая.
Блок вызова спроектирован и изготовлен для работы в сложных климатических условиях с диапазоном рабочих температур от -40°С до +50°С.
Основные функции домофона «ЦИФРАЛ CCD-2094»:
 подача звукового сигнала вызова абоненту;
 осуществление двухсторонней дуплексной связи абонента с посети-
телем;
 дистанционное открывание дверного электромагнитного замка або-
нентом;
24
 возможность открывания электромагнитного замка набором цифро-
вой кодовой комбинации (общего кода) на клавиатуре устройства;
 возможность открывания двери с помощью ключей "ЦИФРАЛ DC-
2000", "ЦИФРАЛ DC-2003" и "Touch Memory Dallas" (DS-1990);
 возможность открывания двери набором индивидуального кода,
присвоенным каждому абоненту [7].
Деталь «панель лицевая» выполнена из материала алюминий АК9
ГОСТ 1583-93, тип производства - мелкосерийное.
Способ получения заготовки – литье под давлением, при этом используется пресс-форма, выполненная из материала Сталь 4Х5МФС. Прессформа состоит из матрицы и пуансона (рисунок 5), которые содержат формообразующие поверхности детали «панель лицевая».
Рисунок 5 – Пресс-форма: матрица (слева) и пуансон
Заводской технологический процесс изготовления изделия представлен
в приложении Б.
25
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА
3.1 Характеристика современных CAD-систем и обоснование выбора
применяемой CAD-системы
В настоящее время существует множество систем автоматизированного
проектирования, предоставляющих интегрированный набор инструментария,
удовлетворяющего потребностям разработчиков.
При исследовании рынка существующих CAD-систем были отмечены
системы, наиболее распространенные на российских предприятиях:
 T-Flex;
 Компас 3D V9;
 PRO/ENGINEER Wildfire 4.0.
Для выбора системы проектирования необходимо иметь представление о том, какими возможностями обладает программный продукт и для каких целей его планируется использовать.
3.1.1 T-Flex
T-Flex - это комплекс программных средств автоматизации, позволяющих охватить все этапы конструкторско-технологической подготовки производства. Все системы, входящие в комплекс, полностью интегрированы между собой. Комплекс содержит передовые российские разработки в соответствующих областях автоматизированного проектирования, которые учитывают специфику российского производства (стандарты, технические условия,
оборудования и т. д.). Каждая из систем может работать в комплексе, в любой комбинации или в автономном режиме, что позволяет гибко и поэтапно
решать задачи автоматизации подготовки производства любого предприятия.
Важным фактором является стоимость комплекса. При одинаковой функциональности стоимость российских систем значительно ниже, чем западных.
Решает задачи:
26
 автоматизация выпуска конструкторско-технологической докумен-
тации;
 создание твердотельных моделей деталей и сборок;
 моделирование динамического поведения сборок;
 подготовка управляющих программ для станков ЧПУ;
 проектирование штампов, пресс-форм, режущего инструмента и
приспособлений;
 расчет и построение оптимальных схем раскроя деталей на листе;
 автоматизация задач технического документооборота, управление
проектами и ведение состава изделий [9].
3.1.2 Компас 3D V9
Основная задача, решаемая системой КОМПАС-3D V9 - моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и
скорейшего их запуска в производство. Эти цели достигаются благодаря возможностям:
 быстрого получения конструкторской и технологической документа-
ции, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.);
 передачи геометрии изделий в расчетные пакеты;
 передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ
для оборудования с ЧПУ;
 создания дополнительных изображений изделий (например, для со-
ставления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и
т.д.).
Основные компоненты КОМПАС-3D V9 - собственно система трехмерного твердотельного моделирования, чертежно-графический редактор и
модуль проектирования спецификаций. Система трехмерного твердотельного
моделирования предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригиналь27
ные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая
технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе
однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства [8].
3.1.3 PRO/ENGINEER Wildfire 4.0
Модули Pro/ENGINEER для конструкторской подготовки производства
предоставляют инженерам-конструкторам широкие возможности:
 для создания электронных трехмерных моделей деталей и сборок;
 для рабочей документации в соответствии с ЕСКД;
 для анализа и оптимизации размерных цепей;
 для оптимизации геометрии;
 для проверки работоспособности механизмов.
Это строгая, логичная, простая в обращении система. Средства нисходящего и восходящего проектирования и управления сборки помогают конструктору действовать интуитивно и творчески.
Модули располагают большим набором инструментов для построения
трехмерных твердотельных и поверхностных моделей любой сложности и
любой геометрии, а также для эффективного управления ими.
Модули позволяют проектировать и управлять крупными сложными
сборочными единицами, состоящими практически из неограниченного числа
компонентов.
Возможность проверки работоспособности механизма (за счет наложения связей между компонентами, задания перемещений, скоростей и ускорений звеньев механизма, проверки рабочих зон, контроля над пересечением
отдельных деталей, расчета массовых характеристик и т.д.) гарантирует правильность сборки с первого раза.
Данная САПР решает следующие задачи:
28
 параметрическое проектирование методами восходящего и нисходя-
щего проектирования трехмерных твердотельных и поверхностных моделей
деталей и конструкций любой сложности, в том числе механизмов (с заданием кинематических связей), деталей из листовых материалов, а также сварных конструкций;
 разработка и использование полного и ассоциативно связанного с
трехмерной моделью комплекта как обычной конструкторской документации
- рабочие чертежи, спецификации, ведомости, отчеты в полном соответствии
с ЕСКД, так и интерактивной электронной, соответствующей современным
требованиям;
 анализ моделей и документации на корректность и на соответствие
стандартам предприятия по их созданию и оформлению;
 автоматический расчёт массово-инерционных характеристик моде-
лей, измерение расстояний, углов, толщин, уклонов, объемных параметров,
проверка зазоров и пересечений и т.п.;
 создание упрощенных представлений конструкций для более эконо-
мичного использования ресурсов и увеличения производительности компьютера;
 создание фотореалистичных изображений спроектированных изде-
лий (с наложением текстур, заданием источников освещения, с использованием сцен просмотра и т.п.), видеороликов, интерактивных руководств по
ремонту и эксплуатации изделий [10].
Результаты сравнительного анализа рассмотренных CAD-систем представлены в таблице 4 [11].
Таблица 4 – Сравнительный анализ CAD-систем.
Возможности
Черчение
Объемное моделирование
Создание объемных сборок
Компас 3D V9
+
PRO/ENGINEER
+
+
+
+
+
–
+
±
29
T-FLEX
Окончание таблицы 4
Создание чертежа по
+
+
±
трехмерной модели
+ реализация соответствующей функции достаточна для решения задачи;
± неполная возможность использования или функциональная особенность, требующая доработки;
– отсутствие данной возможности в системе, либо функциональность не соответствует
современным требованиям;
Таким образом, модули Pro/ENGINEER для конструкторской подготовки производства предоставляют пользователям широкий спектр инструментов, позволяющих значительно сократить время на создание конструкторской документации.
Поскольку на рассматриваемом предприятии используется система
Pro/ENGINEER, а также в целях ознакомления с системой, получения навыков проектирования в данной среде, курсовой проект выполнен в САПР
Pro/ENGINEER.
3.2 Разработка 3D- модели изделия
Построение
3D-модели
изделия
осуществлялось
в
системе
Pro/ENGINEER.
Для построения первого эскиза была выбрана плоскость RIGHT. Эскиз
представлен на рисунке 6.
30
Рисунок 6 – Эскиз для выдавливания1.
Далее вводим значение «11,5» (толщина детали) и получаем результат
выдавливания (рисунок 7).
Рисунок 7 – Выдавливание1.
Затем выбираем верхнюю плоскость для построения следующего эскиза, который представлен на рисунке 8.
31
Рисунок 8 – Эскиз для выдавливания2.
Выдавливаем на величину 20 и получаем модель ,представленную на
рисунке 9.
Рисунок 9 – Выдавливание3.
Далее выбираем операцию «оболочка» и выделяем заднюю плоскость
получившейся модели (рисунок 10).
32
Рисунок 10 – Операция «Оболочка».
В результате выполненной операции получаем модель, изображенную
на рисунке 11.
Рисунок 11 – Результат выполнения операции «Оболочка».
Выполняем построение вспомогательной плоскости, касательной к
верхней поверхности детали и параллельной плоскости RIGHT (рисунок 12).
33
Рисунок 12 – Эскиз для создания поверхности.
Аналогичным образом создаем эскиз, симметричный данному и, используя операцию «Проекция», переносим данные эскизы на поверхность детали, затем в плоскости, перпендикулярной плоскости данных эскизов, строим эскиз, изображенный на рисунке 13.
Рисунок 13 – Эскиз для построения направляющих.
34
В перпендикулярной плоскости, проходящей через центр эллипса,
строим вторую направляющую, предварительно указав три точки, принадлежащие ей (рисунок 14).
Рисунок 14 – Построение второй направляющей.
Далее выбираем операцию «Преобразование в тело» и выделяем все
кривые. Результат операции представлен на рисунке 15.
Рисунок 15 - Результат операции «Преобразование в тело».
Для выдавливания отверстий под кнопки была использована операция
«Массив». Был построен эскиз отверстия, и с помощью операции «Выдавливание» с удаление материала было получено отверстие (рисунок 16).
35
Рисунок 16 – Операция «Выдавливание».
Затем с помощью операции «Массив» были сделаны остальные отверстия (рисунок 17).
Рисунок 17 – Операция «Массив».
Результат операции представлен на рисунке 18.
36
Рисунок 18 – Результат операции «Массив».
Отверстия с резьбой были выполнены с помощью операции «Отверстие». Результат выполнения изображен на рисунке 19.
Рисунок 19 – Операция «Отверстие».
Аналогично, используя операцию «Массив», выполняются остальные
отверстия. Результат всех выполненных операций представлен в приложении
B.
37
3.3 Создание конструкторской документации на изделие
Построение чертежа осуществлялось на основе полученной 3D-модели.
С помощью операции «Вид с модели» были вставлены 3 главных вида.
Вспомогательные виды, разрезы и сечения были получены с помощью операции «Вид с модели ->Дополнительный». Сечения выполняются следующим образом:
 в 3D-модели строят вспомогательную плоскость, расположенную в
месте сечения;
 выбирают команду «Менеджер видов»;
 изменяют необходимые свойства вида и накладывают сечения.
Инструменты работы с чертежом позволяют нанести размеры детали с
последующей их корректировкой (также возможен выбор из автоматически
проставленных размеров), поставить величину шероховатости поверхностей,
технические требования, основную надпись и др.
Чертеж изделия представлен в приложении Г.
38
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Выбор современного технологического оборудования
для производства изделия
Для изготовления изделия в условиях производства предприятия было
выбрано следующее оборудование:
 для фрезерной операции с ЧПУ выбран 5-ти осевой вертикальный
обрабатывающий центр QUASER MK 603U/15 (рисунок 20).
Рисунок 20 - 5-ти осевой вертикальный обрабатывающий центр
QUASER MK 603U/15.
Основные технические характеристики 5-ти осевого вертикального обрабатывающего центра QUASER MK 603U/15 с системой управления Heidenhain iTNC 530 5 Axes Option 2 представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Основные технические характеристики QUASER MK 603U/15.
Характеристика
Значение
Размеры рабочего стола, диаметр, мм
Перемещения по осям X/Y/Z, мм
630
800/700/535
Макс. Масса заготовки, кг
650
Мощность привода главного движения, кВт
21
39
Продолжение таблицы 5
Макс. частота вращения шпинделя, об/мин
15000
4 (при подаче до
Точность позиционирования, ± мкм
3 м/мин)/ 8
Магазин инструментов, позиции
48
Габаритные размеры:
3250
- высота, мм
- площадь пола (дл. Х шир.), мм
2 820 Х 4 654
- масса, кг
14 000
Основное питание
400В/50Гц
Потребляемая мощность, кВт
40
 для электроэрозионной обработки используется электроэрозионный
проволочный вырезной станок серии CF 20 (рисунок 21).
Рисунок 21 - Электроэрозионный проволочный вырезной станок серии CF 20.
Основные технические характеристики станка CF 20 представлены в
таблице 6.
40
Таблица 6 - Технические характеристики станка CF 20.
Характеристика
Значение
Габариты станка (Д Х Ш Х В)
1780 Х 1350 Х 2015
Габариты кабины (Д Х Ш Х В)
1040 Х 650 Х 1780
Габариты диэлектрического агрегата (ДxШxВ)
1190 Х 690 Х 1270
Общий вес
2680кг
Ход X Х Y Х Z
350 Х 250 Х 220мм
Макс. размеры заготовки
800 Х 500 Х 220мм
Макс. вес заготовки
350кг
Размеры рабочего стола (ДxШ)
740 Х 400мм
Размеры рабочего резервуара (ДxШxВ)
Макс. скорость обработки
1190 Х 832 Х 470мм
170 (250)мм2/мин
Наилучшая шероховатость поверхности Ra
Электрическое питание
0.5мкм
380 В ± 10%, 50/60 Гц, 5
кВА
Точность позиционирования
0.005
Операционная система
Windows 98
4.2 Разработка маршрутного ТП изготовления изделия
Упрощенный маршрутный ТП изготовления изделия пуансон представлен в таблице 7.
Таблица 7 – Маршрутный технологический процесс
№
005
Название операции
Заготовительная
Содержание операции
Установка газо -плазменной
Нарезка листов. Отрезать зарезки (машина термической
готовку от листа
резки) серии KORSARAS 7126P
Фрезерная
Вертикально-фрезерный станок
6550РФЗ
Фрезеровать торцы, поверхности заготовки
Термическая
Печь
Закалка + высокотемпературный отпуск
010
015
Оборудование
41
Продолжение таблицы 7
020
025
Шлифовка
Фрезерная с ЧПУ
Плоскошлифовальный станок
ЕД733
Вертикальный обрабатывающий центр
QUASER MK 603U/15
030
Электроэрозионная
Электроэрозионный проволочный вырезной станок CF(серии
CF)
035
Слесарная
Верстак, пневмоинструмент
Шлифование баз
Фрезеровать формообразующие поверхности, сверлить
отверстия, нарезать резьбу.
Вырезать сквозное отверстие
 16 мм и 2 паза к нему,
прямоугольное отверстие 15
мм40 мм, 30 мм30 мм.
Шлифование и полирование
поверхностей заготовки.
4.3 Выбор металлообрабатывающего инструмента и назначение
режимов резания
Выбор металлообрабатывающего инструмента был произведен для
фрезерной операции (таблица 8) [4, 5, 6]. На рисунке 22 и 23 изображена модель изделия и обозначены обрабатываемые поверхности.
В каталогах скорости резания приведены для материалов определенной
твердости (180 HB). Поскольку твердость материала – 260 HB, необходимо
ввести поправочный коэффициент, который в соответствии с рекомендациями, равен 0,83. Также в каталогах приведена скорость резания, соответствующая стойкости инструмента 15 минут (европейский стандарт). Однако в
справочниках рекомендуется выбирать стойкость инструмента, равную 45-60
минут. Поэтому был введен поправочный коэффициент по стойкости, равный 0,8 (для 45 минут).
42
Рисунок 22 – Обозначение поверхностей модели.
Рисунок 23 – Обозначение поверхностей модели.
43
Таблица 8 – Назначение режимов резания
Глу
бина
Наименование
реИнструмент
перехода
зания
t,
мм
ФРЕЗЕРОВАНИЕ (УСТАНОВ А)
фреза ASX445-050 А03R
1. Фрезеровать поMITSUBISHI
верхность 1, снять
Пластина SEMT13T3AGSN-JM
19 мм; поверхность
(Re=1,5)
6
2, снять 17,5 мм;
Зачистная пластина WEEW
поверхность 19,
13T3AGER8C – твердый сплав
снять 2,5 мм
HTi05T
Фреза APX 3000 R121WA16SA
2.Фрезеровать по1 зуб
верхность 3, снять
Пластина AOMT 123602PEER-M –
4
1,5; поверхность
прямоуг. Re=0,2
20(уклон 3)
3.Фрезеровать
сферическую поверхность 4 R=378
(377);
поверхность 5 R=8
4. Фрезеровать
уступы 6;
5. Фрезеровать поверхность 7 (внутри и снаружи)
6. Фрезеровать поверхность 7 (внутри и снаружи)
7. Фрезеровать, поверхность 7 (внутри и снаружи)
Сферическая концевая фреза
SRM2160SNM MITSUBISHI
D=16 2 зуба
Пластины: SRG16C внутренняя
SRG16E внешняя
оправка ВТ50
MITSUBISHI Концевая фреза
MS2LS0040 , D=4, 2 зуба
Сферическая концевая фреза
VF2SSBR0400 (D=8) 2 зуба MITSUBISHI
Монолитная сферическая концевая фреза MS2MBR0400 (D=4) –
MITSUBISHI
Покрытие (Al, Ti)N
Монолитная сферическая концевая фреза MS2XLBR0040 (D=0,8)
– MITSUBISHI
Покрытие (Al, Ti)N
СВЕРЛЕНИЕ
44
ЧаСкостота
рость
Поврарезадача
щения
F,
ния
V,
мм/об шпин
м/ми
деля,
н
мин-1
0,45
592
93
0,1
2468
93
ap=4
ae=6
0,24
2387
120
0,2
0,085
4000
50,2
0,3
0,4
15000
376,8
0,2
0,23
15000
188,4
0,06
0,02
15000
37,68
Продолжение таблицы 8
8. Сверлить отверстие диаметром 3,4
(8)
9. Сверлить отверстие диаметром 5,8
(9)
10. Сверлить отверстие диаметром
9,8 – 29 отв. (10)
11. Сверлить отверстие диаметром
10,1- 4 отв. (11)
12. Сверлить отверстие диаметром
13,7 - (12)
13. Сверлить отверстие диаметром
18,5 ( M20 –
отверстие под
резьбу) - 4 отв.(14)
14. Сверлить отверстие диаметром
20– 4 отв. (15)
15. Сверлить отверстие диаметром
22 –12 отв. (16)
16. Сверлить отверстие диаметром
30 – 4 отв. (17)
Сверло MWS0340X15DB D=3,4 –
MITSUBISHI Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill Delta-C 4-5xD
R840-05800-50-A1A D=5,8 мм –
SANDVIK
Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill Delta-C 2-3xD
R840-09800-30-A1A
D= 9,8 мм – SANDVIK
Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill Delta-C 2-3xD
D=10,1 мм– SANDVIK
R840-0102-30-A0A
Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill Delta-C 2-3xD
D=13,7 мм– SANDVIK
R840-0137-30-A0A
Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill Delta-C 2-3xD
D=18,5 мм– SANDVIK
R840-0185-30-A0A
Монолитное твердосплавное сверло
Сверло CoroDrill 880
880-D12000L25-02
D=20 мм - SANDVIK
Пластины: центральная – 880-04С
сплав 4044, периферийная – 88004P сплав 1044
Сверло CoroDrill 880
880-D12200L25-02 D=22 мм –
SANDVIK Пластины: центральная
– 880-04С сплав 4044, периферийная – 880-04P сплав 1044
Сверло CoroDrill 880
880-D13000L32-02 D=30 мм –
SANDVIK Пластины: центральная
– 880-06С сплав 4044, периферийная – 880-06P сплав 1044
45
15D
=51
0,15
4975
53,12
5D=
28
0,15
3584
66,4
3D=
38
0,22
2157
66,4
3D=
30
0,26
2093
66,4
3D=
40, 5
0,3
1543
66,4
3D=
37
0,3
1143
66,4
2D=
40
0,14
1692
106,3
2D=
43
0,14
1552
106,3
2D=
60
0,19
1141
89,6
Продолжение таблицы 8
Сверло CoroDrill 880D5400L40-02
D= 54мм - SANDVIK
17. Сверлить отПластины: центральная – 880-09
2D=
верстие диаметром
06 08 H-C-GR сплав 4044, пери108
54 (18)
ферийная – 880-0609 06 W12 H-PGR сплав 1044
Сверло CoroDrill880
18. Сверлить от880D5800L40-02
верстие диаметром D= 58 мм - SANDVIK
2D=
58 (13) (проверка
Пластины: центральная – 880-09
116
по мощности в
06 08 H-C-GR сплав 4044, периприложении Д)
ферийная – 880-0609 06 W12 H-PGR сплав 1044
ЧЕРНОВОЕ РАСТАЧИВАНИЕ
ISCAR Головка для чернового
19. Черновое расрастачивания BHR-MB20x40
тачивание отверДиапазон – 22-28
0,95
стия диаметром 22- Державка – IHSR 22-28
23,9
Пластина – CCMT 060204-14
Сплав – IS3028
ISCAR Головка для чернового
20. Черновое расрастачивания BHR-MB20x40
тачивание отверДиапазон – 18-22
0,95
стия диаметром 20 Державка – IHSR 18-22
– 21,8
Пластина – CCMT 060204-14
Сплав – IS3028
ISCAR Головка для чернового
21. Черновое расрастачивания BHR-MB 25-25x40
тачивание отверДиапазон – 28-38
0,95
стия диаметром 30 Державка – IHSR 28-38
– 31,8
Пластина – CCMT 060204-14
Сплав – IS3028
ISCAR Головка для чернового
22. Черновое расрастачивания BHR-MB 40-40x80
тачивание отверДиапазон – 50-68
1,65
стия диаметром 53 Державка – IHSR 50-68
- 56,2
Пластина – CCMT 120408-14
Сплав – IS3028
ISCAR Головка для чернового
23. Черновое расрастачивания BHR-MB 40-40x80
тачивание отверДиапазон – 50-68
1,78
стия диаметром 58 Державка – IHSR 50-68
5
61,57
Пластина – CCMT 120408-14
Сплав – IS3028
46
0,21
549
71,4
0,21
392
71,4
0,1
1170
86,3
0,09
1278
86,3
0,1
873
86,3
0,13
510
89,6
0,13
510
89,6
Продолжение таблицы 8
24. Нарезание
резьбы M20
Шаг 1,5
24. Чистовое растачивание отверстия диаметром 3,4
24*. Чистовое развертывание отверстия диаметром 3,4
25. Чистовое растачивание отверстия диаметром 5,8
26. Чистовое растачивание отверстия диаметром
9,8
27. Чистовое растачивание отверстия диаметром
10,1
28. Чистовое растачивание отверстия диаметром
13,7
29. Чистовое растачивание отверстия диаметром
21,8
30. Чистовое растачивание отверстия диаметром
23,8
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ
Резцовая головка T-MAX U-Lock
D=20 –SANDVIK
0.87
Крепление пластин винтом
Пластина R166.OL-11VM01-001
ЧИСТОВОЕ РАСТАЧИВАНИЕ
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHAXF 2,5-4
0,05
Пластина – TPGX-L
Сплав – IC20N
ISCAR Цельная твердосплавная
развертка RM-SHR-0350-H7S-CSC07
0,05
Сплав – IC-907 (плазменное напыление TiAIN), z=6
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHAXF6-8/8
0,1
Пластина – TPGX-L
Сплав – IC20N
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHAXF8-10/8
0,1
Пластина – TPGX-L
Сплав – IC20N
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
0,1
Державка – IHAXF10-12/8
Пластина – TPGX 0902
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
0,1
Державка – IHAXF12-14/8
Пластина – TPGX 0902
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
0,1
Державка – IHAXF22-30/16
Пластина – TPGX 0902
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHAXF22-30/16
0,1
Пластина – TPGX 0902
47
1.5
1464
92
0,06
12374
136
0,2
785
8,63
0,2
7467
136
0,2
4331
136
0,2
4205
136
0,2
3115
136
0,2
1968
136
0,2
1805
136
Продолжение таблицы 8
31. Чистовое растачивание отверстия диаметром
31,8
ISCAR Головка
BHF-MB5050x68BL
32. Чистовое растачивание отверстия диаметром
56,2
33. Чистовое растачивание отверстия диаметром
61,47
34. Фрезеровать
уступ с обратной
стороны101,6x76,4
мм (21), 20,3х44,4
(22); D=39 (4шт.)
(26) D=17(для10.3);
D= 20(13.9); D=69
(61,67) (27), уступ
24, пазы 25
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHFF25 (диапазон 2840)
Пластина – TPGX 0902
0,1
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHFF50 (диапазон 540,1
80)
Пластина – TPGX 110302T
ISCAR Головка BHF-MB5050x68BL
Державка – IHFF50 (диапазон 540,1
80)
Пластина – TPGX 110302T
ФРЕЗЕРОВАНИЕ (УСТАНОВ Б)
Фреза APX 3000 R121WA16SA
1 зуб
Пластина AOMT 123602PEER-M
Re=0,2
4
0,2
1354
136
0,2
768
136
0,2
702
136
0,1
2468
93
4.4 Анализ современных CAM-систем и обоснование выбора применяемой CAM-системы
В настоящее время все большее число предприятий использует интегрированные САПР, поскольку такая система позволяет разрабатывать всю
информацию от концептуальной проработки до подготовки производства в
рамках одного интерфейса без необходимости переносить данные в другие
программные среды. Рассмотрим наиболее популярные на данный момент
CAM-системы на российском рынке.
48
4.4.1 CAM-модуль системы T-FLEX
T-FLEX – полнофункциональная система, обладающая гибкими современными средствами разработки технологических процессов любой сложности, мощными возможностями для работы всех технологических подразделений в едином информационном пространстве и базой знаний для принятия
эффективных решений. В комплексе имеется модуль T-FLEX ЧПУ, включающий:
 создание управляющих программ для контурной и объемной обра-
ботки заготовок;
 визуализацию траекторий обработки и движение инструмента;
 инструментарий проектирования штампов;
 широкие возможности настройки под конкретное оборудование;
 редактор режущего инструмента;
 редактор пользовательских машинных циклов;
 редактор постпроцессоров;
 электроэрозионную, токарную, лазерную, сверлильную обработку, а
также 2D-, 3D-, 5D-фрезерование, гравировку.
Также имеется штамповочный модуль – программный инструмент
CAM-системы, предназначенной для подготовки управляющих программ,
используемых на штамповочных станках с ЧПУ [9].
4.4.2 CAM-модуль системы PRO/ENGINEER
Реализация принципа сквозного проектирования позволяет инженеру технологу начинать разработку технологической оснастки и управляющих
программ (УП) для оборудования с ЧПУ, не дожидаясь окончательного завершения этапа конструкторского проектирования. Ассоциативная связь
между моделью изделия и моделью обработки позволяет оперативно проводить изменения на любом этапе цикла «проектирование-производство», что
позволяет существенно сократить время и средства, затрачиваемые на разработку и изготовление изделия, а также значительно повысить качество вы49
пускаемой продукции. При создании управляющей программы обеспечивается реалистичная визуализация процесса обработки с динамическим удалением материала, с возможностью масштабирования и изменения панорамы
наблюдения. Визуализация обработки возможна как на этапе создания обработок технологических переходов, так и всей программы в целом.
Применение Pro/ENGINEER дает возможность значительно сократить
или даже исключить необходимость ручного редактирования программы
непосредственно на станке [2].
Функциональные возможности, предлагаемые CAM-модулем системы:
• параметрическая связь конструкторской модели и модели заготовки.
Изменения, внесенные в любую модель, вызывают автоматическое изменение траекторий движения инструмента и технологического процесса;
• моделирование заготовки непосредственно по модели изготавливаемой детали;
• открытые базы данных различных операций позволяют накапливать
опыт по обработке деталей на конкретном производстве;
• открытые базы данных используемых в производстве инструментов,
хранящие основные режимы резания по обработки различных материалов;
• открытые базы данных параметров обработки, содержащие различные стратегии обработки;
• применение шаблонов обработки для автоматизированного создания
новых ЧПУ переходов на базе ранее отработанных с лучшими методами
обработки;
• задание соотношений между пара метрами резания и параметрами
инструмента;
• расчет машинного времени, необходимого на выполнения технологических переходов и всей операции в целом;
• расчет объема материала, удаляемого при обработке;
• визуализация процесса обработки резания в цветотеневом и каркасном представлении;
50
• автоматический расчет оптимальных траекторий движения инструмента на основании прямых ссылок на геометрию проектируемой модели;
• проектирование обработок для типовых технологических семейств
деталей и автоматическое обновление всей технологической информации по
любому элементу технологического семейства;
• поддержка стандартных и возможность разработки пользовательских
циклов обработки.
Pro/ENGINEER обеспечивает возможность так называемого "быстрого" программирования, в основе которого лежит использование типовых
элементов механической обработки, при создании которых нашли отражение
основные принципы, имеющие место на машиностроительных предприятиях.
Благодаря этому, во многих случаях для получения траектории движения инструмента достаточно указать требуемый тип, место обработки и выбрать
режущий инструмент [10].
4.4.3 CAM-модуль системы ADEM А7
ADEM А7 CAM позволяет задавать технологические переходы как для
конструктивных элементов состоящих из плоских 2D-контуров и 3D моделей, созданных в модуле ADEM CAD, так и для импортированных объемных
3D-моделей. ADEM CAM включает инструменты для редактирования технологического маршрута и моделирования процесса обработки. Результатом
работы модуля ADEM CAM является, отлаженная в процессе моделирования, управляющая программа для станка с ЧПУ. Технологические объекты,
составляющие технологический процесс обработки, являются ассоциативно
связанными с геометрической моделью, созданной в ADEM CAD или импортированной из других систем проектирования. То есть все изменения внесенные конструктором в геометрическую модель проектируемого изделия, автоматически отражаются на технологическом процессе обработки.
К базовой функциональности ADEM A7 можно отнести следующие
возможности:
51
 проектирование и планирование техпроцессов;
 плоское фрезерование;
 объемное фрезерование 3x-5x;
 фрезерование недоступных зон;
 токарная обработка;
 электроэрозионная обработка;
 листоштамповка.
Модуль проектирования технологических процессов позволяет проектировать технологические процессы на различные виды производства: механообработка, сборка, сварка, гальваника, покраска, штамповка, термообработка и др. Отличительной особенностью модуля является легкая адаптируемость под условия конкретного предприятия. Большое количество единиц
оборудования и технологического оснащения (более 4000), полный классификатор операций, разнообразные, выполненные по ГОСТ, выходные формы
(более 50) [12].
Сравнительная характеристика СAM-систем представлена в таблице 9
[11].
Таблица 9 – Сравнительная характеристика CAM-систем.
Возможности
ADEM A7
Pro/ENGINEER
T-FLEX
Механообработка по 3D-модели
+
+
+
Фрезерование 2x
+
+
+
Фрезерование 3x
+
+
+
Фрезерование 5x
+
+
+
Электроэрозия
+
+
+
Точение
+
+
+
Сверление
+
+
+
-
+
-
Возможность «быстрого» программирования
52
Продолжение таблицы 9
Адаптация системы к станочному
парку
2000
20
400
+
–
+
(библиотека постпроцессоров)
Поддержка отечественных стандартов
В результате анализа CAM-систем было выявлено:
 все представленные на рынке CAM-системы обладают практически
равным набором функциональных возможностей;
 рассмотренные системы поддерживают все типы обработки, приме-
няемые на современных машиностроительных предприятиях, и легко адаптируются к станочному парку предприятия;
Для
создания
управляющей
программы
была
выбрана
САПР
PRO/ENGINEER, поскольку эта система используется на рассматриваемом
предприятии.
4.5 Создание управляющей программы для обработки
изделия на станках с ЧПУ
Для создания управляющей программы в PRO/ENGINEER используется модуль «Производство». Поскольку данный модуль обладает функцией
моделирования заготовки непосредственно по модели изготавливаемой детали, необходимо выбрать модель, на основе которой будет создана заготовка.
Далее необходимо совместить системы координат заготовки и модели
и задать основные размеры заготовки и форму. Результат описанных действий представлен на рисунке 22.
53
Рисунок 22 – Заготовка.
Затем, используя «менеджер меню» выбираем «обработка» - «операция». В появившемся диалоговом окне указывается наименование операции,
применяемый станок, задается ноль станка и поверхность отвода инструмента.
Выбираем в меню «ЧПУ последовательность» - «объем», формируем
объем снимаемого материала и задаем параметры режущего инструмента
(рисунок 23).
Рисунок 23 – Параметры режущего инструмента.
Далее в «менеджер меню» выбираем «удаление материала», указываем
переход и материал удаляется автоматически.
54
Результат выполнения перехода фрезерования поверхности 1 фрезой
D=50 мм представлен на рисунке 24.
Рисунок 24 – Результат фрезерования поверхности 1.
Аналогично снимаем слой материала с другой стороны (фрезерование
данных поверхностей сформировано в отдельные переходы для возможности
закрепления заготовки прихватами). Далее закрепляем заготовку прихватами
на обработанных участках и выполняем фрезерование поверхности. Результат фрезерования 2 представлен на рисунке 25.
55
Рисунок 25 – Результат фрезерования 2.
Затем снимаем слой материала с поверхности 2. Результат приведен на
рисунке 26.
Рисунок 26 – Результат фрезерования поверхности 2.
Далее меняем фрезу на фрезу диаметром 12 мм и выполняем фрезерование поверхности 3. Результаты приведены на рисунке 27.
56
Рисунок 27 – Результат фрезерования поверхности 3.
Далее необходимо сформировать сферическую поверхность 4. Выбираем сферическую фрезу диаметром 16 мм, оставляем 1 мм на чистовую обработку и снимаем остальной слой материала. Результаты выполненных действий представлены на рисунке 28.
Рисунок 28 – Результат фрезерования сферической поверхности.
57
Аналогично выполняем фрезерование остальных поверхностей.
Помимо фрез используются сверла для формирования поверхности отверстий. Параметры, задаваемые при выборе сверла аналогичны параметрам
выбора фрезы. Результат сверления отверстия диаметром 22 мм представлен
на рисунке 29.
Рисунок 29 – Результат сверления отверстий диаметром 22 мм.
Модуль «Производство» имеет функцию «анимация пути», позволяющую продемонстрировать визуализацию обработки. На рисунке 30 представлена визуализация обработки поверхности 3 фрезой диаметром 12 мм.
Рисунок 30 – Демонстрация визуализации обработки.
58
Код управляющая программы для обработки на станке с ЧПУ представлен в приложении Е.
59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсового проекта был произведен анализ
производственных возможностей и средств автоматизации на предприятии
ООО «НПП» ЦИФРАЛ».
По предложенному изделию «панель лицевая» была изучена конструкторская и технологическая документации.
При выборе инструмента и назначении режимов резания были рассмотрены крупнейшие производители металлообрабатывающего инструмента такие, как Mitsubishi, Iscar и Sandvik.
В САПР PRO/ENGINEER были изучены основные возможности твердотельного моделирования и формирования чертежа на основе 3D-модели.
Также были изучены принципы создания управляющих программ для станков с ЧПУ.
60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. [Текст]
/ А.Г. Косилова и Р.К. Мещеряков - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.-656 с.: ил.
2. Михалкин, К.С. Компас - 3D: Практическое руководство [Текст] / К.С.
Михалкин, С.К. Хабаров – Изд. Бином, 2004.
3. Pro/ENGINEER – Практическое руководство [Текст].
4. Электронный каталог компании Mitsubishi [Текст].
5. Электронный каталог компании Sandvik [Текст].
6. Электронный каталог компании Iscar [Текст].
7. Официальный сайт компании «Цифрал» [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: http://www.cyfral.com.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
8. Официальный Сайт компании «АСКОН» [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: http://www.ascon.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
9. Официальный Сайт компании «ТопСистемы» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.topsystems.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
10. Официальный сайт PRO/ENGINEER [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.solver.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
11. Сайт, посвященный вопросам САПР [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sapr.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
12. Официальный сайт компании «ADEM» [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: http:// www.adem.ru – Загл. С экрана – Яз. рус.
61
ПРИЛОЖЕНИЯ
62
Документ
Категория
Технология
Просмотров
144
Размер файла
1 892 Кб
Теги
записка
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа