Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования 7
1.1 Обзор существующих технологических схем формообразования деталей с псп на станках с ЧПУ 8
1.2 Стратегии формообразования поверхностей двойной кривизны, используемые в CAD/CAM системах. 13
1.3 Математическое описание геометрических объектов в формате данных VDA FS 27
1.4 Цель и задачи исследования 40
ГЛАВА 2 . Представление геометрических примитивов пространстсвенносложных поверхностей при проектировании обработок для станков с ЧПУ 43
2.1 Определение расчетной структуры адаптивно-аппроксимационной модели топологически составной поверхности 44
2.2 Сравнительный анализ формообразования поверхностей двойной кривизны при точечном и линейном контакте инструмента 59
2.3 Определение геометрических параметров биконического инструмента 66
2.6 Выводы по главе 69
ГЛАВА 3. Базовые алгоритмы для построения адаптивно-аппроксимационной модели 70
3.1 Некоторые алгоритмы построения моделей топологически объедиенных поверхностей 70
3.2 Алгоритмическое обеспечение для представления геометрических данных 81
3.3 Выводы по главе 86
ГЛАВА 4 Применение метода расчета траекторий движений инструмента на основе разработанной модели 87
4.1. Характеристика расчетного модуля многокоординатной фрезерной обработки 87
4.2 Определение пространственной ориентации интсрумента 95
4.3 Практическое использование адаптивно-аппроксимационной модели при проектировании обработки поверхностей двойной кривизны 98
4.4 Выводы по главе 100
Общие выводы и результаты работы 102
Список литературы 104
Приложение 110
Приложение 1 111
- Стратегии формообразования поверхностей двойной кривизны, используемые в CAD/CAM системах.
- Определение расчетной структуры адаптивно-аппроксимационной модели топологически составной поверхности
- Сравнительный анализ формообразования поверхностей двойной кривизны при точечном и линейном контакте инструмента
- Некоторые алгоритмы построения моделей топологически объедиенных поверхностей
Введение к работе
Современное развитие автоматизированных систем для конструкторской
(CAD) и технологической подготовки (САМ) характеризуется следующими
факторами. С одной стороны, универсальные CAD/САМ системы,
обеспечивающие конструирование изделий и проектирование обработки деталей для широкого спектра обрабатывающего оборудования с ЧПУ, дополняются специализированными модулями Предлагаемые решения содержат необходимый набор функциональных возможностей для различных отраслей промышленности, авиакосмическая, автомобильная, медицинская, ювелирная, а также с учетом технологических особенностей проектирования и производства многокоординатная и высокоскоростная обработка, параллельный инжиниринг, адаптивная обработка и т д С другой стороны, для оптимального использования высокопроизводительного обрабатывающего оборудования необходимо максимально эффективно выполнять технологическую подготовку производства в CAD/САМ системах Для этого, в математическом обеспечение САМ системы должны быть использованы и учтены в полном объеме не только геометрические параметры обрабатываемых деталей, а также технологические параметры проектируемой обработки (инструментально-станочное оснащение).
Особой группой деталей, обрабатываемых на многокоординатных станках с ЧПУ, являются детали, имеющие пространственносложные поверхности (ПСП) линейчатые поверхности, поверхности двойной кривизны. Причем при моделировании процесса формообразовании деталей с ПСП допускается точечный и линейный контакт модели детали и инструмента
Очевидно, что формообразование с линейным контактом инструмента с поверхностью является более эффективным методом в силу следующих причин:
объем удаляемого материала за один проход определяется длиной режущей части инструмента;
остаточная высота гребешка между проходами в силу «нахлеста» двух соседних проходов равна нулю.
В случае линейчатых поверхностей применимы оба вида контакта в силу их геометрического определения Для поверхностей двойной кривизны широко используется только точечный контакт. Поэтому разработка математической модели обрабатываемых поверхностей (адаптивно-аппроксимационной модели), которая бы содержала геометрическое определение поверхностей и учитывала бы технологические параметры обработки геометрические параметры инструмента и вид контакта его с поверхностью, является актуальной задачей.
Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования обработки и обеспечение точности обработки деталей с ПСП на основе использования адаптивно-аппроксимационной модели поверхности.
В работе решаются следующие научные задачи1 1 разработка требований к исходным данным геометрических примитивов для определения адаптивно-аппроксимационной модели,
2. подготовка исходных расчетных моделей примитивов, используемых для
реализации модели с использованием топологически объединенной поверхности;
3. разработка метода определения геометрических параметров
биконического инструмента на основе разработанной модели,
4. разработка программной реализации адаптивно-аппроксимационной
модели с использованием расчетных алгоритмов;
На защиту выносятся следующие основные положения: 1. подготовленные расчетные математические модели примитивов для реализации адаптивно-аппроксимационной модели;
2. информационно-алгоритмическое обеспечение адаптивно-
аппроксимационного моделирования с использованием алгоритмов построения
топологически объединенной поверхности;
3. программные функции, реализующие метод адаптивно-
аппроксимационного моделирования
Методы исследования. В работе использовались, методы системного анализа, методы структурного анализа, основные методы вычислительной геометрии, основные положения теории сплайнов, основные положения технологии машиностроения и ряд других научных методов и теорий
Научная новизна работы.
разработка модели топологически объединенных поверхностей с учетом технологических параметров пяти координатной обработки,
разработка математического аппарата описания, модификации и хранения адаптивно-аппроксимационных моделей поверхностей для программирования обработки на станках с ЧПУ.
разработка методики определения геометрических параметров режущего инструмента на основе адаптивно-аппроксимационной модели.
В результате исследований сущности процесса проектирования обработки на станках с ЧПУ разработана адаптивно-аппроксимационная модель, позволяющая с высокой степенью точности приблизить геометрический образ изделия к его техническому прототипу.
Практическая полезность заключается в
- разработке комплекса методического и программного обеспечения для
функционирования в составе интегрированной CAD/САМ - системы;
применении модифицированной интегрированной CAD/САМ - системы для эффективного проектирования процесса обработки поверхностей деталей, в том числе пространственносложных;
обеспечении регламентированной точности за счет использования разработанной моделей на основе топологичсеки объединенных поверхностей при проектировании процесса обработки
Реализация результатов работы. Данная работа проводилась в соответствии с тематическим планом, утвержденным Федеральным агентством по образованию, по проекту. «Построение топологических моделей связанных поверхностей на основе аналитических сплайнов».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы Обсуждались на заседаниях кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» МГТУ СТАНКИН 2005-2006 г.г., результаты представлялись на выставках SofTool 2006 г., 2005г., на ежегодных семинарах «Российский программный комплекс T-FLEX» в 2004-2006 годах.
Публикации. По теме диссертационной работе опубликовано 4 печатных работы
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и приложений, изложенных на 109 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 79 наименований.
Стратегии формообразования поверхностей двойной кривизны, используемые в CAD/CAM системах.
Увеличивающееся количество деталей с ПСП в общей номенклатуре деталей определяет расширение функциональных возможностей различных CAD/САМ систем, в направлении технологической подготовки многокоординатного фрезерования. Основные поставщики программного обеспечения в области САПР предлагают различные решения для формообразования поверхностей двойной кривизны, отличающиеся как по типу используемых геометрических примитивов, так по количеству доступных технологических параметров и соответственно стоимости программных комплексов /10,11/.
Основным классифицирующим признаком для сравнения предлагаемых решений является тип геометрических примитивов, используемых для решения задачи формообразования. На сегодняшний день в CAD/САМ системах применяются три подхода в представлении геометрических элементов: Рис.1.1 Обработка лопатки вентиляторного колеса в SurfCam 1. Поверхностная геометрия - математическая модель детали представляется набором ограниченных поверхностей, допускающая наличие «разрывов» между ними. В этом случае, для расчета положения инструмента используется только выбранная поверхность. Данный геометрический аппарат реализован в CAD/САМ системе Surfcam (Software Inc.) 14 При данном типе представления и выборе геометрических элементов очевидны следующие ограничения при проектировании обработки деталей с пространственносложными поверхностями: - элементарный проход траектории движения инструмента не может быть рассчитан на основе нескольких поверхностей, следовательно, обработка тел с многосоставной поверхностной структурой не поддерживается; - расчет траектории движения инструмента производится только для выбранной поверхности, без возможности множественного выбора обрабатываемых поверхностей; - проходы рассчитанных траекторий для двух смежных поверхностей нельзя согласовать или же объединить для исключения стыковочных зон при обработке 2. Твердотельная геометрия - математическая модель детали представляется в виде замкнутого тела, состоящего из набора поверхностей с однозначным определением граничных условий обеспечивающих неразрывность тела. Это позволяет использовать тело для определения набора составных поверхностей при расчете обработки. Данный подход является наиболее распространенный в силу следующих причин: Рис. 1.2 Обработка лопатки вентиляторного колеса в EdgeCam непрерывность твердотельных моделей, используемых при проектировании обработки в данных CAD/САМ системах, наиболее точно и однозначно соответствует реальным изготовленным деталям. 15 - математический аппарат, программно реализованный в геометрическом ядре Parasolid (фирма UGS Corp.), используется во многих автоматизированных системах: UG, MasterCAM (фирма CNC Software Inc), EdgeCAM (фирма Pathtrace Ltd) T-Flex CAD ЧПУ (фирма Топ Системы). Также данный формат геометрических данных широко используется в качестве промежуточного при обмене данными между автоматизированными системами различного назначения и фирм-разработчиков. 3. Смешанная геометрия - математическая модель детали представляется в виде тела, с возможностью преобразование поверхностей, ограничивающих его и допускающего наличие «разрывов» и «нахлестов». Гибкость данного метода позволяет оперировать на этапе выбора и расчета, как с поверхностями, так и с телами. Наиболее распространенной CAD/САМ системой, использующей этот тип геометрии, является Ро\мегМІЩфирма Delcam Inc.) Рис.1.3 Обработка лопатки вентиляторного колеса в PowerMILL Ограничение смешанного типа геометрии - это уникальность формата данных, поддерживаемого только программным обеспечением фирмы Delcam, и необходимость использования конверторы форматов при импорте/экспорте данных. Теперь подробнее рассмотрим способ описания различных геометрических примитивов, используемый в CAD системах. Существует достаточное количество способов, используемых для их описания. Здесь будут рассмотрены только те, которые активно применяются при разработке новых автоматизированных систем. Изначально следует выделить два подхода к моделированию аналитически неописываемых объектов В основе первого подхода лежат точные аналитические методы описания кривых и поверхностей теории полюсов, а второй подход использует приближенные методы /15, 39, 58, 69/. При использовании первого подхода понятно, что объект, состоящий из аналитически описываемых составных частей, и сам может быть описан аналитически, но не одним уравнением, а более сложной их компоновкой При втором подходе используются методы интерполяции и аппроксимации наиболее удобными базисными полиномами, которые в свою очередь описаны аналитически /15, 39, 68, 70, 73/. То есть и тут понятна относительность утверждения, что объекты, смоделированные по методам второго подхода, аналитически неописываемые. Однако справедливости ради надо отметить, что первый подход используется довольно редко в очень дорогих системах, моделирование в которых всех объектов построено на принципах теории полюсов, например система "UNISURF", разработка французских автостроительных фирм "RENAULT" и "PEUGEOT", а второй подход получил широкое распространение Какие же методы моделирования и обработки объектов он включает в себя?
Определение расчетной структуры адаптивно-аппроксимационной модели топологически составной поверхности
Ежегодное увеличение производительности вычислительных средства, а, следовательно, и CAD/САМ систем, существенно сокращает время, затрачиваемое на технологическую подготовку для станков с ЧПУ. Как отмечалось раннее, на предприятиях обрабатывающих отраслей промышленности наблюдается широкое распространение многокоординатного станочного оборудования с ЧПУ Данные тенденции обуславливают необходимость учета на этапе проектирования обработки деталей с ПСП технологических особенностей их изготовления кинематические схемы станков с ЧПУ /46, 47/, функциональные возможности систем ЧПУ, геометрические параметры режущего инструмента с фасонной формой и т д /45,50,64/ Обзор существующих возможностей CAD/CAM систем не выявил полноценного решения для рассматриваемого в данной работе способа формообразования деталей с ПСП.
Так для обработки лопастей вентиляторных колес разъемной конструкции (рис 2.1) применим более эффективный способ формообразования с линейным контактом инструмента с поверхностью двойной кривизны. При данном способе в процессе фрезерования удаление материала осуществляется линейчатой конической режущей частью инструмента Результирующая обработанная поверхность представляет собой набор линейчатых поверхностей. Поскольку детали данной группы изготавливаются крупносерийно, причем длина лопастей изменяется от 40мм до 1000мм, то для реализации предложенной схемы фрезерования требуется расчет принципиально новых формообразующих движений инструмента Рис. 2.1 Лопасть вентиляторного колеса (разъемная конструкция) с рассчитанной траекторией .2 Поверхности двойной кривизны Si(u,v), ограниченные пространственными кривыми Ci(t) Определение расчетной структуры, которая бы учитывала геометрически-технологические требования к представлению геометрических примитивов, проведем на примере проектирования обработки деталей с пространственно-сложными поверхностями, лопасть вентиляторного колеса. Геометрическая модель лопасти состоит из набора поверхностей двойной кривизны, ограниченных плоскостью и сглаживающей со ступицей поверхностью Наиболее оптимальным будет движение инструмента с непрерывным контактом на проходах с обрабатываемыми поверхностями по замкнутой траектории Для этого необходимо создание единой параметрической области, в граничных условиях которой возможен расчет непрерывной траектории с взаимным расположением проходов и пространственной ориентацией инструмента к поверхности в соответствии с заданными технологическими параметрами Для определения единой параметрической области обрабатываемых поверхностей используем метод построения топологически составной поверхности, представляющей собой набор граней, объединенных топологическими связями Грань - это простейший элемент модели детали, представляющий собой ограниченную поверхность. Кроме того, у грани есть дополнительные элементы, определяющие область ограничения и обрезки базовой поверхности - ребра. Ребро - это простейший элемент модели детали, представляющий собой ограниченную кривую. На перечисленные элементы налагается следующий набор топологических связей внутри самой модели 1) модель детали состоит из нескольких граней, связанных между собой и называется «тело» (обозначим В); 2) грани (обозначим F) - это ограниченные поверхности (обозначим S), которые ограничены упорядоченным циклами набором ребер; 3) циклы (обозначим L)- это упорядоченные наборы ребер, имеющие строгое направление обхода по часовой стрелке или против, 4) ребра (обозначим Е) - это ограниченные кривые (обозначим С); 5) вершины (обозначим V) - это точки (обозначим Р), ограничивающие кривые. И правил, которым должны соответствовать топологические элементы 1) у каждой грани есть только одна поверхность; 2) каждая точка на грани должна иметь нормаль, направленную наружу, 3) каждая грань обязательно включает внешний цикл обрезки, хотя внутренних может и не быть; 4) все ребра в цикле сонаправлены и переходят от одного к другому, образуя замкнутый контур.
Сравнительный анализ формообразования поверхностей двойной кривизны при точечном и линейном контакте инструмента
На этапе моделирования технологического процесса обработки поверхности детали происходит расчет геометрического положения и ориентации выбранного инструмента /34, 45/ относительно обрабатываемой поверхности в соответствии с заданными технологическими параметрами направление и количество проходов, точность аппроксимации, припуск и т д. В случае обработки поверхности двойной кривизны концевой радиусной фрезой параметры инструмента определяется из условия радиус округления фрезы меньше или равен минимальному радиусу кривизны поверхности. Поверхность в данном случае содержит как выпуклые, так и вогнутые области. На этапе расчета положения инструмента относительно поверхности происходит определение кривой касания инструмента с поверхностью вдоль заданного направления прохода и аппроксимация полученной кривой касания с точностью sag, не превышающей заданное значение. Положение соседнего прохода определяется шагом между проходами (S) или высотой остаточного гребешка (Н) (рис 2 10). Расчетная траектория Рис.2.10 Геометрические параметры срезаемого слоя при формообразовании ПСП радиусной фрезой, где А - припуск, оставленный на предыдущем этапе обработки, S - периодический шаг между проходами, Н - высота остаточного гребешка, R - радиус скруглення на торце инструмента, RKP - радиус кривизны поверхности в точке контакта контактом инструмента, шаг периодической подачи S будет определяться длиной режущей части инструмента I Для реализации такого метода обработки используется биконическая фреза (рис.2.11). Геометрические параметры инструмента данного типа рассчитываются с учетом следующих условий - длина режущей части I равна расстоянию между соседними проходами; Рис 2.11 Биконическая фреза - максимальный диаметр режущей части Dmax определяется минимальным радиусом кривизны формируемой поверхности; - углы наклона режущей части А1 и вспомогательной части А2 определяют пространственную ориентацию инструмента относительно обрабатываемой поверхности Рис. 2.12 Геометрические параметры срезаемого слоя при формообразовании ПСП биконическои фрезой, где Д- припуск, оставленный на предыдущем этапе обработки, S - периодический шаг между проходами, saq - точность аппроксимации При этом расстояние между проходами равно ширине режущей части инструмента, тогда удаляется весь материал между проходами и, следовательно, высота остаточного гребешка будет равняться 0.
Взаимное расположение инструмента и поверхности детали в процессе обработке в первую очередь определяется стратегией обработки и расчетными углами опережения, ориентирующими ось инструмента относительно траектории движения. Для биконическои фрезы также учитываются ее геометрические параметры. Сравним скорости резания при линейном и точечном контакте инструмента для приведенных схем фрезерования (рис.2.10 и рис.2.12). Заметим, что такое расположение инструмента относительно обрабатываемой поверхности, когда скорость резания равняется нулю, т.е ось вращения инструмента проходит через расчетную точку контакта, является недопустимым Для исключения появления этого на этапе проектирования обработки необходимо задать дополнительный угол опережения инструмента. Рассмотрим случай обработки данной детали при двухоперационном технологическом процессе: черновом съеме материала и чистовой обработки поверхностей лопатки Как известно /41/, подбор оптимальных параметров черновой обработки обеспечивает высокоскоростное производительное резание, т.е формообразование с удалением основного слоя материала за минимальное время. Использование концевой сферической фрезы на этой операции является малоэффективным, т.к. невозможно выполнить одновременно два условия Обработка сферической фрезой с формированием постоянного припуска на детали требует минимизации высоты остаточного гребешка, что возможно только увеличением количества проходов и, как следствие, продолжительности обработки Минимизация количества проходов для уменьшения времени обработки приводит к росту остаточного гребешка на поверхности. Как правило /14/, для сокращения времени подготовки, а также объемов управляющих программ, траектории черновой обработки рассчитываются с «грубыми» значениями точности аппроксимации, обеспечивая равномерный припуск на детали. Наличие же макронеровностей на поверхности оказывает негативное влияние в процессе следующей чистовой операции Из-за переменной нагруженности инструмента изменяется соотношение силовых составляющих в зоне резания /16/, что приводит к падению точности обработки (точности геометрических размеров и чистоты поверхности). Использование же биконического инструмента для черновой обработки исключает возникновение остаточного гребешка, снижающего точность чистовой обработки. Оценивая временные затраты при расчете траекторий для каждого из способов формообразования, сравним количество расчетных точек траекторий, формируемых при линейном и точечном контакте инструмента, принимая время расчета одной точки постоянным. В общем случае количество расчетных точек NT определяется как: Отметим, что наряду с рассмотренными выше преимуществами формообразования при линейном контакте инструмента с поверхностями, существует ряд ограничений использования данного метода: Ч.Фасонность инструмента Геометрически сложная форма биконической фрезы подразумевает использование нестандартного заказного инструмента, что повышает себестоимость обработки. 2. Геометрическая сложность топологически объединенной поверхности Если кривизна топологически объединенной поверхности изменяется в широком mm интервале с наличием локальных экстремумов, то соотношение —-—стремится к о 1 или же длина режущей части биконической фрезы стремится к нулю, те. к точечному контакту с поверхностью. В этом случае использование данного метода неэффективно. На основании проведенного анализа двух рассмотренных способов формообразования, линейным и точечным контактом, можно сделать следующие выводы 1. шероховатость обрабатываемой поверхности при линейном контакте инструмента с поверхностью меньше вследствие отсутствия остаточного гребешка между проходами; 2. меньшие динамические погрешности в зоне резания в случае фиксированного относительного положения инструмента и поверхности с линейным контактом, 3. увеличение производительности обработки при линейном контакте инструмента, исходя из меньшего количества проходов траектории при одинаковых параметрах резания, 4. геометрические параметры инструмента, используемого при обработке с линейным контактом (длина режущей части), определяются точностью аппроксимации на обработку и геометрическими параметрами обрабатываемой поверхности. 2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БИКОНИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА Согласно сравнительному анализу предыдущего раздела, использование для обработки поверхностей двойной кривизны биконической фрезы, обеспечивая линейный контакт инструмента с поверхностью, является более эффективным. Определение геометрических параметров биконической фрезы проведем на основе расчетных выражений базовых сечений адаптивной аппроксимационной модели Во втором разделе данной главы при построении адаптивно аппроксимационной модели было определена максимальная длина аппроксимационного отрезка Lmm = тіп(1_ц... Цм, L21... L2N, LMI... LMN). Согласно геометрическому определению данной величины длина режущей части биконического инструмента Lmin равна периодическому шаг между проходами. Отметим, что при Lmm - 0 зона линейного контакта инструмента с поверхностью будет вырождаться в точечный контакт. Таким образом, использование биконическои фрезы будет избыточным. Соответственно, зная (2.23) S величину периодической подачи между проходами при обработке поверхности двойной кривизны с точечным контактом инструмента, то при 1 обосновано использовать биконическую фрезу с линейным контактом инструмента
Некоторые алгоритмы построения моделей топологически объедиенных поверхностей
Разработка текущего программного модуля проводилась в виде интегрируемой САМ системы в комплекс автоматизированного проектирования Т-FLEX CAD Причем упомянутые выше преимущества, увеличивающие эффективности совместного использования CAD/САМ систем, определяются следующими особенностями CAD системы: 1 основой математического обеспечения системы является геометрическое ядро Parasolid (Unigraphics Solution Inc), с доступной библиотекой математических функций для определения и модификаций геометрических примитивов; 2 поддержка принципа параметризации - модификация и повторное использование проектируемой детали с новыми параметрами ассоциативных связей. При проектировании обработки на основе параметрических моделей также решается задача масштабируемости полученных расчетных данных Так рассчитанная траектория обработки детали, может быть повторно использована с изменившимися как конструкторскими параметрами измененное количество лопастей у турбинного колеса, толщина, угол кручения лопастей и тд., так и технологическими параметрами измененный вылет станочного приспособления, инструментальной оправки Структурно расчетный модуль реализован в виде набора программных блоков Рассмотрим основные функциональные блоки расчетного модуля многокоординатной фрезерной обработки интегрируемой САМ системы 1. Блок анализа исходных данных. Программные функции, реализованные в данном блоке, обеспечивают корректность задания исходных геометрических примитивов элементов чертежа или твердотельной модели. На этом же этапе проверяются заданные технологические параметры рассчитываемой траектории Далее, при положительном результате предыдущих проверок, проводится анализ геометрических параметров выбранного инструмента, дополняющих технологические параметры траектории
Для расчетного модуля многокоординатного фрезерования используются следующие типы исходных данных а) Геометрические данные обрабатываемой детали. Основными входными геометрическими данными являются твердотельная модель, спроектированная в T-FLEX CAD или же импортированная в формате обмена (IGES, STEP, Parasolid), и пространственный путь (далее 3D путь) В зависимости от числа выбранных 3D путей, пространственный путь может быть либо ограничивающим, задающим граничные условия зоны обработки, или ориентирующим, определяющим наклон инструмента В зависимости от типа проектируемой обработки1 черновой съем материала или чистовое финишное фрезерование и пространственной ориентации инструмента (угловые координаты А и В), возможны следующие комбинации исходных геометрических данных (Таблица 4.1) б) Технологические данные траектории - набор задаваемых параметров, определяющих тип обработки, количество проходов, точность аппроксимации, добавление вспомогательных переходов между проходами и др В зависимости от выбранных геометрических данных изменяется набор доступных технологических параметров рассчитываемых траекторий. Отметим возможности ряда основных параметров, определяющих вид рассчитываемых траекторий. - Задание изменяющихся в зависимости от длины 3D путей значений технологических параметров, припуск, подача, углы опережения инструмента Эти параметрически изменяемые параметры позволяет учесть нестабильность силовой картины при обработке в зоне резания и компенсировать погрешности обеспечивая точность размеров и чистоты поверхности детали, - Задание припуска в осевом и радиальном направлениях для черновой обработки при выборе модели детали и четырех или пяти 3D путей Разные величины оставляемого припуска позволяют учесть способов формообразования на текущей и следующей технологической операции, Таблица 4 1 Характеристика модуля T-FLEX ЧПУ пятикоординатной обработки Номер Модели Количество 3D путей Характеристика обработки Ориентация инструмента 1. Деталь Чистовое фрез-ние циклических поверхно-тей (кинематические кулачки) на четырех координатном оборудовании Поворот оси инструмента вокруг кинематической оси вращения тела в фиксированной плоскости (A = var, B=const) 2 2 Чистовое фрез-ние линейчатых поверхно-тей и поверхностей двойной кривизны, ограниченных 3D путями. Пятикоорд фрез-ние (A = var, В = var) Четырехкоорд фрез-ние (A = var, В = const) Позиционное фрез-ние (Локально A = const, В = const). 3 3 Аналогичнопредыдущейобработке Наклон оси инструмента задается третьим 3D путем (А = var, В = var) 4 4 Черновой съем материала в ограниченной 3D путями области детали Форма проходов траектории определяется 3D путями Пятикоординатное. фрезерование (A = var, В = var).Четырехкоординатное фрезерование (A = var, В = const) 5 5 Аналогичнопредыдущейобработке Наклон оси инструмента задается пятым 3D путем (А = var, В = var) 6 Деталь Заготовка 1 Черновой съем материала в огран-ной заготовкой области детали. 3D путь и выбранная ось ГСК задают доп-ное ограничение обрабатываемой области Пятикоординатное фрезерование (A = var, В = var)Четырехкоординатное фрезерование (A = var, В = const). 7 4 Черновой съем материала в ограниченной заготовкой и 3D путями области детали Пятикоорд фрез-ние (A = var, В = var) Четырехкоорд фрез-ние (A = var, В = const) - Задание углов наклона инструмента по фиксированным значениям относительно направления движения, по ориентирующему 3D пути, по смещающим векторам относительно нормали в точке контакта инструмента с моделью. Существующие возможности для задания фиксированного или параметрически изменяемого наклона инструмента позволяет решить следующие технологические задачи при проектировании обработки детали - учесть координатность обрабатывающего оборудования, минимизировав количество управляемых координат необходимых для задания перемещений инструмента, - обеспечить качество чистоты обрабатываемой поверхности, используя позиционное фрезерование - обработку с фиксированным наклоном инструмента относительно станочной системы координат, исключив избыточные переориентации инструмента, контроль столкновений периферийной части инструмента с необрабатываемыми элементами детали. Использую при задании геометрических данных дополнительный ориентирующий 3D путь, обеспечивается пространственное определение положения нережущей части инструмента в процессе перемещения по траектории.
