Раздел 7. Компьютерное моделирование и автоматизация процессов производства
Рис. 7.4.5. Редактирование формообразующих частей штампа
Рис. 7.4.6. Оптимизация заготовки
526
7.4. Моделирование процессов холодной штамповки
Данный модуль расширяет возможности пользователя со
вместно с модулем AutoForm-OneStep и имеет следующие харак
теристики:
— автоматическое сглаживание углов постоянными и пере
менными радиусами;
— стыковку за счёт перестройки и сглаживания поверхностей
изменённых формообразующих частей штампа;
— управляемый наполнитель для закрытия отверстий детали
при редактировании формообразующих частей штампа.
Модуль AutoForm-BlankDesigner (рис. 7.4.6) производит поиск
оптимальной формы заготовки на каждом этапе изготовления
и в итоге помогает технологам спроектировать рациональный
технологический процесс для изготовления конечного продукта.
Модуль имеет следующие возможности:
— позволяет предварительно определить схему переходов по
математической модели детали, полученную из 3D-CAD систем;
— позволяет минимизировать расход материала при изго
товлении детали и является дополнением пакета AutoForm-
DieDesigner;
— позволяет минимизировать припуски трапецеидальных и
прямых заготовок при последующей операции обрезки;
— позволяет определить длину рулона листового материала.
7.5. Моделирование механической обработки
Традиционно важную роль в машиностроении играет меха
ническая обработка, которая используется при изготовлении
деталей как самостоятельно, так и в комбинации с другими тех
нологиями.
Обоснованно считается, что самые изощренные технологии,
в том числе и механической обработки материалов, используют
ся в инструментальном производстве, при изготовлении сложной
технологической оснастки, такой, как штампы, пресс-формы,
экструзионные головки и пр.
Современные инструментальные подразделения, изготав
ливающие оснастку, оснащаются оборудованием с числовым
527
7.5. Моделирование механической обработки
Раздел 7. Компьютерное моделирование и автоматизация процессов производства
программным управлением (ЧПУ), которое позволяет обра
батывать поверхности любой сложности с высокой точностью
и качеством поверхности. Станки с ЧПУ управляются с помо
щью компьютерных программ, а математические модели ис
пользуются для проектирования и контроля точности изготов
ления изделий.
Таким образом, компьютерное моделирование для этих высо
котехнологичных предприятий уже стало неотъемлемой частью
процессов технической подготовки производства (рис. 7.5.1).
Для обсуждения возможностей компьютерного моделирования
механической обработки мы будем в основном использовать
примеры передовых инструментальных предприятий и цехов
машиностроительных заводов.
Большое значение на станках с ЧПУ играет используемая си
стема управления обработкой (стойка ЧПУ). Программирование
многих систем ЧПУ основано на использовании стандарта ISO
6983 (DIN 66025). Следует отметить, что этот стандарт был раз
работан более 40 лет тому назад (во время бумажных перфолент
и перфокарт) и явно тормозит развитие ЧПУ-технологии.
Стандарт таких систем ЧПУ, как 2с32, CNC646, Fanuc-бт, 2н22
и т.п., поддерживают следующие простые команды:
— элементарные перемещения ( G l , G2, G3);
— набор стандартных циклов (G81...89);
— управляющие циклы (М1....М99);
— операции типовой логики (коррекция на инструмент).
Ввод стандарта ISO 14649, разработанного в 80-х гг. двадца
того столетия, дал возможность использовать в стойках процес
соры персональных компьютеров и тем самым позволил повы
сить параметры систем управления обработкой, а также ввести
дополнительные функции, например:
— создание управляющих программ большого объёма без их
разбивки;
— стандартные технологические циклы на основе элементар
ных перемещений (обработка различных видов пазов);
— сверление множества отверстий (линейное, матричное,
угловое);
— математические расчёты (на их основе выполняются рас
чёты траекторий инструмента);
528
Рис. 7.5.1. Схема информационных потоков при использовании ЧПУ
— создание графических изображений;
— логические функции (поворот осей, зеркальная обработка
и т.п.);
— пространственная обработка по NURBS-кривым, что по
зволяет использовать коррекцию инструмента при обработке
3D—50-поверхностей и сократить объём управляющих про
грамм на 30-50%;
— использование высокоскоростной обработки.
К сожалению, большинство систем 10—20-летней давности
и старше не удовлетворяют требованиям современного произ
водства.
Выход из создавшейся ситуации — замена устаревших систем
ЧПУ на современные, которые отвечают следующим требовани
ям:
— возможность ввода управляющих программ неограничен
ного размера, их редактирования и исполнения как единого це
лого;
— уменьшение основного времени обработки за счет опере
жающей (по отношению к исполнению) расшифровке кадров
управляющей программы (УП);
— возможность отработки движения без торможения до нуля
скорости в каждом кадре (при соблюдении условия отсутствия
превышения максимальных ускорений по осям). Это позволя
ет отрабатывать сложную траекторию, состоящую из множества
529
