АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ СЛОЖНО-ПРОФИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ НА ЧИСТОВЫХ ОПЕРАЦИЯХ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С
ЧПУ 11
1.1 Проблемы действующего производства получения высокоточных
сложно-профильных поверхностей деталей на станках с
ЧПУ 11
1.2 Существующие методы повышения точности обработки сложнопрофильных поверхностей на станках с ЧПУ 12
1.3 Возможности существующих CAM систем по повышению точности
обработки 23
1.4 Цели и задачи ВКР, направленность работы, объект и предмет исследований 27
Выводы 27
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА С УЧЕТОМ ЕГО ИЗНОСА ДЛЯ ОБРАБОТКИ НА 3Х КООРДИНАТНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ 29
2.1 Порядок расчета управляющих программ в PowerMill 30
2.2 Доработанный порядок расчета управляющих программ станков с
ЧПУ 36
2.3 Разработка математической модели траектории движения инструмента учитывающий размерный износ инструмента 38
Выводы 43
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ
СТАНКОВ С ЧПУ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ КОРРЕКЦИЮ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА 44
3.1 Алгоритм обеспечивающий коррекцию траектории движения инструмента 44
3.2 Компьютерная программа для станков с ЧПУ, обеспечивающий
коррекцию траектории движения инструмента 52
Выводы 62
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ВЕРИФИКАЦИЯ ПОЛУЧЕННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ 64
4.1 Цель и задачи проведения эксперимента 64
4.2 Методика проведения эксперимента 64
4.2.1 Применяемый инструмент и оборудование используемое в эксперименте 64
4.2.2 Значения размерного износа в зависимости от пройденной
длины 68
4.3 Сравнение результатов работы созданной компьютерной программ с результатами полученных из CAM систем 76
Выводы 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 86
ПРИЛОЖЕНИЕ А 92
В настоящее время детали со сложно-профильными поверхностями такие как: моноколеса, лопатки турбин и.т.д все чаще применяются в машиностроении. Обрабатываются сложно-профильные поверхности чаще всего на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Разработка управляющих программ (траектория движения инструмента), без применения специализированных программ практически невозможно. В следствие это, для разработки управляющих программ для станков с ЧПУ используют специализированные компьютерные программы, которые относятся к системам проектирования класса Computer Aided Manufacturing (CAM). Данная система как и системы данного класса проектирования Computer Aided Design (CAD) основаны на принципе классического твердотельного моделирования , где инструмент и деталь описываются набором поверхностей и условиями их пересечения. При разработке траектории движения инструмента решается задача формообразования, в которой определяются условия касания инструмента с поверхностью детали. Системы проектирования не учитывают влияние технологических факторов на качество получаемых поверхностей, такие факторов как : упругие и тепловые деформации элементов технологической системы, погрешности их размеров и формы, износ инструмента и др факторы.
Как известно, детали такие как турбинные лопатки и моноколеса изготавливают из высокопрочных материалов. При этом на чистовых операциях фреза обрабатывает всей поверхностью деталь. В процессе обработки режущие поверхности фрезы изнашиваются, при этом ее исходная инструментальная поверхность изменяется, оставляя все больше материала на заготовке. Данный факт негативно сказывается на эксплуатационных качествах детали типа ротор, т.к роторы энергетических машин развивают скорости от 60 до 70 тысяч оборотов в минуту и малейший дисбаланс деталей ротора, малейшая неточность изготовления приводит к повышению допустимых вибраций в энергетической машине, в следствие к занижению выходных параметров вы-даваемой мощности и снижению эксплуатационного срока. С целью компенсации влияния износа инструмента на точность сложно-профильных поверхностей деталей была усовершенствована методика расчета управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ путем учета размерного износа инструментов
При выполнение ВКР были решены следующие задачи :
1 Проанализирована литература по существующим методам повышения точности фасонных поверхностей деталей на чистовых операциях фрезерования. На основании проанализированных данных было установлено, что слабо изучен учет размерного износа режущего инструмента при обработке сложно-профильных поверхностей из высокопрочных материалов на чистовых операциях фрезерования и отсутствие прогнозирующих моделей износа инструмента по задней поверхности. На основании анализа литературных данных была сформулирована цель и задачи исследования
2 Изучен типовой порядок расчета управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ на примере CAM системы PowerMill, следующим этапом стал доработка типового порядка расчета управляющих программ лоя фрезерных станков с ЧПУ путем разработки и внесения математической модели траектории движения инструмента с учетом его износа для обработки на 3х координатных станках с ЧПУ.
3 Создан алгоритм обеспечивающий коррекцию траектории движения инструмента на основании ранее разработанной математической модели. И разработана компьютерная программа по ранее созданному алгоритму.
4 Экспериментально проверена компьютерная программа, а также апробирована разработанная математическая модель. Результатом стало решение одной производственной задачи.
В процессе выполнения работы были достигнуты следующие результаты.
Научным результатом является разработанная зависимость между величинами смещения фрезы и ее размерным износом.Исследования позволили формулировать вывод.
1 Созданная математическая модель траектории движения инструмента с учетом его износа позволяет повысить точность фасонных поверхностей деталей при обработке их на 3х координатных станках с ЧПУ
