Проектирование инструмента и технологии изготовления шестерен.
В подготовку производства нового изделия входит подбор существующего или проектирование нового режущего и измерительного инструментов, проектирование технологической оснастки. Подсистема ТехноПро/Шестерни реализует практический опыт производства зубчатых колес внешнего зацепления и проектирования червячных фрез для их изготовления.
Исходные данные, необходимые для работы ТехноПро/Шестерни, считываются из таблиц базы данных системы ТехноПро и параметрических чертежей, подготовленных в T-FLEX CAD (рис. 1).
Рис. 1. Параметрический чертеж детали типа "Шестерня"
Представленный чертеж охватывает 30 типоразмеров прямозубых шестерен внешнего зацепления. Данные о размерах деталей хранятся в таблице “ParamDet” (рис. 2) базы данных ТехноПро.
С помощью ТехноПро/Шестерни по данным о детали пользователь моделирует профиль зуба шестерни (колеса) при его изготовлении методом обкатки инструментальными рейками различного вида. В основе метода моделирования обкатки детали инструментальными рейками лежит использование геометрического и имитационного моделирования – на 100% соответствующего реальному процессу обработки заготовки колеса инструментом в станочном зацеплении.
Рис. 2 Таблица ParamDet с параметрами деталей
Такая реализация позволяет достичь полной достоверности расчетов, а также их наглядности (рис. 3).
Рис. 3. Пример контроля обкатки колеса реечным контуром фрезы
При моделировании используются данные реечных контуров червячных фрез содержащиеся в таблице “Tab_frez” (рис. 4) базы данных системы ТехноПро.
Рис. 4. Фрагмент таблицы “Tab_frez”
В качестве инструментальных реек можно использовать рейки с полностью и не полностью скругленной впадиной, с протуберанцем. Применяемая для обкатки рейка выбирается из таблицы параметров образующих реек “Tab_frez”. Для подбора подходящей фрезы можно провести контроль обкатки колеса имеющимися фрезами или выполнить расчет параметров нового инструмента. В случае, если спроектирована новая фреза, то ее параметры используются в дальнейшей работе подсистемы ТехноПро/Шестерни и для выпуска чертежей в системе T-FLEX CAD (рис. 5).
Рис. 5. Пример чертежа спроектированной фрезы
Определение параметров инструментальной рейки для новой фрезы может выполняться как в автоматическом режиме, так и методом ручного подбора, что позволяет учесть разнообразные требования, предъявляемые со стороны конструктора инструмента и технолога зуборезного дела.
После выбора инструмента производится расчет размерных цепей зубообработки с подбором роликов и расчет размера по роликам для операций: фрезерования, термической обработки, зубохонингования и зубошлифования.
Задача расчета размерных цепей механической обработки по своей сути трудно формализуема, поэтому для её решения применён метод декомпозиции, после чего решение свелось к двум подзадачам:
· расчет размерной цепи по операциям зубообработки;
· расчет технологической размерной цепи на механическую обработку детали.
Первая подзадача решена при создании расчетной части подсистемы ТехноПро/Шестерни, вторая – при формировании параметрических операционных эскизов, выполненных в системе T-FLEX CAD. Припуски на обработку подбирались опытным путем, на основе анализа группы чертежей деталей. Значения припусков, необходимых для построения операционных эскизов, внесены в таблицу “Припуск1” (рис. 6).
Рис. 6. Припуски на обработку
Все операционные эскизы связаны между собой единой базой данных со ссылкой на номер детали. Поэтому при введении в файл чертежа (рис. 1) номера детали в каждом операционном эскизе производится перерасчет размерной цепи и геометрических параметров. Сформированные операционные эскизы вставляются в проектируемый в ТехноПро технологический процесс (ТП) и выдаются в операционные карты.
Данные о параметрах детали и инструментов передаются в систему ТехноПро для автоматического формирования ТП. Для обеспечения этого процесса в базу данных системы введен обобщенный технологического процесс (ОТП) “Шестерня”. При создании ОТП “Шестерня”, применена групповая типизации ТП, поскольку ОТП охватывает определенную группу конструктивно и технологически сходных деталей. Такой подход обеспечивает следующие преимущества:
· применение научно-обоснованных и прогрессивных технологических решений, хорошо зарекомендовавших себя в заводской практике;
· повышение серийности при обработке, что является предпосылкой для внедрения высокопроизводительного оборудования и оснастки;
· повышение качества технологической документации;
· уменьшение затрат рабочего времени при технологической подготовке за счет сокращения рутинных работ и высвобождения технологов для решения более сложных технологических задач, для которых необходим творческий подход.
Подбор маршрута, операций, переходов и инструментов в ТехноПро происходит в зависимости от конфигурации и параметров обрабатываемых поверхностей, а также от выполнения различных условий и расчетов. В условиях и расчетах могут использоваться табличные данные.
Все условия и расчеты сводятся в базу ТехноПро, характеризуемую следующими свойствами:
· база позволяет учитывать опыт проектирования технологии на конкретном предприятии;
· база позволяет организовать выбор маршрутов, операций, переходов, технологического оснащения в зависимости от характеристик и размеров детали;
· проверка условий и выполнение расчетов не требует участия пользователя.
Проектирование проводится в базе Конкретных технологических процессов (КТП). В окне базы КТП отображается дерево классификации изделий. Оно строится по принципу "вложенности", поэтому его удобно использовать для построения схемы членения изделий, в котором на первом уровне вводится описание изделия, а далее описания узлов, сборочных единиц и деталей (рис. 7).
Рис. 7. База Конкретных ТП
При добавлении нового КТП открывается форма для заполнения сведений о детали, технологию которой необходимо спроектировать (рис. 8).
Рис. 8. Форма для заполнения сведений о детали
Для запуска процесса автоматического проектирования ТП необходимо назначить ОТП Шестерня и нажать кнопку [Сформировать], после чего на экране в окне дерева классификации открывается перечень спроектированных операций.
После просмотра ТП оформляется технологическая документация, включающая карты: операционные, маршрутно-операционные, маршрутные, карты контроля, титульные листы. Каждый документ в ТехноПро формируется путем автоматического заполнения шаблона MS Word (рис. 9).
Рис. 9. Пример сформированной операционной карты с эскизом
Таким образом, подсистема ТехноПро/Шестерни является удобным и эффективным средством инженера-технолога для получения в автоматизированном режиме как технологической документации на изготовление зубчатых колес, так и конструкторской документации на червячные фрезы для их обработки. Применение этого комплекса позволяет:
· получать профиль зуба шестерни (колеса) при изготовлении методом обкатки инструментальными рейками различного вида, а также проводить расчет размерных цепей зубообработки;
· организовать автоматизацию проектирования ТП с расчетом припусков на механическую обработку в минимальные сроки;
· полностью исключить брак при изготовлении зубчатых колес и инструмента за счет 100% моделирования процесса обработки.
