Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ. Системa NX. Фрезерование

172 Pages·06.617 MB·Russian

by  Поляков А. Н.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Оренбургский государственный университет»

А.Н. Поляков, И.П. Никитина, И.О. Гончаров

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ
ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ.
СИСТЕМA NX. ФРЕЗЕРОВАНИЕ

Рекомендовано к изданию Ученым советом федерального
государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования «Оренбургский государственный
университет» в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по программам высшего образования по
направлениям подготовки 15.03.05 Конструкторско-
технологическое обеспечение машиностроительных производств,
15.04.05 Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств и 15.03.06 Мехатроника и
робототехника

Оренбург
2016
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.9.06-52(075.8)
ББК 34.630.2-5-05я73
П 54

Рецензент - доктор технических наук, профессор А.И. Сердюк

Поляков, А. Н.
П 54 Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ. Системa
NX. Фрезерование: учебное пособие/ А. Н. Поляков, И.П.
Никитина, И. О. Гончаров; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург:
ОГУ, 2016. – 171 с.
ISBN 978-5-7410-1314-4

В пособии представлены основы работы с модулем "Обработка" авто-
матизированной системы NX. В пособии рассмотрены базовые операции 2.5
и 3-х осевой обработки деталей фрезерованием.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по об-
разовательной программе магистратуры по направлению подготовки 15.04.05
Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных произ-
водств. Пособие также может быть полезно специалистам, работающим в об-
ласти автоматизированной подготовки управляющих программ для станков с
ЧПУ.

УДК 621.9.06-52(075.8)
ББК 34.630.2-5-05я73

ISBN 978-5-7410-1314-4  Поляков А.Н.,
Никитина И.П.,
Гончаров И.О. 2016
 ОГУ, 2016

2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Содержание

Введение………………….…………………………………………………...…......... 5
1 Общие сведения. Знакомство с модулем "Обработка".................................... 6
1.1 Типовая последовательность создания управляющих программ .…............. 6
1.2 Инициализация...............................................………………………..........….. 9
1.3 Анализ геометрии ………………..………...…..................................…........... 10
1.4 Подготовка модели к производству.…............................................................. 11
1.5 Создание и редактирование родительских групп ........................................... 13
2 Глубинное фрезерование…........................……………………………............ 33
2.1 Формирование группы параметров Уровни резания и Шаблон резания....... 36
2.2 Формирование группы параметров Параметры резания …..…………........… 45
2.3 Формирование группы параметров Вспомогательные перемещения........... 54
2.4 Задание Скорости и подачи …………..……..…..……..................…….......... 57
3 2.5-осевое фрезерование …..………………………….…...……….……........ 59
3.1 Операция FLOOR_WALL …….......................……………………….........…. 60
3.2 Особенности операции FACE_MILLING........................................................ 72
3.3 Операция SOLID_PROFILE_3D …….…..…...........................................…..... 80
3.4 Обработка по Z-уровням..................................................................................... 82
3.5 Плоское фрезерование - PLANAR_MILL ……………………………............ 89
3.6 Фрезерование плоского профиля - PLANAR_PROFILE................................. 93
4 Особенности использования библиотек NX. Постпроцессоры. Цеховая
документация ……………….............................................................................. 99
5 Трехосевое фрезерование ……........………...................................................... 112
5.1 Операции FIXED_CONTOUR и CONTOUR_AREA ………………….......... 116
5.2 Операция STREAMLINE (Вдоль потока)……………………………............. 144
5.3 Особенности использования операций VARIABLE CONTOUR и
FIXED_CONTOUR при обработке фасонных контуров.................................
150
5.4 Фрезерование отверстий.................................................................................... 158
6 Рекомендации по формированию учебных заданий ....................................... 164
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список использованных источников……….….………………………….................. 166
Приложение А Краткие сведения о системе................................................................ 168
Приложение Б Первые этапы создания управляющей программы........................... 170

4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение

В последние годы на предприятиях обрабатывающих отраслей про-
мышленности стал расти парк многоосевых станков с ЧПУ, предназначенных
для обработки деталей сложной геометрии. Одновременное управление тре-
мя и более координатами станка не по линейному закону стало нереализуемо
методами ручной подготовки управляющих программ. Потребность оптими-
зировать технологию обработки сложнопрофильных деталей на этапе кон-
структорско-технологической подготовки производства определило потреб-
ность в создании автоматизированных систем подготовки управляющих про-
грамм для станков с ЧПУ.
В настоящее время рынок CAM-систем достаточно объемен. Прибли-
зительная оценка экспертов оценивает мировой рынок CAM-систем в 2014
году на уровне 1,5 млрд. $. Среди наиболее известных CAM-систем следует
отметить следующие: MasterCam, разработчик CNC Software Inc– лидер ми-
рового рынка CAM-систем, ArtCam, CAMWorks, EdgeCam, NX Siemens PLM
Software, AlphaCam, Сatia, HyperMill, SolidCam, PowerMill, CimatronE, Esptit,
SprutCam.
Любая CAM-система позволит разработать управляющую программу
для детали со сложной геометрией обрабатываемых поверхностей. Однако,
только при наличии соответствующих постпроцессоров разработанная
управляющая программа позволяет существенно снизать объем программно-
го кода. Поэтому стоимость рабочих версий CAM-систем на порядок выше
стоимости учебных версий. При этом функциональные возможности учеб-
ных версий программ мало отличаются от рабочих. Поэтому изучение учеб-
ных версий CAM-систем актуально при подготовке специалистов в области
технологической подготовки машиностроительного производства.
Данное пособие включает шесть разделов. Пособие может быть ис-
пользовано при изучении NX 9.0 и NX 10.

5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Общие сведения. Знакомство с модулем "Обработка"

1.1 Типовая последовательность создания управляющих программ

Для обеспечения требуемого качества обработанной детали последова-
тельность операций назначается исходя из следующих критериев :
1) сначала производят черновую обработку заготовки, при которой
снимаются наибольшие слои металла;
2) обработку поверхностей, на которых недопустимы возможные де-
фекты заготовок, следует вести в начале технологического процесса при вы-
полнении черновых операций;
3) в первую очередь следует обрабатывать поверхности, при удалении
припуска с которых в наименьшей степени снижается жесткость заготовки;
4) чистовые операции надо выполнять к концу обработки, так как при
этом уменьшается возможность повреждения уже обработанных поверхно-
стей;
5) поверхности, для которых задана точность относительного распо-
ложения необходимо обрабатывать с одной установки;
6) следует стремиться применять метод концентрации операций тех-
нологического процесса, т.е. одновременного выполнения большего числа
переходов, и использовать комбинированные инструменты.
Типовая последовательность создания управляющих программ в NX
представлена на рисунке 1.1. При этом возможен пропуск отдельных этапов.
Первый этап. Выбор окружения обработки или инициализация. Для
разных видов обработки используются разные шаблоны. На этом этапе со-
здаются те объекты, которые необходимы для данного вида обработки. Ини-
циализация всегда выполняется при первом входе в модуль обработки. В
этом случае ряд объектов обработки создается автоматически. На этом этапе
уточняется вид обработки.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Второй этап. Анализ геометрии. На данном этапе анализируются габа-
ритные размеры и размеры различных элементов детали, значения которых
определяет выбор размеров используемых на следующих этапов режущих
инструментов .

Рисунок 1.1 – Типовая последовательность создания управляющих
программ

Третий этап. Подготовка модели к производству. В отдельных случа-
ях требуется модификация модели готовой детали в модель для обработки –
на этом этапе либо убирают, либо наоборот добавляют отдельные элементы.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Поэтому при наличии ассоциативной копии эти изменения не изменят ори-
гинальную модель, т.к. все изменения будут реализованы для копии.
Четвертый этап. Создание или редактирование родительских групп,
т.е. объекты, заданные в родительских группах, наследуются использующи-
ми их операциями. В этом случае модифицируются все операции, использу-
ющие конкретную родительскую группу путем модификации объектов этой
группы. Родительские группы определяются для таких категорий, как: про-
грамма, инструмент, геометрия и метод.
Пятый этап. Создание или редактирование операций обработки. На
этом этапе задают все необходимые для операции параметры, в том числе за-
дание контура обработки, выбор режущего инструмента и типа фрезерова-
ния, назначение числа проходов и режимов резания и т. д. На этом этапе ге-
нерирование траектории движения инструмента не требуется - это следую-
щий этап.
Шестой этап. Генерирование траекторий может выполняться как на
каждой операции, так и для группы операций.
Седьмой этап. Проверка траекторий необходима для того, чтобы вы-
явить возможные проблемы при проектировании операции, например, зарезы
или столкновения инструмента с оснасткой.
Восьмой этап. Постпроцессирование (преобразование кода программы
в код конкретного станка) и создание цеховой документации. До этого этапа
траектории инструмента не зависели от модели станка. На этом этапе форми-
руется управляющая программа (УП). Естественно, одна УП может включать
несколько траекторий, созданных различными операциями. Однако постпро-
цессор нельзя рассматривать как простой конвертор – он может выполнять
дополнительные проверки.
Вместе с управляющей программой в цех обычно передается Цеховая
документация, которая включает карту наладки с указанием нулевой точки
программы, порядок операций, список инструментов с указанием номеров
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ячеек магазина и различной дополнительной атрибутивной информацией
(разработчик, дата, код детали, время обработки).

1.2 Инициализация

Для осуществления процедуры инициализации необходимо открыть
модель, для которой будет создаваться проект обработки. После вызова ко-
манды главного меню Файл/Новый на экране появится диалоговое окно, с
помощью которого можно уточнить тип создаваемого объекта. В данном
случае следует выбрать вкладку Обработка (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Диалоговое окно инициализации обработки

9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
После нажатия кнопки OK будет создана родительская сборка, содер-
жащая обрабатываемую деталь как компонент; вся информация по обработке
будет записываться в файл сборки. На рисунке 1.3 показан вид навигатора
сборки. В графической области отображается деталь.

Рисунок 1.3 - Навигатор сборки

1.3 Анализ геометрии

На этом этапе должны быть проанализированы геометрические пара-
метры модели. Этот этап актуален, если нет оригинала модели. Например,
модель детали экспортирована из другой CAD-системы без доступа к эски-
зам конструктивных элементов [1]. В этом случае доступный способ осу-
ществления анализа - это измерение. При этом можно измерить габаритные
размеры, величину радиуса, высоту бобышки или ширину паза. Это позволя-
ет назначить соответствующую параметрам детали геометрию инструмента,
выбрать станок необходимых размеров зоны обработки и т. д.
Доступ ко всем командам измерения осуществляется через вызов пик-
тограммы Измерение расстояния на ленточной панели:

Рисунок 1.4 - Пиктограмма панели Измерение расстояния
10