Проектирующие подсистемы САПР РИ являются основой развития автоматизированного проектирования в инструментальном производстве. Для автоматизированных систем технологической подготовки производства наиболее предпочтительным является использование аппаратных средств, позволяющих вести проектирование инструмента в диалоговом режиме. В этом случае можно спроектировать инструмент оптимальной конструкции.
Для режущего инструмента любого вида проектирующие подсистемы разрабатываются в следующей последовательности: отработка общих методических принципов проектирования; описание параметров обрабатываемых деталей; составление методики расчета параметров конструктивных элементов режущего инструмента (параметров технологического процесса и др.); отработка блок-схемы порядка расчета; определение составов и функций программных модулей; разработка программ расчета параметров инструмента (технологического процесса и др.).
Непременным условием создания высокоэффективной системы проектирования является определение правильной информационной структуры инструмента. Для того чтобы САПР РИ могла функционировать в режиме разработки оптимальной конструкции, должны быть раскрыты следующие связи: - просгранственные, определяющие место и (последовательность расположения отдельных элементов (например, главной и калибрующей режущих кромок, хвостовика и др.); - функциональные, определяющие величины параметров (например, параметры конструктивных элементов, обеспечивающие достаточные прочность и жесткость); - внешние, обусловленные характером и условиями взаимодействия инструмента с обрабатываемой деталью.
Внешние связи определяют формирование исходных данных. Режущий инструмент работает в определенных условиях, характеризуемых режимами резания, применяемой СОЖ, используемым оборудованием и др. Число внешних факторов достигает нескольких десятков, и поэтому их следует сгруппировать. Можно выделить три группы таких факторов. Первая характеризует обрабатываемую деталь и определяет связи непосредственно между заготовкой н инструментом. К ней относятся: - химические, физические и механические свойства материала детали; - шероховатость обрабатываемой поверхности; - точность обрабатываемой детали; - геометрическая форма обрабатываемой детали; - метод получения заготовки детали; - основные размеры и касса детали; - дополнительные данные.
Вторая группа факторов относится непосредственно к самому инструменту. В нее входят:
- особенности конструкции инструмента;
- основные размеры инструмента;
- материал инструмента;
- необходимость перетачивания;
- особенности термообработки и методы нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность;
- дополнительные данные.
- дополнительные данные.
К третьей группе внешних факторов относятся условия эксплуатации режущего инструмента:
- режимы резания;
- характер производства (единичное, серийное и пр.);
- вид СОЖ и способ подхода ее в зону резании;
- регламентация стойкости инструмента;
- форма и необходимость отвода стружки;
- вид оборудования, на котором предполагается использование инструмента;
- дополнительные данные.
Из приведенных выше программных модулей с точки зрения формализации наибольший интерес представляет программа «материал». При выборе материала режущего инструмента невозможно установить определенные математические зависимости. Решение задачи выбора материала было реализовано в форме реляционной БД, формирование которой описано ниже.
Выявление внешних и внутренние связей у осевых инструментов позволяет учитывать до 20—30 факторов, влияющих на структуру САПР осевых режущих инструментов, из которых значительная часть влияет на выбор инструментального материала. Но учитывать все факторы нецелесообразно, т. к. усложняется практическое использование САПР РИ из-за увеличения необходимых исходных данных, а также трудно учесть ряд факторов (примене-ние СОЖ, нанесение покрытий и др.) из-за отсутствия экспериментальных данных. Поэтому более рационально выделить определяющие факторы.
При выборе материала для осевого инструмента определяющими факторами являются:
1) материал обрабатываемой детали;
2) характер предварительной подготовки детали с указанием состояния поверхности заготовки;
3) диаметр обрабатываемого отверстия;
4) режим резания;
5) тип производства деталей;
6) вид и степень автоматизации оборудовании;
7) жесткость системы СПИД;
8) особенности технологического процесса получения заготовки инструмента;
9) наличие данного инструментального материала.
Указанные девять факторов являются необходимыми для достаточно обоснованного выбора инструментального материала и частично учитывают другие факторы, не входящие в число этих девяти. Каждый фактор инвариантен. Обычно для выбора предлагается от 10 до 200 марок материалов для обрабатываемых деталей. Если карта выбора составляется для конкретного предприятия (отрасли), то число марок следует ограничить с учетом потребностей данного предприятия.
Работа будет вестись в программе PowerMill. PowerMILL является основным пакетом в программной линейке Delcam. PowerMILL предназначен для разработки управляющих программ для 3-осевых и многоосевых фрезерных станков с ЧПУ.
Данная программа хорошо стыкуется со многими CAD системами благодаря Delcam Exchange, которая отлично генерирует многие форматы в нужные. Особенно хорошо работает с пакетным модулем Delcam PowerSHAPE, в системе реализована концепция Total Modeling, которая позволяет в единой среде моделирования комбинировать разные техники моделирования.
Непосредственно для нас PowerMILL интересен для проектирования и изготовления сборных осевых инструментов, по готовым уже 3D моделям, изготовленным в CAD системах. По готовым моделям назначаются нужные траектории инструментов, режимы резания и все необходимые параметры.
Нельзя не отметить мощные и удобные средства модицирования сгенерированных траекторий. В других CAM системах распространена следующая идеология создания УП: вначале создаем все ограничивающие условия, подходы, отходы, далее- запускаем расчет и получаем готовую траекторию. На этом этапе остается либо принять результат, либо начать все заново. Система PowerMILL предоставляет средства для дальнейшей работы над траекториями. Вначале достаточно задать базовые параметры: тип стратегии, шаг, а если необходимо, то и направление. Очень богатая база подходов, отходов, врезаний и тп. В общем все зависит от собственной фантазии(в разумных пределах) и опыта. Так же удобное создание границ зон обработки, и расчет траектории в границах надежно застрахован от зарезов.
Как правило технолог работает с уже устоявшейся номенклатурой, и удобнее всего наполнить собственную базу данных реально используемыми инструментами. Для этого была разработана база данных в составе PowerMILL Utils. Пользователь может заполнить базу собственными инструментами, задавая не только геометрические размеры инструмента и патрона, но и режимы резания применительно к различным материалам и станкам. Неудобство этого метода в том, что описание инструмента в PMUtils несколько отличается от описания инструмента в PM, как по интерфейсу так и по форме. Получится, что PMUtils ограничит ваши возможности по заданию параметров инструментов.
Однако, при изменении параметров проектирующегося инструмента приходится менять весь текст программы, а это долго и не удобно. Выходом из этого является создание макросов для отдельных инструментов и его траекторий.