Перейти к главной странице
  Эффективные решения Информация
Последняя версия программы
ГеММа-3D версия v10.0 (сборка Setup10_55_0002/28.11.2016 )
 
  Искать
Искать!  
     На главную
     Новости
     Компания
     Продукты
     Техподдержка
     Пресса
     Публикации
     Рекламные материалы
     Дипломы
     Купить
     Цены
 

Случайная фотография из фотогалереи

Кипит работа

Majordomo.ru - надёжный хостинг

 

  Тематические статьи

HSC – pros & cons (Высокоскоростное фрезерование: «За» и «Против»)

Гостившие здесь прежде поколенья
Дремали в грезах самообольщения.
Садись и пей. Все речи мудрецов-
Пустыни прах и ветра дуновенье.
Омар Хайям. Перевод Г.Плисецкого


Мнение практика:

В последнее время фирмы, продающие станки и программное обеспечение CAD/CAM/CAE придумали новую «завлекалку» - высокоскоростное фрезерование. Очередное лукавство. Все при этом публикуют снимок крайне заманчивой в плане технологичности детали типа формы для ПЭТ-бутылки.

И обходят ряд очень неприятных вопросов. Позвольте представить вам некоторые выводы из применения этой самой HSC (High Speed Cutting). Будем рассматривать три формы - технологичную, нетехнологичную и что-то среднее. Все это примеры из жизни, а не скупые выжимки из теории Соломона-Кузнецова.

Итак, форма первая - нетехнологичная. (Рис.1) Автор модели формы - В.Н.Лазарук. Длина формообразующей поверхности- 500. При ширине около 40. И всюду переменные сопряжения. Плюс «чемоданные» углы, где сходятся три различных радиуса. Зачем различных - не знаю. Господа дизайнеры не признались.

При обработке использовались инструменты фирм FRAISA и HITACHI. Материал формы-сталь 95Х18. Программное обеспечение- PowerMill v4.0 и ГеММа-3D v7.1. Станок- MIKRON. Черновая обработка была сделана на обычном фрезерном станке.

Итак, начали с получистовой. Фреза торовая. Режимы резания и рекомендации по подводам и врезаниям в металл взяты из книги по режимам резания фирмы FRAISA. По этим рекомендациям подачи и обороты уменьшены вдвое - для стали с высоким содержанием хрома. Стойкость инструмента снижается из-за большой длины формы и вязкости материала. PowerMill обеспечивает все рекомендуемые поставщиками инструмента и станков режимы и стратегии, но в случае данной формы по причине геометрии изделия, свойств материала стоимость изготовления прямым фрезерованием не снижается, а возрастает из-за низкой стойкости инструмента. Фрезы стоят дорого. Для деталей такой конфигурации проще, быстрее и намного дешевле обошлось бы изготовление электродов. Кроме того, по результатам изготовления хотелось бы обратиться к разработчикам PowerMill. Ребята, почему бы вам не исправить следующие вещи:

1. По непонятным причинам границы делаются не всегда корректно - местами получаются какие-то рваные края. Из-за чего, в свою очередь, некорректно моделируются подходы.

2. ViewMill иногда (надо признать, очень редко) создает изображение не очень то и читаемое. (Рис.2)

В случае с визуализацией нам очень помогла программа, разработанная в НТЦ «ГеММа» G-Mill.

Работать с ней можно в динамике, изображение вращается, масштабируется и, очень важно, выделяется разными цветами количество неснятого материала в зависимости от величины оставшегося припуска. (Рис3).

К PowerMill продается модуль Optifeed для расчета подач в зависимости от нагрузки на инструмент.

Но хотелось бы, чтобы стратегия многопроходной доработки, имеющаяся в PowerMill, тоже считала такие вещи. Кроме того, в системе ГеММа c незапамятных времен существует понятие «Толщина снимаемого слоя». Вы задаете любую стратегию, а УП получите уже с числом проходов по Z, зависящих от этого параметра. Очень рекомендую разработчикам PowerMill.

Деталь номер два (Рис.4) Автор модели А.В.Сизов.

Черновая обработка сделана на обычном станке с использованием стратегий HSC. В случае черновой обработки в PowerMill все продумано замечательно. Обработка производилась тремя фрезами. Для каждого последующего инструмента задается предыдущая обработка и здесь уже все считается с учетом необработанного материала.

Для получистовых и чистовых стратегий был использован пакетный режим расчета. Стратегии задаются с припусками, рекомендованными производителями инструмента. Получистовая и чистовая обработка фактически заняли меньше часа. На восемь форм ушло всего три фрезы FRAISA и две

HITACHI. APT-файлы были интерполированы в ГеММ’е.(Рис.5)

Здесь получился очень интересный результат. Шаг и точность обработки, уменьшенные в два раза, привели к увеличению объема программы в два раза. Но фактическое время обработки составило те же 14 минут, что и для неизмененной таким образом программы. ViewMill показал точную картинку (Рис.6).

Пример три. Деталь средней технологичности (Рис.7).

Здесь проблем не возникало, за исключением «рваных границ». Деталь была обработана всего тремя фрезами. На снимке (Рис. 8) показана готовая форма.

Выводы:

1. Для нетехнологичных или сложных поверхностей высокоскоростное фрезерование таковым не очень-то и является. Здесь эффективным было бы изготовление электродов. Действительно, быстро, качественно и сравнительно недорого.

2. Качество обработанной поверхности, обеспечиваемое при высокоскоростном фрезеровании требует только полировки. То есть замечательное.

3. PowerMill по большому счету действительно на данный момент является очень эффективным, и, что очень важно, весьма безопасным средством для создания УП. Все вышеуказанные недостатки и проистекают из-за стремления максимально обезопасить производство. В стратегии «Растр» появились дуги, которые вписываются для гладкости траектории при обработке углов. Есть новая стратегия, объединяющая стратегии «Растр» и «3D смещение»- «Оптимизированная Z»- незаменима для получистовой обработки. Кроме того, все вышеперечисленные модели не являются для PowerMill’а «родными»- созданы в Euclid. Это тоже сыграло некую отрицательную роль в формировании не совсем качественных границ.

Для СНГ HSC все-таки пока еще недешевое удовольствие. Например, стоимость фрезы HITACHI диаметром 1мм составляет около 60-ти долларов США. При этом необходимо отметить, что стратегии, рекомендуемые для HSC, прекрасно подходят для обработки на обычных станках и дают замечательный результат при традиционных режимах резания.

Комментарий:

Всегда интересно услышать мнение, выделяющееся из общего ряда хвалебных опусов о высокоскоростной обработке. Мнение, несомненно, спорное и тем самым еще более интересное. Но сначала не об этом. Автор обращается к разработчикам системы PowerMILL, попробую взять на себя смелость ответить за них.

Первое – некорректные границы обработки. Для читателей не знакомых с идеологией системы PowerMILL поясню, что зона применения конкретной стратегии обработки в PowerMILL задается границами, представляющими собой набор замкнутых 3D кривых. Границы могут создаваться как из существующей геометрии, так и вычисляться автоматически на основе заданного критерия. Именно во втором случае может быть получена «рваная» граница, показанная на Рис. 9 зеленым цветом. В подавляющем большинстве случаев такой результат объясняется неудачным соотношением между Допуском обработки и геометрией инструмента или не совсем корректной геометрией модели. Выше было отмечено, что обрабатываемая модель не является для PowerMILL «родной», но система и создается как самостоятельный CAM-пакет для которого источник геометрии не важен! Именно для этого существует множество дополнительных флагов и настроек, зачастую игнорируемых пользователями. А напрасно. На Рис. 10 показано, что установка всего лишь одной маленькой галочки позволяет полностью решить «проблему некорректных границ».

Второе – некорректная визуализация результатов обработки. Первый шаг к решению любой проблемы – понять ее причины. Выше было отмечено, что эта проблема очень редко и это так и есть. Чтобы избежать ее появления рассмотрим сам процесс появления проблемной зоны. На Рис 11 для наглядности приведено сечение обрабатываемой матрицы. И что мы видим? Фреза ныряет в заготовку! Длины инструмента не хватает для обработки такого количества материала. Становится понятно, почему проблема возникает редко – просто настолько нетехнологично реальная работа не выполняется. Всегда проводится предварительная выборка материала. Некоторые симуляторы считают длину инструмента бесконечной сразу выдавая корректное изображение, но ViewMILL работает по-другому сразу предупреждая технолога о возможной ошибке. Если же такая обработка была выполнена умышлено, или технологу хочется сразу увидеть результат чистовой обработки – необходимо просто увеличить вылет инструмента как это показано на Рис. 12. Результат не заставит себя ждать.

Теперь вернемся к собственно сути статьи - нужна ли высокоскоростная обработка предприятиям СНГ? Как и большинство аналогичных вопросов, он не имеет однозначного ответа. Все зависит от конкретной ситуации. Опыт западных компаний, производящих оснастку однозначно говорит «за». В том же духе выступают и производители станков. За последние два года разве что ленивый не включил в каталог выпускаемой продукции высокоскоростные обрабатывающие центры. Ситуация на рынке стран СНГ выглядит несколько иначе. Небольшое количество высокоскоростных станков объяснить просто – высока стоимость такого оборудования, но еще больше пугают эксплуатационные расходы. Именно они, на мой взгляд, должны определить место и долю высокоскоростной обработки в отечественном производстве. Не многие предприятия готовы выложить 60$ за фрезу, которой хватает на обработку всего трех форм (см. выше), но многие ли могут без учащения пульса говорить о чистовой обработке каленой матрицы за 14 минут? Все просто: время – деньги.

Вторая проблема – люди. Где взять технолога, готового недрогнувшей рукой задать подачу в 10000мм/мин при оборотах в 40000? Какую взять САМ-систему, чтобы не угробить дорогой станок за первый месяц работы? На второй вопрос пытается ответить фирма Delcam, созданием пакета PowerMILL. Давайте рассмотрим еще одну «нетехнологичную» деталь Рис. 13. Неудобной для высокоскоростной обработки ее делают бобышки, оформляющие винтеляционние отверстия. Решение задачи «в лоб» представленное на Рис. 14 с большим натягом можно назвать приемлемым для высокоскоростного фрезерования. Вертикальные подъемы и работа со сменой направления резания не лучшее решение для такой обработки. Хорошая САМ система отличатся от простой САМ системы тем, что в состоянии выдать оптимальный результат даже для неудобной детали. Технолог же в свою очередь должен не только в совершенстве владеть вверенным ему инструментом, но и быть готовым к нетрадиционным решениям и приемам. На Рис. 13 представлена созданная в PowerMILL плавная траектория, в которой нет ни резких смен направления движения фрезы ни смены направления резания.


Не хочется оставлять без должного внимания и справедливое утверждение господина Стромца, о том, что траектории созданные для высокоскоростной обработки дают хороший результат при обработке на обычных станках при традиционных режимах резания. Это так. Дело в том, что глубинной основой высокоскоростной обработки является постоянство режимов резания, причем режим резания должен выдерживаться достаточно жестко. Разве это плохо для обычного станка? Применение такой идеологии для традиционного оборудования позволит не только повысить стойкость инструмента, но и сократить время обработки. Поэтому строя планы модернизации производства стоит иметь в виду, что приобретение эффективной и надежной САМ-системы может быть более выгодным вложением нежели приобретение дорогостоящего оборудования, имеющего высокие эксплуатационные расходы.

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующее заключение: основным критерием применения высокоскоростной обработки является экономический, если во главу угла ставится время и качество производства оснастки – рано или поздно вы придете к высокоскоростному фрезерованию. И уж если деньги на высокоскоростной станок будут найдены, не забудьте побеспокоиться о надежной САМ-системе, ибо в противном случае вы рискуете выбросить деньги на ветер.

Автор: Игорь Стромец, Александр Рагулин
Источник: "Сапр и Графика" №02/2003 г.
Опубликовано: 2004-08-01

вернуться

Рисунки    


Модель нетехнологичной детали.

Некорректная визуализация

Интерфейс программы G-Mill

Модель технологичной детали

Вид УП после интерполяции.

Эмуляция обработки

Более-менее технологичная деталь

Вид готовой формы









 

Компания НТЦ ГеММа