FAQ
З якими матеріалами можна працювати на ЧПУ-обробці?
Ми працюємо з широким спектром матеріалів, включаючи алюміній, нержавіючу сталь, латунь, мідь, титан, пластмаси (наприклад, POM, ABS, PTFE) та спеціальні сплави. Якщо у вас є конкретні вимоги до матеріалів, наша команда може порадити найкращий варіант для вашого застосування.
Які галузі промисловості ви обслуговуєте, надаючи послуги з обробки на ЧПК?
Наші послуги з обробки на верстатах з ЧПК надаються різноманітним галузям промисловості, включаючи аерокосмічну, автомобільну, медичну, електронічну, робототехнічну та промислове обладнання. Ми також підтримуємо швидке прототипування та індивідуальне дрібносерійне виробництво.
Яких допусків можна досягти за допомогою обробки на верстатах з ЧПК?
Зазвичай ми досягаємо допусків ±0.005 мм (±0.0002 дюйма) залежно від геометрії деталі та матеріалу. Для отримання точніших допусків, будь ласка, надайте детальні креслення або зверніться до нашої інженерної команди.
Який ваш типовий термін виконання проектів з ЧПК-обробки?
Стандартні терміни виконання замовлення коливаються від 3 до 10 робочих днів, залежно від складності деталі, кількості та наявності матеріалів. Прискорене виробництво можливе за запитом.
Чи можете ви надати індивідуальні прототипи з ЧПК та виробництво в малих обсягах?
Чи можете ви надати індивідуальні прототипи з ЧПК та виробництво в малих обсягах?
Гарячі пости
Робоче колесо — це механічний пристрій, що генерує енергію, що перетворює енергію робочого тіла, що протікає, на механічну роботу; це один з ключових компонентів турбокомпресорів в авіаційних двигунах, газових турбінах і парових турбінах.
Робочі лопаті мають складні форми та унікальні канали потоку, а якість їхньої обробки безпосередньо впливає на експлуатаційну ефективність машини та продуктивність продукції.
У інженерній практиці інженери зазвичай використовують п'ятиосьові верстати для обробки монолітних заготовок.
Спочатку програмне забезпечення CAD/CAM генерує траєкторії обробки для робочого колеса, а потім виконує спеціальну постобробку цих траєкторій перед обробкою на п'ятиосьовому верстаті.
Хоча відповідні дослідження тривають вже багато років, такі проблеми, як неможливість обміну інформацією від виробника, високі професійні бар'єри та труднощі для початківців-операторів на початку роботи, все ще існують.
Тому в процесі сприяння трансформації та модернізації галузі виробництва обладнання дослідження технологій моделювання для обробки та постобробки турбін та робочих коліс залишаються важливими, оскільки це допомагає підвищити рівень кваліфікації. Багатоосьова обробка на верстатах з ЧПК.
Обробка робочих коліс на верстатах з ЧПК та генерація траєкторій інструменту
На рисунку 1 показано робоче колесо з відвідними лопатками.
На початковому етапі модуль «frézing-multi-blade» для обробки лез зі змінною віссю в NX генерує траєкторію інструменту.
Потім інженери створюють постобробку для генерації програми обробки, перевіряють її за допомогою моделювання за допомогою Vericut і, нарешті, обробляють її на п'ятиосьовому верстаті.
Генерація заготовки для обробки
Під час фактичної обробки робочого колеса заготовка спочатку створюється за допомогою точіння.
У середовищі обробки UG, у розділі [Створити геометрію], виберіть тип «Токарна обробка» та підтип геометрії «MCSSPINDLE».
У діалоговому вікні [Заготовка] вкажіть заготовку крильчатки як компонент і натисніть значок «ТОЧАРІННЯ ЗАГОТОВКИ».
Потім система автоматично згенерує обертове тверде тіло, яке охоплює максимальний зовнішній контур робочого колеса, як показано на рисунку 3.
Використовуйте цей контур для обертального моделювання, щоб створити токарну заготовку для робочого колеса перед обробкою, як показано на рисунку 4, та експортуйте її як модель у форматі STL для використання в симуляції Vericut.
Створення геометрії обробки робочого колеса
У середовищі обробки UG перейдіть до меню [Створити геометрію], виберіть «фрезерна-багатолезова» та виберіть один із підтипів «MCS», «ЗАВЕРШЕНА ДЕТАЛЬ» та «БАГАТОЛЕЗОВА-ГЕОМ».
1) Створення MCS
Відкрийте діалогове вікно MCS та встановіть машинну систему координат (MCS) у центрі верхньої поверхні робочого колеса, як показано на рисунку 1.
Система координат машини (MCS) також служить системою координат заготовки під час фактичної обробки на верстаті з ЧПК.
2) Створення ЗАВОДУ
У діалоговому вікні [Заготовка] вкажіть геометрію компонента як робоче колесо, а геометрію заготовки як точену заготовку, створену в розділі 1.1, щоб завершити створення геометрії заготовки.
3) Створення БАГАТОЛОПАТОВОЇ ГЕОМЕТРІЇ
У діалоговому вікні [Геометрія кількох лопатей] вкажіть геометрію для маточини, оболочки, лопатей, заокруглення кореня лопаті та лопатей відвідного пристрою відповідно.
Оболонка представляє зовнішню поверхню великої лопаті; лопаті включають ліву та праву поверхні, а також передню та задню поверхні; а лопаті відведення – це малі лопаті.
Під час їх визначення просто виберіть одну геометрію та введіть загальну кількість лопатей, як показано на рисунку 5.
Вибір інструменту
Виходячи з геометрії каналу потоку робочого колеса та ступеня кривизни лопаті, для обробки вибирається конічна кульова фреза.
Діаметр кулі становить 2 мм, конусність – 3.5 мм, довжина ріжучої кромки – 30 мм, а загальна довжина інструменту – 50 мм.
Створення операції обробки робочого колеса
Виберіть тип операції «фрезерування з кількома лезами» для багатоосьового фрезерування робочого колеса; підтипи включають чорнову обробку кількох лез, чистову обробку маточини, чистову обробку леза та чистову обробку галтелів.
У діалоговому вікні [Створити операцію] вкажіть розташування програми, виберіть створену конічну кульову фрезу як інструмент і переконайтеся, що геометрія успадковує раніше створені MCS, WORKPIEE та MULTI-BLADE-GEOM. Виберіть метод обробки «MILL-ROUGH».
Після підтвердження система перейде до інтерфейсу налаштувань [Чорнова обробка кількома лезами].
Система автоматично встановлює метод приводу на «Чорнову обробку лезом».
Налаштовано такі параметри, як розмір кроку, шари різання та припуск на різання, а також згенеровано траєкторію чорнової обробки, як показано на рисунку 6.
Згенеровано траєкторії інструменту для чистової обробки маточини, чистової обробки леза та чистової обробки галтелів з використанням одного й того ж методу.
Налаштування постобробки для робочих коліс та генерація G-коду
Огляд функції RTCP на п'ятиосьових верстатах
У машинобудуванні п'ятиосьові верстати класифікуються за структурою на кілька типів, включаючи конфігурації з подвійним поворотним столом, подвійною поворотною головкою або поворотним столом плюс поворотною головкою.
Незалежно від типу п'ятиосьового верстата, оскільки центр обертання інструменту (для верстатів з поворотною головкою) або центр обертання заготовки (для верстатів з поворотним столом) не збігається з точкою положення інструменту, обертальний рух викликає похибки в точці положення інструменту.
Як показано на рисунку 7-1, верстат з поворотною головкою обробляє точку p на заготовці, фіксує координати положення інструмента та повертає поворотну головку на кут θ для виконання векторного перетворення від точки до точки, що призводить до досягнення положення інструменту точки q та генерування помилок YO та ZO.
Аналогічно, як показано на рисунку 7-2 для верстата з поворотним столом, система позиціонує центральну точку інструменту за допомогою лінійних координат, і коли вона виконує інтерполяцію вектора осі інструменту (тобто повертає вісь A на кут θ), також виникають помилки.
Якщо центр обертання заготовки збігається з центральною точкою інструмента TO, помилка не виникає, як показано пунктирною лінією на рисунку 7-2.
Більшість сучасних п'ятиосьових систем ЧПК мають функції для автоматичного розрахунку та компенсації вищезгаданих помилок.
Верстати з поворотною головкою використовують це як функцію RTCP (центральна точка обертання інструменту), тоді як верстати з поворотним столом використовують це як функцію RPCP (обертання навколо центральної точки деталі), яку також називають функцією відстеження центральної точки інструменту по п'яти осях.
Розробка постобробки для п'ятиосьового верстата з двома револьверними головками та генерація G-коду
Як згадувалося вище, G-код, згенерований постпроцесором з функціональністю RTCP, точно записує координати положення інструменту та вектори осей A та C згідно з вищезгаданою MCS.
G-код на основі RTCP та універсальна адаптивність програми
Спираючись на систему керування для виконання обчислень перетворення координат, щоб спрямувати осі верстата для виконання інтерполяційних рухів, програма є універсальною програмою, здатною адаптуватися до різних верстатів з ЧПК, оснащених функціональністю RTCP.
Цей постпроцесор правильно виводить точки положення п'ятиосьового інструменту та може активувати одночасний рух п'яти осей та функції обробки кількох поверхонь з фіксованою ослю; такі програми постобробки зазвичай надаються виробниками верстатів для використання користувачем.
Стратегія постобробки для машин без RTCP
Для п'ятиосьових верстатів без функціональності RTCP необхідно налаштувати спеціальні параметри постобробки на основі параметрів верстата.
Програмний постпроцесор обчислює положення інструменту та вектори інструменту для виконання верстатом; система керування не виконує вторинних обчислень, а координати положення інструменту, що виконуються верстатом з ЧПК, узгоджуються з координатами G-коду.
Якщо в параметри верстата, заготовки або налаштування початку координат внесено зміни, для створення G-кодової програми необхідно повторити постобробку.
У цій статті проводиться дослідження шляхом створення постпроцесора без RTCP для п'ятиосьового верстата з двома поворотними столами.
Як показано на рисунку 8, структура п'ятиосьового верстата з двома поворотними столами така: відстань Zf від центру обертання осі А до поверхні поворотного столу осі С становить 22.5 мм, а зміщення YP Відстань між поворотним столом осі C та центром обертання осі A становить 10 мм.
Розрахунок ключових параметрів та налаштування зміщення
Розташував початок координат програмування робочого колеса на 45 мм вище нижньої поверхні на верхній поверхні заготовки та розмістив його на поворотному столі по осі C під час обробки, що призвело до довжини повороту 67.5 мм, як показано на рисунку 9.
Встановіть у постпроцесорі зміщення Y від четвертої осі до центру п'ятої осі на 10, а зміщення Z на 67.5.
Постпроцесор також вимагає налаштування початкових послідовностей, траєкторій інструменту, послідовностей завершення програми та іншого пов'язаного вмісту.
Після збереження згенеровано три файли пост-обробки — .def, .Pui та .tcl.
Зберіг отримані G-кодові програми для подальшого використання після виконання постобробки для кожної операції обробки робочого колеса.
Моделювання обробки робочого колеса
У цьому розділі імітується постобробка без RTCP, описана вище.
Процес моделювання та налаштування параметрів
Vericut — це система моделювання обробки на верстатах з ЧПК, розроблена компанією CGTECH у Сполучених Штатах.
Це дозволяє перевіряти програми ЧПУ, вимірювати розміри та виявляти помилки, такі як перерізання та виходи за межі робочого місця, а також забезпечує реалістичну 3D-візуалізацію твердих тіл.
Основні кроки моделювання обробки робочого колеса такі:
1) Завантажте елементи керування системою та верстат; модулі верстатів також можна створювати за потреби.
2) Завантажте згенеровану заготовку робочого колеса у форматі STL.
3) Завантажте модель робочого колеса у форматі STL для перевірки та автоматичного порівняння.
4) Створіть кульову кінцеву фрезу з конусністю 3.5.
5) Встановіть систему координат заготовки та завантажте зміщення координат.
6) Завантажте G-код ЧПУ.
Для симуляцій обробки, які не використовують RTCP, створені компоненти верстата повинні забезпечувати Zf=22.5 та YP= 10.
Під час затискання заготовки нижня поверхня заготовки повинна збігатися з поверхнею столу по осі С.
Початок координат (центр обертання) має збігатися з центром обертання осі C верстата, забезпечуючи, щоб відстань від центру координат заготовки до центру обертання осі A становила 67.5 мм.
Остаточні результати моделювання показано на рисунку 10, де можна спостерігати зміщення поворотного столу по осі C.
Аналіз та порівняння результатів моделювання
Запустіть аналіз зіткнень у VT, встановіть відстань зіткнення між інструментом та заготовкою, і система не видала попередження про зіткнення.
Відобразіть імпортовану заготовку робочого колеса, встановіть допуски на підрізання та перерізання на 0.03 та виконайте автоматичне порівняння.
Результати порівняння показано на рисунку 11, де червоні області вказують на переріз, а сині області – на залишок матеріалу.
Результати помилок знаходяться в допустимих межах, що вказує на те, що початковий шлях програмування обробки та встановлений постпроцесор придатні для використання.
Обробка робочих коліс на п'ятиосьовому верстаті
Виконував фактичну обробку робочих коліс на п'ятиосьовому верстаті DMG DMU100P, оснащеному системою ЧПК Heidenhain iTNC530, з автоматичним налаштуванням інструменту та відстеженням його положення.
Розмістив заготовку на поворотному столі по осі C без необхідності центрування під час обробки.
Автоматично встановіть початок координат на заготовці на основі запрограмованого центру після затискання.
Використовував вбудоване програмне забезпечення для постобробки верстата для обробки згенерованих траєкторій інструменту та створення програми обробки для виконання.
Верстат також може працювати без відстеження положення інструменту або в стані без RPCP; у цих випадках верстат виконує п'ятиосьову інтерполяцію без відстеження положення інструменту.
Узгодив налаштування параметрів постобробки з фактичними характеристиками верстата та відцентрував заготовку під час затискання.
Використано функцію, що не є RPCP, для перевірки принципів та налаштувань параметрів, описаних вище.
На рисунку 12 показано стан робочого колеса після чорнової обробки, а на рисунку 13 показано робоче колесо після остаточної обробки.
Успішне завершення процесу обробки підтверджує правильність вищезазначеного теоретичного аналізу та налаштувань параметрів.
Висновок
Ця стаття зосереджена на обробці робочих коліс за допомогою п'ятиосьових верстатів.
У ньому описано методи створення автоматичних шляхів програмування для п'ятиосьової обробки робочим колесом, пояснено принципи функції RTCP та структури постобробки п'ятиосьових верстатів, а також шляхом експериментів визначено ключові налаштування параметрів для постобробки без RTCP на п'ятиосьових верстатах.
Використано VERICUT для перевірки функціональності пост-обробки без RTCP.
Виконував фактичну обробку на п'ятиосьовому верстаті DMG Mori для перевірки точності запрограмованих траєкторій інструменту та постобробки, тим самим надаючи цінний досвід та знання професіоналам у цій галузі.