Оптимизация обработки деталей сложной формы на трехкоординатных фрезерных станках с ЧПУ

• Автор: Репин, Вячеслав Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 180 с.

Оглавление
Введение
1. Общие положения теории обработки деталей сложной формы на фрезерных станках
1.1. Формообразование детали
1.2. Методы математического моделирования процесса формообразования
1.3 Формообразование деталей с поверхностями сложной формы на
трехкоординатных фрезерных станках с ЧПУ
1.4. Точность формообразования
1.5 Производительность формообразования деталей сложной формы при обработке на трехкоординатных фрезерных станках с ЧПУ
1.5.1 Понятие производительности формообразования
1.5.2 Существующие методы повышения производительности формообразования
1.6. Математическая модель поверхности детали
1.6.1. Параметрическое представление поверхностей в CAD/CAM системе DUCT5
1.6.2. Дифференциальные характеристики поверхности детали
1.7. Влияние траектории движения инструмента на производительность формообразования и оптимизация
1.8. Цель и задачи исследований
2. Метод математической оптимизации траектории движения инструмента при чистовом фрезеровании деталей сложной формы на трех координатных станках с ЧПУ
2.1. Основы методики построения траектории движения инструмента
2.2. Используемые допущения
2.3. Основные положения методики

2.4. Вектор направления движения инструмента
2.5. Вектор оптимального направления движения инструмента
2.6. Критерий оптимальности типа и параметров стратегии чистовой обработки детали сложной формы
2.7. Методика определения оптимального типа и оптимальных параметров стратегии обработки в общем виде
2.8. Определение оптимального угла растровой стратегии
2.9. Определение оптимальных координат центра спиральной стратегии
3. Программный модуль оптимизации стратегии обработки в приложении к CAD/CAM системе DUCT5 фирмы DELCAM
3.1. Выбор пути реализации метода
3.2. Алгоритм работы программы
3.3. Подготовка исходных данных
3.4. Порядок работы с программой
3.5. Описание программы
4. Экспериментальные исследования
4.1. Методика эксперимента
4.2. Изготовление тестовой детали
4.3. Измерение параметров шероховатости поверхностей деталей
Библиографический список
Приложение 1. Исходный текст программы mkcom
Приложение 2. Исходный текст программы optimill
Приложение 3. Акт о внедрении программы
Приложение 4. Акт о выполнении работ по отработке программы
Приложение 5. Заключение по результатам измерений №1
Приложение 6. Заключение по результатам измерений №2

Введение
В настоящее время в машиностроении наблюдается тенденция повышения сложности геометрической формы производимых деталей. Это является следствием стремления повысить как качественные показатели использования деталей, так и эстетические свойства изделий в целом (требования дизайна). В качестве примера можно привести формообразующие детали штампов и пресс-форм. Часто такие детали имеют поверхности сложной формы, характеризуемые изменением радиуса кривизны и направления вектора нормали в широких пределах. Эти поверхности принято называть поверхностями свободной формы, или скульптурными поверхностями.
Для изготовления формообразующих деталей инструментальной оснастки в настоящее время широко применяются фрезерные станки с ЧПУ. Это связано с определенными достоинствами их применения. К таким достоинствам можно отнести: сокращение цикла изготовления деталей, снижение требований к квалификации рабочих, обеспечение повторяемости технологического процесса, уменьшение объема слесарнодоводочных работ. Существовавшие ранее сложности в подготовке управляющих программ для указанных станков сейчас успешно решаются с помощью современных графических систем автоматизированного проектирования (САПР).
Следует отметить, что основной парк фрезерных станков с ЧПУ на предприятиях России имеет три управляемые координаты.

Как в первом, так и во втором случаях стратегия обработки может быть представлена как совокупность кривых, лежащих на плоскости - шаблоном строк. В первом варианте шаблоном строк будут являться сами кривые, подлежащие проецированию, во втором - линии пересечения однопараметрического семейства поверхностей с плоскостью.
Некоторые из распространенных шаблонов строк приведены на рис. 1.16.
В общем случае может осуществляться точечное, линейное или плоское проецирование в произвольном направлении. Однако в таком программном продукте фирмы DELCAM, как PowerMill, возможны все три вида проецирования. Шаблоном строк также может являться произвольная плоская кривая.
В CAD/CAM системе DUCT5 (версия 5.5) имеется три варианта чистовой фрезерной обработки деталей сложной формы на трехкоординатном станке с ЧПУ: растровая, спиральная, по постоянным уровням оси Z. По первому строки строятся как эк-видистанты к линиям пересечения поверхности детали с совокупностью параллельных плоскостей, перпендикулярных плоскости XOY (см. рис. 1.17). По второму варианту строки траектории строятся как эквидистанты к линиям пересечения поверхности детали с совокупностью плоскостей, перпендикулярных оси Z (рис. 1.18). По третьему варианту строки траектории строятся как эквидистанты к линиям, получающимся путем параллельной проекции вдоль оси Z на поверхность детали спирали, построенной в плоскости XOY.