Настройка параметров системы на токарную обработку

Введение

В процессе изучения дисциплин «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов производства двигателей и энергетических установок» и «Проектирование операций на станках с программным управлением» студенты должны овладеть методами прфессионального использования комплексных систем автоматизированного проектирования для разработки технологических процессов изготовления деталей авиационных двигателей и энергетических установок на программно-управляемом оборудовании.

Данное Методическое пособие по практическим работам направлено на формирование у студентов умения работать в среде одной из наиболее распространенных в мировом наукоемком машиностроении компьютерной CAD/CAM/CAE системы Siemens NX (ранее известной пользователям под названием Unigraphics NX) и решать задачи, возникающие на предприятиях при разработке управляющих программ для станков с числовым программным управлением.

Пособие содержит разделы по проектированию управляющих программ для большинства типов операций обработки на одношпиндельном токарном станке.

В процессе выполнения практических работ студент научится настраивать параметры системы Siemens NX на токарную обработку, а также создавать операции: подрезки торца, осевого сверления, чернового и чистового точения наружных и внутренних поверхностей, протачивания наружных и внутренних канавок, нарезания резьбы и др.

Методическое пособие сразу знакомит студентов с работой модуля «Обработка» системы Siemens NX и предназначено для пользователей знающих работу модуля «Моделирование» и способных создать пространственную геометрическую модель детали по её эскизу.

Работу по освоению методик проектирования управляющих программ для токарной обработки на станках с ЧПУ необходимо начать с создания геометрической модели учебной детали по эскизу (рис.1.1), а также её заготовки (прутка), эскиз которой с привязкой к системе координат детали показаны на рис 1.2.

При создании модели обратите внимание на то, что образующая одной из внутренних поверхностей представляет собой кривую линию, исходная информация о которой задана координатами принадлежайших ей точек (табл. 1). Аппроксимацию этой кривой сплайн-функцией третьтей степени необходимо осуществить в меню

Вставить → Кривые → Сплайн-студии → Через точки

модуля «Моделирование» системы Siemens NX.

Рисунок 1.1 – Эскиз учебной детали для токарной обработки

Таблица 1 – Координаты точек кривой линии

№
xi	-48	-40	-30	-22.5	-15	-7.5	0	8.2
yi	14.0	18.2	18.5	17.5	20.0	21.8	22	21.2

 

Рисунок 1.2 – Эскиз заготовки с привязкой
к системе координат детали

Практическое занятие № 1

Анализ габаритов детали

Анализ габаритов детали позволит оценить общий размер детали.

Сначала убедитесь, что прозрачность включена.

Выберите Настройки → Визуализация.

Выберите вкладку Визуализация.

Если необходимо, установите флажок Прозрачность.

Прозрачность

Нажмите кнопку ОК. Вы должны видеть деталь внутри прутка.

В главном меню выберите Анализ → Измерить расстояние.

Выберите Расстояние в списке Тип.

Расстояние

Последовательно выберите переднюю и заднюю грань прутка (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 – Измерение длины детали

Используйте список быстрого выбора, чтобы выбрать заднюю грань.

Длина составляет 160 мм.

Нажмите кнопку Отмена.

Задание геометрии детали и геометрии заготовки

Задание геометрии является третьей задачей настройки.

Вы должны проверить: системы координат (1), задать геометрию заготовки (2) и геометрию детали (3) (рис. 1.4).

Рисунок 1.4 – Расположение системы координат,
моделей детали и заготовки

1.3.1. Проверка системы координат.

Рабочая система координат (РСК) определяет систему координат, в которой вводятся данные. Она должно быть ориентирована в плоскости, в которой перемещается токарный резец.

Нажмите правой кнопкой мыши на фоне графического окна и выберите Ориентация вида → Сверху.

Выберите Формат → РСК → Отобразить в главном меню, чтобы отобразить РСК.

Начало РСК должно быть на оси вращения. В этом виде ось XC должна быть направлена вправо, а ось YC должна быть направлена вверх (рис. 1.5.а). В этой детали РСК ориентирована правильно.

Выберите Формат → РСК → Отобразить, чтобы скрыть РСК.

Система координат станка (СКС) задает систему координат, в которой выводятся траектории инструмента. СКС задает нулевую точку программы и должна ориентироваться в плоскости, в которой перемещается режущий инструмент.

Нажмите Вид геометрии.

В Навигаторе операций нажмите правой кнопкой мыши

MCS_SPINDLE и выберите Объект → Отобразить.

GEOMETRY Неиспользуемые объекты MCS_SPINDLE WORKPIECE TURNING_WORKPIECE AVOIDANCE

СКС (1) ориентирована правильно. Отображаются рабочая плоскость (2) и осевая линия шпинделя (3) (рис. 1.5.б).

Дважды щелкните MCS_SPINDLE.

Убедитесь, что в окне СКС шпинделя выбрано ZM-XM в списке Задать плоскость.

Задать плоскость

ZM-XM

Это плоскость, в которой инструмент будет перемещаться.

Нажмите кнопку Отмена в диалоговом окне СКС шпинделя.

 

а б

Рисунок 1.5 – Системы координат: а - рабочая (РСК); б - станка (СКС)

1.3.2. Задание геометрии детали.

В Навигаторе операций дважды щелкните WORKPIECE, чтобы изменить объект.

GEOMETRY Неиспользуемые объекты MCS_SPINDLE WORKPIECE TURNING_WORKPIECE AVOIDANCE

Нажмите Задать деталь .

Выберите тело детали (рис. 1.6.а).

Используйте список быстрого выбора, чтобы убедиться, что вы выбираете геометрию детали, а не материал прутка.

В окне Геометрия детали нажмите ОК.

Нажмите Материал: CARBON STEEL .

Выберите MATO_00266 в списке Материал детали (алюминий).

Нажмите кнопку ОК.

1.3.3. Задание геометрии заготовки.

В окне Заготовка нажмите кнопку Задать заготовку .

Выберите пруток (рис 1.6.б). Нажмите кнопку ОК.

а б

Рисунок 1.6 – Задание геометрии: а - детали; б - заготовки

В окне Заготовка нажмите кнопку ОК.

Геометрия детали и заготовки хранятся внутри WORKPIECE.

Границы результирующей детали и заготовки хранятся внутри TURNING_WORKPIECE.

GEOMETRY Неиспользуемые объекты MCS_SPINDLE WORKPIECE TURNING_WORKPIECE AVOIDANCE

1.3.4. Отображение детали и границ заготовки.

Выберите вкладку Навигатор сборки .

В Навигаторе сборки установите флажок шпиндель так, чтобы он был неактивным . Это удаляет деталь с экрана.

Выберите вкладку Навигатор операций .

В Навигаторе операций нажмите правой кнопкой мыши TURNING_WORKPIECE и выберите Объект → Отобразить.

Нажмите ОК, если отображаются предупреждения Контур вращения детали или Контур вращения заготовки.

Отображаются границы детали (1) и заготовки (2) (рис 1.7.а).

В строке меню выберите Вид → Операция → Обновить, чтобы скрыть границы.

Нажмите правой кнопкой мыши на фоне графического окна и
выберите Стиль закраски → Статический каркасный.

Отображаемые кривые будут полезны как визуальная ссылка при разработке операции и генерации траектории инструмента (рис. 1.7.б).

а б

Рисунок 1.7 – Отображение границ детали и заготовки:

а - контурное; б - каркасное

Задание зон контроля столкновений

Зоны столкновений позволяют режущему инструменту избегать объектов при использовании осевой плоскости ограничения (1), начальной точки и точки возврата (2), плоскости безопасности(3) (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 – Изображение зон контроля столкновений

1.4.1. Начальная точка и точка возврата. Начальня точка и точка возврата, используются при позиционировании инструмента относительно детали.

В виде геометрии Навигатора операций дважды щелкните AVOIDANCE, чтобы изменить группу.

GEOMETRY Неиспользуемые объекты MCS_SPINDLE WORKPIECE TURNING_WORKPIECE AVOIDANCE

В разделе Перемещение в начальную точку (ST) диалогового
окна выберите По прямой в списке Тип перемещения.

Тип перемещения

По прямой

Укажите приблизительно точку на экране (рис. 1.9.а).

В разделе Перемещение в точку возврата/Плоскость безопасности (RT) выберите параметр По прямой в списке Тип перемещения.

Тип перемещения

По прямой

В разделе Перемещение в точку возврата/Плоскость безопасности (RT) выберите Так же, как в начале в списке Положение точки.

Положение точки

Так же, как в начале

1.4.2. Задание плоскости безопасности. Плоскость безопасности не позволяет режущему инструменту зарезать деталь, когда он входит и выходит из внутреннего диаметра.

Откройте раздел Радиальная плоскость безопасности в окне .

Выберите параметр Расстояние в списке Опции осевых пределов.

Опция осевого предела

Расстояние

Введите значение 13.0 в поле Осевая ZM/XM.

Нажмите Отобразить и увидите линию (рис. 1.9.б).

В окне Маневрирование нажмите ОК.

1.4.3. Задание осевой плоскости ограничений. Плоскость ограничения предотвратит столкновения инструмента с кулачковым патроном. Для операций черновой и чистовой обработки наружного диаметра потребуется использование этой группы ограничений.

Нажмите Создать геометрию на панели инструментов.

а б

Рисунок 1.9 – Задание: а - начальной точки; б - плоскости безопасности

Нажмите Ограничения .

Убедитесь, что AVOIDANCE выбран в списке Геометрия.

Геометрия

Маневрирование

Задавая геометрию маневрирования, детали и заготовки в объекте WORKPIECE, вы задаете параметры, которые задаются в AVOIDANCE и которые передаются в группу CONTAINMENT.

Нажмите кнопку ОК.

В разделе "Осевая плоскость обрезки 1" в меню "Ограничения", выберите "Расстояние" из списка "Настройки предела".

Настройки предела

Расстояние

Введите значение -125.0 в поле Осевая ZM/XM.

Нажмите Отобразить и увидите линию (рис. 1.10).

Рисунок 1.10 – Задание осевой плоскости ограничений

Нажмите кнопку ОК.

Группа CONTAINMENT создана в Навигаторе операции и содержит все сведения о зонах контроля столкновений.

GEOMETRY Неиспользуемые объекты MCS_SPINDLE WORKPIECE TURNING_WORKPIECE AVOIDANCE CONTAINMENT

 

Создание инструментов

Создание инструмента является последней задачей настройки. Вы можете создавать инструмент в процессе создания настройки или в процессе создания операций. После создания инструменты сохраняются с деталью и доступны, при необходимости, в процессе создания программы обработки.

1.5.1. Определение центровки. Эти шаги задают инструмент,
который будет использоваться в операции центровки.

Нажмите Создать инструмент на панели инструментов.

Нажмите SPOTDRILL .

Выберите STATION_02 в списке Инструменты.

Инструмент

STATION_02

Нажмите кнопку ОК.

Нажмите ОК для завершения задания инструмента.

Нажмите Вид станка. SPOTDRILL располагается внутри STATION_02.

GENERIC_MACHINE Неиспользуемые объекты TURRET STATION_01 OD_80_L STATION_02 SPOTDRILL STATION_03 OD_55_L STATION_04 STATION_05

1.5.2. Задание сверла. Эти шаги задают инструмент, который
используется в операции сверления.

Нажмите Создать инструмент на панели инструментов.

Нажмите DRILL .

Выберите STATION_04 в списке Инструменты.

Инструмент

STATION_04

Нажмите кнопку ОК.

Введите значение 19.0 в поле Диаметр.

Нажмите ОК для завершения задания инструмента.

GENERIC_MACHINE Неиспользуемые объекты TURRET STATION_01 OD_80_L STATION_02 SPOTDRILL STATION_03 OD_55_L STATION_04 DRILL STATION_05

1.5.3. Вызов профильного инструмента для наружной обработки.

Здесь из библиотеки извлекается фасонный резец для обработки наружного диаметра, который будет использоваться для обработки торца, черновой обработки и чистовых операций.

Нажмите Создать инструмент на панели инструментов.

Выберите STATION_05 в списке Инструменты.

Инструмент

STATION_05

Нажмите Вызвать инструмент из библиотеки .

В окне Выбор класса библиотеки нажмите на значок "+", чтобы раскрыть каталог Резцы.

Нажмите Наружный профиль. Нажмите кнопку ОК.

Введите значение 1.5 в поле Радиус. Нажмите кнопку ОК.

В окне Результаты поиска выберите ugt0121_001 в списке
Библиотечные ссылки.

Нажмите ОК для подтверждения выбранного инструмента.

Нажмите Отмена для выхода из окна Создание инструмента.

GENERIC_MACHINE Неиспользуемые объекты TURRET STATION_01 OD_80_L STATION_02 SPOTDRILL STATION_03 OD_55_L STATION_04 DRILL STATION_05 UGT0121_001

Другие инструменты, отличающиеся от этих, можно будет задать в процессе создания конкретных операций токарной обработки детали.

На этом настройка завершена. Сохраните проект с параметрами настроек в памяти системы Siemens NX.

Операция обработки торца

Нажмите "Создать операцию" .

Убедитесь, что в списке Тип выбран Turning_Exp.

Turning_Exp

Выберите Торцевание .

Задайте следующие параметры.

Программа
Инструмент	OD_80_L
Геометрия	Маневрирование
Метод	LATHE_FINISH

Операция будет помещена в программу 1234. Эта операция будет использовать геометрию детали и заготовки, которые вы задали в WORKPIECE, и параметры, которые вы задали в AVOIDANCE. Эта операция будет использовать инструмент OD_80_L, заданный настройкой. Метод "LATHE_FINISH" удаляет весь припуск.

Нажмите кнопку ОК.

2.1.1. Задание плоскости обрезки. Эта плоскость ограничивает
область резания в конце детали.

В разделе Геометрия диалогового окна нажмите Изменить , которая расположена за кнопкой Области резания.

В разделе Осевая плоскость обрезки 1 диалогового окна "Ограничения" выберите Точка в списке Опции пределов.

Опции предела

Точка

Выберите конец кривой наружного диаметра детали (рис. 2.1.а).

Нажмите ОК для подтверждения в окне Области резания.

Нажмите "Генерировать" (рис. 2.1.б).

Нажмите ОК для завершения операции обработки торца.

 

а б

Рисунок 2.1 – Операция подрезки торца:
а - плоскость обрезки; б - траектория инструмента

Нажмите Вид программ и откройте программу 1234. FACING – это первая операция в программе.

1234 FACING

Операция осевого сверления

Нажмите Создать операцию .

Выберите Сверление вдоль оси .

Задайте следующие параметры.

Программа
Инструмент	DRILL
Геометрия	Маневрирование
Метод	LATHE_CENTERLINE

Нажмите кнопку ОК.

В разделе Начальная точка и глубина диалогового окна выберите Глубина плеча в списке Опции глубины список.

Параметр глубины

Глубина плеча

Введите значение 120.0 в поле Расстояние.

Нажмите "Генерировать" (рис. 2.2.б).

Нажмите ОК для завершения операции осевого сверления.

1234 FACING CENTERLINE_SPOTDRILL CENTERLINE_DRILLING

Сохраните проект с тремя операциями в памяти системы Siemens NX.

а б

Рисунок 2.2 – Траектории инструмента:
а - операции центровки; б - операции осевого сверления

2.4. Контрольные вопросы

ü Как создать операцию ЧПУ обработки в системе Siemens NX?

ü Как обозначается операция чистовой подрезки торца?

ü Как обозначаются операции центровки и сверления осевого отверстия?

ü Как задается плоскость, ограничивающая область резания при
подрезке торца?

ü Как изменить форму отображения инструмента в системе Siemens NX?

 

Практическое занятие № 3

Операция обрезки детали

5.3.1. Задание револьверной головки и инструмента. Все существующие револьверные головки уже использованы. С помощью
указанных шагов зададим дополнительную револьверную головку для отрезного инструмента.

Нажмите Создать инструмент на панели инструментов.

Нажмите на TURRET_STATION .

Выберите TURRET в списке Инструмент.

Введите station_10 в поле Имя. Нажмите кнопку ОК.

Введите 10 в поле Идентификатор кармана.

Нажмите ОК, чтобы завершить задание револьверной головки

Последующие шаги задают инструмент, который будет использоваться для отрезки части детали.

Нажмите Создать инструмент на панели инструментов.

Нажмите OD_GROOVE_L .

Выберите STATION_10 в списке Инструменты.

Нажмите кнопку ОК.

Выберите вкладку Инструмент.

Введите значение 50.0 в поле Длина пластины.

Выберите вкладку Держатель.

Введите 60.0 в поле Ось хвостовика.

Введите значение 45. 0 в поле Расширение пластины.

Нажмите ОК для завершения задания инструмента.

5.3.2. Создание отрезной операции

Нажмите "Создать операцию" . Выберите Отрезка .

Задайте следующие параметры.

Программа
Инструмент	OD_GROOVE_L_1
Геометрия	Маневрирование
Метод	LATHE_FINISH

Нажмите кнопку ОК.

Нажмите Прямое в окне Перемещение в начало врезания.

5.3.3. Задание линейного перемещения. Изменим подоперацию Линейное перемещение, чтобы расположить инструмент рядом с задней частью детали.

В блоке Подоперации щелкните дважды на Linear_Move.

PARTOFF Linear_Move Profile_Move Linear_Move_1

В диалоговом окне Линейное перемещение убедитесь, что выбрано По прямой из списка Тип перемещения.

Тип перемещения

По прямой

Укажите приблизительную точку на экране (рис. 5.4.а).

Нажмите кнопку ОК.

Нажмите Прямое в окне Перемещение в начало врезания.

5.3.4. Задание настроек врезания. Создадим подоперацию,
которая использует движение по дуге, чтобы выполнить врезание
инструмента.

С выделенным Линейным перемещением, нажмите Добавить новую подоперацию .

Выберите Настройки врезания в списке Тип.

Настройки врезания

В диалоговом окне Настройки врезания убедитесь, что выбрано Дуга-Авто из списка Тип врезания.

Тип врезания

Дуга-авто

Нажмите кнопку ОК.

Нажмите Прямое в окне Перемещение в начало врезания.

Engage_Settings должны отображаться под Linear_Move в списке Подоперация.

PARTOFF Linear_Move Engage_Settings Profile_Move Linear_Move_1

5.3.5. Определение перемещений для обработки профиля.

Создадим перемещение для обработки профиля, которое отделяет деталь от цилиндрической заготовки.

Щелкните дважды на Profile_Move.

Выберите Новая управляющая кривая из списка Управляющая геометрия.

Управляющая геометрия

Новая управляющая кривая

Выберите Задать управляющую границу .

Выберите верхнюю часть вертикальной линии (рис. 5.5.б).

Выбранный конец определяет направление границ. Выбор
верхней части линии задает направление сверху-вниз.

Нажмите кнопку OK.

Убедитесь, что выбрано Вперед в списке Направление.

Направление	Вперед