Проектирование технологии обработки на токарных автоматах в системе ТехноПро
Система ТехноПро обеспечивает автоматизированное проектирование технологических процессов (ТП) изготовления любых изделий, начиная с деталей типа «тела вращения» и заканчивая корпусными деталями, сборочными единицами, печатными платами, включая операции: сборки, сварки, нанесения покрытий, термообработки, холодной и горячей штамповки, механической обработки, контроля, заготовительные и другие.
Универсальность программных средств системы позволяет пользователям самостоятельно создавать на каждом предприятии наборы технологических баз данных, отражающих номенклатуру изделий и специфику их изготовления в конкретном производстве. В то же время, Корпорация «Вектор-Альянс» предлагает наборы технологических баз данных, которые помогают покупателям ТехноПро ускорить перевод проектирования технологии в автоматизированный режим.
Основным преимуществом ТехноПро является возможность автоматического проектирования ТП и использование его совместно с диалоговым и полуавтоматическим проектированием. Поэтому, для автоматического проектирования предлагаются базы «Общих технологических процессов» (ОТП): «Обработка на токарных автоматах», «Штамповка», «Термообработка», «Гальваника», «Литье», «Прессование», «Сварка», «Окраска», «Сборка печатных плат», «Полумуфты», «Статоры», «Диски», «Корпуса», «Валы», «Шестерни», «Червяки», «Втулки», «Болты», «Гайки», «Заклепки», «Шпонки», «Трубы». Эти ОТП используются покупателями как основа для создания баз, ориентированных на собственное производство.
Перечисленные наименования ОТП характеризуют виды обработки, имеющиеся в них или группы изделий, технологию изготовления которых можно проектировать с применением этих баз.
В данной статье описывается применения ОТП «Обработка на токарных автоматах». Рассмотрим пример проектирования операций механической обработки детали «Ось» (рис.1) на токарном станке-автомате модели «1118». ОТП «Обработка на токарных автоматах» содержит все операции и переходы, которые применяются при изготовлении детали. Ограничимся рассмотрением 2-х операций: «Токарная» и «Контрольная». Продемонстрируем, как на основе ОТП можно за нескольких минут создать ТП и операционные карты.
Рис. 1. Чертеж детали «Ось»
Исходные данные о конструкции детали для автоматического проектирования можно ввести с клавиатуры, если имеется чертеж на бумаге, или автоматически «считать» с чертежа в электронном виде. В системе ТехноПро технологические процессы проектируются в базе «Конкретных ТП». Добавим в эту базу деталь «Ось», введем ее обозначение, наименование и заполним сведения о детали: материал, тип и профиль заготовки, твердость. Эти данные потребуются при расчете режимов обработки. После ввода или считывания данных о конструкции детали в ТехноПро можно переходить к автоматическому проектированию.
Чтобы система сформировала ТП, нужно нажать кнопку «Назначить», в окне базы ОТП выбрать название «Обраб. на одношп. токарно-револьверных автоматах» (рис. 2). Затем надо нажать кнопку «Сформировать», которая запустит процесс автоматического формирования ТП.
Рис. 2. Выбор ОТП обработки на одношпиндельных токарно-револьверных автоматах
В процессе автоматического проектирования пользователю предлагается из Информационной базы (ИБ) выбрать оборудование, которое используется в операции (токарно-револьверный автомат). Далее система проверяет соответствующие условия и выполняет расчеты, имеющиеся в базе «Условий и расчетов», формирует последовательность обработки поверхностей. Система автоматически подбирает необходимый инструмент из ИБ, а из таблиц оборудования (рис. 3) подбирает сменные шестерни подач и скоростей. В заключительной фазе ТехноПро формирует тексты переходов.
Рис. 3. Содержание таблицы с данными для выбора сменных шестерен скоростей
Для формирования последовательности обработки в ОТП внесены:
— продольное обтачивание (черновая обработка) наружных поверхностей;
— фасонное точение (получистовая и чистовая обработка) наружных поверхностей;
— нарезание резьбы;
— обработка отверстий.
Предусмотрено ограничение на шесть и восемь позиций револьверной головки токарного автомата.
Из сформированного ТП (рис. 4) видно, что сначала происходит предварительное обтачивание наружной цилиндрической поверхности для того, чтобы уменьшить припуск при последующей обработке, а также центрование детали для сверления отверстия (обработка поверхности типа «внутр. Центр»).
На чертеже нет поверхности типа «внутренний центр», поэтому она отсутствует в описании конструкции детали. Система ТехноПро в процессе проектирования автоматически анализирует необходимость центрования детали, добавляет поверхность «внутр. Центр» и соответствующий переход обработки в токарной операции. Подобным образом система проводит анализ и подбор заготовки (прутка) нужного диаметра. Причем размер прутка может рассчитываться автоматически или вводиться пользователем с клавиатуры. Это показывает гибкость системы ТехноПро в плане выбора методов и последовательности обработки детали.
Рис. 4. ТП изготовления оси
После предварительной обработки следует окончательная обработка наружных поверхностей и отверстий. При этом применяются наиболее производительные методы. Например, при обработке наружных поверхностей детали используется фасонный инструмент.
Автоматическое формирование ТП занимает 1-2 минуты, после чего система переходит в диалоговый режим для просмотра и корректировки. После этого пользователь нажатием одной кнопки может создать карты ТП (рис. 5 и 6) со вставленными операционными эскизами. Карты формируются в виде файлов Microsoft Word.
Рис. 5. Карты ТП в MS Word
Рис. 5. Продолжение карты ТП в MS Word
Приведенный ТП обработки детали на токарном автомате при его разработке традиционным «ручным» способом отнимает у технолога до нескольких часов, что объясняется трудоёмкостью проведения необходимых расчетов. В системе ТехноПро с базой «Обработка на токарных автоматах» пользователю требуется не более десяти минут, чтобы сформировать техпроцесс, рассчитать межпереходные размеры, наиболее производительные режимы обработки, нормы времени, производительность автомата, подобрать сменные шестерни скоростей и подач, а также сформировать операционные карты. Разница во времени между проектированием ТП ручным методом на бумаге и автоматизированным в ТехноПро очевидна.
В ОТП базы «Обработка на токарных автоматах» расчет режимов обработки осуществляется по общепринятой схеме для данного вида оборудования:
— определение длины рабочего хода для каждого перехода;
— выбор по таблицам подачи и скорости резания;
— определение частот вращения шпинделя, корректировка их по паспортным (табличным) данным оборудования;
— корректировка скорости резания;
— определение оборотов шпинделя и их приведенное число на переход, суммы приведенных чисел оборотов при изготовлении детали, выбор из таблиц сменных шестерен скоростей;
— определение ориентировочной продолжительности цикла изготовления одной детали;
— окончательный расчет времени цикла обработки детали, выбор из таблиц сменных шестерен подач.
Радиусы кулачка револьверной головки рассчитываются в зависимости от расстояния между торцом шпинделя и револьверной головкой в конце рабочего хода соответствующего перехода. Эти расстояния складываются из длин заготовки детали и державки. Радиусы кулачка вводятся пользователем с клавиатуры в ходе выполнения процесса проектирования ТП.
Количество сотых делений кулачкового диска, необходимое для выполнения холостых перемещений, определяются системой в зависимости от времени, необходимого для выполнения перемещений или срабатывания механизма, а также от минимального количества сотых делений, нужных для размещений ролика рычага подачи суппорта. Для расчета берется большая величина. Количество сотых делений кулачкового диска для рабочих перемещений автоматически рассчитывается на основании суммы сотых холостых ходов.
Универсальность системы ТехноПро состоит в том, что логика и последовательность проектирования, расчеты, использование табличных данных, формирование запросов данных у пользователя, формы документов, создаются средствами баз данных, а не зашиты в программные средства. Таким образом, для создания новых ОТП или корректировки имеющихся нет необходимости в обращении к разработчикам системы. Достаточно следовать руководству по применению ТехноПро.
Именно универсальность системы ТехноПро позволила сотням предприятий – пользователям системы, автоматизировать разработку документации во всех технологических подразделениях своих производств.