 Рис. 15. Пример изделия “крыльчатка” |
 Рис. 16. Направляющие поверхности для обработки крыльчатки |
| Ведмидь П.А. ( Делкам-Урал, Екатеринбург) |
Во второй части статьи мы продолжаем разбирать стратегию "Проекция от поверхности" и использование дополнительных построений для расширения возможностей обработки в PowerMILL 5.
При обработке крыльчаток типа показанной на рис. 15, обработка лопастей выполняется стратегией "Боком фрезы" и дополнительных построений для этого не требуется. А вот для черновой выборки и зачистки дна впадины необходимо создать направляющие поверхности (рис. 16). Из-за наличия короткой лопасти у крыльчатки, таких поверхностей понадобится как минимум три.
|
Рис. 15. Пример изделия “крыльчатка” |
|
Рис. 16. Направляющие поверхности для обработки крыльчатки |
 Рис. 17. Плоская иллюстрация идеи создания направляющих поверхностей для обработки крыльчаток |
Идею создания направляющей поверхности в данном случае проиллюстрируем плоским рисунком – сечением через впадину (рис. 17). Для начала определим максимально возможный диаметр инструмента, который проходит в самом узком месте между лопастями (это легко сделать, рассчитав пробные УП по обработке соседних лопастей стратегией "Боком фрезы"). Далее, построим ось инструмента для крайних положений при обработке (при контакте с соседними лопастями). Идеальное сечение направляющей поверхности на этом участке представляет собой дугу, проведенную из точки пересечения линий, задающих крайние положения осей инструмента – то есть, при ориентации инструмента по нормали к поверхности, в крайних положениях он будет касаться лопастей по линии наилучшего приближения, тем самым максимально удаляя материал. Радиус значения не имеет (но нагляднее, когда дуга построена вблизи дна впадины).
 Рис. 18. Проблемой при объединении нескольких направляющих поверхностей может стать перегиб поверхности, где неизбежно изменение направления оси инструмента при работе относительно нормали к поверхности |
Можно сразу создать в пространстве, вдоль соседних лопастей, две поверхности-"ленточки", перпендикулярные этим лопастям (т.е. в сечении – перпендикулярно, а в пространстве – вдоль), а затем эти поверхности объединить. Не исключено, что придется смещать эти ленточки вдоль оси инструмента, чтобы избежать перегиба поверхности (в плоской интерпретации надо построить два перпендикуляра к осям инструмента из точки "О", лежащей на биссектрисе угла, образованного крайними положениями оси инструмента – см. рис. 17).
На рис. 18 показано, как правильно и как неправильно можно объединить эти ленточки. Наличие перегиба в поверхности вызовет неприемлемую ориентацию инструмента (в PowerMILL, конечно, зареза не будет, но останется неснятый материал). Обратите внимание, что при объединении поверхностей в PowerSHAPE обеспечивается гладкое сопряжение.
Если крыльчатка имеет узкие изогнутые каналы, то для их обработки часто используют коническую фрезу. В этом случае объединить ленточные поверхности затруднительно, и нам приходится строить направляющую поверхность по сечениям. Есть и еще одно дополнительное условие: в продольном (относительно канала) направлении ось фрезы лучше располагать вдоль образующих лопасти, поскольку только в этом направлении поверхность линейчатая. На рис. 19 полученная направляющая поверхность показана желтым цветом. Она построена по четырем поперечным сечениям, которые дополнительно были смещены, чтобы обеспечить перпендикулярность этой поверхности образующим пера. На рисунке видно, что все вспомогательные построения производятся в объеме, с привязкой к существующим объектам.
 Рис. 19. Вспомогательные построения создавались путем привязки к существующим объектам, что позволило точно задать направляющую поверхность |
На рис. 20 показана траектория, полученная по этой направляющей поверхности (подводы и переходы не показаны). Как видим, она имеет равномерные проходы, идущие "веером", что обычно дает наилучший результат. На этом рисунке также видно, что торец короткой лопасти сильно искривлен, – это еще одна причина, почему надо вести обработку вдоль образующих.
 Рис. 20. Траектория зачистки дна канала, полученная по направляющей поверхности, показанной на рис. 19 |
В принципе, обобщающую направляющую поверхность можно и не строить, а использовать расширенные ленточные поверхности с каждой стороны с контролем столкновений с соседней лопастью. На рис. 21 желтыми линиями выделена направляющая поверхность, задаваемая для расчета. На рис. 22 показана форма назначения припусков компонентов (поверхностей) в PowerMILL5 и группы, назначенные на игнорирование и контроль столкновений. В данном случае каждая ленточная поверхность наклонена на угол конуса инструмента. Эту операцию очень легко выполнить через смещение одной образующей по нормали к поверхности (здесь нам снова пригодится способность PowerSHAPE работать с поверхностью на уровне образующих и точек).
 Рис. 21. Ускоренный способ создания направляющих поверхностей: при построении учитывается только одна стенка впадины, а вторая задается для контроля столкновений |
 Рис. 22. Форма в системе PowerMILL5, где задаются группы поверхностей для обработки, игнорирования и контроля столкновений |
Этот пример можно рассматривать как частный случай предыдущих. На рис. 23 показан шнек и чистовая траектория, созданная при помощи стратегии "Боком фрезы". Для выборки межлопастного пространства можно использовать направляющую поверхность, лежащую на цилиндре и ограниченную кривыми, полученными из траекторий (эти линии видны на рисунке: активная траектория показана зеленым цветом, остальные – темные). Использование траекторий для моделирования в предыдущих случаях не рассматривалось. Это еще одна иллюстрация гибкого подхода к созданию поверхностей.
 Рис. 23. Чистовые траектории используются для задания кромок направляющей поверхности для черновой выборки и зачистки дна канала |
При обработке шнека другого типа, направляющая поверхность представляет собой ленточку, идущую вдоль впадины шнека (рис. 24). Эта ленточка также построена из кромок модели с учетом радиуса предполагаемого инструмента. Направляющая поверхность учитывает плавный вход и выход инструмента при резании, т.е. определяет закон движения инструмента еще до контакта с заготовкой.
 Рис. 24. Ленточная направляющая поверхность для обработки полости шнека создана из кромок модели, а затем продлена для обеспечения плавности входа и выхода инструмента из резания |
При обработке поднутрений грибковой фрезой (рис. 25) направляющая поверхность позволила обеспечить постоянный шаг по высоте, а не по вогнутой поверхности (заметим, что чаще бывает актуальна обратная задача). Как видим, получилась обработка с постоянной Z.
 Рис. 25. Изделие с поднутрением: обработка на 3-осевом станке возможна при использовании грибковой фрезы |
Готовая стратегия "с постоянной Z" не дает возможности обрабатывать поднутрения, поэтому поднутрения в PowerMILL на 3-осевых станках обрабатываются проекционными методами. Применение стратегии "Проекция от поверхности" и направляющей поверхности, созданной из кромок модели (рис. 26), позволило обойти это ограничение.
 Рис. 26. Направляющая поверхность для случая, показанного на рис. 25 |
Конечно, описанные здесь случаи не исчерпывают всех ситуаций, где возможно использование направляющих поверхностей, но они дают представление о гибкости предложенного подхода. Отметим и еще один положительный момент такого подхода к обработке в PowerMILL: минимизируется количество стратегий и объектов, с которыми приходится иметь дело технологу-программисту. А это, в свою очередь, существенно упрощает и ускоряет процесс освоения системы.