Современные методы проектирования и изготовления нестандартных деталей транспортно-технологических машин и комплексов
М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доцент кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»
Н.И. Мокрицкая, канд. пед. наук, зав. кафедрой «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»
В настоящее время увеличивается доля используемых транспортно-технологических машин и комплексов зарубежного производства. Зарубежные машины и оборудование обладают высокими показателями надёжности и долговечности, технико-экономическими показателями эксплуатации. Однако, несмотря на высокие качественные показатели, все машины требуют регулярного технического обслуживания и ремонта. Как известно, детали зарубежного производства (в особенности немецкого) характеризуются не только высоким качеством, но и высокой стоимостью. К тому же заказ новой детали и ожидание её доставки занимают значительное время, в течение которого техника или оборудование простаивают, а предприятие теряет прибыль.
Главной особенностью техники иностранного производства является использование сложных по конструкции нестандартных деталей. Изготовить подобные детали без применения современных технологий и оборудования не представляется возможным.
Основной составляющей работы современных станков с ЧПУ является система «ADEM», которая представляет собой интегрированную систему сквозного проектирования для конструкторско-технологической подготовки производства и решает широкий спектр задач – от формирования облика изделия до подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Система «ADEM» включает три модуля: CAD, CAM и СAPP.
CAD/CAM/CAPP – система «ADEM» является самым современным и мощным программным обеспечением для сквозного автоматизированного проектирования (САПР). В рамках системы «ADEM» реализуется весь процесс проектирования и изготовления изделия – от разработки чертежа до составления управляющей программы для станка с ЧПУ в CNS-кодах и ее последующей загрузки для выполнения на станке.
Система «ADEM» имеет следующие возможности работы в области чертежной графики (CAD-модуль):
- компьютерная обработка бумажных чертежей;
- плоское моделирование и черчение;
- оформление конструкторской документации;
- работа с чертежными архивами;
- объемное твердотельное моделирование;
- объемное поверхностное и гибридное моделирование;
- автоматическое получение чертежей от объемной модели;
- компьютерный анализ геометрии и корректности конструкции
Принцип работы станков с ЧПУ, в комплексе с системой «ADEM» включает разработку чертежа детали и дальнейшее составление управляющей программы. Чертеж разрабатывается непосредственно в модуле CAD. Далее в модуле САМ по чертежу детали задаются режимы обработки заготовки (к примеру, место и глубина обработки, подвод и отвод инструмента в зону обработки и т.д.).
Рис. 1 3D-моделирование обработки заготовки на токарном станке
После установки режимов обработки заготовки автоматически формируется управляющая программа, по которой будет работать станок. Проверить правильность заданных режимов обработки и выбранного инструмента, а также заранее увидеть ожидаемый результат можно при помощи предусмотренного в модуле CAM объёмного 3D-моделирования. Примеры 3D-моделирования обработки заготовок на токарном и фрезерном станках представлены на рис. 1 и 2 соответственно.
Рис. 2 3D-моделирование обработки заготовки на фрезерном станке
Управление станком осуществляется посредством программы MATCH, в которую и загружается управляющая программа. Программное обеспечение MATCH представляет собой CAM-систему, включающую модуль автоматизированного задания технологических параметров обработки (CAM-модуль) и модуль управления станком (CNS-модуль). CNS-модуль предназначен для составления и редактирования текста управляющей программы в международном коде программирования станков с ЧПУ (CNS-коде).
Для ручного управления исполнительными органами станка, а также для запуска управляющей программы и отслеживания технологических параметров процесса обработки в CNS-модуль включен виртуальный пульт управления станком.
Оператору станка с ЧПУ остаётся лишь установить заготовку на станок и запустить в действие управляющую программу. Одним из важных моментов проектирования детали в модуле CAD является установка чертежа заготовки в начало системы координат, т.к. в дальнейшем после установки заготовки станку необходимо будет вручную указать начало системы координат детали (т.е. от какой точки начала отсчета он будет работать по заданной программе).
В заключение следует подчеркнуть, что применение технологий станков с ЧПУ в практике обслуживания и ремонта транспортно-технологических машин и оборудования способно значительно повысить производительность труда и уменьшить общие простои техники и оборудования. Все необходимые нестандартные детали можно будет изготавливать непосредственно в ремонтно-механических мастерских автотранспортных предприятий в предельно сжатые сроки.
