CNC-bewerkingsplan voor typische metalen precisieonderdelen

De ontwikkeling van driedimensionale ontwerpsoftware schept voorwaarden voor lage kosten, korte periode, en ontwerp van positioneringsarmaturen. En het kan CNC-bewerkingsonderdelen simuleren ter verificatie. Figuur 1 toont een typisch metalen onderdeel met een hoek van 45° ten opzichte van de YZ- en ZX-vlakken:

CNC-bewerkingsonderdelen met speciale structuur

figuur 1 Het kiezen van het plan van onderdelen CNC-bewerking
Dit soort onderdelen met een speciale ruimtelijke structuur hebben dat doorgaans 2 soorten CNC-bewerkingsmethoden:
① Verbeter de prestaties van de werktuigmachine, dat is, verhoog de originele 2,5-assige of 3-assige CNC-bewerkingsmachine tot meer dan 5 bijlen;
② Ontwerp een geschikt positioneringsarmatuur en gebruik bestaande apparatuur voor de verwerking.
Gezien de verwerkingskosten, de tweede optie is uiteraard een idealere keuze. Hieronder volgt het ontwerp van een positioneringsarmatuur voor dit onderdeel, en gebruik CATIA-software om solide modellering uit te voeren, montage, interferentie detectie, en nauwkeurigheidsanalyse van elk onderdeel van het armatuur. Importeer het ontworpen armatuur in de CNC-bewerkingsmodule voor virtuele bewerking om de haalbaarheid en juistheid van het ontwerp te controleren.
Ontwerp en 3D-modellering van positioneringsarmatuur

Rekening houdend met de kenmerken van de verwerkte onderdelen, het waarborgen van de nauwkeurigheid van de verwerking, en om het toepassingsgebied van het armatuur te verbeteren, het positioneringsarmatuur is ontworpen als een modulair gecombineerd armatuur, zoals te zien in figuur 2. Het armatuur bestaat voornamelijk uit 4 onderdelen: positioneringsbeugel, positioneringsplaat, geleidingsmodule en positioneringsklem. De positioneringsbeugel is de hoeksteen van het gehele armatuur, die direct de helling van de positionering bepaalt, en er zijn ook andere onderdelen op geïnstalleerd.

3D solide model van positioneringsarmatuur

Figuur 2 Driedimensionaal solide model van positioneringsarmatuur
1. Positioneringsclip
2. Positioneringsbeugel
3. Positioneringsplaat
4. Begeleidingsmodule

De positioneringsplaat wordt gebruikt om de geleidingsmodule op de positioneringsbeugel te installeren, en wanneer de grootte en vorm van het basisoppervlak van het te bewerken werkstuk met een helling van 45° veranderen, alleen de structuur en grootte van de geleidingsmodule hoeven te worden gewijzigd. Door een geschikte positie op de positioneringsplaat te kiezen voor bevestiging, is de positioneringsklem toepasbaar voor een groter bereik. Het ontwerp van de geleidingsmodule en de positioneringsklem moet gebaseerd zijn op de structuur en vorm van het verwerkte onderdeel, zodat het overeenkomt met het buitenoppervlak van het te bewerken onderdeel, en de hoogte moet hetzelfde zijn om de installatie van de positioneringsklem te vergemakkelijken. De positioneringsklem is over het algemeen ontworpen en geïnstalleerd met driepuntspositionering, en werkt samen met de positioneringsplaat om de beperking van te realiseren 6 vrijheidsgraden van de te bewerken delen.

Statische interferentie-inspectie van positioneringsarmatuur

Om ervoor te zorgen dat de componenten van het ontworpen armatuur kunnen worden verwerkt en geassembleerd, en kan zijn positioneringsfunctie bereiken, Er moet interferentiedetectie op het armatuur worden uitgevoerd.

Analyse van statische interferentie omvat de interferentie tussen de opspaneenheden en de interferentie tussen de opspaninrichting en het werkstuk. Elk armatuur bestaat uit verschillende eenheden, en de voltooiing omvat het positioneren en vastklemmen. Vanwege de beperkte ruimte en de complexe structuur van elke unit, en het ontwerp van het armatuur wordt over het algemeen laag voor laag ontworpen, het is moeilijk om de marge van de ruimte te controleren en gemakkelijk om in te grijpen. In aanvulling, de vorm van het werkstuk is complex, en het werkstuk wordt mogelijk niet correct geïnstalleerd vanwege de locatie of structuur van de opspaneenheid.

Dynamische botsingsdetectie van armatuur

Figuur 3 Schematisch diagram van detectie van statische interferentie

Onder de “DMUSpaceAnalysis” module in CATIA, voer een statische interferentieanalyse uit op het armatuur, en gebruik de botsingsdetectie “ControleerClash” en het sectiegereedschap “SectioningDefinitie” om het armatuur te detecteren.

Dynamische interferentieanalyse

Gebruik de “DUMfitting” module geleverd door CATIA om de geassembleerde producten te inspecteren. Het kan het overdrachtspad van onderdelen tijdens de montage registreren, analyseer de dynamische ruimte die nodig is voor bewegende onderdelen bij het assembleren van onderdelen, en detecteren de interferentie tussen onderdelen. Schakel eerst de “montage ontwerp” naar de “DUMfitting” module, en geef elk montagepad op volgens de armatuurmontage, die de overdrachtsafstandsinformatie van elke component bevat. Het doel is om de specifieke interferentiepositie en -diepte te kunnen bepalen wanneer de interferentie optreedt, breng vervolgens de assemblagesimulatie op orde, en tenslotte de “botsing” analyse. Het analyseresultaat wordt weergegeven in figuur 4.

Schematisch diagram van statische interferentiedetectie van armatuur

Figuur 4 Dynamische botsingsdetectie

Gebied A weergegeven in figuur 4 is de locatie waar interferentie optreedt, en de specifieke weergave ervan wordt getoond in figuur 5. Er treedt interferentie op tussen de positioneringsklem en de geleidingsmodule. Door de analyse van de interferentie-informatie, geconcludeerd wordt dat de positioneringsclip tijdens het montageproces tegen het montagepad van de geleidingsmodule botst. Er verschijnt interferentie, breng de volgende wijzigingen aan het armatuur aan: Met als uitgangspunt dat het positioneringspunt en het klempunt ongewijzigd blijven, verander de ruimtelijke positie of bepaalde grootteparameters van andere onderdelen in de eenheid.

Het detectie-interferentiegebied van het armatuur

Figuur 5, het gebied waar interferentie optreedt
CNC-simulatieverwerking

Gebruik de “verwerken” module geleverd door CATIA om CNC-bewerkingen op het werkstuk uit te voeren om te controleren of het gereedschap in botsing komt met de opspanning tijdens het bewerken van het werkstuk, om de haalbaarheid van CNC-bewerkingen te verifiëren. Om intuïtief te kunnen waarnemen of de botsing plaatsvindt, dit artikel kiest ervoor om de buitencontour van de trekcilinder met ruimtelijke helling in het werkstuk te verwerken. Eerst, schakel het gemonteerde armatuur over naar “Oppervlaktebewerking” onder de “Bewerking” module uit te voeren “Contourgestuurd” (contourgestuurde afwerking) op het buitenoppervlak van het bewerkte onderdeel;
Selecteer vervolgens in het pop-updialoogvenster het bewerkingsgebied als het te bewerken onderdeel, en selecteer de juiste gereedschapspadparameters, inclusief de selectie van de rijrichtlijn, de juiste gereedschapsparameters en de gereedschapsuitgangsroute;
Eindelijk, Er wordt een CNC-simulatieverwerking uitgevoerd om de gereedschapspadlijn te genereren, zoals te zien in figuur 6.

Gereedschapspadlijnen gegenereerd door CNC-bewerkingsonderdelen

Figuur 6, de gegenereerde gereedschapsbaanlijn

Totale positioneringsfout van armatuur:

(Waarbij δK= procesgroottetolerantie van het werkstuk)
De bovenstaande gevallen kunnen de kosten effectief verlagen en de ontwerp- en productiecyclus verkorten door het gebruik van CATIA’s driedimensionale virtuele ontwerpmogelijkheden, het ontwerpen en functioneel testen van positioneringsarmaturen; In de gehele ontwerpcompositie, de computer voltooit het proces van ontwerp tot montage en simulatieverwerking op CNC-bewerkingsmachines, inclusief statische en dynamische interferentieanalyse. Dit is ongeëvenaard door traditionele ontwerpmethoden, en het is ook een onvermijdelijke trend in de ontwikkeling van de moderne armatuurindustrie.