Fabricarea pe un strung cu comanda numerica

Fabricarea pe un strung cu comanda numerica

O intreprindere este profitabila daca realizeaza produse competitive. In conditiile actuale ale economiei de piata si ale globalizarii pietelor, realizarea de produse la un pret redus si calitate ridicata nu este o sarcina usoara.

Tendintele de dezvoltare a pietei produselor sunt caracterizate de urmatoarele cerinte de baza :

variante noi de produse ;

durata de existenta redusa a produsului ;

dimensiuni mici ale loturilor ;

termene de livrare scurte ;

presiune ridicata asupra pretului ;

cerinte stricte de calitate ;

eliminarea ecologica a produsului la sfarsitul ciclului de viata.

Orice sistem de productie modern, ce are in vedere realizarea de produse competitive, trebuie sa raspunda necesitatilor crescute de productivitate, flexibilitate si fiabilitate.

A te adapta la tendintele pietei inseamna a fi flexibil la schimbari, in primul rand in gandire, iar apoi sa ai la indemana si mijloacele necesare. Acestea trebuie sa fie tot mai automatizate. In acest sens, sistemele bazate pe comanda numerica, care se adapteaza rapid cerintelor productiei dictate de piata actuala, vor avea in continuare o utilizare crescuta, in detrimentul masinilor - unelte universale. Masinile - unelte  cu comanda numerica, datorita in primul rand a flexibilitatii in ceea ce priveste prelucrarea, raspund rapid la schimbarea unei sarcini noi de productie. Tendintele firesti de scadere a costului de prelucrare, de crestere a productivitatii si a preciziei de prelucrare cer ca interventia umana sa fie din ce in ce mai mult eliminata in cadrul procesului de prelucrare. Prin folosirea masinilor cu comanda numerica se pot observa tendinte de scadere a costului de prelucrare, de crestere a productivitatii, a precizie de prelucrare. A te adapta la cerintele pietei inseamna a fi flexibil la schimbari in primul rand in gandire, iar apoi sa ai la indemana si mijloacele necesare. Posibilitatile de prelucrare ale masinilor, precum si functiile de comanda a echipamentelor numerice sunt in crestere in timp ce pretul lor este in scadere.

S - a facut imbunatatire si prin realizarea tehnologiei de fabricatie cu ajutorul fabricatiei asistata de calculator. Centrele de prelucrare cu comanda numerica sunt foarte larg raspandite, atat in intreprinderi mari cat si in cele mici. Datorita numarului mare de scule care le echipeaza, pe centrele de prelucrare se pot desfasura un numar mare de operatii/faze diferite. Avand in vedere CNC - urile avansate, care controleaza aceste masini, cat si softurile actuale de modulare si fabricatie de tip CAD/CAM se pot prelucra cele mai complexe si variate piese.

Utilizand scule performante pentru frezare se pot obtine piese finale cu o precizie dimensionala de ordinul micronilor si suprafete cu rugozitate apropiata de cea  obtinuta prin rectificare.

Pentru elaborarea modelului geometric si pentru fabricatia asistata s - a utilizat programul UGS NX 4, avand modul pentru proiectarea parametrica bazat pe entitati cat si un modul pentru fabricatia asistata

Prin folosirea programului de fabricatie asistata UGS NX 4, s - a generat:

prelucrarea modelului geometric al reperului de prelucrat;

realizarea programul pentru masina cu comanda numerica aleasa

o baza de date cu sculele aschietoare folosite si regimurile de aschiere folosite la prelucrare;

timpul de realizare a reperului.

NX aduna laolalta, intr-o solutie unificata, toate disciplinele si activitatile implicate in procesul de productie al unui produs. Include o gama larga de aplicatii bazate pe aceeasi platforma, furnizand astfel o solutie asociativa si integrata; informatiile se propaga astfel rapid si de-a lungul intregului proces de proiectare si productie. Aceste informatii sincronizate permit o colaborare a tuturor celor implicati, eliminand astfel consumul inutil de resurse, datorat transferului informatiilor intre departamente, sisteme si stadii ale procesului de productie.

1. Proiectarea asistata a reperului

Aceasta s-a realizat in modulul Modeling a programului plecand de la o schita ce contine semi-sectiunea reperului. (fig. 1)

Fig. 1. Semi-sectiunea reperului

Dupa ce am definit toate constrangerile si am cotat toate dimensiunile, vom realiza modelul 3D prin aplicarea functiei Revolve, unde profilul de revolutie este cel din fig.1 iar axa de revolutie este axa XC. Astfel modul 3D creat este prezentat in fig. 2.

Fig. 2. Modelul 3D a reperului.

2. Fabricarea asistata de calculator

Pentru realizarea simularii vom folosi modulul Manufacturing. Astfel , vom initializa mediul de lucru pentru strunjire.

Urmatorul pas este stabilirea etapelor ce vor trebui sa fie efectuate.

Astfel, etapele sunt:

stabilirea traseului tehnologic;

alegerea geometriei piesei si semifabricatului;

selectarea sculelor;

realizarea operatiilor.

2.1. Stabilirea traseului tehnologic

Traseul tehnologic va fi asemanator cu traseul tehnologic clasic, doar ca va avea cateva particularitati:

dat fiind faptul ca vom prelucra semifabricate cu lungime prestabilita, rezulta ca acestea au fost debitate anterior;

nu vom avea faze, ci doar operatii;

din lipsa de un strung cu comanda numerica fizic, vom folosi scule aschietoare din libraria de scule a programului, iar pentr generarea programului cod masina vom folosi un postprocesor pentru un strung cu comanda numerica cu 2 axe.

Astfel, traseul tehnologic este prezentat in fig. 3.

2.2. Alegerea geometriei piesei

2.3. Alegerea sculelor aschietoare

Sculele aschietoare se pot alege din libraria de scule aschietoare a programului, acestea fiind impatite pe 3 mari categorii (clase) : scule pentru frezare, pentru strunjire si pentru alezaje.(fig. 9)

2.3.2. Alegere burghiu centrare

Datorita faptului ca piesa va trebui strunjita pe ambele parti, vom alege un strung cu comanda numerica ce va avea in componenta sa doi arbori principali. Pentru aceasta, va trebui sa definim cate o turela pentru fiecare arbore in parte. Turela este un dispozitiv de prindere a sculelor aschietoare. Aceasta contine mai multe buzunare in care sunt introduse sculele aschietoare.

Astfel, pentru primul arbore am definit o turela UPPER, ce va contine cutitul de strunjire stanga si burghiul de centrare. Pentru al doilea arbore am definit o turela LOWER ce va contine cutitul de strunjire dreapta (Fig. 12 a,b).

2.4. Realizarea operatiilor

Avand totul pregatit, putem incepe definirea operatiilor. In Fig. 13 este prezentata fereastra principala de definire a operatiilor.

Indiferent daca avem strunjire frontala de degrosare /finisare sau strunjire longitudinala exterioara de degrosare/finisare, ne va aparea aceeasi fereastra cu parametri. Aceastia insa sunt diferiti in functie de operatie. Fig. 14 prezinta in general principalii parametri ce trebuie modificati pentru a se putea face strunjirea.

Pentru aceasta prelucrare am lasat parametrii setati implicit de catre program.

Pentru operatiile de degrosare, modul de aschiere folosit a fost Zig, iar pentru operatiile de finisare, modul de aschiere a fost Contour zig.

Pentru gaura de centrare, fereastra este oarecum diferita, desi multe functii se pastreaza.

Astfel, se evita contactul sculei aschietoare cu piesa.

Feed Rates - se definesc avansurile de prelucrare

Stock - se definesc adaosurile de prelucrare radiale si axiale

Asadar, in cele ce urmeaza voi prezenta pas cu pas, operatiile.

Operatia ce urmeaza seamana foarte mult cu prima, in sensul ca pentru acest exemplu vom schimba doar metoda: Lathe_Rough va deveni Lathe_Finish. Restul setarilor vor fi preluate prin aceasta metoda.

Codul masina comanda numerica pentru aceasta operatie va fi gasit folosind functia PostProcess. Imediat ce vom activa aceasta, va aparea o fereastra in care ne va intreba ce fel de postprocesor dorim. Vom alege Lathe_2_Axis_Tool_Tip

Codul masina comanda numerica este urmatorul:

N0010 G94 G90 G20

N0020 G50 X0.0 Z0.0

:0030 T01 H00 M06

N0040 G97 S0 M03

N0050 G94 G00 X.9497 Z.0334

N0060 G92 S0

N0070 G96 M03

N0080 G95 G01 X.9163 Z0.0 F.004

N0090 X.3858

N0100 X-.0472

N0110 X-.0945 F.0394

N0120 G94 G00 X1.9685 Z1.9685

N0130 M02

Fig. 19. Gaura de centrare 1

III Gaura de centrare

Adancimea de aschiere 4 mm,

Avansuri:

de angajare             0.5 mmpr

de taiere                  0.3 mmpr

de retragere           0.5 mmpr

Programul masina comanda numerica:
 

N0010 G94 G90 G20

N0020 G50 X0.0 Z0.0

:0030 T03 H00 M06

N0040 G94 G00 Z1.5748

N0050 Z.1181

N0060 G97 S0 M04

N0070 G95 G01 Z-.1575 F.0118

N0080 G04 X1

N0090 Z.1181 F.0197

N0100 G94 G00 Z1.5748

N0110 M02

IV Strunjire longitudinala de degrosare

Adaosuri de prelucrare:

pe fata: 0.5

radial: 0.7

Avansuri:

de taiere: 0.7 mmpr

de retragere 1 mmpr

prima taiere: 0.5 mmpr

Tolerante: 0.03

Drept scula aschietoare am folosit cutitul de strunjire OD_80_L si am folosit metoda Lathe_Rough pentru a prelua automat adaosul de prelucrare. Modul de taiere va fi Linear Zig

Fig. 20. Strunjire longitudinala de degrosare  - traiectoria sculei aschietoare

Fig. 21 Strunjire longitudinala de degrosare

Programul masina comanda numerica va fi:

V Strunjire longitudinala de finisare

Adaosuri de prelucrare:

pe fata: 0

radial: 0

Avansuri:

de taiere: 0.7 mmpr

de retragere 1 mmpr

prima taiere: 0.5 mmpr

Tolerante: 0.03

Drept scula aschietoare am folosit cutitul de strunjire OD_80_L si am folosit metoda Lathe_Finish pentru a prelua automat adaosul de prelucrare, acesta fiind 0. Am folosit metoda de taiere Contour_Zig

Fig. 22. Strunjire longitudinala de finisare - traiectoria sculei

Fig. 23. Strunjire longitudinala de finisare

Programul masina comanda numerica este:

In acest moment, din prima prindere, piesa a fost prelucrata. Urmeaza intoarcerea piesei, prinderea acesteia si prelucrarea pe partea a doua.

Pentru aceasta va trebui sa definim un al doilea ax principal, mentionat anterior. Astfel, vom defini o noua geometrie a piesei si o noua geomerie a semifabricatului. Daca in cazul piesei, geometria a ramas neschimbata, in cazul semifabricatului lucrurile stau altfel.

In primul rand am presupus ca al doilea arbore se afla la o distanta de 200 mm fata de primul arbore. Astfel, am transpus piesa prin copiere in coordonatele (0, -200, 0). Sistemul de coordonate fiind acum in acest puct.

Dupa definirea geometriei piesei, definim semifabricatul care esre de fapt piesa in procesul de fabricatie IPW, adica semifabricatul prelucrat pe o parte.

In fereastra Turn_Workpiece (Piesa_Strunjit) (Fig. 5) vom selecta butonul Blank (semifabricat). Drept semifabricat vom alege de asta data Select blank from Workspace. Astfel, va trebui sa definim doua puncte. Primul este punctul de referinta si al doilea punctul tinta.

(Fig. 24)

Fig. 24. Definirea semifabricatului pentru a doua prindere

Programul comanda numerica este:

Programul comanda numerica este:

Programul masina comanda numerica:

N0010 G94 G90 G20

N0020 G50 X0.0 Z0.0

:0030 T03 H00 M06

N0040 G94 G00 Z1.5748

N0050 Z.1181

N0060 G97 S0 M04

N0070 G95 G01 Z-.1575 F.0118

N0080 G04 X1

N0090 Z.1181 F.0197

N0100 G94 G00 Z1.5748

N0110 M02

IX Strunjire longitudinala de degrosare 2

Adaosuri de prelucrare:

pe fata: 0.5

radial: 0.7

Avansuri:

de taiere: 0.7 mmpr

de retragere 1 mmpr

prima taiere: 0.5 mmpr

Tolerante: 0.03

Drept scula aschietoare am folosit cutitul de strunjire OD_80_R si am folosit metoda Lathe_Rough pentru a prelua automat adaosul de prelucrare. Modul de taiere va fi Linear Zig

Fig. 28. . Strunjire longitudinala de degrosare 2 - traiectoria sculei aschietoare

Fig. 29. . Strunjire longitudinala de degrosare 2

Programul masina comanda numerica:

X Strunjire longitudinala de finisare

Adaosuri de prelucrare:

pe fata: 0

radial: 0

Avansuri:

de taiere: 0.7 mmpr

de retragere 1 mmpr

prima taiere: 0.5 mmpr

Tolerante: 0.03

Drept scula aschietoare am folosit cutitul de strunjire OD_80_R si am folosit metoda Lathe_Finish pentru a prelua automat adaosul de prelucrare, acesta fiind 0. Am folosit metoda de taiere Contour_Zig

Fig. 30. Strunjire longitudinala de finisare 2 - traiectoria sculei

Fig. 31. Strunjire longitudinala de finisare 2

Programul masina comanda numerica este: