 |
2.1.2 Этапы проектирования и изготовления изделий при автоматизированном производстве
|
|
|
|
2. 1. 2 Этапы проектирования и изготовления изделий при автоматизированном производстве
Процессы автоматизированного проектирования и изготовления изделий включают следующие этапы: разработку трехмерной модели, разработку управляющей программы для станка с ЧПУ, обработку на станке и, при необходимости, ручную доработку изделия.
Применительно к изделиям «розетка» (рисунок 4), изготовленным из древесины, перечисленные этапы поясняются рисунком 5.
а) б)
Рисунок 4. Художественно-промышленные изделия «розетка», полученные фрезерованием на станке с ЧПУ
Рисунок 5. Последовательность проектирования и изготовления изделия «розетка» (рисунок 4, б) из древесины бука
Изделие «розетка» имеет высокий рельеф, требующий двухстадийной обработки – черновой и чистовой, а также ручной доработки для уменьшения неровностей профиля поверхности и придания ей блеска.
Цифровые трехмерные модели изделий разрабатывают или вручную в соответствующих CAD-программах, или по скану физического прототипа.
2. 1. 3 Разработка управляющей программы
Разработанная 3D-модель служит основой создания управляющей программы для станка с ЧПУ (рисунок 6). По параметрам изделия выбирают стратегию обработки и инструмент. 3D-модель и управляющая программа могут быть уточнены по результатам изготовления опытного образца (образцов), оценки его качества, трудоемкости и стоимости обработки и доводки. От качества 3D-модели зависит степень искажения рельефа поверхности изделия, упрощения формы образа или прототипа, наличие и количество точечных дефектов. От стратегии обработки – вид рисунка фактуры, высота и шаг неровностей профиля, от инструмента – наличие и объем непроработанных участков, высота и шаг неровностей профиля, от элементов режима резания (считая поперечную подачу составляющей стратегии обработки) – наличие сколов и подпалин в изделиях из древесины (рисунок 7).
|
|
|
Рисунок 6. Схема к разработке управляющей программы
Рисунок 7. Составляющие качества поверхности изделия из древесины при ЧПУ-обработке
Считается, что анализ трудоемкости и стоимости доработки и доводки и уточнение на его основе управляющей программы экономически оправданы при партии изделий свыше 50-100 штук. На стадии анализа параметров изделия, определяющих выбор заготовки, стратегию обработки, тип и размеры инструмента, оценивают размеры изделия, высоту рельефа, размеры мелких элементов, виды рисунков 3D-модели и внешнего контура рельефа, насыщенность поверхности изделия рельефными элементами (таблица 1).
Таблица 1. Параметры рельефных художественно-промышленных изделий
| № пп | Наименование параметров | Виды/значения параметров | Параметры влияют на: |
| 1. | Размеры | Длина, ширина, высота | размеры заготовки |
| 2. | Высота рельефа | Большая, малая | стратегию обработки, потребность в черновой обработке |
| 3. | Размеры мелких элементов | Ширина, глубина | диаметр фрезы для чистовой обработки |
| 4. | Вид рисунка 3D модели* | Розетка, полоса, рамка, произвольный | стратегию обработки |
| 5. | Вид внешнего контура рельефа | Круг, рамка, N-угольник, произвольный | стратегию обработки |
| 6. | Насыщенность рельефными элементами | Высокая, низкая | стратегию обработки |
| * примечание: розетка характеризуется симметричным рисунком рельефа, полоса – удлиненным или повторяющимся в одном направлении рисунком рельефа (рисунок 8), рамка – рельефом ввиде обрамления. | |||
а) б)
|
|
|
Рисунок 8. Художественно-промышленные изделия из древесины с рисунком рельефа «полоса»: а – с удлиненным в одном направлении рельефом, б – с повторяющимся рисунком
Из таблицы 1 следует, что наибольшее число параметров изделия влияет на выбор стратегии обработки.
При фрезеровании на станках с ЧПУ применяются различные стратегии обработки.
К стратегиям 2D-фрезерования относят: обработку по 2D кривой, по профилю 2D кривой, 2D смещение, растр. К стратегиям чернового 3D фрезерования: 3D смещение, погружение, по профилю 3D модели, растр. Стратегиями чистового 3D фрезерования являются постоянная Z, параметрическое смещение, по шаблону, по профилю, радиальная обработка, растр, по спирали, пологие + отвесные.
В зависимости от параметров изделий из древесины можно рекомендовать следующие стратегии чистового 3D-фрезерования (таблица 2).
Таблица 2. Взаимосвязь параметров изделий и стратегий обработки
|
|
|
