3D-моделювання, розробка технології та верифікація обробки вала елеваторного транспортера в CAD/CAM систем

Abstract

Об’єкт дослідження – технологічний процес механічної обробки та формоутворення ступінчастих валів транспортно-технологічного обладнання на металорізальних верстатах. Предмет дослідження – методи автоматизованого проектування операційної технології, розрахунку режимів різання, симуляції та верифікації траєкторій руху різального інструменту при токарній обробці та фрезеруванні шпонкових пазів вала в інтегрованому CAD/CAM середовищі. Мета роботи – підвищення ефективності виготовлення, забезпечення заданої точності та експлуатаційної надійності вала елеваторного транспортера шляхом розробки, числового розрахунку та верифікації прогресивного технологічного процесу його механічної обробки із застосуванням сучасних CAD/CAM систем та верстатного обладнання з ЧПК. Методи дослідження – теоретичні основи технології машинобудування, положення теорії різання металів, системний аналіз кінематики та геометрії деталей, методи математичного й аналітичного розрахунку параметрів обробки, а також методи комп'ютерного тривимірного моделювання і числової симуляції CAM (ComputerAided Manufacturing) для аналізу даних CLData і траєкторій інструменту. У роботі проведено комплексний аналіз конструктивно-технологічних особливостей вала елеваторного транспортера, обґрунтовано вибір конструкційного матеріалу (сталі 45) та методів його термічного зміцнення. Виконано детальну перевірку технологічності деталі, розраховано оптимальні припуски та операційні розміри. Розроблено прогресивний маршрутний та операційний технологічний процес механічної обробки вала в умовах дрібносерійного виробництва з використанням сучасного токарного верстата з ЧПК 16К20Ф3.5 Створено точну тривимірну твердотільну 3D-модель виробу в CAD-системі. На її основі в CAM-середовищі спроектовано оптимальні стратегії чорнового та чистового точіння, а також фрезерування шпонкових пазів. Завдяки проведеній числовій симуляції та верифікації траєкторій інструменту повністю виключено ризики виникнення колізій і гарантовано досягнення заданої точності (за 6-м квалітетом для опорних шийок). Здійснено автоматизований синтез постпроцесованого G-коду керуючої програми для верстата з ЧПК.