Εφαρμογές και Παραδείγματα

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Στο κεφάλαιο αυτό αναφέρονται ορισμένα παραδείγματα εφαρμογής των συστημάτων CAD/CAM στο σχεδιασμό και την κατασκευή διαφόρων καλουπιών και εξαρτημάτων. 5.1 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 Σε αυτό το παράδειγμα παρουσιάζεται ένα καλούπι φυσητής έγχυσης (blow molding) για την παραγωγή πλαστικού δοχείου. Για την κατασκευή του καλουπιού αυτού έχει ακολουθηθεί όλη η διαδικασία που περιγράφηκε στο κεφάλαιο 4, χρησιμοποιώντας συστήματα CAD/CAM. Αρχικά, στο στάδιο του σχεδιασμού, αφού καθορίστηκαν οι επιθυμητές διαστάσεις του καλουπιού, χρησιμοποιήθηκε ένα σχεδιαστικό πακέτο, που υποστηρίζει και CAM, προκειμένου να σχεδιαστεί το καλούπι. Τα σχέδια του καλουπιού φαίνονται στα παρακάτω σχήματα. Σχήμα 5.1. Κατασκευαστικά σχέδια του επάνω τμήματος του καλουπιού

2 Σχήμα 5.2. Κατασκευαστικά σχέδια του κυρίως τμήματος του καλουπιού. Σχήμα 5.3. Κατασκευαστικά σχέδια επιμέρους τμημάτων του καλουπιού

3 Σχήμα 5.4. Σχέδιο ολόκληρου του καλουπιού, όταν αυτό είναι κλειστό. Σχήμα 5.5. Προοπτικό σχέδιο του καλουπιού, όπως προκύπτει από το αντίστοιχο πακέτο CAD

4 Σχήμα 5.6. Ρεαλιστικά σχέδια ολόκληρου του καλουπιού. Φαίνονται τα δύο μισά του καλουπιού, με τους αντίστοιχους πείρους, για το ακριβές κλείσιμο του καλουπιού. Σχήμα 5.7. Ρεαλιστική εικόνα του καλουπιού, όταν είναι κλειστό, ενώ διακρίνονται οι εσωτερικοί πείροι

5 Σχήμα 5.8. Το μισό τμήμα του καλουπιού. Σχήμα 5.9. Το προϊόν που προκύπτει από αυτό το καλούπι blow molding

6 5.2 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 Για τη μαζική παραγωγή πολύπλοκων εξαρτημάτων συνήθως χρησιμοποιείται η χύτευση ακριβείας ή «μέθοδος του χαμένου κεριού». Η κατασκευή καλουπιών για χύτευση ακριβείας συνίσταται σε δύο φάσεις: τη φάση του σχεδιασμού και τη φάση της κατασκευής. Η κατασκευή του καλουπιού γίνεται με εργαλειομηχανές CNC με τη χρήση συστημάτων CAM. Στο παρόν παράδειγμα αναλύεται η διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής του καλουπιού ενός ακροδέκτη των καλωδίων υψηλής τάσης της ΔΕΗ. Σχηματικά ο ακροδέκτης φαίνεται στα παρακάτω σχήματα 5.10 και 5.11, όπου παρατίθονται τα σχέδια πρόσοψης και πλάγιας όψης σε τομή. Σχήμα Σχέδιο του ακροδέκτη της ΔΕΗ Σχήμα Κάτοψη και τομή του εξαρτήματος

7 Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία σχεδιασμού του καλουπιού, ακολουθεί η διαδικασία της εξαγωγής του προγράμματος κοπής, χρησιμοποιώντας συστήματα CAM. Έτσι, οι κατεργασίες που έγιναν στη φρέζα με πρόγραμμα κοπής από CAM είναι: Ξεχόνδρισμα κυκλικού μέρους με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Ξεχόνδρισμα κορμού με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Ξεχόνδρισμα κυλινδρικού κορμού με κυκλικό μέρος με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Φινίρισμα κυκλικού μέρους με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm. Φινίρισμα κυλινδρικού κορμού με κυκλικό μέρος με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm. Φινίρισμα κορμού με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm. Για τις κατεργασίες αυτές αναπτύχθηκαν προγράμματα κοπής στο CAM, μέσω του κατάλληλου κωδικοποιητή. Κατόπιν, τα προγράμματα αυτά στάλθηκαν στη φρέζα μέσω κάποιου προγράμματος επικοινωνίας μεταξύ των δύο υπολογιστών. Ενδεικτικά, λόγω του μεγάλου μεγέθους του κάθε προγράμματος κοπής, παρατίθεται παρακάτω ένα μέρος του προγράμματος κοπής που προέκυψε από το CAM, που αναφέρεται σε κάθε μία από τις παραπάνω κατεργασίες. Ξεχόνδρισμα κυκλικού μέρους με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Ένα μέρος του προγράμματος κοπής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

8 Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 5.13 Ξεχόνδρισμα κορμού με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Ένα μέρος του προγράμματος κοπής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

9 Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 5.15 Ξεχόνδρισμα κυλινδρικού κορμού με κυκλικό μέρος με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 15 mm. Ένα μέρος του προγράμματος κοπής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

10 Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 5.17 Φινίρισμα κυκλικού μέρους με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm. Ένα μέρος του προγράμματος κοπής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

11 Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 5.19 Φινίρισμα κυλινδρικού κορμού με κυκλικό μέρος με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm. Ένα μέρος του προγράμματος κοπής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

12 Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 5.21 Φινίρισμα κορμού με σφαιρικό εργαλείο διαμέτρου 6 mm Η διαδρομή που ακολουθεί το κοπτικό εργαλείο σε αυτή την κατεργασία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα

13 Μετά τη φάση της κατασκευής, προέκυψε το καλούπι για διεργασίες χύτευσης ακριβείας. Στη φωτογραφία που ακολουθεί φαίνεται το καλούπι, έτσι όπως κατασκευάστηκε στη CNC φρέζα, με πρόγραμμα κοπής που προέκυψε από CAM. Σχήμα Το καλούπι κλειστό. Στις εικόνες που ακολουθούν παρακάτω, δίνεται διαδοχικά μια ιδέα του πώς λειτουργεί ένα τέτοιο καλούπι. Σχήμα Το καλούπι ανοιχτό

14 Σχήμα Πείροι που καλύπτουν τα συρτάρια του καλουπιού. Σχήμα Πείροι που καλύπτουν τις οπές του καλουπιού

15 Σχήμα Εξαρτήματα για τη συγκράτηση των πειρών, ώστε να μην μετακινούνται από τη θέση τους, κατά την έγχυση του κεριού. Σχήμα Βίδες συγκράτησης του καλουπιού, για ασφαλές κλείσιμο. Σημείωση: Στο συνημμένο video φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο «λύνεται» το καλούπι

16 5.3 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3 Στα σχήματα που ακολουθούν φαίνονται διάφορα εξαρτήματα, που έχουν κατασκευαστεί σε CNC φρέζα με τη βοήθεια συστημάτων CAD/CAM. Σχήμα 5.29 Σχήμα

17 Σχήμα 5.31 Σχήμα