Мастерство обработки втулки колеса в Fusion 360: практическое руководство

Как CAM-инженер, последние 5 лет я использовал Autodesk PowerMill для большинства программирования. Однако недавно переключился на Fusion 360 для программирования компонентов и хочу поделиться опытом. Этот пост даст несколько советов по обработке втулки колеса с Fusion 360, используя его интегрированные CAD и CAM возможности. Если хотите увидеть футаж обработки (кто не любит смотреть, как стружка летит?) — посетите ссылку.

Установки (Setups)

Одна из первых вещей, о которой должен думать любой CAM-программист при старте — какую сторону компонента обрабатывать первой. Этот выбор имеет жизненные последствия для определения захвата для последующих процессов, как вы увидите позже. Я выбрал обрабатывать сначала сторону, видна слева на изображении ниже. Главная причина — наличие на модели двух шплинтовых отверстий и четырех резьбовых отверстий, все очень полезны для позиционирования и удержания в последующих операциях. Также понял, что могу убрать большую часть материала за Установку 1, оставив мало траекторий для следующего этапа.

Захват детали (Work Holding)

Во время первой установки удерживал заготовку тисками Lang. Этот исключительный инструмент позволяет надежное и безвибрационное удержание, хотя требует всего 3 мм материала для зажима. Это значило, что могу заказать заготовку лишь немного переразмерной, значительное сокращение по сравнению с крупным блоком, который изначально определил. Другое великое преимущество тисков Lang — при снятии компонента и возврате в тиски они позволяют перепозиционирование детали в пределах 5-микронного допуска. Это делает процесс экстремально надежным и повторяемым, например, если планируете зачистить множественные заготовки перед запуском траекторий на одной из них.

Когда дошел до запуска траекторий в Установке 2, пришлось придумать приспособление. В этом случае легко придумать дизайн: пластина с шестью отверстиями (две для шплинтовых, четыре для резьбовых) сделает работу идеально. Резьбовые отверстия использовались для привинчивания детали к приспособлению, а соответствующие отверстия в приспособлении для резьбовых были зенкованными.

Инструментарий (Tooling)

Предполагая, что вы уже определили материал (в моем случае Алюминий 6082), первое перед заказом инструментов — проанализировать геометрию детали, включая радиусы на готовой компоненте. Например, использование 8-мм шаровой фрезы для поверхности с 3-мм радиусом неизбежно оставит слишком много материала, что приведет к необходимости дополнительных траекторий.

Для втулки колеса, после анализа геометрии, заказал 16-мм концевую фрезу для внешней черновки, чтобы сделать за один проход, сокращая время. При анализе радиусов на детали, минимальный (вогнутый) радиус — 5 мм, значит любой инструмент с диаметром ниже 8 мм сделает работу хорошо, не оставляя лишнего материала после чистовых проходов. Одновременно этот выбор инструмента обеспечивал избегание избыточных сил на резе из-за растущего угла зацепления, улучшая чистовку и жизнь инструмента.

Подачи и скорости (Feeds and Speeds)

Как упоминал в первом абзаце, удалось убрать большую часть материала за Установку 1. Это означало, что могу быть довольно агрессивным за Установку 2, и по подачам/скоростям, и по шагам (stepover/stepdown). Например, для обработки основной полости в Установке 2 удалось толкать 10-мм концевую фрезу на 12000 об/мин и режущей подаче 5000 мм/мин. Для черновки использовал Adaptive Clearing, так как он позволяет инструменту быть под постоянными режущими силами, поддерживая постоянный угол зацепления. Это дало намного более безопасный и быстрый процесс черновки по сравнению с традиционными траекториями очистки.

Бесшовный интегрированный CAD/CAM Workflow

Одна вещь, которую многие программисты упускают — сколько времени они тратят на переключение между CAD и CAM ПО, когда нужно вносить моделирующие изменения для детали. Fusion 360 — огромная помощь здесь, позволяя простой, бесшовный workflow между моделированием и производственными средами. В моем случае пришлось создать несколько свободных форм, чтобы «обмануть» инструмент оставаться на компоненте во время чистовых траекторий, как на примере ниже.

Сделав это в Fusion 360, ушло пару минут легкой и безболезненной работы, тогда как традиционным способом пришлось бы вернуться в CAD пакет, сделать правки, экспортировать компонент обратно в CAM (надеясь, что изменения не инвалидируют остальную программу!). Иметь интегрированный CAD/CAM инструмент также огромная помощь при проектировании приспособления для детали, так как всё можно сделать в одной среде и любые последующие модификации — без переключения ПО посередине.

Надеюсь, к этому моменту вы узнали больше о том, как обработать втулку колеса с Fusion 360. Деталь запрограммирована без использования продвинутых инструментов Manufacturing Extension (подробнее здесь). Если взволнованы опытом Fusion 360 (кто бы нет?!), скачайте бесплатную пробную версию по ссылке.