التطبيق الفعال لتشكيل قواطع تفريز الزاوية في التصنيع

تُستخدم قواطع الطحن الزاوية بشكل متكرر في تصنيع الأسطح المائلة الصغيرة والمكونات الدقيقة في مختلف الصناعات. إنها فعالة بشكل خاص في مهام مثل الشطب وإزالة حواف قطع العمل.

يمكن شرح تطبيق تشكيل قواطع الطحن الزاوية من خلال المبادئ المثلثية. أدناه، نقدم عدة أمثلة للبرمجة لأنظمة CNC الشائعة.

1. المقدمة

في التصنيع الفعلي، غالبًا ما يكون من الضروري شطب حواف وزوايا المنتجات. يمكن تحقيق ذلك عادةً باستخدام ثلاث تقنيات معالجة: برمجة طبقة المطحنة النهائية، أو برمجة سطح قاطعة الكرة، أو برمجة كفاف قاطعة الطحن الزاوية. مع برمجة طبقة المطحنة النهائية، يميل طرف الأداة إلى التآكل بسرعة، مما يؤدي إلى تقليل عمر الأداة [1]. من ناحية أخرى، فإن البرمجة السطحية لقطع الكرات أقل كفاءة، وتتطلب كل من طريقتي المطحنة النهائية والقطع الكروي برمجة ماكرو يدوية، الأمر الذي يتطلب مستوى معينًا من المهارة من المشغل.

في المقابل، تتطلب برمجة كفاف قطع الطحن الزاوية فقط تعديلات على تعويض طول الأداة وقيم تعويض نصف القطر ضمن برنامج تشطيب الكفاف. وهذا يجعل برمجة كفاف قطع الطحن الزاوية هي الطريقة الأكثر فعالية بين الثلاثة. ومع ذلك، يعتمد المشغلون غالبًا على القطع التجريبي لمعايرة الأداة. إنهم يحددون طول الأداة باستخدام طريقة القطع التجريبي لقطعة العمل ذات الاتجاه Z بعد افتراض قطر الأداة. لا ينطبق هذا الأسلوب إلا على منتج واحد، مما يستلزم إعادة المعايرة عند التبديل إلى منتج مختلف. وبالتالي، هناك حاجة واضحة لإجراء تحسينات في كل من عملية معايرة الأداة وطرق البرمجة.

2. مقدمة لقواطع طحن الزاوية شائعة الاستخدام

يُظهر الشكل 1 أداة شطب كربيد متكاملة، والتي تُستخدم بشكل شائع لإزالة حواف الحواف الكنتورية للأجزاء وشطبها. المواصفات المشتركة هي 60 درجة، 90 درجة و 120 درجة.

الشكل 1: قاطع الشطب من الكربيد من قطعة واحدة

يوضح الشكل 2 طاحونة نهاية الزاوية المتكاملة، والتي تستخدم غالبًا لمعالجة الأسطح المخروطية الصغيرة ذات الزوايا الثابتة في الأجزاء المتزاوجة للأجزاء. زاوية طرف الأداة شائعة الاستخدام أقل من 30 درجة.

يوضح الشكل 3 قاطعة طحن ذات زاوية كبيرة القطر مع إدخالات قابلة للفهرسة، والتي تُستخدم غالبًا لمعالجة الأسطح المائلة الأكبر للأجزاء. تتراوح زاوية طرف الأداة من 15 درجة إلى 75 درجة ويمكن تخصيصها.

3. تحديد طريقة إعداد الأداة

تستخدم الأنواع الثلاثة من الأدوات المذكورة أعلاه السطح السفلي للأداة كنقطة مرجعية للإعداد. تم إنشاء المحور Z كنقطة الصفر على الأداة الآلية. يوضح الشكل 4 نقطة إعداد الأداة المعدة مسبقًا في الاتجاه Z.

يساعد أسلوب إعداد الأداة هذا في الحفاظ على طول ثابت للأداة داخل الماكينة، مما يقلل من التباين والأخطاء البشرية المحتملة المرتبطة بالقطع التجريبي لقطعة العمل.

4. تحليل المبدأ

يتضمن القطع إزالة المواد الفائضة من قطعة العمل لإنشاء شرائح، مما يؤدي إلى الحصول على قطعة عمل ذات شكل وحجم وسطح هندسي محدد. الخطوة الأولى في عملية التصنيع هي التأكد من أن الأداة تتفاعل مع قطعة العمل بالطريقة المقصودة، كما هو موضح في الشكل 5.

الشكل 5: قطع الشطب الملامس لقطعة العمل

يوضح الشكل 5 أنه لتمكين الأداة من الاتصال بقطعة العمل، يجب تعيين موضع محدد لطرف الأداة. يتم تمثيل هذا الموضع بإحداثيات أفقية ورأسية على المستوى، بالإضافة إلى قطر الأداة وإحداثيات المحور Z عند نقطة الاتصال.

يوضح الشكل 6 تفاصيل الأبعاد لأداة الشطب الملامسة للجزء. تشير النقطة A إلى الموضع المطلوب. يُشار إلى طول الخط BC بالرمز LBC، في حين يُشار إلى طول الخط AB بالرمز LAB. هنا، يمثل LAB إحداثيات المحور Z للأداة، ويشير LBC إلى نصف قطر الأداة عند نقطة الاتصال.

في المعالجة العملية، يمكن ضبط نصف قطر الاتصال للأداة أو الإحداثي Z الخاص بها مسبقًا في البداية. وبما أن زاوية رأس الأداة ثابتة، فإن معرفة إحدى القيم المحددة مسبقًا تسمح بحساب الأخرى باستخدام المبادئ المثلثية [3]. الصيغ هي كما يلي: LBC = LAB * tan(زاوية طرف الأداة/2) وLAB = LBC / tan(زاوية طرف الأداة/2).

على سبيل المثال، باستخدام قاطع شطب من الكربيد من قطعة واحدة، إذا افترضنا أن الإحداثي Z للأداة هو -2، فيمكننا تحديد نصف قطر التلامس لثلاث أدوات مختلفة: نصف قطر التلامس لقاطع الشطب 60 درجة هو 2 * tan(30°) ) = 1.155 مم، بالنسبة لقاطع الشطب 90 درجة يكون 2 * تان (45 درجة) = 2 مم، وبالنسبة لقاطع الشطب 120 درجة فهو 2 * تان (60 درجة) = 3.464 مم.

على العكس من ذلك، إذا افترضنا أن نصف قطر تلامس الأداة هو 4.5 مم، فيمكننا حساب إحداثيات Z للأدوات الثلاث: الإحداثي Z لقاطع الطحن المشطوف بزاوية 60 درجة هو 4.5 / tan(30°) = 7.794، لقاطع الطحن المشطوف بزاوية 90° قاطع الطحن هو 4.5 / تان (45 درجة) = 4.5، وبالنسبة لقاطع الطحن الشطب 120 درجة فهو 4.5 / تان (60 درجة) = 2.598.

يوضح الشكل 7 الانهيار الأبعاد لطاحونة نهاية الزاوية المكونة من قطعة واحدة والمتصلة بالجزء. على عكس قاطعة الشطب المصنوعة من الكربيد ذات القطعة الواحدة، فإن المطحنة الطرفية ذات الزاوية ذات القطعة الواحدة تتميز بقطر أصغر عند الطرف، ويجب حساب نصف قطر تلامس الأداة على النحو التالي (LBC + القطر الصغير للأداة / 2). طريقة الحساب المحددة مفصلة أدناه.

تتضمن صيغة حساب نصف قطر تلامس الأداة استخدام الطول (L)، والزاوية (A)، والعرض (B)، وظل نصف زاوية طرف الأداة، مع جمع نصف القطر الصغير. على العكس من ذلك، فإن الحصول على إحداثيات المحور Z يستلزم طرح نصف القطر الصغير من نصف قطر تلامس الأداة وتقسيم النتيجة على ظل نصف زاوية طرف الأداة. على سبيل المثال، استخدام طاحونة نهاية زاوية متكاملة ذات أبعاد محددة، مثل إحداثيات المحور Z البالغة -2 وقطر صغير يبلغ 2 مم، سوف ينتج نصف قطر اتصال مميز لقواطع الطحن المشطوبة بزوايا مختلفة: قاطعة 20 درجة تنتج نصف قطر 1.352 ملم، وقاطع 15 درجة يوفر 1.263 ملم، وقاطع 10 درجات يوفر 1.175 ملم.

إذا أخذنا في الاعتبار سيناريو يتم فيه ضبط نصف قطر تلامس الأداة على 2.5 مم، فيمكن استقراء إحداثيات المحور Z المقابلة لقواطع طحن الشطب بدرجات مختلفة على النحو التالي: بالنسبة لقاطع 20 درجة، يتم حسابه إلى 8.506، لقاطع طحن 15 درجة. القاطع إلى 11.394، وللقاطع 10 درجات، نطاق واسع 17.145.

تنطبق هذه المنهجية باستمرار عبر مختلف الأشكال أو الأمثلة، مما يؤكد الخطوة الأولية المتمثلة في التأكد من القطر الفعلي للأداة. عند تحديدالتصنيع باستخدام الحاسب الآليالإستراتيجية، يتأثر القرار بين تحديد أولويات نصف قطر الأداة المحددة مسبقًا أو تعديل المحور Z بـمكون الألومنيومتصميم. في السيناريوهات التي يُظهر فيها المكون ميزة متدرجة، يصبح تجنب التداخل مع قطعة العمل عن طريق ضبط الإحداثيات Z أمرًا ضروريًا. على العكس من ذلك، بالنسبة للأجزاء الخالية من الميزات المتدرجة، يعد اختيار نصف قطر تلامس أكبر للأداة مفيدًا، مما يعزز التشطيبات السطحية الفائقة أو تحسين كفاءة المعالجة.

تعتمد القرارات المتعلقة بتعديل نصف قطر الأداة مقابل زيادة معدل التغذية Z على متطلبات محددة للمسافات المشطوبة والمشطوبة المشار إليها في مخطط الجزء.

5. أمثلة البرمجة

من تحليل مبادئ حساب نقطة الاتصال للأداة، من الواضح أنه عند استخدام قاطعة طحن زاوية التشكيل لتصنيع الأسطح المائلة، يكفي تحديد زاوية طرف الأداة ونصف القطر الصغير للأداة وإما المحور Z قيمة إعداد الأداة أو نصف قطر الأداة المحددة مسبقًا.

يوضح القسم التالي التخصيصات المتغيرة لنظام FANUC #1 و#2 ونظام Siemens CNC R1 وR2 ونظام Okuma CNC VC1 وVC2 ونظام Heidenhain Q1 وQ2 وQ3. ويوضح كيفية برمجة مكونات محددة باستخدام طريقة إدخال المعلمات القابلة للبرمجة لكل نظام CNC. تم تفصيل تنسيقات الإدخال للمعلمات القابلة للبرمجة لأنظمة FANUC وSiemens وOkuma وHeidenhain CNC في الجداول من 1 إلى 4.

ملحوظة:يشير P إلى رقم تعويض الأداة، بينما يشير R إلى قيمة تعويض الأداة في وضع الأمر المطلق (G90).

تستخدم هذه المقالة طريقتين للبرمجة: رقم التسلسل 2 ورقم التسلسل 3. يستخدم إحداثي المحور Z أسلوب تعويض تآكل طول الأداة، في حين يطبق نصف قطر اتصال الأداة طريقة تعويض هندسة نصف قطر الأداة.

ملحوظة:في تنسيق التعليمات، يشير "2" إلى رقم الأداة، بينما يشير "1" إلى رقم حافة الأداة.

تستخدم هذه المقالة طريقتين للبرمجة، على وجه التحديد الرقم التسلسلي 2 والرقم التسلسلي 3، مع بقاء إحداثيات المحور Z وطرق تعويض نصف قطر اتصال الأداة متوافقة مع تلك المذكورة سابقًا.

يسمح نظام Heidenhain CNC بإجراء تعديلات مباشرة على طول الأداة ونصف قطرها بعد اختيار الأداة. يمثل DL1 زيادة طول الأداة بمقدار 1 مم، بينما يشير DL-1 إلى انخفاض طول الأداة بمقدار 1 مم. يتوافق مبدأ استخدام DR مع الطرق المذكورة أعلاه.

لأغراض العرض التوضيحي، ستستخدم جميع أنظمة CNC دائرة مقاس φ40 مم كمثال للبرمجة الكنتورية. ويرد أدناه مثال البرمجة.

5.1 مثال على برمجة نظام Fanuc CNC

عندما يتم ضبط #1 على القيمة المحددة مسبقًا في الاتجاه Z، #2 = #1*tan (زاوية رأس الأداة/2) + (نصف القطر الصغير)، ويكون البرنامج كما يلي.
G10L11P (رقم تعويض أداة الطول) R-#1
G10L12P (رقم تعويض أداة نصف القطر) R#2
G0X25Y10G43H (رقم تعويض أداة الطول) Z0G01
G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
عندما يتم ضبط #1 على نصف قطر الاتصال، #2 = [نصف قطر الاتصال - نصف القطر الصغير]/tan (زاوية طرف الأداة/2)، ويكون البرنامج كما يلي.
G10L11P (رقم تعويض أداة الطول) R-#2
G10L12P (رقم تعويض أداة نصف القطر) R#1
G0X25Y10G43H (رقم تعويض أداة الطول) Z0
G01G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50

في البرنامج، عندما يتم تحديد طول السطح المائل للجزء في الاتجاه Z، يكون R في مقطع البرنامج G10L11 هو "-#1-السطح المائل طول الاتجاه Z"؛ عندما يتم تحديد طول السطح المائل للجزء في الاتجاه الأفقي، يكون R في مقطع البرنامج G10L12 هو "+#1-الطول الأفقي للسطح المائل".

5.2 مثال على برمجة نظام Siemens CNC

عندما تكون القيمة المحددة مسبقًا R1=Z، R2=R1tan(زاوية طرف الأداة/2)+(نصف القطر الصغير)، يكون البرنامج كما يلي.
TC_DP12[رقم الأداة، رقم حافة الأداة]=-R1
TC_DP6[رقم الأداة، رقم حافة الأداة]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
عندما يكون R1=نصف قطر التلامس، R2=[R1-minor radius]/tan(زاوية رأس الأداة/2)، يكون البرنامج كما يلي.
TC_DP12[رقم الأداة، رقم القطع المتطور]=-R2
TC_DP6[رقم الأداة، رقم الحداثة]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
في البرنامج، عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه Z، يكون مقطع البرنامج TC_DP12 هو "-R1-bevel Z-direction length"؛ عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه الأفقي، يكون مقطع البرنامج TC_DP6 هو "+R1-bevel Horizontal length".

5.3 مثال على برمجة نظام Okuma CNC عندما تكون القيمة المحددة مسبقًا VC1 = Z، VC2 = VC1tan (زاوية رأس الأداة / 2) + (نصف القطر الصغير)، يكون البرنامج كما يلي.

VTOFH [رقم تعويض الأداة] = -VC1
VTOFD [رقم تعويض الأداة] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
عندما يكون VC1 = نصف قطر التلامس، VC2 = (نصف القطر الصغير VC1) / tan (زاوية رأس الأداة / 2)، يكون البرنامج كما يلي.
VTOFH (رقم تعويض الأداة) = -VC2
VTOFD (رقم تعويض الأداة) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (رقم تعويض أداة نصف القطر) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
في البرنامج، عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه Z، يكون مقطع برنامج VTOFH هو "-VC1-bevel Z-direction length"؛ عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه الأفقي، يكون مقطع برنامج VTOFD هو "+VC1-bevel Horizontal length".

5.4 مثال على برمجة نظام Heidenhain CNC

عندما تكون القيمة المحددة مسبقًا Q1=Z، Q2=Q1tan(زاوية طرف الأداة/2)+(نصف القطر الصغير)، Q3=نصف قطر الأداة Q2، يكون البرنامج كما يلي.
أداة "رقم الأداة/اسم الأداة"DL-Q1 DR Q3
L X25Y10 ماكس
L Z0 FMAXL X20 ر
إل إف 1000
ل Y0
سي سي X0Y0
ج X20Y0 ر
ل ص-10
إل زد50 إف ماكس
عندما يكون Q1 = نصف قطر التلامس، Q2 = (نصف قطر VC1 الصغير)/tan (زاوية طرف الأداة/2)، Q3 = نصف قطر الأداة Q1، يكون البرنامج كما يلي.
الأداة "رقم الأداة/اسم الأداة" DL-Q2 DR Q3
L X25Y10 ماكس
إل زد0 ماكس
ل X20 آر إل F1000
ل Y0
سي سي X0Y0
ج X20Y0 ر
ل ص-10
إل زد50 إف ماكس
في البرنامج، عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه Z، يكون DL هو "-Q1-bevel Z-direction length"؛ عندما يتم تحديد طول الجزء المشطوف في الاتجاه الأفقي، يكون DR هو "+Q3-bevel Horizontal length".

6. مقارنة وقت المعالجة

يوضح الجدول 5 مخططات المسار ومقارنات المعلمات لطرق المعالجة الثلاثة. ويمكن ملاحظة أن استخدام قاطعة الطحن الزاوية للبرمجة الكنتورية يؤدي إلى وقت معالجة أقصر وجودة سطح أفضل.

إن استخدام تشكيل قواطع الطحن الزاوية يعالج التحديات التي تواجه برمجة طبقة المطحنة النهائية وبرمجة سطح القطع الكروي، بما في ذلك الحاجة إلى مشغلين ذوي مهارات عالية، وتقليل عمر الأداة، وانخفاض كفاءة المعالجة. من خلال تطبيق تقنيات إعداد الأدوات والبرمجة الفعالة، يتم تقليل وقت إعداد الإنتاج إلى الحد الأدنى، مما يؤدي إلى تعزيز كفاءة الإنتاج.

إذا كنت تريد معرفة المزيد، فلا تتردد في الاتصال info@anebon.com

سيكون الهدف الأساسي لشركة Anebon هو أن نقدم لك للمتسوقين لدينا علاقة مؤسسية جادة ومسؤولة، وتوفير الاهتمام الشخصي لهم جميعًا لتصميم الأزياء الجديدة لتصنيع المعدات الأصلية في Shenzhen Precision Hardware Factory حسب الطلبعملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، دقةأجزاء صب الألومنيومخدمة النماذج الأولية. يمكنك الكشف عن أدنى سعر هنا. ستحصل أيضًا على منتجات وحلول عالية الجودة وخدمة رائعة هنا! لا ينبغي أن تكون مترددًا في الاستيلاء على أنيبون!