Ъгловите фрези често се използват при обработката на малки наклонени повърхности и прецизни компоненти в различни индустрии. Те са особено ефективни за задачи като скосяване и премахване на ръбове на детайли.
Приложението на формиращи ъглови фрези може да се обясни чрез тригонометрични принципи. По-долу представяме няколко примера за програмиране за обикновени CNC системи.
1. Предговор
В действителното производство често е необходимо да се скосяват краищата и ъглите на продуктите. Това обикновено може да бъде постигнато с помощта на три техники за обработка: програмиране на слоя на челната фреза, програмиране на повърхността на сачмен фрез или програмиране на контура на фреза под ъгъл. При програмирането на слоя на челната фреза върхът на инструмента има тенденция да се износва бързо, което води до намален живот на инструмента [1]. От друга страна, програмирането на повърхността на сачмените фрези е по-малко ефективно и методите както на челната фреза, така и на сачмените фрези изискват ръчно макро програмиране, което изисква определено ниво на умения от оператора.
Обратно, програмирането на контура на ъглова фреза изисква само корекции на компенсацията на дължината на инструмента и стойностите на компенсацията на радиуса в рамките на програмата за завършване на контура. Това прави програмирането на контура на ъглова фреза най-ефективният метод сред трите. Операторите обаче често разчитат на пробно рязане, за да калибрират инструмента. Те определят дължината на инструмента, като използват метода за пробно рязане на детайла в Z-посока след приемане на диаметъра на инструмента. Този подход е приложим само за един продукт, което налага повторно калибриране при преминаване към друг продукт. Следователно има ясна необходимост от подобрения както в процеса на калибриране на инструмента, така и в методите за програмиране.
2. Въвеждане на често използвани формиращи ъглови фрези
Фигура 1 показва интегриран твърдосплавен инструмент за скосяване, който обикновено се използва за отстраняване на грапавци и скосяване на контурните ръбове на части. Общите спецификации са 60°, 90° и 120°.
Фигура 1: Твърдосплавен нож за скосяване от една част
Фигура 2 показва интегрирана ъглова челна фреза, която често се използва за обработка на малки конусовидни повърхности с фиксирани ъгли в свързващите части на детайлите. Често използваният ъгъл на върха на инструмента е по-малък от 30°.
Фигура 3 показва ъглова фреза с голям диаметър и сменяеми пластини, която често се използва за обработка на по-големи наклонени повърхности на части. Ъгълът на върха на инструмента е от 15° до 75° и може да се персонализира.
3. Определете метода за настройка на инструмента
Трите вида инструменти, споменати по-горе, използват долната повърхност на инструмента като отправна точка за настройка. Оста Z е установена като нулева точка на машинния инструмент. Фигура 4 илюстрира предварително зададената точка за настройка на инструмента в посока Z.
Този подход за настройка на инструмента помага да се поддържа постоянна дължина на инструмента в машината, минимизирайки променливостта и потенциалните човешки грешки, свързани с пробното рязане на детайла.
4. Принципен анализ
Рязането включва отстраняване на излишния материал от детайла, за да се създадат стружки, което води до детайл с определена геометрична форма, размер и покритие на повърхността. Първоначалната стъпка в процеса на обработка е да се гарантира, че инструментът взаимодейства с детайла по предвидения начин, както е показано на фигура 5.
Фигура 5 Фреза за скосяване в контакт с детайла
Фигура 5 илюстрира, че за да може инструментът да влезе в контакт с детайла, на върха на инструмента трябва да бъде зададена конкретна позиция. Тази позиция е представена както от хоризонтални, така и от вертикални координати в равнината, както и от диаметъра на инструмента и координатата на Z-ос в точката на контакт.
Разпределението на размерите на инструмента за скосяване в контакт с детайла е изобразено на Фигура 6. Точка А показва необходимата позиция. Дължината на линията BC се обозначава като LBC, докато дължината на линията AB се означава като LAB. Тук LAB представлява координатата на оста Z на инструмента, а LBC обозначава радиуса на инструмента в контактната точка.
При практическата обработка контактният радиус на инструмента или неговата Z координата могат да бъдат предварително зададени първоначално. Като се има предвид, че ъгълът на върха на инструмента е фиксиран, познаването на една от предварително зададените стойности позволява изчисляването на другата с помощта на тригонометрични принципи [3]. Формулите са както следва: LBC = LAB * тен (ъгъл на върха на инструмента/2) и LAB = LBC / тен (ъгъл на върха на инструмента/2).
Например, използвайки монолитна твърдосплавна фреза за скосяване, ако приемем, че Z координатата на инструмента е -2, можем да определим контактните радиуси за три различни инструмента: контактният радиус за 60° фреза за скосяване е 2 * tan(30° ) = 1,155 mm, за фреза за скосяване на 90° е 2 * tan(45°) = 2 mm, а за 120° фреза за скосяване е 2 * тен (60°) = 3,464 mm.
Обратно, ако приемем, че контактният радиус на инструмента е 4,5 mm, можем да изчислим Z координатите за трите инструмента: Z координатата за 60° фреза за скосяване е 4,5 / tan(30°) = 7,794, за 90° скосяване фреза е 4,5 / тен (45°) = 4,5, а за 120° фаска фреза е 4,5 / тен (60°) = 2,598.
Фигура 7 илюстрира разпределението на размерите на еднокомпонентна ъглова челна фреза в контакт с детайла. За разлика от монолитната твърдосплавна фреза за фаска, еднокомпонентната ъглова челна фреза има по-малък диаметър на върха и контактният радиус на инструмента трябва да се изчислява като (LBC + малък диаметър на инструмента / 2). Конкретният метод на изчисление е описан по-долу.
Формулата за изчисляване на контактния радиус на инструмента включва използването на дължината (L), ъгъла (A), ширината (B) и тангенса на половината от ъгъла на върха на инструмента, сумиран с половината от малкия диаметър. Обратно, получаването на координатата на оста Z включва изваждане на половината от второстепенния диаметър от контактния радиус на инструмента и разделяне на резултата на тангенса на половината от ъгъла на върха на инструмента. Например, използването на интегрирана ъглова челна фреза със специфични размери, като координата на Z-ос от -2 и малък диаметър от 2 mm, ще доведе до различни контактни радиуси за фрези за фаски под различни ъгли: 20° фреза дава радиус от 1,352 mm, 15° фреза предлага 1,263 mm, а 10° фреза осигурява 1,175 мм.
Ако разгледаме сценарий, при който контактният радиус на инструмента е зададен на 2,5 mm, съответните координати на ос Z за фрезови фрези с различни степени могат да бъдат екстраполирани, както следва: за 20° фреза се изчислява на 8.506, за 15° фреза до 11.394, а за фреза 10°, екстензивен 17.145.
Тази методология е последователно приложима в различни фигури или примери, като подчертава началната стъпка за установяване на действителния диаметър на инструмента. При определяне наCNC обработкастратегия, решението между приоритизирането на предварително зададения радиус на инструмента или корекцията на Z-ос се влияе оталуминиев компонентдизайн на. В сценарии, при които компонентът показва стъпаловидна характеристика, избягването на намеса в детайла чрез регулиране на Z координатата става наложително. Обратно, за части, лишени от стъпаловидни характеристики, изборът на по-голям контактен радиус на инструмента е изгоден, насърчавайки превъзходно покритие на повърхността или подобрена ефективност на обработка.
Решенията относно регулирането на радиуса на инструмента спрямо увеличаването на скоростта на подаване Z се основават на специфични изисквания за разстоянията на скосяването и скосяването, посочени в чертежа на детайла.
5. Примери за програмиране
От анализа на принципите за изчисляване на контактната точка на инструмента е очевидно, че когато се използва фреза за формоване на ъгъл за обработка на наклонени повърхности, е достатъчно да се установи ъгълът на върха на инструмента, малкият радиус на инструмента и Z-оста стойността на настройката на инструмента или предварително зададения радиус на инструмента.
Следващият раздел очертава назначенията на променливи за FANUC #1, #2, система за ЦПУ на Siemens R1, R2, система за ЦПУ на Okuma VC1, VC2 и системата Q1, Q2, Q3 на Heidenhain. Той демонстрира как да програмирате специфични компоненти, като използвате метода за въвеждане на програмируеми параметри на всяка CNC система. Входните формати за програмируемите параметри на CNC системите FANUC, Siemens, Okuma и Heidenhain са описани подробно в таблици от 1 до 4.
Забележка:P обозначава числото на компенсацията на инструмента, докато R показва стойността на компенсацията на инструмента в режим на абсолютна команда (G90).
Тази статия използва два метода за програмиране: пореден номер 2 и пореден номер 3. Координатата на Z-ос използва подхода за компенсиране на износването по дължината на инструмента, докато контактният радиус на инструмента прилага метода за геометрична компенсация на радиуса на инструмента.
Забележка:Във формата на инструкцията "2" означава номера на инструмента, докато "1" означава номера на ръба на инструмента.
Тази статия използва два метода за програмиране, по-специално сериен номер 2 и сериен номер 3, като методите за компенсация на координатата на оста Z и контактния радиус на инструмента остават в съответствие с тези, споменати по-рано.
CNC системата на Heidenhain позволява директни настройки на дължината и радиуса на инструмента, след като инструментът е избран. DL1 представлява дължината на инструмента, увеличена с 1 мм, докато DL-1 показва дължината на инструмента, намалена с 1 мм. Принципът за използване на DR е в съответствие с гореспоменатите методи.
За демонстрационни цели всички системи с ЦПУ ще използват кръг с диаметър φ40 mm като пример за контурно програмиране. Примерът за програмиране е даден по-долу.
5.1 Пример за програмиране на CNC система Fanuc
Когато #1 е зададена на предварително зададената стойност в посока Z, #2 = #1*тен (ъгъл на върха на инструмента/2) + (малък радиус) и програмата е както следва.
G10L11P (номер на компенсация на инструмента за дължина) R-#1
G10L12P (номер на компенсация на радиуса на инструмента) R#2
G0X25Y10G43H (номер на компенсация на инструмента за дължина) Z0G01
G41D (номер на компенсация на радиуса на инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Когато #1 е зададено на контактния радиус, #2 = [контактен радиус - второстепенен радиус]/тен (ъгъл на върха на инструмента/2) и програмата е както следва.
G10L11P (номер на компенсация на инструмента за дължина) R-#2
G10L12P (номер на компенсация на радиуса на инструмента) R#1
G0X25Y10G43H (номер на компенсация на инструмента за дължина) Z0
G01G41D (номер на компенсация на радиуса на инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В програмата, когато дължината на наклонената повърхност на детайла е маркирана в посока Z, R в програмния сегмент G10L11 е „-#1-дължина на наклонена повърхност Z-посока“; когато дължината на наклонената повърхност на детайла е маркирана в хоризонтална посока, R в програмния сегмент G10L12 е „+#1-хоризонтална дължина на наклонена повърхност“.
5.2 Пример за програмиране на CNC система Siemens
Когато R1=Z предварително зададена стойност, R2=R1tan(ъгъл на върха на инструмента/2)+(малък радиус), програмата е както следва.
TC_DP12[номер на инструмента, номер на ръба на инструмента]=-R1
TC_DP6[номер на инструмента, номер на ръба на инструмента]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (номер на компенсация на инструмента за радиус) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Когато R1=радиус на контакта, R2=[R1-малък радиус]/тен (ъгъл на върха на инструмента/2), програмата е както следва.
TC_DP12[номер на инструмента, номер на режещия ръб]=-R2
TC_DP6[номер на инструмента, номер на режещия ръб]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (номер на компенсация на радиуса на инструмента) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В програмата, когато дължината на скосяването на детайла е маркирана в посока Z, програмният сегмент TC_DP12 е „-R1-дължина на скосяването на Z-посока“; когато дължината на скосяването на частта е маркирана в хоризонтална посока, програмният сегмент TC_DP6 е „+R1-хоризонтална дължина на скосяване“.
5.3 Пример за програмиране на Okuma CNC система Когато VC1 = Z предварително зададена стойност, VC2 = VC1tan (ъгъл на върха на инструмента / 2) + (малък радиус), програмата е както следва.
VTOFH [номер на компенсация на инструмента] = -VC1
VTOFD [номер на компенсация на инструмента] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (номер на компенсация на радиуса на инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Когато VC1 = контактен радиус, VC2 = (VC1-малък радиус) / тен (ъгъл на върха на инструмента / 2), програмата е както следва.
VTOFH (номер на компенсация на инструмента) = -VC2
VTOFD (номер на компенсация на инструмента) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (номер на компенсация на радиуса на инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В програмата, когато дължината на скосяването на частта е маркирана в посока Z, програмният сегмент VTOFH е „-VC1-дължина на скосяване на Z-посока“; когато дължината на скосяването на детайла е маркирана в хоризонтална посока, програмният сегмент VTOFD е „+VC1-хоризонтална дължина на скосяване“.
5.4 Пример за програмиране на CNC система Heidenhain
Когато Q1=Z предварително зададена стойност, Q2=Q1tan(ъгъл на върха на инструмента/2)+(малък радиус), Q3=Q2-радиус на инструмента, програмата е както следва.
ИНСТРУМЕНТ “Номер на инструмент/име на инструмент”DL-Q1 DR Q3
L X25Y10 FMAX
L Z0 FMAXL X20 R
L F1000
L Y0
CC X0Y0
C X20Y0 R
L Y-10
L Z50 FMAX
Когато Q1=радиус на контакта, Q2=(VC1-малък радиус)/тен(ъгъл на върха на инструмента/2), Q3=Q1-радиус на инструмента, програмата е както следва.
ИНСТРУМЕНТ „Номер на инструмента/име на инструмента“ DL-Q2 DR Q3
L X25Y10 FMAX
L Z0 FMAX
L X20 RL F1000
L Y0
CC X0Y0
C X20Y0 R
L Y-10
L Z50 FMAX
В програмата, когато дължината на скосяването на частта е маркирана в посока Z, DL е „-Q1-дължина на скосяването на Z-посока“; когато дължината на фаската на частта е маркирана в хоризонтална посока, DR е „+Q3-хоризонтална дължина на фаска“.
6. Сравнение на времето за обработка
Диаграмите на траекторията и сравненията на параметрите на трите метода на обработка са показани в таблица 5. Може да се види, че използването на формовъчна ъглова фреза за контурно програмиране води до по-кратко време за обработка и по-добро качество на повърхността.
Използването на формиращи ъглови фрезови фрези се справя с предизвикателствата, пред които е изправено програмирането на слоеве на челни фрези и програмирането на повърхността на сачмени фрези, включително необходимостта от висококвалифицирани оператори, намален живот на инструмента и ниска ефективност на обработка. Чрез внедряване на ефективни техники за настройка на инструменти и програмиране, времето за подготовка на производството е сведено до минимум, което води до повишена производствена ефективност.
Ако искате да научите повече, моля, свържете се с нас info@anebon.com
Основната цел на Anebon ще бъде да ви предложим на нашите купувачи сериозни и отговорни корпоративни отношения, осигурявайки персонализирано внимание към всички тях за нов моден дизайн за OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationCNC производствен процес, прецизностчасти за леене под налягане от алуминий, услуга за създаване на прототипи. Можете да откриете най-ниската цена тук. Освен това тук ще получите продукти и решения с добро качество и фантастично обслужване! Не трябва да се колебаете да се сдобиете с Anebon!
Време на публикуване: 23 октомври 2024 г