Les freses angulars s'utilitzen amb freqüència en el mecanitzat de petites superfícies inclinades i components de precisió en diverses indústries. Són especialment eficaços per a tasques com ara xamfranar i desbarbar peces de treball.
L'aplicació de les freses angulars de conformació es pot explicar mitjançant principis trigonomètrics. A continuació, presentem diversos exemples de programació per a sistemes CNC comuns.
1. Pròleg
En la fabricació real, sovint és necessari xamfranar les vores i les cantonades dels productes. Normalment, això es pot aconseguir mitjançant tres tècniques de processament: programació de capes de fresat final, programació de superfícies de talladores de boles o programació de contorns de freses angulars. Amb la programació de la capa de fresa final, la punta de l'eina tendeix a desgastar-se ràpidament, donant lloc a una vida útil de l'eina reduïda [1]. D'altra banda, la programació de la superfície del tallador de boles és menys eficient, i tant els mètodes de tallador de boles com de fresa d'extrem requereixen una programació macro manual, que requereix un cert nivell d'habilitat per part de l'operador.
En canvi, la programació del contorn de la fresa angular només requereix ajustos als valors de compensació de la longitud de l'eina i de la compensació del radi dins del programa d'acabat del contorn. Això fa que la programació del contorn de la fresa angular sigui el mètode més eficient entre els tres. Tanmateix, els operadors sovint confien en el tall de prova per calibrar l'eina. Determinen la longitud de l'eina mitjançant el mètode de tall de prova de la peça en direcció Z després d'assumir el diàmetre de l'eina. Aquest enfocament només s'aplica a un sol producte, per la qual cosa cal recalibrar quan es canvia a un producte diferent. Per tant, hi ha una clara necessitat de millores tant en el procés de calibratge d'eines com en els mètodes de programació.
2. Introducció de les freses angulars de conformació d'ús habitual
La figura 1 mostra una eina de xamfranat de carbur integrada, que s'utilitza habitualment per desbarbar i bisellar les vores del contorn de les peces. Les especificacions habituals són 60°, 90° i 120°.
Figura 1: tallador de carbur d'una sola peça
La figura 2 mostra una fresa d'angle integrada, que sovint s'utilitza per processar petites superfícies còniques amb angles fixos a les parts d'acoblament de les peces. L'angle de la punta de l'eina que s'utilitza habitualment és inferior a 30°.
La figura 3 mostra una fresa angular de gran diàmetre amb insercions indexables, que sovint s'utilitza per processar superfícies inclinades més grans de peces. L'angle de la punta de l'eina és de 15 ° a 75 ° i es pot personalitzar.
3. Determineu el mètode de configuració de l'eina
Els tres tipus d'eines esmentades anteriorment utilitzen la superfície inferior de l'eina com a punt de referència per a la configuració. L'eix Z s'estableix com el punt zero de la màquina-eina. La figura 4 il·lustra el punt de configuració de l'eina preestablert en la direcció Z.
Aquest enfocament de configuració d'eines ajuda a mantenir una longitud constant de l'eina dins de la màquina, minimitzant la variabilitat i els possibles errors humans associats amb el tall de prova de la peça de treball.
4. Anàlisi de principis
El tall implica l'eliminació del material sobrant d'una peça de treball per crear estelles, donant lloc a una peça de treball amb una forma geomètrica, mida i acabat superficial definits. El pas inicial del procés de mecanitzat és assegurar-se que l'eina interactua amb la peça de la manera prevista, tal com es mostra a la figura 5.
Figura 5 Fresa de xamfranat en contacte amb la peça de treball
La figura 5 il·lustra que per permetre que l'eina entri en contacte amb la peça de treball, s'ha d'assignar una posició específica a la punta de l'eina. Aquesta posició està representada per coordenades horitzontals i verticals al pla, així com el diàmetre de l'eina i la coordenada de l'eix Z al punt de contacte.
El desglossament dimensional de l'eina de xamfranat en contacte amb la peça es mostra a la figura 6. El punt A indica la posició requerida. La longitud de la línia BC s'anomena LBC, mentre que la longitud de la línia AB s'anomena LAB. Aquí, LAB representa la coordenada de l'eix Z de l'eina i LBC indica el radi de l'eina al punt de contacte.
En el mecanitzat pràctic, el radi de contacte de l'eina o la seva coordenada Z es poden predefinir inicialment. Atès que l'angle de la punta de l'eina és fix, conèixer un dels valors preestablerts permet calcular l'altre mitjançant principis trigonomètrics [3]. Les fórmules són les següents: LBC = LAB * tan(angle de la punta de l'eina/2) i LAB = LBC / tan (angle de la punta de l'eina/2).
Per exemple, utilitzant un tallador de xamfranat de carbur d'una sola peça, si suposem que la coordenada Z de l'eina és -2, podem determinar els radis de contacte per a tres eines diferents: el radi de contacte d'un tallador de 60° és 2 * tan (30°). ) = 1,155 mm, per a un tallador de xamfranat de 90° és 2 * tan(45°) = 2 mm, i per a un 120° El tallador de xamfranat és de 2 * tan (60°) = 3,464 mm.
Per contra, si suposem que el radi de contacte de l'eina és de 4,5 mm, podem calcular les coordenades Z de les tres eines: la coordenada Z per a la fresa de xamfrà de 60° és 4,5 / tan(30°) = 7,794, per al xamfrà de 90° fresa és 4,5 / tan (45 °) = 4,5, i per a la fresa de xamfrà de 120 ° és 4,5 / tan(60°) = 2,598.
La figura 7 il·lustra el desglossament dimensional de la fresa d'angle d'una sola peça en contacte amb la peça. A diferència del tallador de xamfrà de carbur d'una sola peça, la fresa d'angle d'una peça té un diàmetre més petit a la punta i el radi de contacte de l'eina s'ha de calcular com (LBC + diàmetre menor de l'eina / 2). El mètode de càlcul específic es detalla a continuació.
La fórmula per calcular el radi de contacte de l'eina implica utilitzar la longitud (L), l'angle (A), l'amplada (B) i la tangent de la meitat de l'angle de la punta de l'eina, sumat amb la meitat del diàmetre menor. Per contra, obtenir la coordenada de l'eix Z implica restar la meitat del diàmetre menor del radi de contacte de l'eina i dividir el resultat per la tangent de la meitat de l'angle de la punta de l'eina. Per exemple, l'ús d'una fresa d'angle integrada amb dimensions específiques, com ara una coordenada de l'eix Z de -2 i un diàmetre menor de 2 mm, produirà radis de contacte diferents per a freses de xamfrà en diversos angles: una talla de 20° produeix un radi. d'1.352 mm, un tallador de 15° ofereix 1.263 mm i un tallador de 10° proporciona 1.175 mm.
Si considerem un escenari on el radi de contacte de l'eina s'estableix en 2,5 mm, les coordenades corresponents de l'eix Z per a freses de xamfrà de diferents graus es poden extrapolar de la següent manera: per a la fresa de 20°, es calcula a 8,506, per a la de 15°. tallador a 11.394, i per al tallador de 10°, un extens 17.145.
Aquesta metodologia s'aplica de manera coherent a diverses figures o exemples, subratllant el pas inicial per determinar el diàmetre real de l'eina. En determinar elMecanitzat CNCestratègia, la decisió entre prioritzar el radi de l'eina preestablert o l'ajust de l'eix Z està influenciada per lacomponent d'aluminidisseny de. En escenaris en què el component presenta una característica escalonada, es fa imprescindible evitar la interferència amb la peça ajustant la coordenada Z. Per contra, per a peces sense característiques escalonades, optar per un radi de contacte de l'eina més gran és avantatjós, afavorint uns acabats superficials superiors o una eficiència de mecanitzat millorada.
Les decisions sobre l'ajust del radi de l'eina versus l'augment de la velocitat d'alimentació Z es basen en requisits específics per a les distàncies de xamfrà i bisell indicades al plànol de la peça.
5. Exemples de programació
A partir de l'anàlisi dels principis de càlcul del punt de contacte de l'eina, és evident que quan s'utilitza una fresa d'angle de conformació per mecanitzar superfícies inclinades, n'hi ha prou amb establir l'angle de la punta de l'eina, el radi menor de l'eina i l'eix Z. valor de configuració de l'eina o el radi de l'eina preestablert.
A la secció següent es descriuen les assignacions de variables per al FANUC #1, #2, el sistema CNC Siemens R1, R2, el sistema CNC Okuma VC1, VC2 i el sistema Heidenhain Q1, Q2, Q3. Demostra com programar components específics mitjançant el mètode d'entrada de paràmetres programables de cada sistema CNC. Els formats d'entrada per als paràmetres programables dels sistemes CNC FANUC, Siemens, Okuma i Heidenhain es detallen a les taules 1 a 4.
Nota:P indica el número de compensació de l'eina, mentre que R indica el valor de compensació de l'eina en mode d'ordre absolut (G90).
Aquest article utilitza dos mètodes de programació: la seqüència número 2 i la seqüència número 3. La coordenada de l'eix Z utilitza l'enfocament de compensació del desgast de la longitud de l'eina, mentre que el radi de contacte de l'eina aplica el mètode de compensació de la geometria del radi de l'eina.
Nota:En el format d'instrucció, "2" significa el número de l'eina, mentre que "1" indica el número de la vora de l'eina.
Aquest article empra dos mètodes de programació, específicament el número de sèrie 2 i el número de sèrie 3, amb els mètodes de compensació de coordenades de l'eix Z i del radi de contacte de l'eina que segueixen sent coherents amb els esmentats anteriorment.
El sistema CNC de Heidenhain permet ajustar directament la longitud i el radi de l'eina després de seleccionar l'eina. DL1 representa la longitud de l'eina augmentada en 1 mm, mentre que DL-1 indica la longitud de l'eina disminuïda en 1 mm. El principi per utilitzar DR és coherent amb els mètodes esmentats anteriorment.
Amb finalitats de demostració, tots els sistemes CNC utilitzaran un cercle de φ40 mm com a exemple per a la programació de contorns. A continuació es mostra l'exemple de programació.
5.1 Exemple de programació del sistema CNC Fanuc
Quan #1 s'estableix al valor preestablert en la direcció Z, #2 = #1*tan (angle de la punta de l'eina/2) + (radi menor) i el programa és el següent.
G10L11P (número de compensació de l'eina de longitud) R-#1
G10L12P (número de compensació de l'eina de radi) R#2
G0X25Y10G43H (número de compensació de l'eina de longitud) Z0G01
G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Quan #1 s'estableix en el radi de contacte, #2 = [radi de contacte - radi menor]/tan (angle de la punta de l'eina/2) i el programa és el següent.
G10L11P (número de compensació de l'eina de longitud) R-#2
G10L12P (número de compensació de l'eina de radi) R#1
G0X25Y10G43H (número de compensació de l'eina de longitud) Z0
G01G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Al programa, quan la longitud de la superfície inclinada de la peça està marcada en la direcció Z, R al segment del programa G10L11 és "-#1-longitud de la direcció Z de la superfície inclinada"; quan la longitud de la superfície inclinada de la peça està marcada en direcció horitzontal, R al segment del programa G10L12 és "+#1-longitud horitzontal de la superfície inclinada".
5.2 Exemple de programació del sistema CNC de Siemens
Quan R1=Z valor preestablert, R2=R1tan(angle de la punta de l'eina/2)+(radi menor), el programa és el següent.
TC_DP12[número d'eina, número de vora de l'eina]=-R1
TC_DP6[número d'eina, número de vora de l'eina]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Quan R1=radi de contacte, R2=[R1-radi menor]/tan(angle de la punta de l'eina/2), el programa és el següent.
TC_DP12[número d'eina, número de tall]=-R2
TC_DP6[número d'eina, número de tall]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Al programa, quan la longitud del bisell de la peça està marcada en la direcció Z, el segment del programa TC_DP12 és "Longitud de la direcció Z del bisell -R1"; quan la longitud del bisell de la peça està marcada en direcció horitzontal, el segment del programa TC_DP6 és "longitud horitzontal del bisell + R1".
5.3 Exemple de programació del sistema CNC d'Okuma Quan VC1 = valor preestablert Z, VC2 = VC1tan (angle de la punta de l'eina / 2) + (radi menor), el programa és el següent.
VTOFH [número de compensació d'eina] = -VC1
VTOFD [número de compensació d'eina] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Quan VC1 = radi de contacte, VC2 = (VC1-radi menor) / tan (angle de la punta de l'eina / 2), el programa és el següent.
VTOFH (número de compensació d'eina) = -VC2
VTOFD (número de compensació d'eina) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (número de compensació de l'eina de radi) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Al programa, quan la longitud del bisell de la peça està marcada en la direcció Z, el segment del programa VTOFH és "-VC1-bisell longitud de la direcció Z"; quan la longitud del bisell de la peça està marcada en la direcció horitzontal, el segment del programa VTOFD és "+VC1-longitud horitzontal del bisell".
5.4 Exemple de programació del sistema CNC Heidenhain
Quan Q1 = valor preestablert Z, Q2 = Q1tan (angle de la punta de l'eina/2) + (radi menor), Q3 = radi de l'eina Q2, el programa és el següent.
EINA "Número d'eina/nom de l'eina"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
Quan Q1=radi de contacte, Q2=(VC1-radi menor)/tan (angle de la punta de l'eina/2), Q3=Q1-radi de l'eina, el programa és el següent.
EINA "Número d'eina/nom de l'eina" 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
Al programa, quan la longitud del bisell de la peça està marcada en la direcció Z, DL és "-Q1-longitud de la direcció Z del bisell"; quan la longitud del bisell de la peça està marcada en la direcció horitzontal, DR és "+Q3-longitud horitzontal del bisell".
6. Comparació de temps de processament
Els diagrames de trajectòria i les comparacions de paràmetres dels tres mètodes de processament es mostren a la taula 5. Es pot veure que l'ús de la fresa d'angle de conformació per a la programació de contorns dóna com a resultat un temps de processament més curt i una millor qualitat de superfície.
L'ús de freses d'angle de conformació aborda els reptes que s'enfronten a la programació de capes de fresa final i la programació de superfícies de talladores de boles, inclosa la necessitat d'operadors altament qualificats, una vida útil reduïda de l'eina i una baixa eficiència de processament. Mitjançant la implementació de tècniques efectives de configuració i programació d'eines, el temps de preparació de la producció es redueix al mínim, la qual cosa condueix a una millora de l'eficiència de la producció.
Si vols saber més, no dubtis en contactar info@anebon.com
L'objectiu principal d'Anebon serà oferir-vos als nostres compradors una relació empresarial seriosa i responsable, oferint una atenció personalitzada a tots ells per al nou disseny de moda per a OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationProcés de fabricació CNC, precisiópeces de fosa a pressió d'alumini, servei de prototipatge. Podeu descobrir el preu més baix aquí. També obtindreu productes i solucions de bona qualitat i un servei fantàstic aquí! No hauríeu de ser reticents a aconseguir l'Anebon!
Hora de publicació: Oct-23-2024