As fresas angulares empréganse con frecuencia no mecanizado de pequenas superficies inclinadas e compoñentes de precisión en varias industrias. Son especialmente eficaces para tarefas como achaflanado e desbarbado de pezas.
A aplicación das fresas angulares de conformación pódese explicar mediante principios trigonométricos. A continuación, presentamos varios exemplos de programación para sistemas CNC comúns.
1. Prefacio
Na fabricación real, moitas veces é necesario achaflanar os bordos e as esquinas dos produtos. Normalmente, isto pódese conseguir mediante tres técnicas de procesamento: programación de capas de fresado final, programación de superficies de cortadores de bolas ou programación de contornos de fresas angulares. Coa programación da capa de fresado final, a punta da ferramenta tende a desgastarse rapidamente, o que reduce a vida útil da ferramenta [1]. Por outra banda, a programación da superficie do cortador de bolas é menos eficiente, e tanto os métodos de fresadora como de cortador de bolas requiren unha macroprogramación manual, que esixe un certo nivel de habilidade do operador.
Pola contra, a programación do contorno da fresa angular só require axustes na compensación de lonxitude da ferramenta e os valores de compensación de raio dentro do programa de acabado do contorno. Isto fai que a programación do contorno da fresa angular sexa o método máis eficiente entre os tres. Non obstante, os operadores adoitan depender do corte de proba para calibrar a ferramenta. Determinan a lonxitude da ferramenta mediante o método de corte de proba da peza en dirección Z despois de asumir o diámetro da ferramenta. Este enfoque só é aplicable a un só produto, polo que é necesario recalibrar cando se cambia a un produto diferente. Así, hai unha clara necesidade de melloras tanto no proceso de calibración da ferramenta como nos métodos de programación.
2. Introdución das fresas angulares de conformación de uso común
A figura 1 mostra unha ferramenta de achaflanado de carburo integrada, que se usa habitualmente para desbarbar e achaflar os bordos do contorno das pezas. As especificacións comúns son 60°, 90° e 120°.
Figura 1: Fresa de achaflanado de carburo dunha peza
A figura 2 mostra unha fresa de extremo angular integrada, que se usa a miúdo para procesar pequenas superficies cónicas con ángulos fixos nas partes de acoplamento das pezas. O ángulo de punta da ferramenta de uso habitual é inferior a 30°.
A figura 3 mostra unha fresa angular de gran diámetro con insercións intercambiables, que adoita usarse para procesar superficies inclinadas de pezas máis grandes. O ángulo da punta da ferramenta é de 15° a 75° e pódese personalizar.
3. Determine o método de configuración da ferramenta
Os tres tipos de ferramentas mencionados anteriormente utilizan a superficie inferior da ferramenta como punto de referencia para a configuración. O eixe Z establécese como o punto cero da máquina ferramenta. A figura 4 ilustra o punto de configuración da ferramenta predefinida na dirección Z.
Este enfoque de configuración da ferramenta axuda a manter unha lonxitude constante da ferramenta dentro da máquina, minimizando a variabilidade e os posibles erros humanos asociados ao corte de proba da peza.
4. Análise de principios
O corte implica a eliminación do material sobrante dunha peza de traballo para crear chips, o que resulta nunha peza de traballo cunha forma xeométrica, tamaño e acabado superficial definidos. O paso inicial do proceso de mecanizado é asegurar que a ferramenta interactúa coa peza de traballo do xeito previsto, como se ilustra na Figura 5.
Figura 5 Fresa de achaflanado en contacto coa peza de traballo
A figura 5 ilustra que para permitir que a ferramenta entre en contacto coa peza de traballo, debe asignarse unha posición específica á punta da ferramenta. Esta posición está representada por coordenadas tanto horizontais como verticais no plano, así como o diámetro da ferramenta e a coordenada do eixe Z no punto de contacto.
A descomposición dimensional da ferramenta de achaflanado en contacto coa peza está representada na Figura 6. O punto A indica a posición requirida. A lonxitude da liña BC denomínase LBC, mentres que a lonxitude da liña AB denomínase LAB. Aquí, LAB representa a coordenada do eixe Z da ferramenta e LBC indica o raio da ferramenta no punto de contacto.
No mecanizado práctico, o raio de contacto da ferramenta ou a súa coordenada Z pode predefinirse inicialmente. Dado que o ángulo da punta da ferramenta é fixo, coñecer un dos valores preestablecidos permite calcular o outro utilizando principios trigonométricos [3]. As fórmulas son as seguintes: LBC = LAB * tan(ángulo da punta da ferramenta/2) e LAB = LBC / tan (ángulo da punta da ferramenta/2).
Por exemplo, usando unha fresa de achaflanado de carburo dunha peza, se asumimos que a coordenada Z da ferramenta é -2, podemos determinar os raios de contacto para tres ferramentas diferentes: o raio de contacto para unha fresa de achaflanado de 60° é 2 * tan(30°). ) = 1,155 mm, para unha fresa de achaflanado de 90° é 2 * tan(45°) = 2 mm, e para unha de 120° cortador de achaflanado é 2 * tan(60°) = 3,464 mm.
Pola contra, se asumimos que o raio de contacto da ferramenta é de 4,5 mm, podemos calcular as coordenadas Z para as tres ferramentas: a coordenada Z para a fresa de chaflán de 60° é 4,5 / tan(30°) = 7,794, para o chaflán de 90°. fresa é 4,5 / tan(45°) = 4,5, e para a fresa de chaflán de 120° é 4,5 / tan(60°) = 2,598.
A figura 7 ilustra a descomposición dimensional da fresa angular dunha soa peza en contacto coa peza. A diferenza do cortador de chaflán de carburo dunha soa peza, a fresa de extremo angular dunha peza presenta un diámetro menor na punta e o raio de contacto da ferramenta debe calcularse como (LBC + diámetro menor da ferramenta / 2). O método de cálculo específico detállase a continuación.
A fórmula para calcular o raio de contacto da ferramenta implica usar a lonxitude (L), o ángulo (A), a anchura (B) e a tanxente da metade do ángulo da punta da ferramenta, sumada coa metade do diámetro menor. Pola contra, a obtención da coordenada do eixe Z implica restar a metade do diámetro menor do raio de contacto da ferramenta e dividir o resultado pola tanxente da metade do ángulo da punta da ferramenta. Por exemplo, o uso dunha fresa de extremo angular integrada con dimensións específicas, como unha coordenada do eixe Z de -2 e un diámetro menor de 2 mm, producirá distintos raios de contacto para fresadoras de chaflán en varios ángulos: unha fresa de 20° proporciona un raio. de 1.352 mm, un cortador de 15° ofrece 1.263 mm e un cortador de 10° proporciona 1.175 mm.
Se consideramos un escenario no que o raio de contacto da ferramenta se establece en 2,5 mm, as coordenadas correspondentes do eixe Z para fresas de chaflán de diferentes graos pódense extrapolar do seguinte xeito: para a fresa de 20°, calcúlase a 8,506, para a de 15°. cortador a 11.394, e para o cortador de 10°, un extenso 17.145.
Esta metodoloxía é aplicable de forma consistente en varias figuras ou exemplos, subliñando o paso inicial de determinar o diámetro real da ferramenta. Ao determinar oMecanizado CNCestratexia, a decisión entre priorizar o raio da ferramenta predefinido ou o axuste do eixe Z está influenciada polacompoñente de aluminiodeseño de. Nos escenarios nos que o compoñente presenta unha característica escalonada, é imprescindible evitar a interferencia coa peza axustando a coordenada Z. Pola contra, para pezas carentes de características escalonadas, optar por un radio de contacto da ferramenta maior é vantaxoso, promovendo acabados superficiais superiores ou mellora da eficiencia de mecanizado.
As decisións relativas ao axuste do raio da ferramenta fronte ao aumento da velocidade de avance Z baséanse en requisitos específicos para as distancias de chafrán e bisel indicadas no plano da peza.
5. Exemplos de programación
A partir da análise dos principios de cálculo do punto de contacto da ferramenta, é evidente que cando se utiliza unha fresa angular de conformación para mecanizar superficies inclinadas, é suficiente establecer o ángulo da punta da ferramenta, o raio menor da ferramenta e o eixe Z. valor de configuración da ferramenta ou o raio da ferramenta predefinido.
A seguinte sección describe as asignacións de variables para o FANUC #1, #2, o sistema CNC Siemens R1, R2, o sistema CNC Okuma VC1, VC2 e o sistema Heidenhain Q1, Q2, Q3. Demostra como programar compoñentes específicos usando o método de entrada de parámetros programables de cada sistema CNC. Os formatos de entrada para os parámetros programables dos sistemas CNC FANUC, Siemens, Okuma e Heidenhain detállanse nas táboas 1 a 4.
Nota:P indica o número de compensación da ferramenta, mentres que R indica o valor de compensación da ferramenta no modo de comando absoluto (G90).
Este artigo emprega dous métodos de programación: secuencia número 2 e secuencia número 3. A coordenada do eixe Z utiliza o enfoque de compensación de desgaste da lonxitude da ferramenta, mentres que o raio de contacto da ferramenta aplica o método de compensación da xeometría do raio da ferramenta.
Nota:No formato de instrución, "2" indica o número da ferramenta, mentres que "1" indica o número de bordo da ferramenta.
Este artigo emprega dous métodos de programación, concretamente o número de serie 2 e o número de serie 3, sendo os métodos de compensación de coordenadas do eixe Z e raio de contacto da ferramenta consistentes cos mencionados anteriormente.
O sistema CNC de Heidenhain permite axustes directos á lonxitude e ao raio da ferramenta despois de seleccionar a ferramenta. DL1 representa a lonxitude da ferramenta aumentada en 1 mm, mentres que DL-1 indica a lonxitude da ferramenta diminuída en 1 mm. O principio de uso de DR é consistente cos métodos mencionados anteriormente.
Para fins de demostración, todos os sistemas CNC utilizarán un círculo de φ40 mm como exemplo para a programación de contornos. O exemplo de programación ofrécese a continuación.
5.1 Exemplo de programación do sistema CNC Fanuc
Cando o número 1 está configurado no valor predefinido na dirección Z, #2 = #1*tan (ángulo da punta da ferramenta/2) + (raio menor), e o programa é o seguinte.
G10L11P (número de compensación da ferramenta de lonxitude) R-#1
G10L12P (número de compensación da ferramenta de radio) R#2
G0X25Y10G43H (número de compensación da ferramenta de lonxitude) Z0G01
G41D (número de compensación da ferramenta de radio) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Cando o número 1 está configurado como raio de contacto, o número 2 = [raio de contacto - raio menor]/tan (ángulo da punta da ferramenta/2) e o programa é o seguinte.
G10L11P (número de compensación da ferramenta de lonxitude) R-#2
G10L12P (número de compensación da ferramenta de radio) R#1
G0X25Y10G43H (número de compensación da ferramenta de lonxitude) Z0
G01G41D (número de compensación da ferramenta de radio) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
No programa, cando a lonxitude da superficie inclinada da peza está marcada na dirección Z, R no segmento do programa G10L11 é "-#1-longitude da dirección Z da superficie inclinada"; cando a lonxitude da superficie inclinada da peza está marcada na dirección horizontal, R no segmento do programa G10L12 é "+#1-longitud horizontal da superficie inclinada".
5.2 Exemplo de programación do sistema CNC Siemens
Cando R1=Z valor predefinido, R2=R1tan(ángulo da punta da ferramenta/2)+(raio menor), o programa é o seguinte.
TC_DP12[número de ferramenta, número de bordo da ferramenta]=-R1
TC_DP6[número de ferramenta, número de bordo da ferramenta]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (número de compensación da ferramenta de raio) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Cando R1=raio de contacto, R2=[R1-raio menor]/tan(ángulo da punta da ferramenta/2), o programa é o seguinte.
TC_DP12[número de ferramenta, número de filo]=-R2
TC_DP6[número de ferramenta, número de punta]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (número de compensación da ferramenta de radio) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
No programa, cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección Z, o segmento do programa TC_DP12 é "-Lonxitude da dirección Z do bisel -R1"; cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección horizontal, o segmento do programa TC_DP6 é "longitude horizontal do bisel + R1".
5.3 Exemplo de programación do sistema CNC Okuma Cando VC1 = valor preestablecido Z, VC2 = VC1tan (ángulo da punta da ferramenta / 2) + (raio menor), o programa é o seguinte.
VTOFH [número de compensación da ferramenta] = -VC1
VTOFD [número de compensación da ferramenta] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (número de compensación da ferramenta de radio) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Cando VC1 = raio de contacto, VC2 = (VC1-raio menor) / tan (ángulo da punta da ferramenta / 2), o programa é o seguinte.
VTOFH (número de compensación da ferramenta) = -VC2
VTOFD (número de compensación da ferramenta) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (número de compensación da ferramenta de radio) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
No programa, cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección Z, o segmento do programa VTOFH é "-VC1-bevel Z-direction length"; cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección horizontal, o segmento do programa VTOFD é "+VC1-longitud horizontal do bisel".
5.4 Exemplo de programación do sistema CNC de Heidenhain
Cando Q1=Z valor preestablecido, Q2=Q1tan(ángulo da punta da ferramenta/2)+(raio menor), Q3=Q2-raio da ferramenta, o programa é o seguinte.
FERRAMENTA "Número da ferramenta/nome da ferramenta" 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
Cando Q1=raio de contacto, Q2=(VC1-raio menor)/tan(ángulo da punta da ferramenta/2), Q3=Q1-raio da ferramenta, o programa é o seguinte.
FERRAMENTA “Número da ferramenta/nome da ferramenta” 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
No programa, cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección Z, DL é "Lonxitude da dirección Z do bisel -Q1"; cando a lonxitude do bisel da peza está marcada na dirección horizontal, DR é "longitude horizontal do bisel + Q3".
6. Comparación do tempo de tramitación
Os diagramas de traxectoria e as comparacións de parámetros dos tres métodos de procesamento móstranse na Táboa 5. Pódese ver que o uso da fresa de ángulo de conformación para a programación de contornos resulta nun tempo de procesamento máis curto e unha mellor calidade da superficie.
O uso de fresas angulares de conformación aborda os desafíos que se enfrontan na programación de capas de fresado final e na programación de superficies de cortadores de bolas, incluíndo a necesidade de operadores altamente cualificados, unha vida útil reducida da ferramenta e unha baixa eficiencia de procesamento. Ao implementar técnicas eficaces de configuración e programación de ferramentas, o tempo de preparación da produción redúcese ao mínimo, o que leva a unha maior eficiencia da produción.
Se queres saber máis, póñase en contacto info@anebon.com
O obxectivo principal de Anebon será ofrecerlle aos nosos compradores unha relación empresarial seria e responsable, ofrecéndolles unha atención personalizada a todos eles para o novo deseño de moda para o OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationProceso de fabricación CNC, precisiónpezas de fundición de aluminio, servizo de prototipado. Podes descubrir o prezo máis baixo aquí. Tamén vai obter produtos e solucións de boa calidade e un servizo fantástico aquí. Non debes ser reticente a facerte con Anebon!
Hora de publicación: 23-Oct-2024