Kutna glodala često se koriste u strojnoj obradi malih nagnutih površina i preciznih komponenti u raznim industrijama. Osobito su učinkoviti za zadatke kao što su skošenje i skidanje ivica izradaka.
Primjena oblikovanih kutnih glodala može se objasniti kroz trigonometrijske principe. U nastavku predstavljamo nekoliko primjera programiranja za uobičajene CNC sustave.
1. Predgovor
U stvarnoj proizvodnji često je potrebno skositi rubove i kutove proizvoda. To se obično može postići pomoću tri tehnike obrade: programiranje slojeva čeonog glodala, programiranje površine kugličnog glodala ili programiranje konture kutnog glodala. S programiranjem slojeva čeonog glodala, vrh alata ima tendenciju brzog istrošenja, što dovodi do smanjenog vijeka trajanja alata [1]. S druge strane, površinsko programiranje kugličnog rezača manje je učinkovito, a i metode čeonog glodala i kugličnog rezača zahtijevaju ručno makro programiranje, što od operatera zahtijeva određenu razinu vještine.
Nasuprot tome, programiranje konture kutnog glodala zahtijeva samo prilagodbe vrijednosti kompenzacije duljine alata i radijusa unutar programa završne konture. To čini programiranje konture kutnog glodala najučinkovitijom metodom među ove tri. Međutim, operateri se često oslanjaju na probno rezanje kako bi kalibrirali alat. Oni određuju duljinu alata pomoću metode probnog rezanja obratka u smjeru Z nakon pretpostavke promjera alata. Ovaj je pristup primjenjiv samo na jedan proizvod, što zahtijeva ponovno kalibriranje pri prelasku na drugi proizvod. Stoga postoji jasna potreba za poboljšanjima u procesu kalibracije alata i metodama programiranja.
2. Uvođenje uobičajenih kutnih glodala za oblikovanje
Slika 1 prikazuje integrirani alat za skošenje od tvrdog metala, koji se obično koristi za skidanje ivica i skošenje konturnih rubova dijelova. Uobičajene specifikacije su 60°, 90° i 120°.
Slika 1: Jednodijelni karbidni rezač za skošenje
Slika 2 prikazuje integrirano kutno glodalo, koje se često koristi za obradu malih stožastih površina s fiksnim kutovima u spojnim dijelovima dijelova. Uobičajeni kut vrha alata manji je od 30°.
Na slici 3 prikazano je kutno glodalo velikog promjera s izmjenjivim pločicama koje se često koristi za obradu većih nagnutih površina dijelova. Kut vrha alata je od 15° do 75° i može se prilagoditi.
3. Odredite način postavljanja alata
Tri gore navedene vrste alata koriste donju površinu alata kao referentnu točku za postavljanje. Z-os je uspostavljena kao nulta točka na alatnom stroju. Slika 4 prikazuje unaprijed postavljenu točku namještanja alata u Z smjeru.
Ovaj pristup postavljanju alata pomaže u održavanju dosljedne duljine alata unutar stroja, smanjujući varijabilnost i potencijalne ljudske pogreške povezane s probnim rezanjem obratka.
4. Načelna analiza
Rezanje uključuje uklanjanje viška materijala s izratka radi stvaranja strugotina, što rezultira izratkom definiranog geometrijskog oblika, veličine i završne obrade površine. Početni korak u procesu strojne obrade je osigurati interakciju alata s radnim komadom na predviđeni način, kao što je prikazano na slici 5.
Slika 5 Rezalo za skošenje u kontaktu s obratkom
Slika 5 ilustrira da se vrhu alata mora dodijeliti određena pozicija kako bi se alatu omogućio kontakt s izratkom. Ovaj položaj je predstavljen horizontalnim i vertikalnim koordinatama na ravnini, kao i promjerom alata i koordinatom osi Z na točki kontakta.
Dimenzionalna raščlamba alata za skošenje u kontaktu s dijelom prikazana je na slici 6. Točka A označava traženi položaj. Duljina pravca BC označena je kao LBC, dok se duljina pravca AB označava kao LAB. Ovdje LAB predstavlja koordinatu Z-osi alata, a LBC označava radijus alata u kontaktnoj točki.
U praktičnoj obradi, radijus kontakta alata ili njegova Z koordinata mogu se inicijalno postaviti. S obzirom da je kut vrha alata fiksan, poznavanje jedne od unaprijed postavljenih vrijednosti omogućuje izračun druge pomoću trigonometrijskih načela [3]. Formule su sljedeće: LBC = LAB * ten (kut vrha alata/2) i LAB = LBC / ten (kut vrha alata/2).
Na primjer, korištenjem jednodijelnog karbidnog rezača za skošenje, ako pretpostavimo da je Z koordinata alata -2, možemo odrediti radijus kontakta za tri različita alata: radijus kontakta za glodalo za skošenje od 60° je 2 * tan(30° ) = 1,155 mm, za rezač za skošenje od 90° to je 2 * tan(45°) = 2 mm, a za Rezač za skošenje kuta od 120° iznosi 2 * tan (60°) = 3,464 mm.
Suprotno tome, ako pretpostavimo da je radijus kontakta alata 4,5 mm, možemo izračunati Z koordinate za tri alata: Z koordinata za glodalo za skošenje od 60° je 4,5 / tan(30°) = 7,794, za skošenje od 90° glodalo je 4,5 / tan(45°) = 4,5, a za skošenje od 120° glodalo je 4,5 / tan(60°) = 2,598.
Slika 7 ilustrira dimenzionalnu analizu jednodijelnog kutnog glodala u kontaktu s dijelom. Za razliku od jednodijelnog glodala za skošenje od tvrdog metala, jednodijelno kutno glodalo ima manji promjer na vrhu, a kontaktni radijus alata treba izračunati kao (LBC + manji promjer alata / 2). Konkretna metoda izračuna detaljno je navedena u nastavku.
Formula za izračunavanje polumjera kontakta alata uključuje korištenje duljine (L), kuta (A), širine (B) i tangensa polovice kuta vrha alata, zbrojenog s polovicom manjeg promjera. Suprotno tome, dobivanje koordinate Z-osi uključuje oduzimanje polovice manjeg promjera od radijusa kontakta alata i dijeljenje rezultata s tangensom polovice kuta vrha alata. Na primjer, korištenje integriranog kutnog glodala s određenim dimenzijama, kao što je koordinata osi Z od -2 i manji promjer od 2 mm, dat će različite radijuse kontakta za glodala za skošenje pod različitim kutovima: rezač od 20° daje radijus od 1,352 mm, rezač od 15° nudi 1,263 mm, a rezač od 10° pruža 1,175 mm.
Ako uzmemo u obzir scenarij u kojem je radijus kontakta alata postavljen na 2,5 mm, odgovarajuće koordinate Z-osi za glodala za skošenje različitih stupnjeva mogu se ekstrapolirati na sljedeći način: za rezilo od 20° izračunava se na 8,506, za glodalo od 15° rezač na 11.394, a za rezač 10° ekstenzivni 17.145.
Ova je metodologija dosljedno primjenjiva na različite slike ili primjere, naglašavajući početni korak utvrđivanja stvarnog promjera alata. Prilikom utvrđivanjaCNC obradastrategije, na odluku između davanja prioriteta unaprijed postavljenom radijusu alata ili prilagodbe Z-osi utječealuminijska komponentadizajn. U scenarijima u kojima komponenta pokazuje stepenastu značajku, izbjegavanje interferencije s obratkom podešavanjem Z koordinate postaje imperativ. Nasuprot tome, za dijelove koji nemaju stepenaste značajke, odabir većeg kontaktnog radijusa alata je prednost, promičući vrhunsku završnu obradu površine ili poboljšanu učinkovitost obrade.
Odluke koje se odnose na prilagodbu polumjera alata u odnosu na povećanje Z brzine napredovanja temelje se na specifičnim zahtjevima za udaljenosti skošenja i kosine naznačene na nacrtu dijela.
5. Primjeri programiranja
Iz analize načela izračuna kontaktne točke alata vidljivo je da je pri korištenju glodala za oblikovanje kuta za obradu nagnutih površina dovoljno utvrditi kut vrha alata, manji radijus alata ili Z-os vrijednost postavke alata ili unaprijed postavljen radijus alata.
Sljedeći odjeljak opisuje dodjele varijabli za FANUC #1, #2, Siemens CNC sustav R1, R2, Okuma CNC sustav VC1, VC2 i Heidenhain sustav Q1, Q2, Q3. Demonstrira kako programirati određene komponente pomoću programabilne metode unosa parametara svakog CNC sustava. Ulazni formati za programabilne parametre CNC sustava FANUC, Siemens, Okuma i Heidenhain detaljno su navedeni u tablicama 1 do 4.
Bilješka:P označava broj kompenzacije alata, dok R označava vrijednost kompenzacije alata u načinu apsolutnog upravljanja (G90).
Ovaj članak koristi dvije metode programiranja: redni broj 2 i redni broj 3. Koordinata Z-osi koristi pristup kompenzacije trošenja duljine alata, dok radijus kontakta alata primjenjuje metodu geometrijske kompenzacije radijusa alata.
Bilješka:U formatu uputa, "2" označava broj alata, dok "1" označava broj ruba alata.
Ovaj članak koristi dvije metode programiranja, točnije serijski broj 2 i serijski broj 3, pri čemu metode kompenzacije koordinate osi Z i radijusa kontakta alata ostaju dosljedne prethodno spomenutim.
Heidenhain CNC sustav omogućuje izravne prilagodbe duljine i radijusa alata nakon što je alat odabran. DL1 predstavlja duljinu alata povećanu za 1 mm, dok DL-1 označava duljinu alata smanjenu za 1 mm. Načelo korištenja DR-a je u skladu s gore navedenim metodama.
U svrhu demonstracije, svi CNC sustavi će koristiti krug od φ40 mm kao primjer za konturno programiranje. Primjer programiranja nalazi se u nastavku.
5.1 Primjer programiranja Fanuc CNC sustava
Kada je #1 postavljen na unaprijed postavljenu vrijednost u smjeru Z, #2 = #1*tan (kut vrha alata/2) + (manji radijus), a program je sljedeći.
G10L11P (broj kompenzacije alata za duljinu) R-#1
G10L12P (broj kompenzacije radijusa alata) R#2
G0X25Y10G43H (broj kompenzacije alata za duljinu) Z0G01
G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Kada je #1 postavljen na kontaktni radijus, #2 = [kontaktni radijus - manji radijus]/tan (kut vrha alata/2), a program je sljedeći.
G10L11P (broj kompenzacije alata za duljinu) R-#2
G10L12P (broj kompenzacije radijusa alata) R#1
G0X25Y10G43H (broj kompenzacije alata za duljinu) Z0
G01G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
U programu, kada je duljina nagnute površine dijela označena u smjeru Z, R u segmentu programa G10L11 je “-#1-dužina nagnute površine u smjeru Z”; kada je duljina nagnute površine dijela označena u vodoravnom smjeru, R u programskom segmentu G10L12 je “+#1-horizontalna duljina nagnute površine”.
5.2 Primjer programiranja Siemens CNC sustava
Kada je R1=Z unaprijed postavljena vrijednost, R2=R1tan(kut vrha alata/2)+(manji radijus), program je sljedeći.
TC_DP12[broj alata, broj ruba alata]=-R1
TC_DP6[broj alata, broj ruba alata]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Kada je R1=kontaktni radijus, R2=[R1-manji radijus]/tan (kut vrha alata/2), program je sljedeći.
TC_DP12[broj alata, broj oštrice]=-R2
TC_DP6[broj alata, broj oštrice]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
U programu, kada je duljina kosine dijela označena u smjeru Z, programski segment TC_DP12 je “-R1-duljina kosine Z-smjera”; kada je duljina kosine dijela označena u vodoravnom smjeru, programski segment TC_DP6 je “+R1-horizontalna duljina kosine”.
5.3 Primjer programiranja Okuma CNC sustava Kada je VC1 = Z unaprijed postavljena vrijednost, VC2 = VC1tan (kut vrha alata / 2) + (manji radijus), program je sljedeći.
VTOFH [broj kompenzacije alata] = -VC1
VTOFD [broj kompenzacije alata] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Kada je VC1 = radijus kontakta, VC2 = (VC1-manji radijus) / ten (kut vrha alata / 2), program je sljedeći.
VTOFH (kompenzacijski broj alata) = -VC2
VTOFD (kompenzacijski broj alata) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (broj kompenzacije radijusa alata) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
U programu, kada je duljina kosine dijela označena u smjeru Z, VTOFH programski segment je “-VC1-duljina kosine Z-smjera”; kada je duljina kosine dijela označena u vodoravnom smjeru, VTOFD programski segment je “+VC1-horizontalna duljina kosine”.
5.4 Primjer programiranja Heidenhain CNC sustava
Kada je Q1=Z unaprijed postavljena vrijednost, Q2=Q1tan(kut vrha alata/2)+(manji radijus), Q3=Q2-radijus alata, program je sljedeći.
ALAT “Broj alata/naziv alata”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
Kada je Q1=kontaktni radijus, Q2=(VC1-manji radijus)/tan (kut vrha alata/2), Q3=Q1-radijus alata, program je sljedeći.
ALAT “Broj alata/naziv alata” 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
U programu, kada je duljina kosine dijela označena u smjeru Z, DL je “-Q1-duljina kosine Z-smjera”; kada je duljina kosine dijela označena u vodoravnom smjeru, DR je "+Q3-horizontalna duljina kosine".
6. Usporedba vremena obrade
Dijagrami putanje i usporedbe parametara triju metoda obrade prikazani su u tablici 5. Može se vidjeti da korištenje kutnog glodala za oblikovanje kontura rezultira kraćim vremenom obrade i boljom kvalitetom površine.
Upotreba kutnih glodala za oblikovanje rješava izazove s kojima se suočava programiranje slojeva čeonog glodala i programiranje površine kugličnog rezača, uključujući potrebu za visoko kvalificiranim operaterima, smanjeni vijek trajanja alata i nisku učinkovitost obrade. Implementacijom učinkovitih tehnika postavljanja alata i programiranja, vrijeme pripreme proizvodnje je minimalizirano, što dovodi do poboljšane učinkovitosti proizvodnje.
Ako želite znati više, slobodno nas kontaktirajte info@anebon.com
Primarni cilj Anebona bit će vam ponuditi našim kupcima ozbiljan i odgovoran poslovni odnos, pružajući personaliziranu pažnju svima njima za novi modni dizajn za OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationCNC proces proizvodnje, preciznostdijelovi od aluminija pod pritiskom, usluga izrade prototipova. Ovdje možete pronaći najnižu cijenu. Ovdje ćete također dobiti kvalitetne proizvode i rješenja te fantastičnu uslugu! Ne biste trebali oklijevati da se dokopate Anebona!
Vrijeme objave: 23. listopada 2024