Efektyvus formavimo kampinių frezų taikymas apdirbant

Kampiniai frezai dažnai naudojami apdirbant mažus pasvirusius paviršius ir tikslius komponentus įvairiose pramonės šakose. Jie ypač veiksmingi atliekant tokias užduotis kaip ruošinių nuožulnumas ir šurmuliavimas.

Formavimo kampinių frezų taikymas gali būti paaiškintas trigonometriniais principais. Žemiau pateikiame keletą įprastų CNC sistemų programavimo pavyzdžių.

1. Pratarmė

Faktiškai gaminant gaminių kraštus ir kampus dažnai reikia nusklembti. Paprastai tai galima atlikti naudojant tris apdorojimo būdus: galinio frezavimo sluoksnio programavimą, rutulinio frezavimo paviršiaus programavimą arba kampinio frezavimo pjovimo kontūro programavimą. Programuojant galinio frezavimo sluoksnį, įrankio antgalis greitai susidėvi, todėl sutrumpėja įrankio tarnavimo laikas [1]. Kita vertus, rutulinio pjaustytuvo paviršiaus programavimas yra mažiau efektyvus, o tiek galinio frezavimo, tiek rutulinio pjovimo metodams reikia rankinio makro programavimo, o tai reikalauja tam tikro operatoriaus įgūdžių.

Priešingai, norint programuoti kampo frezos kontūrą, kontūro apdailos programoje reikia koreguoti tik įrankio ilgio kompensavimo ir spindulio kompensavimo vertes. Dėl to kampinio frezavimo pjaustytuvo kontūrų programavimas yra efektyviausias būdas iš trijų. Tačiau operatoriai dažnai pasikliauja bandomuoju pjovimu, kad sukalibruotų įrankį. Jie nustato įrankio ilgį naudodami Z krypties bandomojo pjovimo metodą, numatę įrankio skersmenį. Šis metodas taikomas tik vienam gaminiui, todėl pereinant prie kito gaminio reikia iš naujo kalibruoti. Taigi akivaizdus poreikis tobulinti ir įrankio kalibravimo procesą, ir programavimo metodus.

2. Dažniausiai naudojamų formavimo kampinių frezų pristatymas

1 paveiksle pavaizduotas integruotas karbido nusklembimo įrankis, kuris dažniausiai naudojamas detalių kontūrų briaunoms pašalinti ir nusklembti. Įprastos specifikacijos yra 60°, 90° ir 120°.

1 pav. Vientisas karbido nuožulnus pjoviklis

2 paveiksle parodytas integruotas kampinis galinis frezas, kuris dažnai naudojamas apdirbti mažus kūginius paviršius su fiksuotais kampais dalių sujungimo dalyse. Dažniausiai naudojamas įrankio antgalio kampas yra mažesnis nei 30°.

3 paveiksle parodyta didelio skersmens kampinė freza su indeksuojamaisiais įdėklais, kuri dažnai naudojama didesniems pasvirusiems detalių paviršiams apdoroti. Įrankio antgalio kampas yra nuo 15° iki 75° ir gali būti pritaikytas.

3. Nustatykite įrankio nustatymo būdą

Pirmiau minėti trijų tipų įrankiai naudoja apatinį įrankio paviršių kaip nustatymo atskaitos tašką. Z ašis nustatoma kaip staklių nulinis taškas. 4 paveiksle pavaizduotas iš anksto nustatytas įrankio nustatymo taškas Z kryptimi.

Šis įrankio nustatymo metodas padeda išlaikyti pastovų įrankio ilgį mašinoje, sumažinant kintamumą ir galimas žmogiškąsias klaidas, susijusias su bandomuoju ruošinio pjovimu.

4. Principų analizė

Pjovimas apima perteklinės medžiagos pašalinimą iš ruošinio, kad susidarytų drožlės, todėl ruošinys turi apibrėžtą geometrinę formą, dydį ir paviršiaus apdailą. Pradinis apdirbimo proceso žingsnis yra užtikrinti, kad įrankis sąveikautų su ruošiniu taip, kaip numatyta, kaip parodyta 5 paveiksle.

5 pav. Nuožulnus pjoviklis, besiliečiantis su ruošiniu

5 paveiksle parodyta, kad norint, kad įrankis prisiliestų prie ruošinio, įrankio antgaliui turi būti priskirta konkreti padėtis. Ši padėtis yra vaizduojama horizontaliomis ir vertikaliomis koordinatėmis plokštumoje, taip pat įrankio skersmeniu ir Z ašies koordinatėmis sąlyčio taške.

Nuožulniojo įrankio, besiliečiančio su dalimi, matmenų suskaidymas pavaizduotas 6 paveiksle. Taškas A nurodo reikiamą padėtį. Linijos BC ilgis žymimas LBC, o linijos AB ilgis – LAB. Čia LAB žymi įrankio Z ašies koordinatę, o LBC – įrankio spindulį kontaktiniame taške.

Praktinio apdirbimo metu iš pradžių galima nustatyti įrankio kontakto spindulį arba jo Z koordinatę. Atsižvelgiant į tai, kad įrankio smaigalio kampas yra fiksuotas, žinant vieną iš iš anksto nustatytų verčių, galima apskaičiuoti kitą naudojant trigonometrinius principus [3]. Formulės yra tokios: LBC = LAB * tan(įrankio antgalio kampas/2) ir LAB = LBC / tan(įrankio galo kampas/2).

Pavyzdžiui, naudojant vientisą karbido nuožulnų pjaustytuvą, jei įrankio Z koordinatė yra -2, galime nustatyti trijų skirtingų įrankių kontakto spindulį: 60° nuožulniosios pjaustyklės kontakto spindulys yra 2 * tan(30°). ) = 1,155 mm, 90° nuožulniam pjaustytuvui jis yra 2 * tan(45°) = 2 mm, o 120° nuožulnioji freza yra 2 * tan (60°) = 3,464 mm.

Ir atvirkščiai, jei darysime prielaidą, kad įrankio kontakto spindulys yra 4,5 mm, galime apskaičiuoti trijų įrankių Z koordinates: 60° nuožulnios frezos Z koordinatė yra 4,5 / tan(30°) = 7,794, 90° nuožulnumui. freza yra 4,5 / tan(45°) = 4,5, o 120° nuožulniam frezui tai yra 4,5 / įdegis (60°) = 2,598.

7 paveiksle parodytas vientiso kampinio galinio frezavimo, besiliečiančio su detale, matmenų suskirstymas. Skirtingai nuo vientiso karbido nuožulnaus pjoviklio, vientiso kampinio galinio frezavimo galas yra mažesnio skersmens, o įrankio kontakto spindulys turi būti skaičiuojamas kaip (LBC + įrankio mažasis skersmuo / 2). Konkretus skaičiavimo metodas aprašytas toliau.

Įrankio kontakto spindulio apskaičiavimo formulė apima ilgį (L), kampą (A), plotį (B) ir pusės įrankio smaigalio kampo liestinę, susumuotą su puse mažesnio skersmens. Ir atvirkščiai, norint gauti Z ašies koordinates, iš įrankio kontaktinio spindulio reikia atimti pusę mažojo skersmens ir padalyti rezultatą iš pusės įrankio smaigalio kampo liestinės. Pavyzdžiui, naudojant integruotą kampinį galinį frezą su tam tikrais matmenimis, pvz., Z ašies koordinatėmis -2 ir mažesniu skersmeniu 2 mm, įvairių kampų nusklembtų frezų kontaktiniai spinduliai bus skirtingi: 20° freza suteikia spindulį. 1,352 mm, 15° pjoviklis siūlo 1,263 mm, o 10° pjoviklis – 1,175 mm.

Jei atsižvelgsime į scenarijų, kai įrankio kontakto spindulys nustatytas 2,5 mm, atitinkamos Z ašies koordinatės skirtingų laipsnių nuožulnioms frezoms gali būti ekstrapoliuojamos taip: 20° frezai apskaičiuojama iki 8,506, o 15°. pjaustytuvas iki 11.394, o 10° frezai – platus 17.145.

Ši metodika nuosekliai taikoma įvairiuose paveiksluose ar pavyzdžiuose, pabrėžiant pradinį tikrojo įrankio skersmens nustatymo žingsnį. NustatantCNC apdirbimasstrategiją, sprendimą tarp pirmenybės teikimo iš anksto nustatytam įrankio spinduliui arba Z ašies reguliavimo įtakojaaliuminio komponentasdizainas. Scenarijais, kai komponentas turi pakopinę savybę, būtina vengti trukdžių ruošiniui koreguojant Z koordinatę. Atvirkščiai, dalims, kuriose nėra pakopinių savybių, geriau pasirinkti didesnį įrankio kontakto spindulį, nes tai pagerina paviršiaus apdailą arba padidina apdirbimo efektyvumą.

Sprendimai dėl įrankio spindulio reguliavimo ir Z pastūmos didinimo yra pagrįsti konkrečiais nuožulnumo ir nuožulnumo atstumų reikalavimais, nurodytais detalės projekte.

5. Programavimo pavyzdžiai

Iš įrankio sąlyčio taškų skaičiavimo principų analizės matyti, kad naudojant formavimo kampinį frezą pasvirusių paviršių apdirbimui, pakanka nustatyti įrankio smaigalio kampą, mažąjį įrankio spindulį ir arba Z ašį. įrankio nustatymo vertė arba iš anksto nustatytas įrankio spindulys.

Kitame skyriuje aprašomos FANUC #1, #2, Siemens CNC sistemos R1, R2, Okuma CNC sistemos VC1, VC2 ir Heidenhain sistemos Q1, Q2, Q3 kintamųjų priskyrimai. Jame parodyta, kaip programuoti konkrečius komponentus, naudojant kiekvienos CNC sistemos programuojamų parametrų įvesties metodą. FANUC, Siemens, Okuma ir Heidenhain CNC sistemų programuojamų parametrų įvesties formatai detalizuoti 1–4 lentelėse.

Pastaba:P žymi įrankio kompensavimo skaičių, o R – įrankio kompensavimo vertę absoliučios komandos režimu (G90).

Šiame straipsnyje naudojami du programavimo metodai: eilės numeris 2 ir eilės numeris 3. Z ašies koordinatėje naudojamas įrankio ilgio nusidėvėjimo kompensavimo metodas, o įrankio kontakto spinduliui – įrankio spindulio geometrijos kompensavimo metodas.

Pastaba:Instrukcijų formate „2“ reiškia įrankio numerį, o „1“ – įrankio briaunos numerį.

Šiame straipsnyje naudojami du programavimo metodai, ypač serijos numeris 2 ir serijos numeris 3, o Z ašies koordinačių ir įrankio kontaktinio spindulio kompensavimo metodai atitinka anksčiau minėtus.

Heidenhain CNC sistema leidžia tiesiogiai reguliuoti įrankio ilgį ir spindulį pasirinkus įrankį. DL1 reiškia įrankio ilgį, padidintą 1 mm, o DL-1 nurodo įrankio ilgį sumažintą 1 mm. DR naudojimo principas atitinka pirmiau minėtus metodus.

Demonstravimo tikslais visose CNC sistemose bus naudojamas φ40 mm apskritimas kaip kontūro programavimo pavyzdys. Programavimo pavyzdys pateiktas žemiau.

5.1 Fanuc CNC sistemos programavimo pavyzdys

Kai #1 yra nustatyta iš anksto nustatyta reikšmė Z kryptimi, #2 = #1*tan (įrankio antgalio kampas/2) + (mažas spindulys), o programa yra tokia.
G10L11P (ilgio įrankio kompensavimo numeris) R-#1
G10L12P (įrankio spindulio kompensavimo numeris) R#2
G0X25Y10G43H (ilgio įrankio kompensavimo numeris) Z0G01
G41D (įrankio spindulio kompensavimo numeris) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Kai #1 nustatytas kaip kontakto spindulys, #2 = [kontakto spindulys – mažas spindulys]/įdegis (įrankio antgalio kampas/2), o programa yra tokia.
G10L11P (ilgio įrankio kompensavimo numeris) R-#2
G10L12P (įrankio spindulio kompensavimo numeris) R#1
G0X25Y10G43H (ilgio įrankio kompensavimo numeris) Z0
G01G41D (įrankio spindulio kompensavimo numeris) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50

Programoje, kai detalės nuožulniojo paviršiaus ilgis pažymėtas Z kryptimi, G10L11 programos segmente R yra „-#1-nuožulnus paviršiaus Z krypties ilgis“; kai detalės pasvirusio paviršiaus ilgis pažymėtas horizontalia kryptimi, R programos segmente G10L12 yra „+#1-nuožulnus paviršiaus horizontalus ilgis“.

5.2 Siemens CNC sistemos programavimo pavyzdys

Kai R1=Z iš anksto nustatyta reikšmė, R2=R1tan(įrankio smaigalio kampas/2)+(mažasis spindulys), programa yra tokia.
TC_DP12[įrankio numeris, įrankio briaunos numeris]=-R1
TC_DP6[įrankio numeris, įrankio briaunos numeris]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D(įrankio spindulio kompensavimo numeris)X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Kai R1=kontakto spindulys, R2=[R1-mažasis spindulys]/įdegis(įrankio smaigalio kampas/2), programa yra tokia.
TC_DP12[įrankio numeris, pjovimo briaunos numeris]=-R2
TC_DP6[įrankio numeris, pjovimo briaunos numeris]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (įrankio spindulio kompensavimo numeris) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Programoje, kai detalės nuožulnios dalies ilgis pažymėtas Z kryptimi, TC_DP12 programos segmentas yra „-R1-bevel Z-direction long“; kai dalies nuožulnios dalies ilgis pažymėtas horizontalia kryptimi, TC_DP6 programos segmentas yra „+R1-nuožulnis horizontalus ilgis“.

5.3 Okuma CNC sistemos programavimo pavyzdys Kai VC1 = Z iš anksto nustatyta vertė, VC2 = VC1tan (įrankio smaigalio kampas / 2) + (mažasis spindulys), programa yra tokia.

VTOFH [įrankio kompensavimo numeris] = -VC1
VTOFD [įrankio kompensavimo numeris] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (įrankio spindulio kompensavimo numeris) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Kai VC1 = kontakto spindulys, VC2 = (VC1-mažasis spindulys) / įdegis (įrankio smaigalio kampas / 2), programa yra tokia.
VTOFH (įrankio kompensavimo numeris) = -VC2
VTOFD (įrankio kompensavimo numeris) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (įrankio spindulio kompensavimo numeris) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Programoje, kai detalės nuožulnios dalies ilgis pažymėtas Z kryptimi, VTOFH programos segmentas yra „-VC1-bevel Z-direction long“; kai dalies nuožulnios dalies ilgis pažymėtas horizontalia kryptimi, VTOFD programos segmentas yra „+VC1-nuožulnis horizontalus ilgis“.

5.4 Heidenhain CNC sistemos programavimo pavyzdys

Kai Q1=Z iš anksto nustatyta reikšmė, Q2=Q1tan(įrankio smaigalio kampas/2)+(mažasis spindulys), Q3=Q2-įrankio spindulys, programa yra tokia.
ĮRANKIS "Įrankio numeris/įrankio pavadinimas"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
Kai Q1=kontakto spindulys, Q2=(VC1-mažasis spindulys)/tan(įrankio smaigalio kampas/2), Q3=Q1-įrankio spindulys, programa yra tokia.
ĮRANKIS "Įrankio numeris/įrankio pavadinimas" 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
Programoje, kai detalės nuožulnios dalies ilgis pažymėtas Z kryptimi, DL yra „-Q1-bevel Z-direction long“; kai dalies nuožulnios dalies ilgis pažymėtas horizontalia kryptimi, DR yra „+Q3-nuožulnios horizontalios ilgis“.

6. Apdorojimo laiko palyginimas

Trijų apdirbimo būdų trajektorijų diagramos ir parametrų palyginimai pateikti 5 lentelėje. Matyti, kad kontūrų programavimui panaudojus formavimo kampinį frezą, sutrumpėja apdirbimo laikas ir geresnė paviršiaus kokybė.

Formavimo kampinių frezų naudojimas sprendžia iššūkius, su kuriais susiduriama galinio frezavimo sluoksnio programavimo ir rutulinio pjaustytuvo paviršiaus programavimo, įskaitant aukštos kvalifikacijos operatorių poreikį, sumažintą įrankio tarnavimo laiką ir mažą apdorojimo efektyvumą. Diegiant efektyvius įrankių nustatymo ir programavimo būdus, gamybos paruošimo laikas sumažinamas iki minimumo, todėl padidėja gamybos efektyvumas.

Jei norite sužinoti daugiau, nedvejodami susisiekite info@anebon.com

Pagrindinis „Anebon“ tikslas bus pasiūlyti savo pirkėjams rimtus ir atsakingus verslo santykius, jiems visiems skiriant asmeninį dėmesį, kad būtų sukurtas naujas OĮG Šendženo tikslios aparatūros gamyklos gaminių pagal užsakymą mados dizainas.CNC gamybos procesas, tikslumasaliuminio liejimo dalys, prototipų kūrimo paslauga. Čia galite sužinoti mažiausią kainą. Taip pat čia gausite geros kokybės produktus ir sprendimus bei fantastišką aptarnavimą! Neturėtumėte nenorėti paimti Anebono!