Frezele unghiulare sunt utilizate frecvent în prelucrarea suprafețelor mici înclinate și a componentelor de precizie în diverse industrii. Sunt deosebit de eficiente pentru sarcini precum teșirea și debavurarea pieselor de prelucrat.
Aplicarea frezelor unghiulare de formare poate fi explicată prin principii trigonometrice. Mai jos, prezentăm câteva exemple de programare pentru sisteme CNC obișnuite.
1. Prefață
În producția propriu-zisă, este adesea necesară teșirea marginilor și colțurilor produselor. Acest lucru poate fi realizat în mod obișnuit folosind trei tehnici de procesare: programarea stratului de freză finală, programarea suprafeței frezei cu bile sau programarea conturului frezei unghiulare. Odată cu programarea stratului de freză, vârful sculei tinde să se uzeze rapid, ceea ce duce la o durată de viață redusă a sculei [1]. Pe de altă parte, programarea suprafeței tăietorului cu bile este mai puțin eficientă, iar atât metodele de freză cu cap, cât și metodele de tăiere cu bile necesită macroprogramare manuală, ceea ce necesită un anumit nivel de pricepere din partea operatorului.
În schimb, programarea conturului frezei unghiulare necesită doar ajustări ale valorilor de compensare a lungimii sculei și a razei în cadrul programului de finisare a conturului. Acest lucru face ca programarea conturului frezei unghiulare să fie cea mai eficientă metodă dintre cele trei. Cu toate acestea, operatorii se bazează adesea pe tăierea de probă pentru a calibra unealta. Ei determină lungimea sculei folosind metoda de tăiere de probă a piesei de prelucrat în direcția Z, după asumarea diametrului sculei. Această abordare este aplicabilă doar unui singur produs, necesitând recalibrare atunci când treceți la un alt produs. Astfel, există o nevoie clară de îmbunătățiri atât în procesul de calibrare a sculei, cât și în metodele de programare.
2. Introducerea frezelor unghiulare de formare utilizate în mod obișnuit
Figura 1 prezintă o unealtă integrată de teșire din carbură, care este utilizată în mod obișnuit pentru debavurarea și teșirea marginilor de contur ale pieselor. Specificațiile comune sunt 60°, 90° și 120°.
Figura 1: Dispozitiv de tăiere din carbură dintr-o singură bucată
Figura 2 prezintă o freză unghiulară integrată, care este adesea folosită pentru a prelucra suprafețe conice mici cu unghiuri fixe în părțile de îmbinare ale pieselor. Unghiul vârfului sculei folosit în mod obișnuit este mai mic de 30°.
Figura 3 prezintă o freză unghiulară de diametru mare cu inserții indexabile, care este adesea folosită pentru a prelucra suprafețe mai mari înclinate ale pieselor. Unghiul vârfului sculei este de 15° până la 75° și poate fi personalizat.
3. Determinați metoda de setare a sculei
Cele trei tipuri de unelte menționate mai sus utilizează suprafața inferioară a instrumentului ca punct de referință pentru setare. Axa Z este stabilită ca punct zero pe mașina unealtă. Figura 4 ilustrează punctul de setare presetat al sculei în direcția Z.
Această abordare de setare a sculei ajută la menținerea unei lungimi consistente a sculei în interiorul mașinii, minimizând variabilitatea și potențialele erori umane asociate cu tăierea de probă a piesei de prelucrat.
4. Analiza de principiu
Tăierea implică îndepărtarea surplusului de material dintr-o piesă de prelucrat pentru a crea așchii, rezultând o piesă de prelucrat cu o formă geometrică, dimensiune și finisaj de suprafață definite. Pasul inițial al procesului de prelucrare este de a se asigura că unealta interacționează cu piesa de prelucrat în modul dorit, așa cum este ilustrat în Figura 5.
Figura 5 Dispozitiv de tăiere pentru teșire în contact cu piesa de prelucrat
Figura 5 ilustrează faptul că, pentru a permite sculei să intre în contact cu piesa de prelucrat, trebuie alocată o anumită poziție vârfului sculei. Această poziție este reprezentată atât de coordonatele orizontale, cât și de cele verticale pe plan, precum și de diametrul sculei și coordonatele axei Z în punctul de contact.
Defalcarea dimensională a sculei de teșire în contact cu piesa este prezentată în Figura 6. Punctul A indică poziția necesară. Lungimea liniei BC este denumită LBC, în timp ce lungimea liniei AB este denumită LAB. Aici, LAB reprezintă coordonatele axei Z a sculei, iar LBC denotă raza sculei la punctul de contact.
În prelucrarea practică, raza de contact a sculei sau coordonatele Z pot fi presetate inițial. Având în vedere că unghiul vârfului sculei este fix, cunoașterea uneia dintre valorile prestabilite permite calcularea celeilalte folosind principii trigonometrice [3]. Formulele sunt următoarele: LBC = LAB * tan(unghiul vârfului sculei/2) și LAB = LBC / tan(unghiul vârfului sculei/2).
De exemplu, folosind o freză de teșire din carbură dintr-o singură piesă, dacă presupunem că coordonata Z a sculei este -2, putem determina razele de contact pentru trei scule diferite: raza de contact pentru o freză de teșire de 60° este 2 * tan(30° ) = 1,155 mm, pentru o freză de teșire de 90° este 2 * tan(45°) = 2 mm, iar pentru o freză de 120° freza de teșire este de 2 * bronz (60°) = 3.464 mm.
În schimb, dacă presupunem că raza de contact a sculei este de 4,5 mm, putem calcula coordonatele Z pentru cele trei scule: coordonata Z pentru freza cu teșit de 60° este 4,5 / tan(30°) = 7,794, pentru teșitul de 90° freza este 4,5 / tan(45°) = 4,5, iar pentru freza teșit 120° este 4,5 / tan(60°) = 2,598.
Figura 7 ilustrează defalcarea dimensională a frezei unghiulare dintr-o singură bucată în contact cu piesa. Spre deosebire de freza de teșire din carbură dintr-o singură piesă, freza unghiulară dintr-o singură piesă are un diametru mai mic la vârf, iar raza de contact a sculei trebuie calculată ca (LBC + diametrul minor al sculei / 2). Metoda de calcul specifică este detaliată mai jos.
Formula pentru calcularea razei de contact a sculei implică utilizarea lungimii (L), unghiului (A), lățimii (B) și tangentei a jumătate din unghiul vârfului sculei, însumată cu jumătate din diametrul minor. Dimpotrivă, obținerea coordonatei axei Z implică scăderea jumătății din diametrul minor din raza de contact a sculei și împărțirea rezultatului la tangenta a jumătate din unghiul vârfului sculei. De exemplu, utilizarea unei freze unghiulare integrate cu dimensiuni specifice, cum ar fi o coordonată a axei Z de -2 și un diametru minor de 2 mm, va produce raze de contact distincte pentru frezele de teșit la diferite unghiuri: o freză de 20° produce o rază. de 1,352 mm, un cutter de 15° oferă 1,263 mm, iar un cutter de 10° oferă 1,175 mm.
Dacă luăm în considerare un scenariu în care raza de contact a sculei este setată la 2,5 mm, coordonatele corespunzătoare ale axei Z pentru frezele de teșit de grade diferite pot fi extrapolate astfel: pentru freza de 20°, se calculează la 8,506, pentru frezele de 15°. cutter la 11.394, iar pentru freza de 10°, un extins 17.145.
Această metodologie este aplicabilă în mod consecvent în diferite figuri sau exemple, subliniind pasul inițial de stabilire a diametrului real al sculei. La determinareaPrelucrare CNCstrategie, decizia între prioritizarea razei presetate a sculei sau reglarea axei Z este influențată decomponenta din aluminiudesign-ul lui. În scenariile în care componenta prezintă o caracteristică în trepte, evitarea interferenței cu piesa de prelucrat prin ajustarea coordonatei Z devine imperativă. În schimb, pentru piesele lipsite de caracteristici în trepte, optarea pentru o rază de contact mai mare a sculei este avantajoasă, promovând finisaje superioare ale suprafeței sau o eficiență îmbunătățită a prelucrarii.
Deciziile privind ajustarea razei sculei versus creșterea vitezei de avans Z se bazează pe cerințele specifice pentru distanțe de teșire și teșire indicate pe planul piesei.
5. Exemple de programare
Din analiza principiilor de calcul a punctului de contact al sculei, este evident că atunci când se utilizează o freză unghiulară de formare pentru prelucrarea suprafețelor înclinate, este suficient să se stabilească unghiul vârfului sculei, raza minoră a sculei și fie axa Z. valoarea setării sculei sau raza presetată a sculei.
Următoarea secțiune prezintă alocările variabilelor pentru FANUC #1, #2, sistemul CNC Siemens R1, R2, sistemul CNC Okuma VC1, VC2 și sistemul Heidenhain Q1, Q2, Q3. Acesta demonstrează cum să programați componente specifice utilizând metoda de introducere a parametrilor programabili a fiecărui sistem CNC. Formatele de intrare pentru parametrii programabili ai sistemelor CNC FANUC, Siemens, Okuma și Heidenhain sunt detaliate în tabelele de la 1 la 4.
Nota:P indică numărul de compensare a sculei, în timp ce R indică valoarea de compensare a sculei în modul de comandă absolută (G90).
Acest articol folosește două metode de programare: numărul de secvență 2 și numărul de secvență 3. Coordonatele axei Z utilizează metoda de compensare a uzurii lungimii sculei, în timp ce raza de contact a sculei aplică metoda de compensare a geometriei razei sculei.
Nota:În formatul de instrucțiuni, „2” înseamnă numărul sculei, în timp ce „1” indică numărul muchiei sculei.
Acest articol folosește două metode de programare, în special numărul de serie 2 și numărul de serie 3, cu coordonatele axei Z și metodele de compensare a razei de contact a sculei rămânând în concordanță cu cele menționate anterior.
Sistemul CNC Heidenhain permite ajustări directe ale lungimii și razei sculei după ce scula a fost selectată. DL1 reprezintă lungimea sculei mărită cu 1 mm, în timp ce DL-1 indică lungimea sculei redusă cu 1 mm. Principiul de utilizare a DR este în concordanță cu metodele menționate mai sus.
În scopuri demonstrative, toate sistemele CNC vor utiliza un cerc de φ40 mm ca exemplu pentru programarea contururilor. Exemplul de programare este prezentat mai jos.
5.1 Exemplu de programare a sistemului Fanuc CNC
Când #1 este setat la valoarea presetată în direcția Z, #2 = #1*tan (unghiul vârfului sculei/2) + (raza minoră), iar programul este după cum urmează.
G10L11P (numărul de compensare a sculei de lungime) R-#1
G10L12P (număr de compensare a razei sculei) R#2
G0X25Y10G43H (număr de compensare a sculei de lungime) Z0G01
G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Când #1 este setat la raza de contact, #2 = [raza contactului - rază minoră]/tan (unghiul vârfului sculei/2), iar programul este următorul.
G10L11P (numărul de compensare a sculei de lungime) R-#2
G10L12P (numărul de compensare a razei sculei) R#1
G0X25Y10G43H (număr de compensare a sculei de lungime) Z0
G01G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
În program, când lungimea suprafeței înclinate a piesei este marcată în direcția Z, R în segmentul de program G10L11 este „-#1-lungimea direcției Z a suprafeței înclinate”; când lungimea suprafeței înclinate a piesei este marcată în direcția orizontală, R în segmentul de program G10L12 este „+#1-lungime orizontală a suprafeței înclinate”.
5.2 Exemplu de programare a sistemului CNC Siemens
Când R1=Z valoare prestabilită, R2=R1tan(unghiul vârfului sculei/2)+(raza minoră), programul este următorul.
TC_DP12[numărul sculei, numărul muchiei sculei]=-R1
TC_DP6[numărul sculei, numărul muchiei sculei]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Când R1=raza contactului, R2=[R1-raza minoră]/tan(unghiul vârfului sculei/2), programul este următorul.
TC_DP12[numărul sculei, numărul muchiei de tăiere]=-R2
TC_DP6[numărul sculei, numărul muchiei de tăiere]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
În program, când lungimea teșirii piesei este marcată în direcția Z, segmentul de program TC_DP12 este „-R1-teșire lungimea direcției Z”; când lungimea teșitului piesei este marcată în direcția orizontală, segmentul de program TC_DP6 este „lungime orizontală +R1-teșire”.
5.3 Exemplu de programare a sistemului CNC Okuma Când VC1 = valoarea presetată Z, VC2 = VC1tan (unghiul vârfului sculei / 2) + (raza mică), programul este următorul.
VTOFH [numărul de compensare a sculei] = -VC1
VTOFD [numărul de compensare a sculei] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Când VC1 = raza de contact, VC2 = (VC1-raza minoră) / tan (unghiul vârfului sculei / 2), programul este următorul.
VTOFH (numărul de compensare a sculei) = -VC2
VTOFD (numărul de compensare a sculei) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (număr de compensare a razei sculei) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
În program, când lungimea teșirii piesei este marcată în direcția Z, segmentul de program VTOFH este „-VC1-teșire lungimea direcției Z”; când lungimea teșitului piesei este marcată în direcția orizontală, segmentul de program VTOFD este „+VC1-lungime orizontală teșit”.
5.4 Exemplu de programare a sistemului CNC Heidenhain
Când Q1=Z valoarea presetată, Q2=Q1tan(unghiul vârfului sculei/2)+(raza minoră), Q3=Q2-raza sculei, programul este următorul.
INSTRUMENT „Număr instrument/nume instrument”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
Când Q1=raza de contact, Q2=(VC1-raza minoră)/tan(unghiul vârfului sculei/2), Q3=Q1-raza sculei, programul este următorul.
INSTRUMENT „Număr instrument/nume instrument” 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
În program, când lungimea teșirii piesei este marcată în direcția Z, DL este „-Q1-teșire lungimea direcției Z”; când lungimea teșitului piesei este marcată în direcția orizontală, DR este „+Q3-lungime orizontală teșit”.
6. Comparația timpului de procesare
Diagramele de traiectorie și comparațiile parametrilor celor trei metode de prelucrare sunt prezentate în Tabelul 5. Se poate observa că utilizarea frezei unghiulare de formare pentru programarea contururilor are ca rezultat un timp de prelucrare mai scurt și o calitate mai bună a suprafeței.
Utilizarea frezelor unghiulare de formare abordează provocările cu care se confruntă programarea stratului de freză finală și programarea suprafeței frezei cu bile, inclusiv nevoia de operatori cu înaltă calificare, durata de viață redusă a sculei și eficiența scăzută de prelucrare. Prin implementarea unor tehnici eficiente de setare și programare a instrumentelor, timpul de pregătire a producției este minimizat, ceea ce duce la o eficiență sporită a producției.
Dacă doriți să aflați mai multe, nu ezitați să contactați info@anebon.com
Obiectivul principal al Anebon va fi acela de a vă oferi cumpărătorilor noștri o relație de întreprindere serioasă și responsabilă, oferindu-le tuturor atenție personalizată pentru un nou design de modă pentru OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationProcesul de fabricație CNC, preciziepiese de turnare sub presiune din aluminiu, serviciu de prototipare. Puteți descoperi cel mai mic preț aici. De asemenea, veți obține produse și soluții de bună calitate și servicii fantastice aici! Nu ar trebui să fii reticent în a pune mâna pe Anebon!
Ora postării: Oct-23-2024