Угловые фрезы часто используются при обработке небольших наклонных поверхностей и прецизионных деталей в различных отраслях промышленности. Они особенно эффективны для таких задач, как снятие фасок и заусенцев с заготовок.
Применение формовочных угловых фрез можно объяснить тригонометрическими принципами. Ниже мы представляем несколько примеров программирования для распространенных систем ЧПУ.
1. Предисловие
В реальных условиях производства часто приходится снимать фаски с кромок и углов изделий. Обычно это можно выполнить с помощью трех методов обработки: программирование слоев концевой фрезы, программирование поверхности шаровой фрезы или программирование контура угловой фрезы. При программировании слоев концевой фрезы кончик инструмента имеет тенденцию быстро изнашиваться, что приводит к сокращению срока службы инструмента [1]. С другой стороны, программирование поверхности шаровой фрезы менее эффективно, а методы концевой фрезы и шаровой фрезы требуют ручного программирования макросов, что требует от оператора определенного уровня навыков.
Напротив, программирование контура угловой фрезы требует только корректировки значений компенсации длины инструмента и коррекции радиуса в программе чистовой обработки контура. Это делает программирование контура угловой фрезы наиболее эффективным методом среди трех. Однако операторы часто полагаются на пробную резку для калибровки инструмента. Они определяют длину инструмента, используя метод пробной резки заготовки в направлении Z после определения диаметра инструмента. Этот подход применим только к одному продукту и требует повторной калибровки при переходе на другой продукт. Таким образом, существует очевидная необходимость улучшения как процесса калибровки инструмента, так и методов программирования.
2. Внедрение широко используемых формовочных угловых фрез.
На рис. 1 показан встроенный твердосплавный инструмент для снятия фаски, который обычно используется для удаления заусенцев и снятия фасок с контурных кромок деталей. Общие характеристики: 60°, 90° и 120°.
Рисунок 1. Цельная твердосплавная фреза для снятия фасок.
На рисунке 2 представлена интегрированная угловая концевая фреза, которую часто применяют для обработки небольших конических поверхностей с фиксированными углами в сопрягаемых частях деталей. Обычно используемый угол кончика инструмента составляет менее 30°.
На рисунке 3 представлена угловая фреза большого диаметра со сменными пластинами, которую часто применяют для обработки наклонных поверхностей деталей большего размера. Угол кончика инструмента составляет от 15° до 75° и может быть настроен по индивидуальному заказу.
3. Определите метод настройки инструмента.
В трех упомянутых выше типах инструментов в качестве ориентира для настройки используется нижняя поверхность инструмента. Ось Z устанавливается как нулевая точка станка. Рисунок 4 иллюстрирует заданную точку установки инструмента в направлении Z.
Такой подход к настройке инструмента помогает поддерживать постоянную длину инструмента внутри станка, сводя к минимуму изменчивость и потенциальные человеческие ошибки, связанные с пробной резкой заготовки.
4. Анализ принципов
Резка включает в себя удаление излишков материала с заготовки для образования стружки, в результате чего получается заготовка определенной геометрической формы, размера и качества поверхности. Первым шагом в процессе обработки является обеспечение того, чтобы инструмент взаимодействовал с заготовкой заданным образом, как показано на рисунке 5.
Рисунок 5. Фреза для снятия фаски, контактирующая с заготовкой.
На рисунке 5 показано, что для обеспечения контакта инструмента с заготовкой кончику инструмента необходимо назначить определенное положение. Это положение представлено как горизонтальными, так и вертикальными координатами на плоскости, а также диаметром инструмента и координатой оси Z в точке контакта.
Разбивка по размерам инструмента для снятия фаски, контактирующего с деталью, изображена на рисунке 6. Точка А указывает необходимое положение. Длина линии BC обозначается как LBC, а длина линии AB обозначается LAB. Здесь LAB представляет координату инструмента по оси Z, а LBC обозначает радиус инструмента в точке контакта.
При практической обработке радиус контакта инструмента или его координата Z могут быть предварительно заданы. Учитывая, что угол вершины инструмента фиксирован, знание одного из заданных значений позволяет рассчитать другое, используя тригонометрические принципы [3]. Формулы следующие: LBC = LAB * tan (угол вершины инструмента/2) и LAB = LBC / tan (угол вершины инструмента/2).
Например, используя цельную твердосплавную фрезу для снятия фаски, если мы предположим, что координата Z инструмента равна -2, мы можем определить радиусы контакта для трех разных инструментов: радиус контакта для фрезы для снятия фаски 60° равен 2 * tan(30° ) = 1,155 мм, для фрезы для снятия фаски 90° это 2 * tan(45°) = 2 мм, а для снятия фаски 120° резца это 2 * tan(60°) = 3,464 мм.
И наоборот, если мы предположим, что радиус контакта инструмента составляет 4,5 мм, мы можем рассчитать координаты Z для трех инструментов: координата Z для фрезы с фаской 60° равна 4,5 / tan(30°) = 7,794, для фрезы с фаской 90°. фрезы оно составляет 4,5 / tan(45°) = 4,5, а для фрезы для снятия фаски 120° оно составляет 4,5/тан(60°) = 2,598.
На рисунке 7 показано разбивка по размерам цельной угловой концевой фрезы, контактирующей с деталью. В отличие от цельной твердосплавной фрезы для снятия фаски, цельная угловая концевая фреза имеет меньший диаметр на вершине, а радиус контакта инструмента следует рассчитывать как (LBC + меньший диаметр инструмента / 2). Конкретный метод расчета подробно описан ниже.
Формула для расчета радиуса контакта инструмента включает использование длины (L), угла (A), ширины (B) и тангенса половины угла вершины инструмента, суммированных с половиной меньшего диаметра. И наоборот, получение координаты оси Z влечет за собой вычитание половины меньшего диаметра из радиуса контакта инструмента и деление результата на тангенс половины угла вершины инструмента. Например, использование встроенной угловой концевой фрезы с определенными размерами, такими как координата оси Z -2 и меньший диаметр 2 мм, позволит получить различные радиусы контакта для фрез для снятия фасок под разными углами: фреза с углом 20° дает радиус 1,352 мм, фреза с углом 15° — 1,263 мм, а фреза с углом 10° — 1,175 мм.
Если мы рассмотрим сценарий, в котором радиус контакта инструмента установлен на уровне 2,5 мм, соответствующие координаты оси Z для фасочных фрез разного угла можно экстраполировать следующим образом: для фрезы с углом 20° она рассчитывается как 8,506, для фрезы с углом 15° фреза до 11,394, а для фрезы 10° — расширенная 17,145.
Эта методология последовательно применима к различным рисункам и примерам, подчеркивая начальный этап определения фактического диаметра инструмента. При определенииобработка с ЧПУстратегии, решение между приоритетом заданного радиуса инструмента или регулировкой оси Z зависит оталюминиевый компонентдизайн. В сценариях, где компонент имеет ступенчатую функцию, необходимо избегать взаимодействия с заготовкой путем регулировки координаты Z. И наоборот, для деталей, лишенных ступенчатых элементов, выбор большего радиуса контакта инструмента является предпочтительным, обеспечивая превосходное качество поверхности или повышенную эффективность обработки.
Решения относительно регулировки радиуса инструмента в зависимости от увеличения скорости подачи по Z основаны на конкретных требованиях к фаскам и расстояниям между фасками, указанными в чертеже детали.
5. Примеры программирования
Из анализа принципов расчета точки контакта инструмента видно, что при использовании формообразующей угловой фрезы для обработки наклонных поверхностей достаточно установить угол вершины инструмента, меньший радиус инструмента и либо ось Z, либо ось Z. значение настройки инструмента или заданный радиус инструмента.
В следующем разделе описаны назначения переменных для FANUC №1, №2, системы ЧПУ Siemens R1, R2, системы ЧПУ Okuma VC1, VC2 и системы Heidenhain Q1, Q2, Q3. Он демонстрирует, как программировать определенные компоненты, используя метод ввода программируемых параметров каждой системы ЧПУ. Форматы ввода программируемых параметров систем ЧПУ FANUC, Siemens, Okuma и Heidenhain подробно описаны в таблицах с 1 по 4.
Примечание:P обозначает номер коррекции на инструмент, а R указывает значение коррекции на инструмент в режиме абсолютной команды (G90).
В этой статье используются два метода программирования: порядковый номер 2 и порядковый номер 3. Для координаты оси Z используется метод компенсации износа длины инструмента, тогда как для радиуса контакта инструмента применяется метод компенсации геометрии радиуса инструмента.
Примечание:В формате инструкции «2» обозначает номер инструмента, а «1» обозначает номер кромки инструмента.
В этой статье используются два метода программирования, а именно серийный номер 2 и серийный номер 3, при этом методы компенсации координаты оси Z и радиуса контакта инструмента остаются соответствующими ранее упомянутым.
Система ЧПУ Heidenhain позволяет напрямую регулировать длину и радиус инструмента после его выбора. DL1 соответствует длине инструмента, увеличенной на 1 мм, а DL-1 указывает, что длина инструмента уменьшена на 1 мм. Принцип использования ДР соответствует вышеупомянутым методам.
В демонстрационных целях все системы ЧПУ будут использовать круг диаметром 40 мм в качестве примера для программирования контуров. Пример программирования приведен ниже.
5.1 Пример программирования системы ЧПУ Fanuc
Когда #1 установлен на предустановленное значение в направлении Z, #2 = #1*tan (угол вершины инструмента/2) + (вспомогательный радиус), и программа выглядит следующим образом.
G10L11P (номер коррекции на длину инструмента) R-#1
G10L12P (номер коррекции на радиус инструмента) R#2
G0X25Y10G43H (номер коррекции длины инструмента) Z0G01
G41D (номер коррекции на радиус инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0 И-20
G01Y-10
G0Z50
Когда #1 установлен на радиус контакта, #2 = [радиус контакта - меньший радиус]/tan (угол вершины инструмента/2), и программа выглядит следующим образом.
G10L11P (номер коррекции на длину инструмента) R-#2
G10L12P (номер коррекции на радиус инструмента) R#1
G0X25Y10G43H (номер коррекции на длину инструмента) Z0
G01G41D (номер коррекции на радиус инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В программе, когда длина наклонной поверхности детали отмечена в направлении Z, R в сегменте программы G10L11 представляет собой «-#1-длина наклонной поверхности в направлении Z»; когда длина наклонной поверхности детали отмечена в горизонтальном направлении, R в сегменте программы G10L12 представляет собой «+#1-горизонтальная длина наклонной поверхности».
5.2 Пример программирования системы ЧПУ Siemens
Когда R1=заданное значение Z, R2=R1tan(угол вершины инструмента/2)+(малый радиус), программа работает следующим образом.
TC_DP12[номер инструмента, номер кромки инструмента]=-R1
TC_DP6[номер инструмента, номер кромки инструмента]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (номер коррекции радиуса инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Когда R1=радиус контакта, R2=[R1-меньший радиус]/tan(угол вершины инструмента/2), программа выглядит следующим образом.
TC_DP12[номер инструмента, номер режущей кромки]=-R2
TC_DP6[номер инструмента, номер режущей кромки]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (номер коррекции радиуса инструмента) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В программе, когда длина фаски детали отмечена в направлении Z, сегмент программы TC_DP12 имеет вид «-R1-длина фаски в направлении Z»; когда длина фаски детали отмечена в горизонтальном направлении, сегмент программы TC_DP6 имеет вид «+R1-длина фаски по горизонтали».
5.3 Пример программирования системы ЧПУ Okuma Когда VC1 = заданное значение Z, VC2 = VC1tan (угол вершины инструмента / 2) + (вспомогательный радиус), программа выглядит следующим образом.
VTOFH [номер коррекции на инструмент] = -VC1
VTOFD [номер коррекции инструмента] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (номер коррекции на радиус инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Когда VC1 = радиус контакта, VC2 = (VC1-меньший радиус) / tan (угол вершины инструмента / 2), программа выглядит следующим образом.
VTOFH (номер коррекции инструмента) = -VC2
VTOFD (номер коррекции инструмента) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (номер коррекции на радиус инструмента) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
В программе, когда длина скоса детали отмечена в направлении Z, сегмент программы VTOFH имеет вид «-VC1-длина скоса по Z»; когда длина фаски детали отмечена в горизонтальном направлении, сегмент программы VTOFD имеет вид «+VC1-длина фаски по горизонтали».
5.4 Пример программирования системы ЧПУ Heidenhain
Когда Q1=заданное значение Z, Q2=Q1tan(угол вершины инструмента/2)+(малый радиус), Q3=радиус инструмента Q2, программа работает следующим образом.
ИНСТРУМЕНТ «Номер инструмента/название инструмента» DL-Q1 DR Q3
Л X25Y10 ФМАКС.
Л Z0 FMAXL X20 Р
Л Ф1000
Л Y0
СС X0Y0
С X20Y0 Р
Л Y-10
Л Z50 ФМАКС
Когда Q1=радиус контакта, Q2=(VC1-меньший радиус)/tan(угол вершины инструмента/2), Q3=Q1-радиус инструмента, программа выглядит следующим образом.
ИНСТРУМЕНТ «Номер инструмента/название инструмента» DL-Q2 DR Q3
Л X25Y10 ФМАКС.
L Z0 ФМАКС.
Д Х20 РЛ F1000
Л Y0
СС X0Y0
С X20Y0 Р
Л Y-10
Л Z50 ФМАКС
В программе, когда длина фаски детали отмечена в направлении Z, DL — это «-Q1-длина фаски в направлении Z»; когда длина скоса детали отмечена в горизонтальном направлении, DR — это «+Q3-длина скоса по горизонтали».
6. Сравнение времени обработки
Диаграммы траекторий и сравнение параметров трех методов обработки показаны в таблице 5. Видно, что использование формовочной угловой фрезы для программирования контура приводит к сокращению времени обработки и улучшению качества поверхности.
Использование формирующих угловых фрез решает проблемы, с которыми сталкиваются при программировании слоев концевых фрез и программировании поверхностей шаровых фрез, включая необходимость в высококвалифицированных операторах, сокращение срока службы инструмента и низкую эффективность обработки. За счет внедрения эффективных методов настройки инструмента и программирования время подготовки производства сводится к минимуму, что приводит к повышению эффективности производства.
Если вы хотите узнать больше, пожалуйста, свяжитесь с нами info@anebon.com
Основная цель Anebon будет заключаться в том, чтобы предложить вам нашим покупателям серьезные и ответственные корпоративные отношения, предоставляя каждому из них индивидуальный подход к новому модному дизайну для OEM-производителей, Шэньчжэньскому заводу прецизионного оборудования, изготовлению по индивидуальному заказу.Производственный процесс с ЧПУ, точностьалюминиевые детали для литья под давлением, услуги прототипирования. Здесь вы можете найти самую низкую цену. Также здесь вы получите продукцию и решения хорошего качества и фантастический сервис! Вам не следует отказываться от Анебона!
Время публикации: 23 октября 2024 г.