Uhlové frézy sa často používajú pri obrábaní malých šikmých plôch a presných komponentov v rôznych priemyselných odvetviach. Sú obzvlášť účinné pri úlohách, ako je zrážanie hrán a odhrotovanie obrobkov.
Použitie tvárniacich uhlových fréz možno vysvetliť pomocou trigonometrických princípov. Nižšie uvádzame niekoľko príkladov programovania pre bežné CNC systémy.
1. Predslov
Pri skutočnej výrobe je často potrebné skosiť hrany a rohy výrobkov. Typicky sa to dá dosiahnuť pomocou troch techník spracovania: programovanie vrstvy stopkovej frézy, programovanie povrchu guľovej frézy alebo programovanie obrysu uhlovej frézy. Pri programovaní vrstiev stopkovej frézy má hrot nástroja tendenciu sa rýchlo opotrebovať, čo vedie k zníženiu životnosti nástroja [1]. Na druhej strane programovanie povrchu guľôčkovej frézy je menej efektívne a metóda stopkovej frézy aj guľovej frézy vyžaduje manuálne programovanie makier, čo od operátora vyžaduje určitú úroveň zručností.
Naproti tomu programovanie obrysu uhlovej frézy vyžaduje iba úpravy hodnôt korekcie dĺžky a polomeru nástroja v rámci programu dokončovania obrysu. To robí programovanie obrysov uhlovej frézy najúčinnejšou metódou spomedzi týchto troch. Operátori sa však pri kalibrácii nástroja často spoliehajú na skúšobné rezanie. Dĺžku nástroja určujú metódou skúšobného rezania obrobku v smere Z po predpoklade priemeru nástroja. Tento prístup je použiteľný len pre jeden produkt, čo si vyžaduje rekalibráciu pri prechode na iný produkt. Existuje teda jasná potreba zlepšiť proces kalibrácie nástroja a metódy programovania.
2. Zavedenie bežne používaných formovacích uhlových fréz
Obrázok 1 zobrazuje integrovaný karbidový zrážací nástroj, ktorý sa bežne používa na odhrotovanie a zrážanie obrysových hrán dielov. Bežné špecifikácie sú 60°, 90° a 120°.
Obrázok 1: Jednodielna karbidová zrážacia fréza
Obrázok 2 zobrazuje integrovanú uhlovú stopkovú frézu, ktorá sa často používa na spracovanie malých kužeľových plôch s pevnými uhlami v lícujúcich častiach dielov. Bežne používaný uhol hrotu nástroja je menší ako 30°.
Obrázok 3 zobrazuje uhlovú frézu s veľkým priemerom s vymeniteľnými doštičkami, ktorá sa často používa na obrábanie väčších šikmých plôch dielov. Uhol hrotu nástroja je 15° až 75° a je možné ho prispôsobiť.
3. Určite spôsob nastavenia nástroja
Tri typy nástrojov uvedené vyššie využívajú spodný povrch nástroja ako referenčný bod pre nastavenie. Os Z je stanovená ako nulový bod na obrábacom stroji. Obrázok 4 znázorňuje prednastavený bod nastavenia nástroja v smere Z.
Tento prístup nastavenia nástroja pomáha udržiavať konzistentnú dĺžku nástroja v rámci stroja, čím sa minimalizuje variabilita a potenciálne ľudské chyby spojené so skúšobným rezaním obrobku.
4. Analýza princípov
Rezanie zahŕňa odstraňovanie prebytočného materiálu z obrobku na vytvorenie triesok, výsledkom čoho je obrobok s definovaným geometrickým tvarom, veľkosťou a povrchovou úpravou. Počiatočným krokom v procese obrábania je zabezpečiť, aby nástroj interagoval s obrobkom zamýšľaným spôsobom, ako je znázornené na obrázku 5.
Obrázok 5 Zrážacia fréza v kontakte s obrobkom
Obrázok 5 znázorňuje, že na umožnenie kontaktu nástroja s obrobkom musí byť hrotu nástroja priradená špecifická poloha. Táto poloha je reprezentovaná horizontálnymi aj vertikálnymi súradnicami v rovine, ako aj priemerom nástroja a súradnicou osi Z v bode dotyku.
Rozdelenie rozmerov nástroja na zrážanie hrán v kontakte s dielom je znázornené na obrázku 6. Bod A označuje požadovanú polohu. Dĺžka úsečky BC sa označuje ako LBC, kým dĺžka úsečky AB sa označuje ako LAB. LAB tu predstavuje súradnicu osi Z nástroja a LBC označuje polomer nástroja v kontaktnom bode.
Pri praktickom obrábaní možno na začiatku prednastaviť kontaktný polomer nástroja alebo jeho súradnicu Z. Vzhľadom na to, že uhol hrotu nástroja je pevný, znalosť jednej z prednastavených hodnôt umožňuje výpočet druhej pomocou trigonometrických princípov [3]. Vzorce sú nasledovné: LBC = LAB * tan (uhol hrotu nástroja/2) a LAB = LBC / tan (uhol hrotu nástroja/2).
Napríklad pri použití jednodielnej karbidovej zrážacej frézy, ak predpokladáme, že súradnica Z nástroja je -2, môžeme určiť kontaktné polomery pre tri rôzne nástroje: kontaktný polomer pre 60° zrážaciu frézu je 2 * tan (30° ) = 1,155 mm, pre 90° zrážaciu frézu je to 2 * tan(45°) = 2 mm a pre 120° zrážacia fréza je 2 * tan(60°) = 3,464 mm.
Naopak, ak predpokladáme, že polomer dotyku nástroja je 4,5 mm, môžeme vypočítať súradnice Z pre tri nástroje: súradnica Z pre frézu so skosením 60° je 4,5 / tan(30°) = 7,794, pre skosenie 90° fréza je 4,5 / tan(45°) = 4,5 a pre 120° skosenú frézu je to 4,5/tan(60°) = 2,598.
Obrázok 7 znázorňuje rozmerové rozdelenie jednodielnej uhlovej stopkovej frézy v kontakte s dielom. Na rozdiel od jednodielnej karbidovej skosiacej frézy má jednodielna uhlová stopková fréza menší priemer na hrote a kontaktný polomer nástroja by sa mal vypočítať ako (LBC + menší priemer nástroja / 2). Konkrétna metóda výpočtu je podrobne uvedená nižšie.
Vzorec na výpočet kontaktného polomeru nástroja zahŕňa použitie dĺžky (L), uhla (A), šírky (B) a tangens polovice uhla hrotu nástroja, ktoré sú sčítané s polovicou menšieho priemeru. Naopak, získanie súradnice osi Z znamená odčítanie polovice menšieho priemeru od polomeru dotyku nástroja a delenie výsledku tangentou polovice uhla hrotu nástroja. Napríklad použitie integrovanej uhlovej stopkovej frézy so špecifickými rozmermi, ako je súradnica osi Z -2 a menší priemer 2 mm, poskytne zreteľné kontaktné polomery pre skosené frézy pod rôznymi uhlami: 20° fréza poskytuje polomer 1,352 mm, 15° fréza ponúka 1,263 mm a 10° fréza poskytuje 1,175 mm.
Ak vezmeme do úvahy scenár, v ktorom je polomer dotyku nástroja nastavený na 2,5 mm, príslušné súradnice osi Z pre frézy so skosením rôznych stupňov možno extrapolovať takto: pre frézu s uhlom 20° sa vypočíta na 8,506, pre frézu s uhlom 15° fréza na 11.394 a pre frézu 10° rozsiahla 17.145.
Táto metodika je dôsledne použiteľná na rôznych obrázkoch alebo príkladoch, pričom podčiarkuje počiatočný krok zisťovania skutočného priemeru nástroja. Pri určovaníCNC obrábaniestratégie, rozhodnutie medzi uprednostnením prednastaveného polomeru nástroja alebo nastavením osi Z je ovplyvnenéhliníkový komponentdizajn. V scenároch, kde komponent vykazuje stupňovitý prvok, je nevyhnutné vyhnúť sa interferencii s obrobkom úpravou súradnice Z. Naopak, pri súčiastkach bez stupňovitých prvkov je výhodné zvoliť väčší kontaktný polomer nástroja, čím sa podporuje lepšia povrchová úprava alebo zvýšená efektivita obrábania.
Rozhodnutia týkajúce sa úpravy polomeru nástroja oproti rozšíreniu rýchlosti posuvu Z sú založené na špecifických požiadavkách na vzdialenosti skosenia a skosenia uvedené na výkrese dielu.
5. Príklady programovania
Z analýzy princípov výpočtu kontaktného bodu nástroja je zrejmé, že pri použití formovacej uhlovej frézy na obrábanie šikmých plôch stačí určiť uhol hrotu nástroja, menší polomer nástroja a buď os Z. hodnotu nastavenia nástroja alebo prednastavený polomer nástroja.
Nasledujúca časť načrtáva priradenia premenných pre FANUC #1, #2, Siemens CNC systém R1, R2, Okuma CNC systém VC1, VC2 a Heidenhain systém Q1, Q2, Q3. Ukazuje, ako programovať špecifické komponenty pomocou metódy zadávania programovateľných parametrov každého CNC systému. Vstupné formáty pre programovateľné parametre CNC systémov FANUC, Siemens, Okuma a Heidenhain sú podrobne uvedené v tabuľkách 1 až 4.
Poznámka:P označuje číslo korekcie nástroja, kým R označuje hodnotu korekcie nástroja v absolútnom príkazovom režime (G90).
Tento článok využíva dve metódy programovania: poradové číslo 2 a poradové číslo 3. Súradnica osi Z využíva prístup kompenzácie opotrebenia dĺžky nástroja, zatiaľ čo kontaktný polomer nástroja používa metódu kompenzácie geometrie polomeru nástroja.
Poznámka:Vo formáte inštrukcie „2“ označuje číslo nástroja, zatiaľ čo „1“ označuje číslo hrany nástroja.
Tento článok využíva dve metódy programovania, konkrétne sériové číslo 2 a sériové číslo 3, pričom metódy kompenzácie súradnice osi Z a metódy kompenzácie polomeru kontaktu nástroja zostávajú konzistentné s tými, ktoré boli uvedené vyššie.
CNC systém Heidenhain umožňuje priame nastavenie dĺžky a polomeru nástroja po výbere nástroja. DL1 predstavuje dĺžku nástroja zväčšenú o 1 mm, zatiaľ čo DL-1 označuje dĺžku nástroja zníženú o 1 mm. Princíp používania DR je v súlade s vyššie uvedenými metódami.
Na demonštračné účely budú všetky CNC systémy využívať kruh φ40 mm ako príklad programovania obrysu. Príklad programovania je uvedený nižšie.
5.1 Príklad programovania CNC systému Fanuc
Keď je #1 nastavené na prednastavenú hodnotu v smere Z, #2 = #1*tan (uhol hrotu nástroja/2) + (malý polomer) a program je nasledujúci.
G10L11P (číslo korekcie dĺžky nástroja) R-#1
G10L12P (číslo korekcie polomeru nástroja) R#2
G0X25Y10G43H (číslo korekcie dĺžky nástroja) Z0G01
G41D (číslo korekcie polomeru nástroja) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Keď je #1 nastavené na kontaktný polomer, #2 = [kontaktný polomer - malý polomer]/tan (uhol hrotu nástroja/2) a program je nasledovný.
G10L11P (číslo korekcie dĺžky nástroja) R-#2
G10L12P (číslo korekcie polomeru nástroja) R#1
G0X25Y10G43H (číslo korekcie dĺžky nástroja) Z0
G01G41D (číslo korekcie polomeru nástroja) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
V programe, keď je dĺžka naklonenej plochy dielu označená v smere Z, R v segmente programu G10L11 je „-#1-dĺžka naklonenej plochy v smere Z“; keď je dĺžka naklonenej plochy dielu vyznačená v horizontálnom smere, R v segmente programu G10L12 je „+#1- horizontálna dĺžka naklonenej plochy“.
5.2 Príklad programovania CNC systému Siemens
Keď R1=Z prednastavená hodnota, R2=R1tan(uhol hrotu nástroja/2)+(malý polomer), program je nasledovný.
TC_DP12[číslo nástroja, číslo hrany nástroja]=-R1
TC_DP6[číslo nástroja, číslo hrany nástroja]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D(číslo korekcie polomeru nástroja)X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Keď R1=polomer kontaktu, R2=[R1-malý polomer]/tan(uhol hrotu nástroja/2), program je nasledujúci.
TC_DP12[číslo nástroja, číslo reznej hrany]=-R2
TC_DP6[číslo nástroja, číslo reznej hrany]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (číslo korekcie polomeru nástroja) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
V programe, keď je dĺžka skosenia dielu vyznačená v smere Z, segment programu TC_DP12 je „-R1-dĺžka skosenia v smere Z“; keď je dĺžka skosenia dielu vyznačená v horizontálnom smere, segment programu TC_DP6 je „+R1-vodorovná dĺžka skosenia“.
5.3 Príklad programovania CNC systému Okuma Keď VC1 = prednastavená hodnota Z, VC2 = VC1tan (uhol hrotu nástroja / 2) + (malý polomer), program je nasledovný.
VTOFH [číslo korekcie nástroja] = -VC1
VTOFD [číslo korekcie nástroja] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (číslo korekcie polomeru nástroja) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Keď VC1 = polomer kontaktu, VC2 = (VC1-malý polomer) / tan (uhol hrotu nástroja / 2), program je nasledujúci.
VTOFH (číslo korekcie nástroja) = -VC2
VTOFD (číslo korekcie nástroja) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (číslo korekcie polomeru nástroja) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Keď je v programe vyznačená dĺžka skosenia dielu v smere Z, segment programu VTOFH je „-VC1-dĺžka skosenia v smere Z“; keď je dĺžka skosenia dielu vyznačená v horizontálnom smere, segment programu VTOFD je „+VC1-vodorovná dĺžka skosenia“.
5.4 Príklad programovania CNC systému Heidenhain
Keď Q1=Z prednastavená hodnota, Q2=Q1tan(uhol hrotu nástroja/2)+(malý polomer), Q3=Q2-polomer nástroja, program je nasledujúci.
NÁSTROJ „Číslo nástroja/názov nástroja“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
Keď Q1=polomer kontaktu, Q2=(VC1-malý polomer)/tan(uhol hrotu nástroja/2), Q3=Q1-polomer nástroja, program je nasledujúci.
NÁSTROJ „Číslo nástroja/názov nástroja“ 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
Keď je v programe vyznačená dĺžka skosenia dielu v smere Z, DL je „-Q1-dĺžka skosenia v smere Z“; keď je dĺžka skosenia dielu vyznačená v horizontálnom smere, DR je „+Q3-vodorovná dĺžka skosenia“.
6. Porovnanie doby spracovania
Diagramy trajektórie a porovnanie parametrov troch spôsobov spracovania sú uvedené v tabuľke 5. Je vidieť, že použitie formovacej uhlovej frézy na programovanie obrysov má za následok kratší čas spracovania a lepšiu kvalitu povrchu.
Použitie formovacích uhlových fréz rieši výzvy, ktorým čelíme pri programovaní vrstiev stopkovej frézy a programovaní povrchu guľových fréz, vrátane potreby vysokokvalifikovanej obsluhy, zníženej životnosti nástroja a nízkej efektivity spracovania. Implementáciou efektívnych techník nastavovania nástrojov a programovania sa minimalizuje čas prípravy výroby, čo vedie k zvýšeniu efektivity výroby.
Ak chcete vedieť viac, neváhajte nás kontaktovať info@anebon.com
Hlavným cieľom spoločnosti Anebon bude ponúknuť našim zákazníkom seriózny a zodpovedný podnikový vzťah a všetkým z nich poskytnúť osobnú pozornosť pre nový módny dizajn pre OEM továreň na výrobu presného hardvéru Shenzhen na mieru.CNC výrobný proces, presnosťhliníkové tlakové odliatky, prototypová služba. Tu môžete zistiť najnižšiu cenu. Tiež tu získate kvalitné produkty a riešenia a fantastické služby! Nemali by ste sa zdráhať dostať Anebona!
Čas odoslania: 23. októbra 2024