Кутові фрези часто використовуються для обробки невеликих похилих поверхонь і точних компонентів у різних галузях промисловості. Вони особливо ефективні для таких завдань, як зняття фаски та видалення задирок на заготовках.
Застосування формувальних кутових фрез можна пояснити за допомогою тригонометричних принципів. Нижче ми представляємо кілька прикладів програмування для поширених систем ЧПК.
1. Передмова
У реальному виробництві часто виникає необхідність зрізання країв і кутів виробів. Зазвичай це можна досягти за допомогою трьох методів обробки: програмування шару кінцевої фрези, програмування поверхні кульового різця або програмування контуру кутового фрезера. При програмуванні шару кінцевої фрези наконечник інструмента має тенденцію швидко зношуватися, що призводить до скорочення терміну служби інструменту [1]. З іншого боку, програмування поверхні кульового різця є менш ефективним, і метод кінцевої фрези та кульового різця потребує ручного макропрограмування, що вимагає від оператора певного рівня навичок.
Навпаки, програмування контуру кутової фрези вимагає лише коригування значень корекції довжини інструменту та корекції радіуса в програмі обробки контуру. Це робить програмування контуру кутової фрези найефективнішим із трьох методів. Однак оператори часто покладаються на пробне різання для калібрування інструменту. Вони визначають довжину інструменту за допомогою методу пробного різання заготовки в напрямку Z після припущення діаметра інструменту. Цей підхід застосовний лише до одного продукту, що потребує повторного калібрування під час переходу на інший продукт. Таким чином, існує очевидна потреба у вдосконаленні як процесу калібрування інструменту, так і методів програмування.
2. Впровадження широко використовуваних формуючих кутових фрез
На малюнку 1 показано інтегрований твердосплавний інструмент для зняття фаски, який зазвичай використовується для видалення задирок і зняття фаски на контурних краях деталей. Загальні характеристики: 60°, 90° і 120°.
Малюнок 1: Цільна твердосплавна фреза для зняття фасок
На малюнку 2 показана інтегрована кутова торцева фреза, яка часто використовується для обробки невеликих конічних поверхонь з фіксованими кутами в сполучених частинах деталей. Зазвичай використовуваний кут наконечника інструмента становить менше 30°.
На рис.3 показана кутова фреза великого діаметра зі змінними пластинами, яка часто використовується для обробки більших похилих поверхонь деталей. Кут нахилу інструменту становить від 15° до 75° і може бути налаштований.
3. Визначити спосіб налаштування інструменту
Три типи інструментів, згаданих вище, використовують нижню поверхню інструмента як точку відліку для налаштування. Вісь Z встановлюється як нульова точка на верстаті. На рисунку 4 показано задану точку налаштування інструменту в напрямку Z.
Такий підхід до налаштування інструменту допомагає підтримувати постійну довжину інструменту в верстаті, зводячи до мінімуму мінливість і потенційні людські помилки, пов’язані з пробним різанням заготовки.
4. Принциповий аналіз
Різання передбачає видалення надлишкового матеріалу з заготовки для створення стружки, в результаті чого виходить заготовка з певною геометричною формою, розміром і обробкою поверхні. Початковий крок у процесі обробки полягає в тому, щоб переконатися, що інструмент взаємодіє з заготовкою належним чином, як показано на малюнку 5.
Малюнок 5 Фреза для зняття фасок у контакті з деталлю
На рисунку 5 показано, що для того, щоб інструмент міг контактувати з деталлю, кінчику інструмента необхідно призначити певне положення. Це положення представлено як горизонтальними, так і вертикальними координатами на площині, а також діаметром інструменту та координатою осі Z у точці контакту.
Розбивка розмірів інструмента для зняття фаски, що контактує з деталлю, зображена на малюнку 6. Точка A вказує на необхідне положення. Довжину лінії BC позначають LBC, а довжину лінії AB — LAB. Тут LAB представляє координату осі Z інструмента, а LBC позначає радіус інструменту в точці контакту.
У практичній обробці радіус контакту інструменту або його координату Z можна попередньо встановити спочатку. Враховуючи, що кут наконечника інструмента фіксований, знання одного із заданих значень дозволяє розрахувати інше за допомогою тригонометричних принципів [3]. Формули такі: LBC = LAB * tan (кут наконечника інструмента/2) і LAB = LBC / tan (кут наконечника інструмента/2).
Наприклад, використовуючи цілісну твердосплавну фрезу для зняття фаски, якщо ми припустимо, що координата Z інструмента дорівнює -2, ми можемо визначити радіуси контакту для трьох різних інструментів: радіус контакту для фрези для зняття фаски на 60° дорівнює 2 * тан(30°). ) = 1,155 мм, для фрези з фаскою 90° це 2 * tan(45°) = 2 мм, а для Фреза для зняття фаски на 120° це 2 * tan (60°) = 3,464 мм.
І навпаки, якщо ми припустимо, що радіус контакту інструмента становить 4,5 мм, ми можемо обчислити координати Z для трьох інструментів: координата Z для фрези з фаскою 60° становить 4,5 / tan(30°) = 7,794 для фаски 90° для фрези це 4,5 / tan(45°) = 4,5, а для фаски 120° фреза це 4,5 / tan (60°) = 2,598.
Малюнок 7 ілюструє розбивку розмірів цільної кутової торцевої фрези, що контактує з деталлю. На відміну від цілісної твердосплавної фрези для зняття фаски, цільна кутова торцева фреза має менший діаметр на кінчику, а радіус контакту інструмента слід розраховувати як (LBC + менший діаметр інструменту / 2). Конкретний метод розрахунку детально описано нижче.
Формула для розрахунку радіуса контакту інструмента передбачає використання довжини (L), кута (A), ширини (B) і тангенса половини кута вістря інструмента, сумованого з половиною меншого діаметра. І навпаки, отримання координати осі Z передбачає віднімання половини другорядного діаметра від радіуса контакту інструмента та ділення результату на тангенс половини кута вершини інструмента. Наприклад, використання інтегрованої кутової торцевої фрези з певними розмірами, такими як координата осі Z -2 і менший діаметр 2 мм, дасть чіткі радіуси контакту для фрез для зняття фаски під різними кутами: фреза 20° дає радіус 1,352 мм, фреза 15° забезпечує 1,263 мм, а фреза 10° забезпечує 1,175 мм.
Якщо ми розглянемо сценарій, у якому радіус контакту інструменту встановлено на рівні 2,5 мм, відповідні координати осі Z для фрез різного ступеня можна екстраполювати таким чином: для фрези 20° обчислюється 8,506, для фрези 15° різець до 11,394, а для різця 10° розширений 17,145.
Ця методологія послідовно застосовна на різних малюнках або прикладах, підкреслюючи початковий крок визначення фактичного діаметра інструменту. При визначенні вОбробка з ЧПУстратегії, рішення між встановленням пріоритету попередньо встановленого радіуса інструменту або коригуванням осі Z залежить відалюмінієвий компонентдизайн. У сценаріях, коли компонент демонструє ступінчасту функцію, уникнення перешкод заготовці шляхом регулювання координати Z стає обов’язковим. І навпаки, для деталей, позбавлених ступінчастих елементів, перевагою є вибір більшого радіуса контакту з інструментом, що сприяє чудовій обробці поверхні або підвищеній ефективності обробки.
Рішення щодо коригування радіуса інструменту в порівнянні зі збільшенням швидкості подачі Z базуються на конкретних вимогах до фаски та відстаней скосу, зазначених на кресленні деталі.
5. Приклади програмування
З аналізу принципів розрахунку точки контакту інструменту стає очевидним, що при використанні формотворчої кутової фрези для обробки похилих поверхонь достатньо встановити кут наконечника інструменту, додатковий радіус інструменту або вісь Z. значення налаштування інструменту або попередньо встановлений радіус інструмента.
У наступному розділі описано призначення змінних для FANUC #1, #2, системи ЧПК Siemens R1, R2, системи ЧПК Okuma VC1, VC2 і системи Heidenhain Q1, Q2, Q3. Він демонструє, як програмувати конкретні компоненти за допомогою програмованого методу введення параметрів кожної системи ЧПК. Формати введення для програмованих параметрів систем ЧПК FANUC, Siemens, Okuma та Heidenhain детально описано в таблицях 1–4.
Примітка:P позначає число компенсації інструменту, тоді як R вказує значення компенсації інструменту в режимі абсолютної команди (G90).
У цій статті використовуються два методи програмування: порядковий номер 2 і порядковий номер 3. Координата осі Z використовує підхід компенсації зносу довжини інструменту, тоді як радіус контакту інструмента застосовує метод компенсації геометрії радіуса інструменту.
Примітка:У форматі інструкції «2» позначає номер інструмента, тоді як «1» позначає номер кромки інструмента.
У цій статті використовуються два методи програмування, зокрема серійний номер 2 і серійний номер 3, причому методи компенсації координати осі Z і радіуса контакту інструмента залишаються сумісними з тими, що згадані раніше.
Система ЧПК Heidenhain дозволяє безпосередньо регулювати довжину та радіус інструменту після вибору інструменту. DL1 означає довжину інструмента, збільшену на 1 мм, тоді як DL-1 вказує на довжину інструменту, зменшену на 1 мм. Принцип використання DR узгоджується з вищезгаданими методами.
У демонстраційних цілях усі системи ЧПК використовуватимуть коло φ40 мм як приклад програмування контурів. Приклад програмування наведено нижче.
5.1 Приклад програмування системи ЧПК Fanuc
Коли #1 встановлено на попередньо встановлене значення в напрямку Z, #2 = #1*tan (кут наконечника інструмента/2) + (додатковий радіус), і програма виглядає наступним чином.
G10L11P (число корекції інструменту за довжиною) R-#1
G10L12P (номер корекції інструменту на радіус) R#2
G0X25Y10G43H (номер компенсації довжини інструменту) Z0G01
G41D (номер корекції інструменту на радіус) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Коли #1 встановлено на радіус контакту, #2 = [радіус контакту - менший радіус]/tan (кут наконечника/2), а програма така.
G10L11P (число корекції інструменту за довжиною) R-#2
G10L12P (номер корекції інструменту на радіус) R#1
G0X25Y10G43H (номер компенсації інструменту за довжиною) Z0
G01G41D (число корекції інструменту на радіус) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
У програмі, коли довжина похилої поверхні деталі позначена в напрямку Z, R у сегменті програми G10L11 є «-#1-довжина похилої поверхні в напрямку Z»; коли довжина похилої поверхні деталі позначена в горизонтальному напрямку, R у сегменті програми G10L12 є «+#1-довжина похилої поверхні по горизонталі».
5.2 Приклад програмування системи ЧПК Siemens
Коли R1=Z задане значення, R2=R1tan(кут наконечника інструмента/2)+(додатковий радіус), програма виглядає наступним чином.
TC_DP12[номер інструменту, номер кромки інструмента]=-R1
TC_DP6[номер інструменту, номер кромки інструмента]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D (число корекції інструмента на радіус) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Коли R1=радіус контакту, R2=[R1-проміжний радіус]/tan(кут наконечника/2), програма виглядає наступним чином.
TC_DP12[номер інструменту, номер ріжучої кромки]=-R2
TC_DP6[номер інструменту, номер ріжучої кромки]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (номер корекції інструменту на радіус) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
У програмі, коли довжина скосу деталі позначена в напрямку Z, програмний сегмент TC_DP12 є «-R1-довжина скосу в Z-напрямку»; коли довжина скосу деталі позначена в горизонтальному напрямку, програмний сегмент TC_DP6 є «+R1-довжина скосу по горизонталі».
5.3 Приклад програмування системи ЧПК Okuma. Коли VC1 = задане значення Z, VC2 = VC1tan (кут наконечника / 2) + (менший радіус), програма виглядає наступним чином.
VTOFH [номер компенсації інструменту] = -VC1
VTOFD [номер компенсації інструменту] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (число корекції інструменту на радіус) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Коли VC1 = радіус контакту, VC2 = (VC1-мінорний радіус) / tan (кут наконечника інструмента / 2), програма виглядає наступним чином.
VTOFH (число компенсації інструменту) = -VC2
VTOFD (номер компенсації інструменту) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (число корекції інструменту на радіус) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
У програмі, коли довжина скосу деталі позначена в напрямку Z, сегмент програми VTOFH є «-VC1-довжина скосу в Z-напрямку»; коли довжина скосу деталі позначена в горизонтальному напрямку, програмний сегмент VTOFD є «+VC1-довжина скосу по горизонталі».
5.4 Приклад програмування системи ЧПК Heidenhain
Коли Q1=Z задане значення, Q2=Q1tan(кут наконечника інструмента/2)+(додатковий радіус), Q3=Q2-радіус інструмента, програма виглядає наступним чином.
ІНСТРУМЕНТ «Номер інструменту/назва інструменту»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
Коли Q1=радіус контакту, Q2=(VC1-мінорний радіус)/tan(кут наконечника/2), Q3=Q1-радіус інструмента, програма виглядає наступним чином.
ІНСТРУМЕНТ «Номер інструменту/назва інструменту» 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
У програмі, коли довжина скосу деталі позначена в напрямку Z, DL є «-Q1-довжина скосу в напрямку Z»; коли довжина скосу деталі позначена в горизонтальному напрямку, DR є «+Q3-довжина скосу по горизонталі».
6. Порівняння часу обробки
Діаграми траєкторій і порівняння параметрів трьох методів обробки наведено в таблиці 5. Можна побачити, що використання формувальної кутової фрези для програмування контуру призводить до скорочення часу обробки та кращої якості поверхні.
Використання формувальних кутових фрез вирішує проблеми, які виникають під час програмування шарів кінцевих фрез і програмування поверхні кулькових фрез, включаючи потребу у висококваліфікованих операторах, скорочений термін служби інструменту та низьку ефективність обробки. Завдяки впровадженню ефективних методів налаштування інструментів і програмування час підготовки до виробництва зводиться до мінімуму, що сприяє підвищенню ефективності виробництва.
Якщо ви хочете знати більше, зв’яжіться з нами info@anebon.com
Основна мета Anebon полягатиме в тому, щоб запропонувати нашим покупцям серйозні та відповідальні корпоративні відносини, забезпечуючи персональну увагу до кожного з них для нового модного дизайну для OEM Shenzhen Precision Hardware Factory Custom FabricationПроцес виробництва ЧПК, точністьдеталі лиття під тиском з алюмінію, послуга прототипування. Тут ви можете знайти найнижчу ціну. Крім того, тут ви отримаєте якісні продукти та рішення та фантастичне обслуговування! Ви не повинні соромитися отримати Anebon!
Час публікації: 23 жовтня 2024 р