Dao phay góc thường được sử dụng để gia công các bề mặt nghiêng nhỏ và các bộ phận chính xác trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng đặc biệt hiệu quả đối với các nhiệm vụ như vát cạnh và làm mờ phôi.
Ứng dụng của dao phay góc tạo hình có thể được giải thích thông qua các nguyên lý lượng giác. Dưới đây, chúng tôi trình bày một số ví dụ về lập trình cho các hệ thống CNC phổ biến.
1. Lời nói đầu
Trong thực tế sản xuất, việc vát mép các cạnh, góc của sản phẩm thường là cần thiết. Điều này thường có thể được thực hiện bằng cách sử dụng ba kỹ thuật xử lý: lập trình lớp dao phay cuối, lập trình bề mặt dao cắt bi hoặc lập trình đường viền dao phay góc. Với lập trình lớp dao phay cuối, đầu dao có xu hướng bị mòn nhanh chóng, dẫn đến tuổi thọ dao cụ giảm [1]. Mặt khác, lập trình bề mặt máy cắt bi kém hiệu quả hơn và cả phương pháp máy nghiền ngón và máy cắt bi đều yêu cầu lập trình macro thủ công, đòi hỏi người vận hành phải có trình độ kỹ năng nhất định.
Ngược lại, lập trình đường viền dao phay góc chỉ yêu cầu điều chỉnh các giá trị bù chiều dài dao và bù bán kính trong chương trình hoàn thiện đường viền. Điều này làm cho việc lập trình đường viền dao phay góc trở thành phương pháp hiệu quả nhất trong số ba phương pháp. Tuy nhiên, người vận hành thường dựa vào việc cắt thử để hiệu chỉnh dụng cụ. Họ xác định chiều dài dao bằng phương pháp cắt thử phôi theo hướng Z sau khi giả định đường kính dao. Cách tiếp cận này chỉ áp dụng cho một sản phẩm duy nhất, cần phải hiệu chỉnh lại khi chuyển sang sản phẩm khác. Vì vậy, rõ ràng cần có những cải tiến trong cả quy trình hiệu chỉnh công cụ và phương pháp lập trình.
2. Giới thiệu các loại dao phay góc định hình thông dụng
Hình 1 thể hiện một công cụ vát cạnh cacbua tích hợp, thường được sử dụng để vát mép và vát mép các cạnh viền của các bộ phận. Thông số kỹ thuật phổ biến là 60°, 90° và 120°.
Hình 1: Dao vát cacbua một mảnh
Hình 2 thể hiện máy nghiền góc tích hợp, thường được sử dụng để xử lý các bề mặt hình nón nhỏ với các góc cố định ở các bộ phận tiếp giáp của các bộ phận. Góc đầu dao thường được sử dụng là nhỏ hơn 30°.
Hình 3 cho thấy một dao phay góc đường kính lớn với các hạt dao có thể lập chỉ mục, thường được sử dụng để xử lý các bề mặt nghiêng lớn hơn của các bộ phận. Góc đầu dao là 15° đến 75° và có thể được tùy chỉnh.
3. Xác định phương pháp cài đặt dao
Ba loại dụng cụ được đề cập ở trên sử dụng bề mặt dưới cùng của dụng cụ làm điểm tham chiếu để cài đặt. Trục Z được thiết lập làm điểm 0 trên máy công cụ. Hình 4 minh họa điểm thiết lập dao đặt trước theo hướng Z.
Phương pháp cài đặt dao này giúp duy trì chiều dài dao nhất quán trong máy, giảm thiểu sự biến đổi và các lỗi tiềm ẩn của con người liên quan đến việc cắt thử phôi.
4. Phân tích nguyên tắc
Cắt bao gồm việc loại bỏ vật liệu dư thừa khỏi phôi để tạo phoi, tạo ra phôi có hình dạng, kích thước và bề mặt hoàn thiện xác định. Bước đầu tiên trong quy trình gia công là đảm bảo rằng dao tương tác với phôi theo cách đã định, như minh họa trên Hình 5.
Hình 5 Dao vát tiếp xúc với phôi
Hình 5 minh họa rằng để cho phép dao tiếp xúc với phôi, một vị trí cụ thể phải được chỉ định cho đầu dao. Vị trí này được thể hiện bằng cả tọa độ ngang và tọa độ dọc trên mặt phẳng, cũng như đường kính dao và tọa độ trục Z tại điểm tiếp xúc.
Phân tích kích thước của dụng cụ vát cạnh tiếp xúc với bộ phận được mô tả trong Hình 6. Điểm A biểu thị vị trí được yêu cầu. Độ dài đoạn thẳng BC được ký hiệu là LBC, trong khi độ dài đoạn thẳng AB được gọi là LAB. Ở đây, LAB biểu thị tọa độ trục Z của dao và LBC biểu thị bán kính của dao tại điểm tiếp xúc.
Trong gia công thực tế, ban đầu bán kính tiếp xúc của dụng cụ hoặc tọa độ Z của nó có thể được đặt trước. Cho rằng góc đầu dao là cố định, việc biết một trong các giá trị đặt trước cho phép tính toán giá trị còn lại bằng cách sử dụng các nguyên tắc lượng giác [3]. Các công thức như sau: LBC = LAB * tan(góc đầu dao/2) và LAB = LBC / tan(góc đầu dao/2).
Ví dụ: sử dụng dao cắt vát cacbua một mảnh, nếu chúng ta giả sử tọa độ Z của dụng cụ là -2, thì chúng ta có thể xác định bán kính tiếp xúc cho ba dụng cụ khác nhau: bán kính tiếp xúc của dao cắt vát 60° là 2 * tan(30° ) = 1,155 mm, đối với dao cắt vát 90° là 2 * tan(45°) = 2 mm, và đối với dao cắt vát 120° là 2 * tan(60°) = 3,464 mm.
Ngược lại, nếu giả sử bán kính tiếp xúc dao là 4,5 mm thì chúng ta có thể tính tọa độ Z cho ba dao: tọa độ Z cho dao phay vát 60° là 4,5 / tan(30°) = 7,794, cho dao phay vát 90° dao phay là 4,5 / tan(45°) = 4,5, và đối với dao phay vát 120° là 4,5 / tan(60°) = 2,598.
Hình 7 minh họa phân tích kích thước của máy nghiền góc nguyên khối tiếp xúc với bộ phận. Không giống như dao vát cacbua một mảnh, dao phay đầu góc một mảnh có đường kính nhỏ hơn ở đầu và bán kính tiếp xúc dụng cụ phải được tính bằng (LBC + đường kính phụ của dụng cụ / 2). Cách tính cụ thể được trình bày chi tiết dưới đây.
Công thức tính bán kính tiếp xúc dao bao gồm việc sử dụng chiều dài (L), góc (A), chiều rộng (B) và tang của một nửa góc đầu dao, tổng bằng một nửa đường kính phụ. Ngược lại, để có được tọa độ trục Z đòi hỏi phải trừ một nửa đường kính phụ khỏi bán kính tiếp xúc dao và chia kết quả cho tiếp tuyến của một nửa góc đầu dao. Ví dụ: sử dụng dao phay góc tích hợp với các kích thước cụ thể, chẳng hạn như tọa độ trục Z là -2 và đường kính phụ là 2mm, sẽ mang lại bán kính tiếp xúc riêng biệt cho dao phay vát ở các góc khác nhau: dao 20° mang lại bán kính là 1,352mm, dao cắt 15° cung cấp 1,263mm và dao cắt 10° cung cấp 1,175mm.
Nếu chúng ta xem xét kịch bản trong đó bán kính tiếp xúc dao được đặt ở 2,5 mm, thì tọa độ trục Z tương ứng cho dao phay vát ở các độ khác nhau có thể được ngoại suy như sau: đối với dao 20°, nó tính toán thành 8,506, đối với 15° dao cắt thành 11.394 và đối với dao cắt 10°, phạm vi rộng 17.145.
Phương pháp này có thể áp dụng nhất quán trên nhiều số liệu hoặc ví dụ khác nhau, nhấn mạnh bước đầu tiên trong việc xác định đường kính thực tế của dụng cụ. Khi xác địnhgia công CNCchiến lược, quyết định giữa việc ưu tiên bán kính dao đặt trước hoặc điều chỉnh trục Z bị ảnh hưởng bởithành phần nhômthiết kế của. Trong trường hợp thành phần thể hiện tính năng bậc thang, việc tránh nhiễu với phôi bằng cách điều chỉnh tọa độ Z trở nên bắt buộc. Ngược lại, đối với các bộ phận không có tính năng bậc, việc chọn bán kính tiếp xúc dụng cụ lớn hơn là có lợi, thúc đẩy độ hoàn thiện bề mặt vượt trội hoặc nâng cao hiệu quả gia công.
Các quyết định liên quan đến việc điều chỉnh bán kính dao so với tăng tốc độ tiến dao Z dựa trên các yêu cầu cụ thể đối với khoảng cách vát và góc xiên được chỉ định trên bản thiết kế của bộ phận.
5. Ví dụ lập trình
Từ việc phân tích các nguyên tắc tính toán điểm tiếp xúc của dụng cụ, rõ ràng là khi sử dụng dao phay góc tạo hình để gia công các bề mặt nghiêng, việc thiết lập góc đầu dụng cụ, bán kính nhỏ của dụng cụ và trục Z là đủ. giá trị cài đặt dao hoặc bán kính dao đặt trước.
Phần sau đây phác thảo các phép gán biến đổi cho FANUC #1, #2, hệ thống CNC Siemens R1, R2, hệ thống CNC Okuma VC1, VC2 và hệ thống Heidenhain Q1, Q2, Q3. Nó trình bày cách lập trình các bộ phận cụ thể bằng cách sử dụng phương thức nhập tham số có thể lập trình của từng hệ thống CNC. Các định dạng đầu vào cho các tham số lập trình của hệ thống CNC FANUC, Siemens, Okuma và Heidenhain được trình bày chi tiết trong Bảng 1 đến Bảng 4.
Ghi chú:P biểu thị số bù dao, trong khi R biểu thị giá trị bù dao ở chế độ lệnh tuyệt đối (G90).
Bài viết này sử dụng hai phương pháp lập trình: dãy số 2 và dãy số 3. Tọa độ trục Z sử dụng phương pháp bù mài mòn theo chiều dài dao, trong khi bán kính tiếp xúc dao áp dụng phương pháp bù hình học bán kính dao.
Ghi chú:Trong định dạng lệnh, “2” biểu thị số dao, trong khi “1” biểu thị số cạnh dao.
Bài viết này sử dụng hai phương pháp lập trình, cụ thể là số sê-ri 2 và số sê-ri 3, với các phương pháp bù bán kính tiếp xúc và tọa độ trục Z vẫn nhất quán với các phương pháp đã đề cập trước đó.
Hệ thống CNC Heidenhain cho phép điều chỉnh trực tiếp chiều dài và bán kính dao sau khi chọn dao. DL1 biểu thị chiều dài dao tăng thêm 1mm, trong khi DL-1 biểu thị chiều dài dao giảm 1mm. Nguyên tắc sử dụng DR phù hợp với các phương pháp nêu trên.
Với mục đích trình diễn, tất cả các hệ thống CNC sẽ sử dụng vòng tròn φ40mm làm ví dụ cho lập trình đường viền. Ví dụ lập trình được cung cấp dưới đây.
5.1 Ví dụ lập trình hệ thống CNC Fanuc
Khi #1 được đặt thành giá trị đặt trước theo hướng Z, #2 = #1*tan (góc đầu dao/2) + (bán kính nhỏ) và chương trình như sau.
G10L11P (số bù chiều dài dao) R-#1
G10L12P (số bù bán kính dao) R#2
G0X25Y10G43H (số bù chiều dài dao) Z0G01
G41D (số bù dao bán kính) X20F1000
Y0
G02X20Y0 I-20
G01Y-10
G0Z50
Khi #1 được đặt thành bán kính tiếp xúc, #2 = [bán kính tiếp xúc - bán kính phụ]/tan (góc đầu dao/2), và chương trình như sau.
G10L11P (số bù chiều dài dao) R-#2
G10L12P (số bù bán kính dao) R#1
G0X25Y10G43H (số bù chiều dài dao) Z0
G01G41D (số bù dao bán kính) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Trong chương trình, khi chiều dài bề mặt nghiêng của bộ phận được đánh dấu theo hướng Z thì R trong đoạn chương trình G10L11 là “-#1-bề mặt nghiêng chiều dài hướng Z”; khi chiều dài bề mặt nghiêng của bộ phận được đánh dấu theo hướng ngang, R trong phân đoạn chương trình G10L12 là “+#1-chiều dài bề mặt nghiêng”.
5.2 Ví dụ về lập trình hệ thống CNC của Siemens
Khi R1=Z giá trị đặt trước, R2=R1tan(góc đầu dao/2)+(bán kính nhỏ), chương trình như sau.
TC_DP12[số dao, số cạnh dao]=-R1
TC_DP6[số dao, số cạnh dao]=R2
G0X25Y10
Z0
G01G41D(số bù dao bán kính)X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Khi R1=bán kính tiếp điểm, R2=[R1-bán kính phụ]/tan(góc đầu dao/2), chương trình như sau.
TC_DP12[số dao, số lưỡi cắt]=-R2
TC_DP6[số dao, số lưỡi cắt]=R1
G0X25Y10
Z0
G01G41D (số bù dao bán kính) X20F1000Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Trong chương trình, khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng Z, đoạn chương trình TC_DP12 là “-R1-vát theo hướng Z”; khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng nằm ngang, đoạn chương trình TC_DP6 là “+R1-độ dài ngang của góc xiên”.
5.3 Ví dụ về lập trình hệ thống CNC Okuma Khi VC1 = Giá trị đặt trước Z, VC2 = VC1tan (góc đầu dao / 2) + (bán kính nhỏ), chương trình như sau.
VTOFH [số bù dao] = -VC1
VTOFD [số bù dao] = VC2
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (số bù dao bán kính) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Khi VC1 = bán kính tiếp điểm, VC2 = (VC1-bán kính nhỏ) / tan (góc đầu dao / 2), chương trình như sau.
VTOFH (số bù dao) = -VC2
VTOFD (số bù dao) = VC1
G0X25Y10
G56Z0
G01G41D (số bù dao bán kính) X20F1000
Y0
G02X20Y0I-20
G01Y-10
G0Z50
Trong chương trình, khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng Z thì đoạn chương trình VTOFH là “-VC1-bevel chiều dài hướng Z”; khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng nằm ngang, đoạn chương trình VTOFD là “+VC1-chiều dài ngang góc xiên”.
5.4 Ví dụ lập trình hệ thống CNC Heidenhain
Khi Q1=Z giá trị đặt trước, Q2=Q1tan(góc đầu dao/2)+(bán kính nhỏ), Q3=Bán kính dao Q2, chương trình như sau.
CÔNG CỤ “Số dao/tên dao”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
Khi Q1=bán kính tiếp xúc, Q2=(VC1-bán kính phụ)/tan(góc đầu dao/2), Q3=Q1-bán kính dao, chương trình như sau.
CÔNG CỤ “Số dao/tên dao” 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
Trong chương trình, khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng Z, DL là “chiều dài hướng Z góc xiên -Q1”; khi chiều dài của phần vát được đánh dấu theo hướng ngang, DR là “+Q3-chiều dài góc xiên”.
6. So sánh thời gian xử lý
Sơ đồ quỹ đạo và so sánh tham số của ba phương pháp xử lý được trình bày trong Bảng 5. Có thể thấy rằng việc sử dụng dao phay góc tạo hình để lập trình đường viền giúp thời gian xử lý ngắn hơn và chất lượng bề mặt tốt hơn.
Việc sử dụng dao phay góc định hình giải quyết các thách thức gặp phải trong lập trình lớp dao phay cuối và lập trình bề mặt dao cắt bi, bao gồm nhu cầu về người vận hành có tay nghề cao, tuổi thọ dụng cụ giảm và hiệu suất xử lý thấp. Bằng cách thực hiện các kỹ thuật lập trình và thiết lập công cụ hiệu quả, thời gian chuẩn bị sản xuất được giảm thiểu, dẫn đến nâng cao hiệu quả sản xuất.
Nếu bạn muốn biết thêm, xin vui lòng liên hệ info@anebon.com
Mục tiêu chính của Anebon sẽ là mang đến cho bạn những người mua hàng của chúng tôi một mối quan hệ kinh doanh nghiêm túc và có trách nhiệm, cung cấp sự quan tâm cá nhân hóa cho tất cả họ về Thiết kế thời trang mới cho OEM Chế tạo tùy chỉnh tại Nhà máy phần cứng chính xác Thâm QuyếnQuy trình sản xuất CNC, độ chính xácbộ phận đúc nhôm, dịch vụ tạo mẫu. Bạn có thể phát hiện ra mức giá thấp nhất ở đây. Ngoài ra, bạn sẽ nhận được các sản phẩm và giải pháp chất lượng tốt cũng như dịch vụ tuyệt vời tại đây! Bạn không nên miễn cưỡng nắm giữ Anebon!
Thời gian đăng: 23-10-2024