Должиков В.П. Основы программирования и наладки станков с ЧПУ

Подождите немного. Документ загружается.

ной головкой обеспечивают цилиндрические хвостовики с прецизионной

по шагу гребенкой. Оправки с режущим инструментом (рис. 2.5) базиру-

ются в револьверной головке по наружному цилиндру 2 и торцу 1. Резцы

в резцедержателе базируются по основанию и правой (по рис. 2.5) боко-

вой стороне. При настройке инструмента вне станка вылет определяется с

максимально возможной точностью. Настройка производится

на специ-

альном оборудовании. Вылет резца Wx и Wz сравнивается с эталоном, а

разность их значений записывается в карте наладки. Осевой инструмент:

сверла, зенкеры, развертки закрепляются в соответствующих державках.

Державки базируются в револьверной головке так же, как и резцедержа-

тели. При настройке осевого инструмента вне станка определяется вылет

по оси Z – Wz и диаметр D (

рис. 2.6).

5°

абв

де

жз

ик

60°

Рис. 2.4. Номенклатура режущего инструмента для токарных станков с ЧПУ

с указанием зон направления рабочей подачи [2]: а – резец подрезной;

б – резец проходной; в – резец контурный; г – резец расточной проходной;

д – резец расточной контурный; е – резец резьбовой; ж – сверла спиральное

и центровочное; з – резец для угловых канавок; и – резец отрезной;

к – резец канавочный

Рис. 2.5. Установка резца в резцедержатель:

1 – базовый торец резцедержателя; 2 – базовый цилиндр резцедержателя;

Wx, Wz – смещение по осям X и Z соответственно

Рис. 2.6. Закрепление сверла в сверлодержателе:

1 – базовый торец; 2 – базовый цилиндр; Wz – вылет инструмента по оси Z;

D – диаметр сверла

2.2.3.Требования к режущему инструменту для станков с ЧПУ

Одним из недостатков станков с ЧПУ является их высокая стои-

мость. Поэтому себестоимость обработки деталей на этих станках явля-

ется также высокой.

Путями снижения себестоимости операции с ЧПУ, является созда-

ние инструмента, обеспечивающего повышение экономической скоро-

сти резания, а также применение устройств, реагирующих на случайный

выход инструмента из строя и на

неудовлетворительное формирование

стружки.

Повышение экономической скорости резания достигается за счет

повышения качества режущей части инструмента, оптимизации конст-

рукций инструментальной оснастки, организационно-техническими ме-

роприятиями [4].

Качество режущей части инструмента может быть повышено:

• применением более износостойких материалов;

• нанесением износостойких покрытий;

• оптимальным соотношением пары режущий – обрабатываемый

материал;

• доводкой

режущего лезвия, исключающей образование микро-

трещин;

• эффективным применением СОТС;

• назначение научно-обоснованных режимов резания;

• диагностика состояния режущих кромок.

Уменьшение времени наладки и подналадки инструмента:

• за счет оптимизации конструкций инструментальной оснастки,

например, применением модульной оснастки;

• совмещение автоматической смены инструмента со временем

вспомогательных ходов станка. Уменьшение операционного времени за

счет организационно-технических мероприятий:

• заполнение или смена магазина инструментов без остановки ра-

боты станка;

• настройка инструмента вне

станка;

• применение высокоскоростных станков или шпиндельных го-

ловок для работы мелкоразмерным инструментом;

• применение средств формирования стружки с заданными свой-

ствами и ее отвода из зоны резания.

Кроме того, повышение надежности инструмента достигается за

счет применения сменных многогранных пластин (СМП) (рис. 2.7).

аб

Рис. 2.7. Конструкции сменных многогранных неперетачиваемых пластин:

а – трехгранная; б – квадратная; в – ромбическая; г – винтовая передняя

поверхность (конструкция Г.Л. Куфарева)

2.2.4. Установление рабочих органов станка в исходное положение

Рабочим органом токарного станка является суппорт или револь-

верная головка. Для токарного станка СТП220АП исходным состоянием

рабочего органа – револьверной головки – является фиксированная точ-

ка станка с координатами X=195,000 миллиметров и Z=612,000 милли-

метров (рис. 2.8). Выход в эту точку осуществляется или по соответст-

вующей команде в управляющей программе (УП) или с пульта операто

ра. Установка необходимой позиции револьверной головки осуществля-

ется по УП.

Исходная точка

490 1.0

Хо

по оси Z

200 1.0

Ход по оси X

195

250

612

160

Рис. 2.8. Настроечные размеры для станка СТП220АП

2.3. Настройка фрезерных станков с ЧПУ

на примере станка EMCO Concept MIIL 155 с УЧПУ SINUMERIK 840D

Фрезерный станок с числовым программным управлением EMCO

Concept MIIL 155 предназначен для автоматического выполнения по

управляющей программе следующих видов работ:

• фрезерования плоскостей, уступов, колодцев, в том числе по

криволинейной образующей;

• сверление, зенкерование, развертывание, растачивание точных

отверстий, связанных координатами;

• нарезание резьбы метчикам.

Управление станком возможно устройствами ЧПУ нескольких

производителей: SIEMENS, FANUC, HEIDENHAIN. Технические ха-

рактеристики

станка представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Технические характеристики станка CONCEPT MILL 155-5000

Наименование параметров Данные

Класс точности

Размеры рабочей поверхности стола X,Y, мм

Наибольшая масса обрабатываемого изделия, установленного

на столе центрально, кг

Наибольшие габариты обрабатываемой детали по осям X,Y,Z,

мм

Конус для крепления инструмента в шпинделе

Величина рабочих перемещений подвижных узлов, мм:

Стола по оси Х

Шпиндельной бабки по оси Y

Револьверной головки по оси Z

Наибольшие параметры

обработки (при автоматической

смене инструмента), мм:

Диаметр растачиваемого отверстия

Диаметр сверления

Диаметр торцовой фрезы

Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин

Наибольший крутящий момент на шпинделе (при n = 150), Нм

Пределы рабочих подач (для легких сплавов), мм/мин:

Стола (ось Х), продольные

Стола (ось Y), поперечные

Шпинделя (ось Z), вертикальные

Количество инструментов

в револьверной головке, шт.

Время смены инструмента (от стружки до стружки), с

Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм

520х180

200х150х150

SK30

300

200

300

125

150…5000

1…500

1840х1300

х1750

2.3.1. Нули станка

При включении станка стол выводится в исходное состояние в точ-

ку R (рис. 2.9). Координаты этой точки определяются изготовителем

станка и находятся в определенном месте рабочего пространства станка.

Начиная с этого момента все перемещения рабочих органов станка от-

считываются от нуля станка, находящемся в ближнем левом углу стола,

в точке пересечения плоскости стола

и его торцов (точка М). Положи-

тельные направления осей показаны на рис. 2.9.

Заготовка

Стол

магазин

Инструментальный

Рис. 2.9. Нули станка

С целью облегчения программирования нуль станка можно про-

граммно переместить либо в центр заготовки (если деталь симметрична

относительно центра заготовки), или в левый ближний угол заготовки.

В этом случае все размеры будут измеряться от новой точки W (пла-

вающий нуль). Нуль инструмента N находится на пересечении обра-

зующей цилиндра инструментального магазина и

оси инструмента. Од-

нако эта точка используется на данном станке довольно редко. Чаще

всего применяют точку N

на торце упора.

2.3.2. Оснастка фрезерного станка

Для наладки станка необходимо установить режущий инструмент и

зажимное приспособление. В свободные ячейки инструментального ма-

газина устанавливаются и закрепляются державки или цанговые патро-

ны с режущим инструментом (рис. 2.10). Затем на стол устанавливается

приспособление (в данном случае станочные тиски). База – продольный

Т-образный паз на столе. Тиски крепятся с помощью болтов, вставлен

ных в Т-образный паз.

Винт

Патрон

Инструментальный

магазин

Рис. 2.10. Закрепление патрона с инструментом

Тиски

Неподвижная

губка

Заготовка

Стол

Направляющие

магазин

Инструментальный

Упор

Штифт

Рис. 2.11. Установка заготовки в тиски

На направляющие тисков устанавливаются базирующие элементы,

а на них заготовка (рис. 2.11). Базами будут являться базирующие эле-

менты (три степени свободы), неподвижная губка тисков (две степени).

Управляющая программа записывается в память станка через USB-порт.

Для станка с устройством ЧПУ SINUMERIK 840D запись производится

по пути: С:\WinNC32\Sie840DМ\PRG\WKS.DIR\. Записывать необходи-

мо всю папку (с расширением

WPD). Управляющая программа активи-

руется клавишей «Выбор программы», при этом в верхней строке дис-

плея появится имя программы.

2.3.3. Привязка заготовки и режущего инструмента

Привязка по оси Z

Устанавливаем позицию инструментального магазина с упором

(позиция № 10). В ручном режиме подводим упор к заготовке. Между

упором и заготовкой помещаем щуп или лист бумаги (рис. 2.12).

Упор

Заготовка

Щуп

Рис. 2.12. Настройка упора по оси Z

На медленной подаче (потенциометр регулировки подачи в поло-

жении 1%) кратковременным нажатием клавиши «–Z» перемещаем ре-

вольверную головку до слабого зажима щупа (листка бумаги), чтобы

щуп можно было убрать с небольшим усилием (рис. 2.13).

Заготовка

Фреза

Рис. 2.13. Привязка фрезы по оси Z

Не смещая револьверную головку, записываем текущее значение

положения упора (высвечивается на дисплее) по оси Z в память станка

по пути: клавиша «Выход в основное меню» на горизонтальной панели

→ клавиша «Параметры» → клавиша СНТ (смещение нулевой точки) →

выбираем ось Z → подтверждаем выбор нажатием клавиши на верти-

кальной панели «Ввод позиции» и сохраняем это значение нажатием

клавиши «Сохранить». Дополнительно данное значение запишем на

листе бумаги, которое будет нужно для настройки всех инструментов по

оси Z и разработки карты наладки.

Зная

вылет упора (по оси Z), относительно него можно выставить

все применяемые инструменты. Для этого касаемся каждым вращаю-

щимся инструментом заготовки и, не отводя инструмент по оси Z, опре-

делим разность по Z между текущим положением этого инструмента и

упора по пути: клавиша «Выход в основное меню» на горизонтальной

панели → клавиша «Параметры» →

клавиша «Коррекция инструмента»

→ выбираем номер инструмента (клавишами на вертикальной панели) и

длину «Длина 1» на дисплее, здесь же убеждаемся, что значение D рав-

но 1 → клавиша «Определение коррекции» → во вновь открывшемся

меню выбираем ось Z и набираем числовое значение, полученное при

касании упора → на вертикальной панели нажимаем клавишу «Вычис-

ление» →

результат вычисления сохраним в памяти нажатием клавиши

«Сохранить»

Привязка по оси Х

Для привязки инструмента по оси Х необходимо подвести вращаю-

щуюся фрезу слева (или справа) от заготовки и на медленной подаче (по-

тенциометр регулировки подачи в положении 1%) коснуться заготовки

цилиндрической частью до появления тонкой стружки (рис. 2.14) и опре-

делить положение заготовки по оси Х. Для этого, не отводя инструмент

от заготовки, выполняем

следующие действия: клавиша «Выход в ос-

новное меню» на горизонтальной панели → клавиша «Параметры» →

клавиша СНТ, встаем в поле Х → на вертикальной панели клавиша

«Определение СНТ», выбираем номер инструмента, а в графе R ставим

знак «+», если фреза слева от заготовки и ставим знак «–», если фреза

справа от заготовки →

нажатием клавиши в вертикальном ряду Ok при-

бавляем радиус (диаметр) и повторным нажатием этой клавиши сохра-

няем новое значение в памяти станка.

Заготовка

Фреза

Рис. 2.14. Привязка фрезы по оси Х

100

Привязка по оси Y

Все действия по привязке инструмента по оси Y аналогично при-

вязке по оси Х.

Для привязки инструмента по оси Y подводим вращающуюся

фрезу спереди от заготовки, касаемся заготовки цилиндрической частью

до появления тонкой стружки (рис. 2.15) и определяем положение заго-

товки по оси Y.

Заготовка

Фреза

Рис. 2.15. Привязка фрезы по оси Y

Не отводя револьверную головку по оси Y, выполняем аналогич-

ные действия, что и по оси Х: клавиша «Выход в основное меню» на го-

ризонтальной панели → клавиша «Параметры» → клавиша СНТ, встаем

в поле Y → на вертикальной панели клавиша «Определение СНТ», вы-

бираем номер инструмента, а в графе R ставим знак «+», если фреза

спереди от заготовки и ставим знак «–», если фреза сзади от заготовки

→ нажатием клавиши в вертикальном ряду Ok прибавляем радиус (диа-

метр) и повторным нажатием этой клавиши сохраняем новое значение в

памяти станка.

Привязку инструмента по осям X и Y можно производить и с по-

мощью специального приспособления (рис. 2.22).

2.4. Настройка многооперационных станков с ЧПУ

(на примере станка ИР320ПМФ4)

Многоцелевой станок с комбинированной системой ЧПУ, автома-

тической сменой инструмента и обрабатываемых деталей ИР320ПМФ4

(рис. 2.16) имеет вертикально-продольно-подвижный шпиндель 1 и по-

перечно-подвижный поворотный стол 2 с вертикальным расположением

рабочей поверхности. Вертикально-подвижная шпиндельная бабка с

продольно-подвижным ползуном расположена внутри портальной стой-

ки. На верхнем торце стойки расположен магазин барабанного типа 5.

Автоматическое устройство смены столов-спутников с 4-местным нако-