Лещенко А.И. Программирование и технологические процессы для станков с ЧПУ
Подождите немного. Документ загружается.
- 61 -
61
Рис.9.11 Размерная привязка радиусного резца по диаметру
На пробной заготовке выполняем кольцевую проточку радиусом r и
глубиной h. Отводим инструмент по оси Z не изменяя положения по оси Х и
измеряем величины А и h. Средний диаметр кольцевой проточки D будет равен:
(
)
hrhABAD −+=+= 222
Имея показания индикации со оси Х и значение величину D, выполняем
размерную привязку резца на диаметр.
Точно измерять величину А достаточно сложно, что обуславливает
погрешность данного метода геометрической привязки.
Рассмотрим более точный метод геометрической привязки радиусного
резца, с помощью индикатора (рис 9.12). На пробной заготовке, радиусным
резцом, выполняем кольцевую проточку радиусом r и записываем показания
индикации по оси Х - величину Х
0
(рис 9.12а). Устанавливаем стойку с
индикатором на плоскость суппорта, так чтобы щуп индикатора находился на
оси центров (выставляем с помощью заднего центра). Перемещая суппорт
(рис.9.12б) и наблюдая показания индикатора, находим самое "глубокое" место,
"вершину" радиусной выточки - записываем значение координаты Х
1
.
а) б)
Рис.9.12 Размерная привязка радиусного резца по диаметру,
с помощью индикаторной стойки.
- 62 -
62
Отводим суппорт и поперечной подачей перемещаем индикатор в
диаметральной плоскости, на противоположную сторону кольцевой канавки.
Аналогично по показанию индикатора, записываем значение координаты Х
2
..
|X
2
-X
1
|=D
Зная величину D и ранее записанную величину Х
0
, выполняем размерную
привязку резца по диаметру.
9.6. Резец для контурного точения (специальный).
Рис 9.13 Контурное точение радиуса R Рис.9.14 Привязка контурного резца
Необходимо обработать кольцевой сферический выступ радиуса R,
сопряжённый с плоскостью радиусом r (рис.9.13). В этом случае можно
использовать контурный резец (например переточенный с резьбового, с
напаянной пластинкой) с углом заострения β<180°-α, где α - центральный угол
стягивающий дугу радиуса R. Следует учитывать, что сферы, близкие к
"полусфере" (т.е. с α=180
0
) таким резцом обработать нельзя. Привязку данного
инструмента по диаметру, можно производить по проточке диаметром D
(рис.9.14).
Необходимо отметить. что этим же резцом, с этой же привязкой, можно
обработать кольцевую радиусную проточку (рис. 9.11), с центральным углом
меньше 180°, что значительно повысит качество сборки сопрягаемых деталей.
9.7. Размерная привязка инструмента после переточки.
Рис.9.14 Привязка инструмента по профилю детали
Допустим необходимо переточить резец выполняющий многопроходный
цикл продольного точения с конечным диаметром d. Помимо уже
- 63 -
63
перечисленных методов, размерную привязку переточенного резца можно
выполнить по следующей схеме.
Установив покадровый режим, останавливаем обработку в точке n,
(рис.9.14) определяем ее координату, по индикации на дисплее или тексту УП.
Снимаем резец и перетачиваем его. В подрежиме мерных перемещений,
выводим суппорт в точку определённую координатой точки n. Используя
"уступ" - цилиндрическая поверхность и плоскость, ставим резец и закрепляем
его.
Выполняем работу по программе. На проходе mm1, следующим за проходом
nn1, можно остановить перемещения (например блокировкой на выносном
пульте управления), проконтролировать размеры и при необходимости внести
коррекцию.
10. Постоянные циклы механической обработки деталей станков
токарной группы
Общий порядок обработки детали, формируется из единичных методов
обработки отдельных ее поверхностей. В постоянных циклах обработки на
станках с ЧПУ, последовательность выполнения рабочих и вспомогательных
ходов принимается типовой, для определенных геометрических элементов
детали.
10.1 Цикл продольного точения
Цикл продольного точения, (рис.10.1) формирует обработку с заготовки
с диаметра ØD до Ød, на длину L.
Рис.10.1 Цикл продольного точения
Перед применением постоянного цикла, необходимо программировать
выход в исходную точку цикла (и.т.ц.). В кадре УП, выполняющем цикл
продольного точения, необходимо указать номер цикла, конечный диаметр d,
длину проточки L и глубину резания на проходах ∆ По алгоритму, записанному
в ПЗУ УЧПУ, система автоматически формирует перемещение инструмента в
цикле: выход на диаметр (D-∆) перемещение на рабочей подаче на длину L, а
затем переход на диаметр X1, быстрый отвод в направлении Z на Z1, выход на
диаметр (D – 2·∆)рабочий ход на длину L, и т. д. до диаметра Ød.
- 64 -
64
Таким образом, в одном кадре УП может программироваться, группа
инструментальных перемещений Постоянные циклы уменьшают размер УП,
снижают вероятность появления ошибок.
Рассмотрим циклы резьбонарезания УЧПУ токарных станков МС 2101.
10.2 Циклы резьбонарезания.
10.2.1 Нарезание резьбы с постоянным шагом (однопроходный цикл).
Функция G33 УЧПУ МС 2101 обеспечивает линейное перемещение с
синхронизацией начала перемещения по координатным осям, определенному
угловому положению шпинделя (“нуль – метки” шпинделя). Можно сказать,
что функция G33 аналогична функции линейного перемещения G01, только
начало программного движения выполняется при определенном угловом
положении шпинделя. При небольшой подаче (оборотная подача при
резьбонарезании равна шагу резьбы) можно проследить визуально порядок
выполнения цикла - выход в исходную точку, останов на время поворота
шпинделя на угол определенный нуль – меткой, движение резьбонарезания по
G33 (рис.10.2).
Рис.10.2 Однопроходный цикл резьбонарезания G33
N10 G00 X{x1-∆} Z{z1 + k}
N15 G33 X{x2} Z{z2} F{f}
f – значение оборотной подачи, (шаг резьбы) мм/об
К=(2÷3)f (f равно шагу резьбы) – величина, учитывающая время разгона
начала движения (инерционность привода).
В кадре N10 программируется выход в исходную точку цикла, в кадре N15
(для УЧПУ МС2101 кадры УП нумеруются через 5) определен цикл
резьбонарезания G33. Если резьба цилиндрическая (как показано на рис.10.2) то
x2 = x1 -
∆ и значение X можно не указывать. Если резьба коническая, то x2, z2 -
координаты конечной точки резьбы.
Если во время отработки резьбового движения по G33 нажать клавишу “Стоп
подачи”, то произойдёт аварийный выход из резьбы под углом 45
0
к ведущей
оси с катетом сбега “а”. Величина катета “а” определяется параметром в памяти
УЧПУ. При а=0 нажатие “Стоп подачи” организует останов только в конце
- 65 -
65
кадра, определяющего участок резьбонарезания. Направление выхода (т.е. для
резьбы внутренней и наружной), задаётся значением разряда параметра :
1 – “налево” от ведущей оси; 0 - “направо” от ведущей оси.
Функция G33 позволяет программировать однопроходное нарезание резьбы
по линейным образующим цилиндрических поверхностей, имеющих различный
наклон к координатным осям и шаг резьбы и действует в УП до отмены
другими G функциями.
Пример: Необходимо нарезать резьбу с высотой профиля 1.75 и шагом 1.5 на
конической поверхности 15
0
и на цилиндрической ∅60(рис.10.3).
Технологически назначаем 5 проходов с глубиной резания 0,35мм на каждом.
Исходная точка первого прохода имеет координаты:
Zи.т.= 100 + 5 = 105
Хи.т.= 60 - (105 - 40) * tg 15 = 37.08
Рис.10.3
Рис.10.4
Фрагмент УП, реализующий нарезания резьбы вид:
N50 G0 X37.08 Z105
N55 L200 H5
-- -- -- -- -- -- --
N200 G91 G0 X-0.7
N205 G33 X22.92 Z-65 F1.5
N210 Z-25
- 66 -
66
N215 G00 X10
N220 Z90
N225 X-32.92
N230 M17
В кадре N50 выполняется выход в исходную точку (и.т.). Для токарной
системы ЧПУ МС2101 функция L обеспечивает обращение к подпрограмме,
которая начинается с кадра N200 и будет повторятся 5 раз (Н5). Подпрограмма
выполняется в относительной системе координат (G91), при этом следует
учитывать что для токарных систем, значение координат в диаметральном
направлении (по оси X), удваиваются. В кадре N205 (рис.10.4) определен выход
с диаметра (37.08-0.7) на диаметр (60.0 - 0.7), т.е (22.92=11.46*2). Кадр N225
возвращает резец в положение соответствующее кадру N205(32.92=16.46*2)
Следующий повтор подпрограммы начинается с перемещения X-0.7 в относи-
тельной системе отсчета. Таким образом каждых вызов подпрограммы
инициализирует резьбонарезание с глубиной резания 0.7/2 = 0.35. Резьба будет
нарезана за 5 проходов: 0.7 * 5 = 1.75 * 2.
10.2.2 Многопроходный черновой цикл продольного резьбонарезания
(G66)
Цикл G66 обеспечивает многопроходный съем, в продольном
направлении, припуска цилиндрической или конической резьбы, рис.10.5.
Рис.10.5 Многопроходный цикл резьбонарезания G66
Формат цикла: N10 G00 X{x1} Z{z1}
N15 G66 X{x2} Z{z2} I{i} R{r} B{b} A{
α} F {f}
x1, z1 – координаты и.т. цикла резьбонарезания;
x2, z2 – координаты конечной точки резьбы (x2 = Dв - внутренний диаметр
резьбы);
i – размер конуса, на радиус, величина со знаком i = (D
б
- D
М
)/2
D
б
, D
М
- больший и меньший диаметры конуса соответственно.
При опускании параметра i- резьба цилиндрическая;
- 67 -
67
b- глубина резания (положительная величина на радиус), по оси X на
первом проходе;
r – составляющая по оси X зоны обработки, включая чистовой припуск
или высота резьбы (положительная величина на радиус);
f – значение оборотной подачи (шаг резьбы), мм/об
α – удвоенный угол врезания.
а) б) в)
Рис.10.6 Схема съема припусков, в зависимости от угла врезания α
При α = 0, производится “врезание” вдоль оси Х, с равномерной нагрузкой
сторон резца, рис.10.6а.
При α = ε, нарезание резьбы происходит одной стороной резца 10.6б.
При 0 < α < ε нарезание резьбы происходит с неравномерной нагрузкой на
кромки резца рис.10.6в
Ряд параметры цикла, задаются в виде параметров УЧПУ.
- катет концевого сбега “с”, с резьбы на проходе (мкм на радиус);
- катет аварийного сбега “а”, с резьбы (в мкм на радиус);
- остаток чернового припуска (для данного варианта равен нулю);
Рассмотрим многопроходную схему нарезания наружной резьбы при α = 0
(рис.10.5), внутренняя резьба выполняется аналогично, с тем отличием, что
диаметры проходов возрастают.
Исходную точку (И.Т.) цикла z1, определяем на расстоянии К от начала
резьбы, x1 – за наружным диаметром Dн.
К=(2-3)f – величина учитывающая время разгона начала движения
(инерционность привода).
УЧПУ определяет диаметры прохода:
D1=Dн – 2b
1
D2=D1 – 2b
2
- - - - - - - -
После каждого прохода проверяется остаток припуска. Допустим после
прохода (n-1) следующий диаметр Dn, рассчитанный УЧПУ равен:
Dn=Dн – 2b
n
Если неравенство
Dn – Dв
≤ 2b
выполняется, то следующий проход Dn определяется УЧПУ на диаметре:
Dn = Dв
- 68 -
68
Таким образом глубина резания на проходах постоянно уменьшается,
однако их число при этом может быть значительным.
Структура цикла: ускоренное перемещение с И.Т. на диаметр прохода D1,
синхронизированное с “нуль-меткой шпинделя” движение на подаче равной
шагу резьбы по оси Z, сбег резьбы С (при условии, что в памяти УЧПУ
параметр определяющий его значение неравен нулю), быстрое движение на
диаметр x1, возврат в И.Т. по оси Z, ускоренное перемещение на диаметр
прохода D2, движение на подаче, сбег резьбы С, и т.д.
Пример: Необходимо нарезать резьбу с высотой профиля 1.75 и шагом 1.5
на конической поверхности 15
0
(рис.10.7).
Рассчитываем координаты точек начало “конуса” с учетом врезания
(105, 37.08) и перебега (62, 36,27).
Фрагмент УП, реализующий нарезания резьбы, с глубиной резания на
проходах 0.3 и углом врезания равным нулю, имеет вид:
N10 G00 X62 Z105
N15 G66 X58.5 Z36.27 I14.46 R1.75 B0.3 F1.5 A0
Рис.10.7
11. Постоянные циклы обработки отверстий для станков
сверлильно – фрезерно - расточной группы.
Такие циклы реализуются заданием подготовительных функций G81-G89.
Каждая из них, согласно ГОСТ 20999-83 определяет конкретный цикл
обработки отверстий в направлении оси Z.
11.1 Цикл сверления G81.
Инструмент находится в точке (X
1
, Y
1
, Z
1
). Необходимо просверлить
отверстие в точке (X
0
,Y
0
) на глубину Z
2
(рис.11.1), где n и m величины врезания
и перебега соответственно.
- 69 -
69
Рис. 11.1 Цикл сверления G81
G81 X{y
0
} Y{y
0
} R{( | z
1
- z
2
| - m - h - n)} Z{z
2
}
Функция G81 определяет следующие действия: быстрое перемещение из
точки (X
1
Y
1
Z
1
) в исходную точку цикла – и. т. ц., (X
0
Y
0
Z
1
),
быстрое
перемещение на уровень врезания (“уровень R”) в точку (X
0
,Y
0,
(Z
2
- m - h - n)),
перемещение на рабочей подаче в точку (X
0,
Y
0
,Z
2
), вывод инструмента из
отверстия на быстром ходу. Отвод может выполняться на уровень и.т.ц. (при
задании G 98), или на уровень врезания “R” (при G99). Функции G99, G98
устанавливают уровень отвода инструмента в конце цикла, причем G99
устанавливается по умолчанию (рис. 11.2 ).
В УП можно программировать перемещение в цикле, в относительной
системе отсчета.
G91 G81 X{(x
0
-x
1
} Y{y
0
-y
1
} R{( | z
1
- z
2
| - m - h - n)} Z{(z
2
- z
1
)}
Рис.11.2 Отвод инструмента после выполнения цикла.
- 70 -
70
11.2 Цикл глубокого сверления G83
Рис.11.3 Цикл глубокого сверления G83 Рис.11.4 Цикл резьбонарезания G84
Если выполняется соотношение между глубиной сверления L и его
диаметром d L>10d, то такие отверстия в технологии машиностроения
называются глубокими и
в ЧПУ для их обработки применяют цикл глубокого сверления G83 (рис.11.3)
G83 X{x
0
} Y{y
0
} Q{q} R{r} Z{z
2
}
Цикл глубокого сверления, выполняет перемещение на уровень “R”,
движение на рабочей подаче на глубину q, быстрый отвод (для охлаждения
сверла и удаления стружки), быстрое перемещение в отверстие на величину
(q - h), движение на рабочей подаче на глубину 2·q, быстрый отвод, быстрое
перемещение на глубину (2·q - h), движение на рабочей подаче на глубину
3·q и т. д. При быстром подводе, сверло не доходит до “дна” отверстия на
величину h, значение которого определено параметром в памяти ЧУПУ.
Можно сказать, что отверстие обрабатывается с шагом q, в конце цикла
обрабатывается остаток меньше q, до глубины Z
2
.
11.3 Цикл резьбонарезания G84
Применяется как цикл нарезания резьбы метчиком и определяет следующие
действия (рис.11.4): быстрый подход на уровень R, движение на рабочей
подаче на глубину Z
2
, реверсирование вращения, выход из отверстия
инструмента (метчика) на рабочей подаче.
G84 X{x
0
} Y{y
0
} R{r} Z{z
2
} F{f}.
Программирование рабочей подачи в цикле G84, обязательно. Крепление
инструмента осуществляется в специальном патроне, оснащенном муфтой
предельных момента и осевого усилия.