Как сделать фаску на станке с чпу
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 04.10.2024
Для того чтобы обработать деталь на станке с ЧПУ, требуется составить программу, которая представляет собой группу команд, которые выражаются в цифровых параметрах, токарным и фрезерным машинам задается план работы.
Для того чтобы обработать деталь на станке с ЧПУ, требуется составить программу, которая представляет собой группу команд, которые выражаются в цифровых параметрах, фрезерным машинам задается план работы.
Разработка плана действий машин с ЧПУ начинается с построения координатных лучей, на которых с помощью числового кода распределяются точки, по ним будет проводиться действие рабочих элементов. Созданием управляющей программы для фрезерного станка занимается инженер-программист.
Система координат
Составление программы для токарной и фрезерной машины требует определенных знаний. Для станков с цифровым управлением программу нужно составлять на декартовой координатной системе, которая включает в себя три луча, исходящие из одного центра и расположенные в пространстве перпендикулярно друг другу. Направление координатных осей задает программу для движения режущего элемента. Оси X, Y, Z распределяют в пространстве согласно определенным правилам:
- Z – совмещается с осью движения шпинделя, она направляется от крепежного элемента обрабатываемой детали к режущему элементу, она направляется как вертикально, так и горизонтально;
- ось Х представляет собой горизонтальный луч, при горизонтальном положении оси Z, ось Х пролегает вправо от левого края передней части станка, где располагается пульт, если же она лежит вертикально, то Х направляется вправо относительно токарному станку, его передней плоскости, если повернуться к ней лицом;
- чтобы определить положение оси Y, ось Х поворачивают на 90 градусов относительно оси Z.
Точка пересечения лучей является началом отсчета. Чтобы на координатной системе задать точку, следует отметить ее числовое выражение на каждом луче.
Рабочий процесс
В ходе фрезерования приходится оперировать сразу несколькими системами координат, предполагается наличие нескольких центров. Управляющая программа для станков – это сложная система, ее написание – ответственный процесс. Рабочий процесс определяется следующими точками:
- нулевая точка (М), она задается производителем и не подлежит изменению;
- нулевая точка (R), ее координаты постоянны, в момент включения машины инструмент должен располагаться в начальной точке;
- нулевая точка закрепляющего элемента инструмента (N) также неизменна, ее задает производитель, в момент отладки машины, верхняя часть режущего элемента, зафиксированного в держателе, замеряется и выставляется в нулевой точке;
- нулевая отметка заготовки (W) на станке имеет свободное расположение, оно зависит от того, какой вид обработки будет произведен, W может меняться, если деталь нужно будет обработать с обеих сторон;
- точка замены (Т), в этой точке производится замена инструментов, параметры задает программист, если устройство смены инструмента имеет вид револьверной головки, также она может быть постоянной, если фрезерный станок оснащен системой для автоматической смены инструмента.
Центр координатной системы является начальным пунктом. Современные токарные и фрезерные обрабатывающие системы работают по специальной программе. Программное обеспечение создается программистами-инженерами, при их составлении следует учесть специфику предстоящей работы.
Пример программы
Ознакомление с программами для работы со станками позволить понять процесс точения, научиться обработке деталей на фрезерных машинах. В качестве примера можно использовать фрагмент программы для станков с ЧПУ, которая составлена для обработки детали, устанавливаемой на станок. Требуется на токарных станках получить деталь с радиусом в 50 и уступом – 20 мм. В левой колонке указание программного кода, а в правой его расшифровка. Обработка детали производится согласно следующему примеру:
- N20 S1500 M03 – шпиндель, работающий со скоростью 1 500 оборотов в минуту, движение по часовой стрелке;
- N25 G00 X0 ZO – начало работы;
- N30 X20 – отход режущего инструмента по заданным параметрам;
- N40 G02 X60 Z – 40/50 F0,5 – движение резца по указанным в программе координатам;
- N50 G00 Z0 X0 – перемещение в исходное положение;
- M05 – выключение шпинделя;
- М30 – стоп программа.
Перед началом работы проводится подготовка: резец фиксируют в начальной точке заготовочного элемента, затем потребуется обнулить параметры. Примеры программ позволяют понять, как работает система, как они управляют машиной.
Ознакомление с примерами управляющих программ поможет начинающему программисту познать азы управления станком.
Токарный и фрезерный станки с софт управлением представляют собой программу, которая характеризуется технологической гибкостью. Это свойство позволяет по окончании обработки одной детали мгновенно перейти к обработке следующего изделия. Для того чтобы станок начал точение, программисты должны написать программу, где информация закодирована в числовом виде. На примере программы для токарного станка с ЧПУ, можно проследить, как работает система. Управляющие программы влияют на качество работы, к их составлению стоит подходить со всей ответственностью. Современная токарная и фрезерная машина функционирует только на основе программ. Лидером автоматизированного оборудования является японская компания Фанук.
2. Щелкните Фрезерование (Mill) > Фрезерование поверхности (Surface Milling) .
Примечание Можно также создать или изменить шаг из менеджера процессов. Подробные сведения см. в разделе Вставка шага фрезерования .
3. Чтобы выбрать инструмент или изменить его параметры, откройте диалоговое окно Настройка инструмента (Tools Setup) одним из следующих способов:
Примечание Для отображения инструментов текущего шага и активного суппорта на инструменте станка установите для опции INCLUDE_ALL_TOOLS_IN_LIST значение YES.
◦ Щелкните .
◦ Щелкните правой кнопкой мыши в графическом окне и выберите в контекстном меню команду Инструменты (Tools) .
4. Для предварительного осмотра режущего инструмента и его ориентации в графическом окне щелкните справа от списка инструментов. После выбора инструмента становится доступной кнопка .
Можно также щелкнуть правой кнопкой мыши в графическом окне и выбрать в контекстном меню опцию Просмотр инструмента (Tool Preview) . После выбора инструмента опция Просмотр инструмента (Tool Preview) доступна в контекстном меню графического окна.
Для завершения предварительного просмотра инструмента щелкните правой кнопкой мыши в графическом окне и выберите в контекстном меню команду Отменить предварительный просмотр инструмента (Cancel tool preview) .
5. Чтобы изменить систему координат, определяющую ориентацию шага, щелкните коллектор рядом со значком и выберите систему координат. Если система координат операции отличается от системы координат шага, щелкните правой кнопкой мыши коллектор, чтобы получить доступ к следующим командам.
◦ По умолчанию (Default) - заменяет выбранную систему координат привязкой по умолчанию. По умолчанию используется ориентация, скопированная с предыдущего шага или с операции.
Примечание После того как для ЧПУ-перехода будет указана система координат, она будет действовать до тех пор, пока не будет изменена.
Либо щелкните правой кнопкой мыши графическое окно и выберите Ориентация (Orientation) в контекстном меню.
◦ Привязки обработки (Machining References) - выбор поверхностей с фасками в качестве привязок обработки.
◦ Тип выреза (Cut Type) - выбор варианта Попутное (Climb) или Встречное фрезерование (Upcut) , чтобы указать, где находится материал относительно направления вращения инструмента.
Можно также щелкнуть правой кнопкой мыши в графическом окне и выбрать в контекстном меню пункт Привязки обработки (Machining References) .
Можно также щелкнуть значок , чтобы скопировать параметры из более раннего шага, или значок , чтобы изменить параметры для фрезерования фаски. По умолчанию обязательные параметры определяются уравнениями, которые можно изменить в диалоговом окне Уравнения (Relations) .
В качестве альтернативы можно щелкнуть правой кнопкой мыши графическое окно и выбрать в контекстном меню элемент Параметры (Parameters) .
◦ Отвод (Retract) - задает значения Тип (Type) , Привязка (Reference) , Ориентация (Orientation) и Значение (Value) для определения отвода.
◦ Начальная и конечная точки (Start and End Points) - задает значения Начальная точка (Start point) и Конечная точка (End Point) для траектории инструмента шага.
Можно также щелкнуть правой кнопкой мыши графическое окно и выбрать Отвод (Retract) . Значения Начальная точка (Start Point) и Конечная точка (End Point) режущего инструмента можно также выбрать в контекстном меню.
9. На вкладке Опции (Options) откройте деталь или сборку для использования в качестве адаптера режущего инструмента. Можно также щелкнуть , чтобы скопировать адаптер режущего инструмента из другого шага.
10. На вкладке Движения инструмента (Tool Motions) создайте, измените и удалите движения инструмента и команды положения резца для определения движений реза. Дополнительные сведения обо всех движениях инструмента см. в разделах, указанных ниже.
Можно также щелкнуть правой кнопкой мыши графическое окно и выбрать Опции движения инструмента (Tool Motion Options) .
Примечание Опция Вернуться к опциям шага (Return to Step Options) , представленная в контекстном меню графического окна, позволяет выйти из режима изменения движений инструмента и изменения привязок шага. Эта опция доступна, только когда успешно определены все привязки для расчета траектории инструмента.
11. Щелкните значок , чтобы получить динамическое представление траектории инструмента в графическом окне.
12. На вкладке Процесс (Process) можно дополнительно использовать любую из следующих опций для шага обработки.
◦ Вычисленное время (Calculated Time) - щелкните для автоматического расчета времени обработки для шага. Время отображается в окне Вычисленное время (Calculated Time) .
Примечание Опция Предпосылка (Prerequisites) доступна на вкладке Процесс (Process) при создании или изменении шага из менеджера процессов.
◦ Комментарии (Comments) - комментарии, связанные с шагом, которые можно ввести в текстовом поле или с помощью следующих опций.
▪ - чтение из существующего текстового файла, содержащего комментарии шага, и замена комментариев текущего шага.
▪ - вставка содержимого существующего текстового файла комментариев шага в расположении курсора. Предварительно сохраните все текущие комментарии шага.
▪ - сохранение текущих комментариев шага в текстовом файле.
▪ - применение текущих комментариев шага.
◦ Для воспроизведения траектории инструмента щелкните .
◦ Для выполнения проверки зарезов на поверхностях исходной детали щелкните .
◦ Для просмотра расчета удаления материала при резании заготовки инструментом щелкните . Откроется вкладка Удаление материала (Material Removal) с интегрированной средой моделирования.
◦ Щелкните для сохранения изменений.
◦ Щелкните , чтобы приостановить процесс и использовать один из асинхронных инструментов. Щелкните для возобновления.
◦ Щелкните для отмены изменений.
В данной статье даётся представление о фрезах, использующихся на фрезерных станках с ЧПУ в различных ситуациях.
Концевые фрезы
Концевые фрезы
Самыми распространёнными являются концевые фрезы. Концевые фрезы принадлежат к группе режущего инструмента, используемуего в промышленном фрезеровании и отличающегося от других фрез областью применения, геометрией рабочей поверхности, креплением в шпинделе фрезерного станка и способами производства.
Карбид вольфрама или быстрорежущая сталь?
Обычно материалы, из которого изготавливаются концевые фрезы — это карбид вольфрама (они называются твердосплавные) или быстрорежущая сталь, но попадаются и экзотические варианты, такие как сплавы порошковых металлов. Для цехов с промышленными масштабами производства, вопрос выбора того или иного материала обычно не стоит — повсеместно используется твердосплавные, т.е. карбид-вольфрамовые, так как бытует мнение, что они универсальны, и в целом — лучше во всех аспектах. Тем не менее, оказывается, что всё зависит от обрабатываемого материала, а также от максимальной скорости вращения шпинделя станка и некоторых других параметров. Если вы работаете с более мягкими материалами, такими как алюминий, а скорость шпинделя не способна достичь рекомендуемых скоростей для твердосплавной фрезы по алюминию, то возможно более рациональным было бы использование концевых фрез из быстрорежущей стали. Для концевых фрез с диаметром от 15 мм и больше, при использовании в небольших станках со скоростью шпинделя не превышающей 6000 об/м, для резки алюминия рекомендуется быстрорежущая сталь, а для фрез более маленьких диаметров — твердосплавные. Это не только позволит избежать крупных затрат на большие концевые фрезы, но и также сохранит жесткость мелких концевых фрез на необходимом уровне.
Размеры
Концевые фрезы бывают различных размеров, как в метрической, так и в дюймовой системах. Существуют и микро-фрезы для обработки чрезвычайно малых деталей. Допуски на диаметр для большинства концевых фрез зачастую имеют некоторый разброс. Если ваши работы требуют повышенной точности, то скорее всего потребуется сделать пробный срез для определения точного диаметра концевой фрезы. Естественно, можно измерить её и непосредственно с помощью, например, микрометра, но пробный срез тест является наиболее надёжным способом.
Микро-фреза
Число зубьев фрезы.
Однозубая концевая фреза
Для подбора необходимой фрезы можно воспользоваться специальной программой
Центрорежущая или нет?
Большинство 2- и 3-х зубых концевых фрез являются центрорежущими. Некоторые 4-х зубые фрезы не являются. Центрорежущую концевую фрезу можно погружать прямо в материал. Нецентрорежущие фрезы посередине имеют паз, без режущей кромки, так что ход погружения в материал сильно ограничен:
Центрорежущая слева, нецентрорежущая справа.
Единственным преимуществом нецентрорежущих фрез является их невысокая стоимость. Говоря о стоимости, можно приобрести как двусторонние так и односторонние концевые фрезы, одна двусторонняя стоит гораздо дешевле двух односторонних. Но не все станки имеют возможность использования двусторонних фрез.
Двусторонняя концевая фреза
О рабочей длине.
Рабочая длина
Чем длиннее рабочая часть, тем меньше жесткость инструмента. Если фрезой с длинной рабочей частью работать довольно агрессивно, то это будет вызывать изгиб, который может привести к поломке инструмента. Схематически его можно изобразить следующим образом:
Изгиб фрезы
Таким образом можно сделать вывод, что следует отдавать предпочтение фрезам с короткой рабочей частью, пользуясь длинными лишь в тех случаях, когда нет другого выбора.
Покрытия концевых фрез
Хорошее покрытие может резко увеличить производительность работы концевой фрезы, и срок ее службы. Существует много покрытий, как повсеместно распространённых, так и весьма экзотических, и дорогих. Большинство из этих покрытий называются согласно их химическим составам, как-то:
- Концевые фрезы с покрытием из титрида титана и алюминия (AlTiN), которое создается с использованием техпроцесса осаждения реагентов при помощи катодной дуги;
- TiN (базовое покрытие с желтоватым цветом, которое в последнее время ушло из широкого использования);
- TiCN (популярное голубовато-серое покрытие);
- TiAlN и AlTiN (чрезвычайно популярное темно-фиолетовое покрытие);
- TiAlCrN, AlTiCrN и AlCrTiN (покрытие на основе поликристаллических алмазов (PCD)).
Достижения в области разработки передовых покрытий для концевых фрез делаются ежегодно. Во многих мастерских премиум-класса уже используются инструменты с покрытием из аморфных и нанокомпозитных поликристаллических алмазов (PCD). Использование концевых фрез с покрытием или без зависит от отношения экономических выгод последних к технологическим преимуществам первых.
Геометрия концевых фрез
Производительность фрезы может зависеть как от типа покрытия, так и от геометрии. Сейчас серийно выпускается великое множество фрез самой разнообразной формы, но некоторые решения весьма спорны. Для стандартных задач скорее стоит выбрать проверенные временем классические торцевые фрезы, оставив фрезы причудливых форм для любителей поэкспериментировать.
Черновые концевые фрезы
Черновые концевые фрезы, такие как представленная на изображении выше, имеют маленькие зубцы на зубьях, которые называют фрезами со стружколомом. Эт зубцы служат для следующих целей: во первых они размельчают стружку, что позволяет легче убрать её из отверствия, во вторых уменьшают вибрацию и стабилизируют. Черновые концевые фрезы стоят не очень дорого и могут дать ощутимый прирост производительности.
Сферические концевые фрезы
До сих пор мы говорили о концевых фрезах, в основном использующихся для обработки плоских поверхностей, и в подавляющем большинстве случаев этого бывает достаточно, но для 3D-обработки придётся использовать сферические концевые фрезы.
Для пресс-формы часто необходима 3D-обработка
Сферические (концевые) фрезы создают воронки с определенным радиусом или углубления. Также с помощью таких фрез можно формировать выступы, т.е. рельефы произвольной формы. Такой инструмент представлен с 2, 3, 4 или шестью зубцами. Профиль резца представлен в сферической форме. Угол сферической территории режущей части равняется 180 градусам. Модели производятся с углом точно в 180 градусов. Для ликвидации стружки на фрезе есть канавки в виде спирали.
Сферическая фреза
Формирование гребенчатых выступов с помощью сферической фрезы
Фрезы концевые с механическим креплением твердосплавных пластин (наборные фрезы)
Большие цельные концевые фрезы могут срезать много материала, но их прозводство весьма затратно. Вместо них в целях экономии был разработан инструмент с механическим креплением сменных твердосплавных пластин. В рамках данной статьи ограничимся цельными концевыми и торцевыми фрезами такого рода.
Для эффективной черновой работы удобно иметь сборную фрезу со сменными пластинами с диаметром от 15 мм до 20 мм. Это та граница, где покупать и использовать обычные цельные концевые фрезы становится невыгодно, но он достаточно мал, чтобы после черновой обработки сборной фрезой можно было быстро дообработать заготовку цельными концевыми фрезами меньшего диаметра. Так или иначе, всегда придётся идти на компромисс между скоростью работы, стоимостью инструмента и качеством итогового изделия.
Типичная торцевая фреза с механическим креплением сменных твердосплавных пластин
Фрезы для обработки фасок, конические граверы, и другие специальные инструменты
Фрезы для обработки фасок
В технических, технологических целях нередко используется фаска — это скос кромки по торцам материала. В первую очередь она нужна для снижения опасности получения травм об острые кромки изделия, а также для облегчения монтажа. Фаска выполняется под разными углами, значения которых определяются конструктивными целями. Самый распространенный угол равняется 45°. Обязательное фрезерование фасок делается на торцах цилиндрических валов, отверстиях, корпусных деталей. Обработку фасок, V-образных прорезей, поднутренних фасок, снятия фасок для сварки и удаление заусенцев ведут с помощью небольших концевых торцевых, длиннокромочных и специальных фасочных фрез. Обычно эту операцию удобнее всего выполнять на настольных фрезерных станках с ЧПУ, с использованием специальных программ и автоматической сменой инструмента. Не составит большого труда сделать фаску на 4-х и 5-осных мини фрезерных станках, у которых есть возможность вращения не только шпинделя, но и заготовки.
Фреза для скругления кромок и углов
Фрезы для скругления кромок используются, чтобы вместо фаски получить закругление определённого радиуса. Но зачастую из-за вибраций и допусков хода инструмента получить ровную закруглённую кромку без зазубрин несколько сложнее, чем получить фаску.
Конический гравер
Конические граверы используются в основном для гравировки. С помощью такого инструмента можно обрабатывать мельчайшие детали штампов, и выгравировать надписи замысловатым шрифтом или рисунки
Развёртки
Развертки — режущий инструмент, который позволяет быстро и эффективно обработать отверстия, убедитьcя, что они круглые, и вообще получить его конкретный диаметр с достаточно высокой точностью
Перед началом работы на любом станке с ЧПУ нужно выставить машинные координаты резки и то, с какой точки начнётся отсчёт пространства. В разных источниках точка может называться нулевой, реперной или исходной.
Установка нулевой точки на фрезерном станке с ЧПУ происходит каждый раз после того, как оборудование включается. И это операция, которую должен уметь производить каждый оператор ЧПУ.
Почему нельзя раз и навсегда установить нулевую точку во время написания программы для станка? Такая точность на уровне управления привела бы к высокому проценту брака. Каждый раз пришлось бы приводить заготовку в идеальное соответствие с точкой отсчёта. А это довольно сложно реализуемая задача.
Кроме того, программа создаётся с прицелом на то, что заготовка останется неподвижной, двигаться будет сама фреза.
Но есть в этом нюанс. Некоторые станки так и действуют, но другие, напротив, передвигают не инструмент, а сам рабочий стол с заготовкой. То есть, направления движения совершенно противоположные. Что при этом делать создателю программы — вопрос сложный. Но, к счастью, система станка сама выстроит наиболее эффективный маршрут без участия человека. Гораздо проще и надёжнее будет указать станку, откуда начинать перемещения, на этапе его запуска. Осложняется всё тем, что работа идёт не в одной системе координат, а сразу в трёх
Во-первых, это система координат самого ЧПУ станка. По отношению к остальным она является определяющей. Системы координат различаются в зависимости от:
Согласно этим системам координат происходят дальнейшие перемещения режущего инструмента. Нулевую точку от которой отсчитываются все передвижения задаёт производитель техники. Пользователь её изменять по своему желанию не может.
Вторая координатная система, с которой придётся работать — система координат самой детали. Она обычно прописывается в проектной документации, чертеже или эскизе.
В программе, которая загружается перед началом резки, прописаны:
По этим параметрам задаются координаты опорных точек будущих деталей. Под этим понятием мы имеем в виду точки начала геометрических элементов, их окончания или пересечения с другими объектами. От этого всего будет зависеть траектория движения режущего инструмента. Точка, от которой начинается отсчёт, называется нулём детали.
Третья система координат в которой ведётся отсчёт — координатная система самого инструмента. Она нужна, чтобы задавать положение режущей части во время обработки. Здесь отсчёт происходит с той точки, откуда начинает движение инструмент. Называется она нулём обработки, либо нулём инструмента.
Нулевую точку устанавливает производитель, помещая в неё все приводы, двигатели и винты. Система ЧПУ определит их, синхронизируется со станком. Обойтись без этого невозможно — если не выставить исполнительный механизм в нулевую точку, станок просто не будет работать. Но, к счастью, это не нужно делать руками. На всём ЧПУ оборудовании для этого есть специальная кнопка.
Какой способ настройки наименее хлопотный? Однозначно настройка нуля детали. Это не программная настройка станка, назначить её можно под нужды и особенности конкретной задачи.
Лучше всего совмещать точку отсчёта фактическую с той, что обозначена на чертеже. Обычно начинается движение с угла листа. Также отсчёт можно вести от габаритного центра заготовки или центра отверстия. По оси Z, то есть вверх, начинать отсчёт можно с верхней плоскости или основания стола.
Как установить нулевую точку детали
Прежде всего убедитесь, что нижний торец резца находится выше, чем поверхность заготовки.
Далее переместите режущий инструмент к тому месту, с которого планируете начать обработку. Перемещать его нужно в плоскости X-Y, то есть по горизонтали.
Сделайте острой частью отметку на поверхности заготовки, затем остановите резак.
В завершение нужно будет обнулить систему отсчёта координат по всем осям с помощью специальных клавиш, которые есть на станке.
После перезагрузки системы, понадобится внести новые координаты. Готово, можно начинать работу.
Читайте также: