Sbornik zadach

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)
А.М.Александров
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ
НА СТАНКАХ С ЧПУ
(сборник задач)
Учебное пособие
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области
автоматизации машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по направлениям: «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств», «Автоматизированные технологии и производства» и по специальностям «Технология машиностроения»,
«Металлорежущие станки и комплексы», «Автоматизация технологических процессов и
производств в машиностроении.
Санкт-Петербург
2010
УДК 621.9.06 – 52
А.М.Александров
Программирование обработки на станках с ЧПУ (сборник задач): Учебное
пособие. – СПб.: Изд-во ПИМаш, 2010. - 96 с.
В учебном пособии рассмотрены вопросы программирования на
станках с ЧПУ для типовых схем обработки, включая токарную обработку,
фрезерование и обработку отверстий на станках фрезерной группы.
Приведено 46 вариантов текстов программ, реализующих типовые
схемы обработки. Все программы снабжены подробными комментариями и
необходимыми технологическими разъяснениями.
Предназначено для студентов технологических специальностей, а
также для специалистов в области эксплуатации станков с ЧПУ.
Ил.- 54, библ.- 4 назв.
Рецензенты: д.т.н., проф. В.В.Максаров (СЗТУ)
к.т.н. М.И.Тюхтяев (ОАО «Силовые машины»)
© Санкт-Петербургский
институт машиностроения, 2010
3
Введение
Задачи, представленные в настоящем пособии, сгруппированы по
основным видам технологических операций, которые выполняются на
станках с ЧПУ:
- токарная обработка (раздел 1);
- фрезерование (раздел 2);
- обработка отверстий (раздел 3).
Решение задачи подразумевает выполнение необходимых технологических расчетов, подбор инструментов и составление управляющей программы (УП). При программировании следует руководствоваться общими
требованиями стандарта ISO-7 bit с учетом особенностей конкретного
станка и устройства числового программного управления (УЧПУ).
В общем случае УП включает следующие этапы:
- цикл смены инструмента;
- включение шпинделя и позиционирование инструмента в исходную точку (ИТ) обработки с установкой необходимых коррекций;
- обработка поверхности, включая движения на рабочей подаче и
вспомогательные ходы;
- выключение шпинделя и позиционирование рабочих органов в исходное положение (ИП) или в позицию смены (ПС) инструмента.
Варианты решения задач для токарной обработки ориентированы на
станок 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22 (раздел 4), а для фрезерования и для обработки
отверстий
–
применительно
к
многооперационному
станку
2202ВМФ4 с УЧПУ 2С42 (раздел 5).
При проведении практических занятий рекомендуется формировать
индивидуальные задания, например путем умножения размеров, заданных
в условиях задач, на масштабный коэффициент.
4
1. Токарная обработка
Задача 1. 1
Точить канавку прямоугольной формы за несколько ходов с перекрытием LП = 1 мм (рис. 1.1). Пауза в конце рабочего хода 2 с.
Номер инструмента Т1. Ширина резца – 4 мм.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис. 1.1. Эскиз обработки прямоугольной канавки
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
720
0.04
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 720 F0.04
Технологическая информация
N02 X24 Z-20 E
Выход в ИТ цикла L02
N03 L02 D2 X16 A11 P3
Цикл L02
N04 M02
Конец программы
5
Задача 1. 2
Точить канавку со скошенными краями за несколько ходов без перекрытия (рис. 1.2). Пауза в конце рабочего хода 1 с.
Номер инструмента Т1. Ширина резца – 4 мм. Материал заготовки –
Сталь 45.
Материал режущей части – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.2. Эскиз обработки канавки со скошенными краями
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
720
0.04
Текст программы
Содержание кадра
6
Содержание перехода
N01 T1 S3 720 F0.04
Технологическая информация
N02 X24 Z-20 E
Выход в ИТ цикла L02
N03 L02 D1 X16 A12 P4
Прорезание центральной зоны
N04 W3 Е
Перемещение на правый край
N05 X18 W-3
Обработка правого края
N06 X24 E
Отвод по оси Х
N07 Z-23 E
Перемещение на левый край
N08 X18 W3
Обработка левого края
N09 X24 E
Отвод по оси Х
N10 M02
Конец программы
Задача 1. 3
Точить канавку с закруглением у наружного диаметра за несколько
ходов с перекрытием LП = 1 мм (рис. 1.3). Пауза в конце рабочего хода 2 с.
Номер инструмента – Т1. Ширина резца – 4 мм.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис. 1.3. Эскиз обработки канавки с закруглением
у наружного диаметра
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
720
0.04
7
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 720 F0.04
Технологическая информация
N02 X24 Z-20 E
Выход в ИТ цикла L02
N03 L02 D2 X16 A11 P3
Прорезание центральной зоны
N04 W2 Е
Перемещение на правый край
N05 X22
Подвод по оси X
N06 X18 W-2 R2
Обработка правого края
N07 X16
То же
N08 X24 E
Отвод по оси Х
N09 Z-22 E
Перемещение на левый край
N10 X22
Подвод по оси X
N11 X18 W2 R-2
Обработка левого края
N12 X16
То же
N13 X24 E
Отвод по оси Х
N14 M02
Конец программы
Задача 1. 4
Точить канавку с закруглением у наружного диаметра за несколько
ходов без перекрытия (рис. 1.4). Пауза в конце рабочего хода 1 с.
Номер инструмента – Т1. Ширина резца – 4 мм.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Режим резания
8
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
720
0.04
Рис. 1.4. Эскиз обработки канавки с закруглением
у внутреннего диаметра
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 720 F0.04
Технологическая информация
N02 X24 Z-18 E
Выход в ИТ цикла L02
N03 L02 D1 X16 A8 P4
Прорезание центральной зоны
N04 W2 Е
Перемещение на правый край
N05 X18
Обработка правого края
N06 X16 W-2 R-2
То же
N07 X24 E
Отвод по оси Х
N08 Z-20 E
Перемещение на левый край
N09 X18
Обработка левого края
N10 X16 W2 R2
То же
N11 X24 E
Отвод по оси Х
N12 M02
Конец программы
Задача 1. 5
Точить канавку с подрезкой левого торца за несколько ходов без перекрытия (рис. 1.5). Пауза в конце рабочего хода 2 с.
Номер инструмента – Т1. Ширина резца – 4 мм.
9
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис. 1.5. Эскиз обработки канавки с подрезкой левого торца
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
530
0.04
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 530 F0.04
Технологическая информация
N02 X32 Z-20 E
Подвод к заготовке
N03 X24
ИТ цикла L02
N04 L02 D2 X16 A12 P4
Прорезание центральной зоны
N05 W3 Е
Перемещение на правый край
N06 X16 W-3
Обработка правого края
N07 X24 E
Отвод по оси Х
N08 M02
Конец программы
10
Задача 1. 6
Точить угловую канавку за один ход (рис. 1.6). Пауза в конце рабочего хода 2 с.
Номер инструмента – Т1. Ширина резца – 4,2 мм.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис. 1.6. Эскиз обработки угловой канавки
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
720
0.04
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 720 F0.04
Технологическая информация
N02 X24 Z-25 E
Подвод к заготовке
N03 X16 Z-29
Точение канавки
N04 D2
Пауза
N05 X24 Z-25
Выход из канавки
N06 M02
Конец программы
11
Задача 1. 7
Точить торцовую канавку за два хода с перекрытием 2 мм (рис. 1.7).
Пауза в конце рабочего хода 1 с.
Номер инструмента – Т1. Ширина резца – 4 мм.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.7. Эскиз обработки торцовой канавки
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
50
500
0.04
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 500 F0.04
Технологическая информация
N02 X20 Z2 E
Выход в начало 1-го хода
N03 Z-3
1-й ход
N04 D1
Пауза
N05 Z2 E
Отвод по оси Z
12
N06 X24 E
Выход в начало 2-го хода
N07 D2
Пауза
N08 Z2 E
Отвод по оси Z
N09 M02
Конец программы
Задача 1. 8
Точить наружный диаметр под резьбу с фаской. Нарезать резьбу
М30х2 со сбегом (рис. 1.8).
Номера инструментов: контурный резец – Т1; резьбовый резец – Т2.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих резцов – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.8. Эскиз нарезания наружной резьбы со сбегом
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
940
0,2
Т2
40
420
2
Внутренний диаметр резьбы dВ = 27,84 мм.
13
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 940 F0.2
Технологическая информация
N02 X26 Z2 E
Подвод к заготовке
N03 Z0
Условная цилиндрическая ступень
N04 X30 C2
Точение фаски
N05 Z-50
Точение диаметра под резьбу
N06 T2 S3 420
Технологическая информация
N07 X30 Z4 E
Выход в ИТ цикла L01
N08 L01 F2 W-44 X27.84 A0 P0.2 C1 Нарезание резьбы1
N09 M02
Конец программы
Задача 1. 9
Точить наружный диаметр под резьбу с фаской. Точить зарезьбовую
канавку. Нарезать резьбу М30х2 без сбега (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Эскиз нарезания наружной резьбы без сбега
1
14
Рабочая подача S0 = 2 мм/об является параметром F цикла L01
Номера инструментов: контурный резец –
Т1; канавочный резец
(шириной 4 мм) – Т2; резьбовый резец – Т3.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части всех резцов – твердый сплав Т15К6.
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
940
0,2
Т2
50
470
0,04
Т3
40
420
2
Внутренний диаметр резьбы dВ = 27,84 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 940 F0.2
Технологическая информация
N02 X26 Z2 E
Подвод к заготовке
N03 Z0
Условная цилиндрическая ступень
N04 X30 C2
Точение фаски
N05 Z-49
Точение диаметра под резьбу1
N06 T2 S3 470 F0.04
Технологическая информация
N07 X36 Z-50 E
Выход в ИТ цикла L02
N08 L02 D2 X26 A4 P4
Цикл L02
N09 T3 S3 420
Технологическая информация
N06 X30 Z4 E
Выход в ИТ цикла L01
N07 L01 F2 W-52 X27.84 A0 P0.2 C0 Цикл L01
N08 M02
1
Конец программы
Припуск 1 мм под канавочный резец
15
Задача 1. 10
Расточить внутренний диаметр под резьбу с фаской. Нарезать резьбу
М48х3 со сбегом (рис. 1.10).
Номера инструментов: расточной контурный резец – Т1; резьбовый
резец – Т2.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих резцов – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.10. Эскиз нарезания внутренней резьбы со сбегом
. Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
710
0,2
Т2
40
270
3
Внутренний диаметр резьбы DВ = 44,76 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 940 F0.2
Технологическая информация
N02 X51 Z2 E
Подвод к заготовке
16
N03 Z0
Условная цилиндрическая ступень
N04 X44.76 C-3
Точение фаски
N05 Z-75
Точение диаметра под резьбу
N06 Z2 E
Отвод по оси Z
N07 T2 S3 270
Технологическая информация
N08 X44.76 Z6 E
Выход в ИТ цикла L01
N09 L01 F3 W-78 X48 A0 P0.3 C1
Нарезание резьбы1
N10 Z2 E
Отвод по оси Z
N11 M02
Конец программы
.Задача 1. 11
Расточить внутренний диаметр под резьбу с фаской. Точить зарезьбовую канавку. Нарезать резьбу М48х3 без сбега (рис. 1.11).
Номера инструментов: расточной контурный резец – Т1; канавочный
резец (шириной 4 мм) – Т2; резьбовый резец – Т3.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части всех резцов – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.11. Эскиз нарезания внутренней резьбы без сбега
1
Рабочая подача S0 = 2 мм/об является параметром F цикла L01
17
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
710
0,2
Т2
50
320
0,04
Т3
40
270
3
Внутренний диаметр резьбы DВ = 44,76 мм.
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 T1 S3 940 F0.2
Технологическая информация
N02 X51 Z2 E
Подвод к заготовке
N03 Z0
Условная цилиндрическая ступень
N04 X44.76 C-3
Точение фаски
N05 Z-74
Точение диаметра под резьбу1
N06 Z2 E
Отвод по оси Z
N07 T2 S3 470 F0.04
Технологическая информация
N08 X40 E
Выход в ИТ цикла L02 по оси X
N09 Z-75
Подвод по оси Z
N10 L02 D2 X50 A4 P4
Цикл L02
N11 Z2 E
Отвод по оси Z
N12 T3 S3 320
Технологическая информация
N13 X44.76 Z6 E
Выход в ИТ цикла L01
N14 L01 F2 W-78 X48 A0 P0.2 C0
Цикл L01
N15 Z2 E
Отвод по оси Z
N16 M02
Конец программы
Припуск 1 мм под канавочный резец
18
Задача 1. 12
Обработать полуоткрытую зону с помощью циклов черновой (L08) и
чистовой (L10) обработки (рис. 1.12).
Номера инструментов: черновой контурный резец – Т1; чистовой
контурный резец – Т2.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих резцов – твердый сплав Т15К6.
Для конического участка предусмотреть коррекцию координат опорных точек с учетом радиуса при вершине резца RИ = 0,5 мм и угла наклона
к оси Х, который равен α = arctg (10/15) = 33,7О.
Рис 1.12. Эскиз обработки наружной полуоткрытой зоны
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
530
0,5
Т2
120
640
0,2
19
Поправки на координаты опорных точек для конического участка
Номер точки
Вид поправки
Значение поправки, мм
1
∆Х = RИ ⋅ (1 – tg (α / 2)) ⋅ tg α
-0,231
2
∆Z = RИ ⋅ (1 – tg (α / 2))
-0,35
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 530 F0.5
Технологическая информация
N02 X60 Z2 E
Выход в ИТ цикла L08
N03 L08 A1 P4
Параметры цикла L082
N04 X20
Описание контура
N05 Z-18
То же
N06 X39.54
–»–
N07 X60 W-15.35 M17
Конец описания контура
N08 T2 S3 640 F0.2
Технологическая информация
N09 X20 Z2 E
Выход в ИТ цикла L10
N10 L10 B05
Повтор кадров N05 – N07
N11 M02
Конец программы
Задача 1. 13
Сверлить отверстие d = 30 мм. Обработать внутреннюю полуоткрытую зону с помощью циклов черновой (L08) и чистовой (L10) обработки
(рис. 1.13).
Номера инструментов: сверло – Т1; черновой контурный резец – Т2;
чистовой контурный резец – Т3.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части: сверло –
быстрорежущая сталь Р6М5; резцы – твердый сплав Т15К6.
1
2
В радиусном выражении.
Припуск под чистовой резец 1 мм, максимальная глубина резания 4 мм.
20
Для конического участка предусмотреть коррекцию координат опорных точек с учетом радиуса при вершине резца RИ = 1 мм и угла наклона к
оси Х равен α = arctg (3/18) = 9,5О.
Рис 1.13. Эскиз обработки внутренней полуоткрытой зоны
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
20
210
0,4
Т1
100
720
0,5
Т2
120
870
0,2
Поправки на координаты опорных точек для конического участка
1
Номер точки
Вид поправки
Значение поправки, мм
1
∆Х = RИ ⋅ (1 – tg (α / 2)) ⋅ tg α
-0,151
2
∆Z = RИ ⋅ (1 – tg (α / 2))
-0,9
В радиусном выражении.
21
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 210 F0.4
Технологическая информация
N02 X0 Z5 E
Подвод к заготовке
N03 Z-64 M08
Сверление с охлаждением
N04 Z5 М09 E
Отвод по оси Z
N05 T1 S3 720 F0.5
Технологическая информация
N06 X30 Z2 E
Выход в ИТ цикла L08
N07 L08 A1 P4
Параметры цикла L081
N08 X44
Описание контура
N09 Z-16
То же
N10 X35.7
–»–
N11 X30 W-18.9 M17
Конец описания контура
N12 Z2 E
Отвод по оси Z
N13 T2 S3 640 F0.2
Технологическая информация
N14 X44 Z2 E
Выход в ИТ цикла L10
N15 L10 B09
Повтор кадров N09 – N11
N16 Z2 E
Отвод по оси Z
N17 M02
Конец программы
Задача 1. 14
Обработать закрытую зону со спадом контура по схеме «петля» с выходом в начало очередного хода на рабочей подаче (рис. 1.14).
Номер инструмента – Т1.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Угол спада контура α ≤ 30О.
1
Припуск под чистовой резец 1 мм, максимальная глубина резания 4 мм.
22
Рис. 1.14. Эскиз обработки закрытой зоны со спадом контура
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
100
530
0.4
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 530 F0.4
Технологическая информация
N02 X62 Z-25 E
Подвод к заготовке
N03 X60
Выход в начало 1-го хода
N04 X50 W-15
1-й ход
N06 Z-75
То же
N07 X52 E
Отвод по оси Х
N08 Z- 40 E
Отвод по оси Z
N09 X50
Выход в начало 2-го хода
N10 X40 W-15
2-й ход
N11 Z-75
То же
N12 X62
Отвод по оси Х
N13 M02
Конец программы
23
Задача 1. 15
Обработать прямоугольную закрытую зону по схеме «петля» с предварительной прорезкой правой границы канавочным резцом (рис. 1.15).
Номера инструментов: канавочный резец (шириной 5 мм) – Т1; контурный резец – Т2.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих резцов – твердый сплав Т15К6.
Рис. 1.15. Эскиз обработки прямоугольной закрытой зоны
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
50
270
0,04
Т2
100
540
0,5
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 270 F0.04
Технологическая информация
N02 X62 Z-60 E
Выход в ИТ цикла L02
24
N03 L02 D2 X40 A35 P5
Цикл L02
N04 T2 S3 540 F0.5
Технологическая информация
N05 X62 Z-59 E
Выход в ИТ цикла L08
N06 L08 A0 P4
Параметры цикла L08
N07 X40
Описание контура
N08 Z-120
То же
N09 X62 М17
Конец описания контура
N10 M02
Конец программы
Задача 1. 16
Обработать закрытую зону криволинейной формы с углом спада контура α ≤ 30О по схеме «Петля» (рис. 1.16).
Номер инструмента – Т1.
Материал заготовки – Сталь 45.Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис. 1.16. Эскиз обработки закрытой зоны криволинейной формы
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения шпинделя
Рабочая подача
V, м/мин
n, об/мин
SO, мм/об
100
540
0.4
25
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 540 F0.4
Технологическая информация
N02 X58 Z-18 E
Выход в начало 1-го хода (точка 1)
N03 X50 W-24 R-40
1-й ход
N04 X58 W-24 R-40
То же
N05 W48 E
Возврат по оси Z
N06 X50
Выход в начало 2-го хода (точка 3)
N07 X42 W-24 R-40
2-й ход
N08 X50 W-24 R-40
То же
N09 M02
Конец программы
Задача 1. 17
Обработать комбинированную зону, включая сферический участок со
спадом контура α ≤ 30О (рис 1.17).
Рис. 1.17. Эскиз обработки комбинированной зоны
со сферическим участком
26
Номера инструментов: черновой контурный резец – Т1; чистовой
контурный резец – Т2.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих резцов – твердый сплав Т15К6.
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин
Т1
100
530
0,5
Т2
120
640
0,2
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 T1 S3 530 F0.5
Технологическая информация
N02 X0 Z4 E
Выход в ИТ цикла L08
N03 L08 A0 P4
Параметры цикла L081
N04 Z1
Описание контура
N05 X42 Z-20 R21
То же
N06 Z-51
–»–
N07 X34 M17
Конец описания контура
N08 Z-20 E
Отвод по оси Z
N10 X42
Подвод по оси Х
N11 X34 Z-32 R 21
Обработка закрытой зоны
N12 Z-51
То же
N13 X62
–»–
N14 T2 S3 640 F0.2
Технологическая информация
N15 X0 Z2 E
Выход в начало чистового хода
Припуск под чистовой резец 0 мм, максимальная глубина резания 4 мм.
27
N16 X40 Z-20 R20 G05
Чистовой ход
N17 X32 Z-32 R20
То же
N18 Z-52
–»–
N19X 62
–»–
N20 M02
Конец программы
Задача 1. 18
Сверлить отверстие d = 30 мм. Подрезать торец. Обработать наружную полуоткрытую зону с помощью циклов черновой (L08) и чистовой
(L10) обработки в режиме G10 постоянной скорости резания (V = const).
Точить зарезьбовую канавку. Нарезать резьбу М64х4 (рис. 1.18).
Номера инструментов: сверло – Т1; черновой контурный резец – Т2;
чистовой контурный резец – Т3; канавочный резец (шириной 8 мм) Т4;
резьбовый резец Т5.
Рис. 1.18. Эскиз обработки комбинированной зоны
со сферическим участком
28
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части инструментов: сверло – быстрорежущая сталь Р6М5; резцы – твердый сплав
Т15К6.
Координаты опорных точек задать, как средние размеры с учетом величины допуска и его расположения по H12, h12, ±IT12/2.
Режимы резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SO, мм/об
n, об/мин1
Т1
20
210
0,4
Т2
100
250
0,5
Т3
120
600
0,2
Т4
50
230
0,04
Т5
40
230
4
Расчет средних размеров
Размер
Верхнее
Нижнее
Средний размер
отклонение
отклонение
64х4-6g
0
-0,32
63,62 2
56h12
0
-0,3
49,85
70h12
0
-0,3
69,85
120h12
0
-0,4
119,8
130h12
0
-0,4
129,8
12H12
0,18
0
10,09
70±IT12/2
0,15
-0,15
70
130±IT12/2
0,2
-0,2
130
1
Для контурных резцов Т2 и Т3 частота вращения шпинделя задана применительно к
начальным диаметрам обработки: 130 мм для Т1 и 64 мм для Т2.
2
С учетом эффекта выдавливания (ГОСТ 19258 – 73 )
29
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1 S3 210 F0.4
Технологическая информация
N02 X60 Z5 E
Выход в ИТ циклов L06
N03 M08
Включение охлаждения
N04 L06 P60 W-190
Параметры цикла L06
N05 M09
Выключение охлаждения
N06 T2 S3 250 F0,5
Технологическая информация
N07 X132 Z0 E
Выход в ИТ циклов L05 и L08
N08 G10
Режим V=const
N09 L05 X28
Параметры цикла L05
N10 L08 A1 P4
Параметры цикла L08
N11 X63.62 C4
Описание контура
N12 Z-69
То же
N13 X69.85
–»–
N14 X119.8 Z-130
–»–
N15 X129.8
–»–
N16 W-32 M17
Конец описания контура
N17 G11
Отмена режима V=const
N18 T3 S3 600 F0.2
Технологическая информация
N19 X56 Z0 E
Выход в ИТ цикла L10
N20 G10
Режим V=const
N21 L10 B11
Повтор кадров N10 – N16
N22 G11
Отмена режима V=const
N23 T4 S3 230 F0.04
Технологическая информация
N24 X72 Z-70 E
Подход к заготовке
N25 X66
ИТ цикла L02
N26 L02 D2 X56 A12.09 P8
Параметры цикла L02
30
N27 T5 S3 230
Технологическая информация
N28 X56 Z8 E
Выход в ИТ цикла L01
N29 L01 F4 W- 68 X59.4 A0 P0.4 C0
Параметры цикла L01
N30 M02
Конец программы
2. Фрезерование
Задача 2.1
Фрезеровать открытый паз за три хода с осепараллельной коррекцией
(по оси Y) на радиус фрезы (рис. 2.1).
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части фрезы –
быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.1. Эскиз фрезерования открытого паза за три хода
с осепараллельной коррекцией
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
20
130
0,08
60
31
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-30 Y70
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-30 S130
Выход в начало 1-го хода по оси Z
N05 G01 X160 F60 M08
1-й ход (центральная зона)
N06 G00 G44 D01 Y85
Выход в начало 2-го хода по оси Y
N07 G01 X-30
2-й ход
N08 G00 G43 Y15
Выход в начало 3-го хода по оси Y
N09 G01 X130
3-й ход
N10 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.2
Фрезеровать закрытый шпоночный паз с врезанием под углом за три
хода (рис. 2.2).
Диаметр фрезы принять равным ширине паза.
Рис. 2.2. Эскиз фрезерования закрытого паза с врезанием под углом
32
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части фрезы –
быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр фрезы – 32 мм. Число зубьев z = 6.
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
20
200
0,08
100
Рабочая подача
С учетом рекомендуемого диапазона угла врезания1 α = 5…10О и
длины паза ∆Х = 70 мм величину одного врезания по оси Z принимаем
равной ∆Z = 10 мм.
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X30 Y50
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z2 S200
Подход к заготовке
N05 G01 Z0 F100 M08
Выход в начало 1-го хода по оси Z
N06 X100 Z-10
1-й ход
N07 X30 Z-20
2-й ход
N08 X100 Z-30
3-ход
N09 X30
Зачистной ход
N10 G00 Z2
Выход из паза по оси Z
N11 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N12 G29
Выход в нуль станка
N13 M02
Конец программы
Для фрез отечественного производства.
33
Задача 2.3
Фрезеровать открытый ступенчатый паз за три хода с осепараллельной коррекцией (по оси Y) на радиус фрезы (рис. 2.3).
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части фрезы –
быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр фрезы – 25 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.3. Эскиз фрезерования открытого ступенчатого паза за три хода
с осепараллельной коррекцией
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
20
250
0,08
120
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-20 Y45
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-40 S250
Выход в начало 1-го хода по оси Z
34
N05 G01 X130 F120 M08
1-й ход (центральная зона)
N06 G00 Z-25
Выход в начало 2-го хода по оси Z
N07 G44 D01 Y75
Выход в начало 2-го хода по оси Y
N08 G01 X-20
2-й ход
N09 G00 G43 Y15
Выход в начало 3-го хода по оси Y
N10 G01 X120
3-й ход
N11 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N12 G29
Выход в нуль станка
N13 M02
Конец программы
Задача 2.4
Фрезеровать криволинейный паз с предварительным сверлением отверстия под фрезу (рис. 2.4).
Номера инструментов: сверло – Т1; концевая фреза – Т2;. Номера
корректоров на длину – D31, D32.
Рис. 2.4. Эскиз фрезерования криволинейного паза
с предварительным сверлением
35
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих инструментов – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр сверла – 19 мм. Диаметр фрезы – 20 мм. Число зубьев z = 6
Режим резания
Номер
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
V, м/мин
шпинделя
SМИН, мм/мин
n, об/мин
Т1
20
340
135
Т2
20
320
150
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск 1-го инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 T2
Поиск 2-го инструмента
N04 G90 G00 X50 Y0
Выход в начало сверления по осям X,Y
N05 G43 D31 Z2 S340
Выход в начало сверления по оси Z
N06 G01 Z-28 F135 M08
Сверление
N07 G00 Z2
Вывод сверла по оси Z
N07 L94
Смена инструмента
N08 G90 G00 X50 Y0
Выход в начало паза по осям X,Y
N09 G43 D31 Z2 S320
Выход в начало паза по оси Z
N10 G01 Z-25 F150
Вход в паз по оси Z
N11 G03 X0 Y50 I0 J0
Фрезерование паза по дуге
N12 G01 Z2
Выход из паза по оси Z
N13 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N14 G29
Выход в нуль станка
N15 M02
Конец программы
36
Задача 2.5
Фрезеровать плоскость по контуру с подводом торцовой фрезы по касательной (рис. 2.5).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6. Ширина фрезерования – 20 мм. Диаметр фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 5.
Рис. 2.5. Эскиз фрезерования плоскости по контуру
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
130
830
0.1
415
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X10 Y-30
Выход на касательную по осям X,Y
N04 G43 D31 Z0 S830
Подвод по оси Z
37
N05 G01 Y80 F415
Фрезерование плоскости по контуру
N06 G02 X30 Y100 I30 J80
То же
N07 G01 X110
–»–
N08 G02 X130 Y80 I110 J80
–»–
N09 G01 Y30
–»–
N10 G02 X110 Y10 I110 J30
–»–
N11 G01 X-30
–»–
N12 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N13 G29
Выход в нуль станка
N14 M02
Конец программы
Задача 2.6
Фрезеровать плоскость путем строчного фрезерования» (рис. 2.6):
- по схеме «зигзаг»;
- по схеме «Ш – тип»;
- по схеме «петля.
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6. Диаметр торцовой фрезы – 100 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.6. Эскиз строчного фрезерования плоскости
38
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
130
415
0.1
250
Рабочая подача
При строчном фрезеровании шаг между строками рекомендуется выбирать в пределах
Н = (0,6…0,8) ⋅ D,
где D – диаметр фрезы.
Для удобства программирования желательно, чтобы ширина фрезеруемой поверхности В была кратной шагу
В = К ⋅ Н,
где К – число строк. При этом первую и последнюю строки располагают на
расстоянии Н/2 от краев фрезеруемой поверхности. Этим условиям удовлетворяет, например, фрезерование за три хода с шагом Н = 80 мм.
Текст программы для схемы «зигзаг»
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-60 Y40
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z0 S415
Подвод по оси Z
N05 G01 X460 F250
1-й ход
N06 G00 Y120
Выход в начало 2-го хода по осям X,Y
N07 G01 X-60
2-й ход
N08 G00 Y200
Выход в начало 3-го хода по осям X,Y
N09 G01 X460
3-й ход
N10 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
39
Текст программы для схемы «Ш – тип»
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-60 Y40
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z0 S415
Подвод по оси Z
N05 G01 X460 F250
1-й ход
N06 G00 Z10
Отвод по оси Z
N07 X-60 Y120
Выход в начало 2-го хода по осям X,Y
N08 Z0
Возврат по оси Z
N09 G01 X460
2-й ход
N10 G00 Z10
Отвод по оси Z
N11 X-60 Y200
Выход в начало 3-го хода по осям X,Y
N12 Z0
Возврат по оси Z
N13 G01 X460
3-й ход
N14 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N15 G29
Выход в нуль станка
N16 M02
Конец программы
Текст программы для схемы «петля»
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-60 Y40
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z0 S415
Подвод по оси Z
N05 M84
Зажим стола по оси Z
N06 G01 X460 F250
1-й ход
N07 G00 Y-60
Обход заготовки
40
N08 X-60
То же
N09 Y120
–»–
N10 G01 X460
2-й ход
N11 G00 Y-60
Обход заготовки
N12 X-60
То же
N13 Y200
–»–
N14 G01 X460
3-й ход
N15 M85
Разжим стола по оси Z
N16 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N17 G29
Выход в нуль станка
N18 M02
Конец программы
Задача 2.7
Фрезеровать «карман» по схеме «петля» с зачистным ходом по контуру с припуском 10 мм (рис. 2.7).
Радиус фрезы принять равным радиусу закругления R. Для зачистного хода предусмотреть осепараллельную коррекцию по осям X,Y.
Рис. 2.7. Эскиз фрезерования «кармана» с зачистным ходом
41
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6. Диаметр концевой фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 6.
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
70
450
0.1
270
Рабочая подача
Шаг между строками принимаем Н = 40 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-30 Y165
Выход в начало 1-го хода по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-50 S450
Подвод по оси Z
N05 G01 X215 F270
1-й ход
N06 Y125
Выход в начало 2-го хода по оси Y
N07 X-30
2-й ход
N08 G00 Y-85
Выход в начало 3-го хода по оси Y
N09 G01 X125
3-й ход
N10 G00 Z10
Отвод по оси Z
N11 X-30 G43 D01 Y50
Выход в начало зачистного хода по оси Y
N12 Z-50
Возврат по оси Z
N13 G01 G44 D01 X250
Зачистной ход по контуру
N14 G44 Y200
То же
N15 D00 X-30
Отмена коррекции по оси X
N16 G00 D00 Y200
Отмена коррекции по оси Y
42
N17 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N18 G29
Выход в нуль станка
N19 M02
Конец программы
Задача 2.8
Фрезеровать контур «окна» с осепараллельной коррекцией по осям
X,Y с припуском 5 мм (рис. 2.8).
Радиус фрезы принять равным радиусу закругления R. Начало фрезерования в точке с координатами X=20, Y=20.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – твердый сплав Т15К6. Диаметр концевой
фрезы – 40 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.8. Эскиз фрезерования контура «окна»
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
70
560
0.1
345
Шаг между строками принимаем Н = 40 мм.
43
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X115 Y100
Выход в центр «окна» по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-45 S560
Вход в «окно» по оси Z
N05 G43 D01 X30 G43 D01 Y30
Подход к заготовке по осям X,Y
N05 G01 X20 Y20 F345
Выход в начало хода по осям X,Y
N06 G44 X250
Фрезерование контура «окна»
N07 G44 Y200
То же
N08 G43 X20
–»–
N09 G43 Y20
–»–
N10 G00 D00 X115 D00 Y100
Отход в центр «окна» по осям X,Y
N11 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N12 G29
Выход в нуль станка
N13 M02
Конец программы
Задача 2.9
Фрезеровать «колодец» по схеме «спираль» от центра с врезанием на
осевой подаче (рис. 2.9).
Зачистной ход по контуру с припуском 10 мм выполнить с осепараллельной коррекцией по осям X,Y.
Радиус фрезы принять равным радиусу закругления R. Для удобства
программирования c помощью команды G92 установить «плавающий»
нуль W1 в центр «колодца» с координатами X=130, Y=110.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – твердый сплав Т15К6. Диаметр концевой
фрезы – 40 мм. Число зубьев z = 6.
44
Рис. 2.9. Эскиз фрезерования «колодца» по схеме «спираль» от центра
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
70
560
0.1
345
Шаг между строками «спирали» принимаем Н = 30 мм.
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X130 Y110
Установка «плавающего» нуля W1
N03 G90 G00 X-20 Y0
Выход в начало спирали по осям X,Y
N05 G43 D31 Z2 S560
Подход к заготовке по оси Z
N06 G01 Z-50 F2501
Врезание в «колодец» по оси Z
N07 X50 F345
Фрезерование по спирали
N08 Y30
То же
Рекомендуется снижать подачу на участке врезания на 30-50%.
45
N09 X-50
То же
N10 Y-30
–»–
N11 X80
–»–
N12 Y60
–»–
N13 X-80
–»–
N14 G43 Y-90
Зачистной ход
N15 G44 X110
То же
N16 G44 Y90
–»–
N17 G43 X-110
–»–
N18 G43 Y-90
–»–
N19 D00 X0
–»–
N20 G00 Z2
Выход из «колодца» по оси Z
N21 D00 Y0
Отвод в центр «колодца» по оси Y
N22 G91 G92 X-130 Y-110
Восстановление нуля УП W
N22 G90 D00 Z300 M05
Отход по оси Z с остановом шпинделя
N23 G29
Выход в нуль станка
N24 M02
Конец программы
Задача 2.10
Фрезеровать отверстие по кругу с коррекцией на радиус (рис. 2.10).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65
и G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль W1 в центр отверстия с координатами X=60, Y=60.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр
концевой фрезы – 32 мм. Число зубьев z = 6.
46
Рис. 2.10. Эскиз фрезерования отверстия по кругу
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
30
300
0.1
180
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X60 Y60
Установка «плавающего» нуля W1
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z-35 S300
Вход в отверстие по оси Z
N06 G65 X0 Y40 G41 D01 F180 M08 Подвод по дуге
N07 G03 X0 Y40 I0 J0
Фрезерование отверстия
N08 G66 X0 Y0 M09
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-60 Y-60
Восстановление нуля программы W
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
47
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.11
Фрезеровать канавку по кругу с коррекцией на радиус (рис. 2.11).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль W1 в центр отверстия с координатами X=60, Y=60.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр пазовой фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 4.
Рис. 2.11. Эскиз фрезерования канавки по кругу
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
30
190
0.1
75
48
Рабочая подача
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X60 Y60
Установка «плавающего» нуля W1
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z-35 S190
Вход в отверстие по оси Z
N06 G65 X0 Y45 G41 D01 F75 M08
Подвод по дуге
N07 G03 X0 Y45 I0 J0
Фрезерование отверстия
N08 G66 X0 Y0 M09
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-60 Y-60
Восстановление нуля программы W
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.12
Фрезеровать круговой выступ с коррекцией на радиус (рис. 2.12).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по касательной в точку с координатами X60, Y100.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр
концевой фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 6.
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
30
190
0.1
75
49
Рис. 2.12. Эскиз фрезерования кругового выступа
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-40 Y100
Выход в ИТ по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-40 S190
Подвод по оси Z
N05 G01 X-30 Y100 G41 D01 F75
Выход на эквидистанту
N06 X60 M08
Подвод по касательной
N07 G02 X60 Y100 I60 J60
Фрезерование выступа
N08 G01 X130 Y100 D00 M09
Отвод по касательной
N09 X160 Y100 D00 M09
Отмена коррекции на радиус
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
50
Задача 2.13
Фрезеровать круглый «колодец» по схеме «2-полюсная спираль» с
коррекцией на радиус и врезанием на осевой подаче (рис. 2.13).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль в центр отверстия с координатами X=60, Y=60.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр
концевой фрезы – 50 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.13. Эскиз фрезерования круглого «колодца»
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
30
190
0.1
75
51
2-полюсная спираль образуется из сопряженных дуг полуокружностей, центры которых поочередно находятся в полюсах А и В. Шаг «спирали» принимаем Н = 40 мм, а расстояние между полюсами А и В равно половине шага спирали 20 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X60 Y60
Установка «плавающего» нуля
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z2 S300
Подвод по оси Z
N06 G01 Z-30 F50 M08 F75
Врезание по оси Z
N07 G65 X0 Y40 G41 D01
1-я полуокружность (А – 1)
N08 G03 X0 Y-40 I0 J0
2-я полуокружность (1 – 2)
N09 X0 Y80 I0 J20
3-я полуокружность (2 – 3)
N10 X0 Y80 I0 J0
Фрезерование отверстия
N11 G66 X0 Y0 M09
Отвод по дуге
N12 G91 G92 X-60 Y-60
Восстановление нуля программы
N13 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N14 G29
Выход в нуль станка
N15 M02
Конец программы
Задача 2.14
Фрезеровать отверстие путем спиральной интерполяции с коррекцией
на радиус (рис. 2.14).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль в центр отверстия с координатами X=60, Y=60.
52
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр
концевой фрезы – 32 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.14. Эскиз фрезерования отверстия путем спиральной интерполяции
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
30
300
0.1
180
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X60 Y60
Установка «плавающего» нуля
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z5 S300
Подход к заготовке по оси Z
53
N06 G64 X0 Y40 G41 D01 F180 M08 Подвод по нормали
N07 G13 X0 Y40 I0 J0 Z-55 K30
Фрезерование отверстия
N08 G66 X0 Y0 M09
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-60 Y-60
Восстановление нуля программы
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.15
Фрезеровать внутреннюю резьбу М48х3 путем спиральной интерполяции с коррекцией на радиус (рис. 2.15).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль в центр отверстия с координатами X=60, Y=60.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Рис. 2.15. Эскиз фрезерования внутренней резьбы
54
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр гребенчатой фрезы – 32 мм, длина режущей
части – 30 мм. Число зубьев z = 6.
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
36
360
0.04
85
Рабочая подача
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X40 Y40
Установка «плавающего» нуля
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z-27 S360
Вход в отверстие по оси Z
N06 G65 X0 Y24 G42 D01 F85 M08
Подвод по дуге
N07 G13 X0 Y24 I0 J0 Z-45 K3
Фрезерование резьбы
N08 G66 X0 Y0 M09
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-40 Y-40
Восстановление нуля программы
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.16
Фрезеровать наружную резьбу М48х3 путем спиральной интерполяции с коррекцией на радиус (рис. 2.16).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по касательной в точку с координатами X30 и Y52,38.
55
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5. Диаметр гребенчатой фрезы – 32 мм, длина режущей
части – 30 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.16. Эскиз фрезерования наружной резьбы
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
36
360
0.04
85
Рабочая подача
Внутренний диаметр резьбы dВ = 44,76 мм. Начальные координаты
фрезерования X = 30, Y = 30 + dВ/2 = 52,38 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X-20 Y52.38
Выход в ИТ по осям X,Y
56
N04 G43 D31 Z-21 S360
Подвод по оси Z
N05 G01 X0 Y52.38 G42 D01 F85
Выход на эквидистанту
N06 X30 M08
Подвод по касательной
N07 G02 X30 Y52.38 I30 J30
Фрезерование резьбы
N08 G01 X80 Y52.38 D00 M09
Отвод по касательной
N09 X0 Y52.38 D00 M09
Отмена коррекции на радиус
N10 G00 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 2.17
Фрезеровать наружный контур с осепараллельной коррекцией по
осям X,Y (рис. 2.17).
Радиус фрезы принять равным радиусу закругления R.
Координаты начальной точки – X=0, Y=0.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6. Диаметр концевой фрезы – 40 мм. Число зубьев z = 6.
Рис. 2.17. Эскиз фрезерования контура с осепараллельной коррекцией
57
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
70
560
0.1
345
Рабочая подача
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 D44 D01 X0 G44 D01 Y0 Выход в начальную точку
N04 G43 D31 Z-35 S560
Подвод по оси Z
N05 G01 G43 Y100 F345
Фрезерование контура
N05 G43 X60
То же
N06 Y50
–»–
N07 X1100
–»–
N08 G44 Y0
–»–
N09 G44 X0
–»–
N11 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z
N10 D00 X0 D00 Y0
Отмена коррекции по осям X,Y
N12 G29
Выход в нуль станка
N13 M02
Конец программы
Задача 2.18
Фрезеровать наружный контур с коррекцией на радиус (рис. 2.18)
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по касательной в точку с координатами X0, Y0..
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
58
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6. Диаметр концевой фрезы – 40 мм. Число зубьев z = 6.
Для криволинейных участков предусмотреть коррекцию рабочей подачи с учетом радиуса контура RK и радиуса фрезы RФ.
Для наружных углов применять команду G36 (обход по дуге), а для
гладкосопряженных участков – команду G30.
Рис. 2.18. Эскиз фрезерования контура с коррекцией на радиус
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
SZ, мм/зуб
SМИН, мм/мин
70
560
0.1
345
Рабочая подача
При фрезеровании по дуге запрограммированная по адресу F подача
(для центра фрезы) не равна контурной подаче FК (в зоне резания).
Необходимость коррекции подачи здесь особенно очевидна, если радиус контура RK и радиус фрезы RФ соизмеримы друг с другом. Отсутствие
коррекции приводит в этом случае к потере производительности (для наружного фрезерования) или к недопустимым нагрузкам на фрезу (для внутреннего фрезерования).
59
Скорректированные значения подачи для наружного фрезерования FН
и для внутреннего фрезерования FВ будут равны:
FН = F ⋅ (RK + RФ) / RK = 345 (50 + 20) / 50 = 480 мм/мин ;
FВ = F ⋅ (RK – RФ) / RK = 345 (50 – 20) / 50 = 210 мм/мин .
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X0 Y-40
Выход в ИТ по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-35 S560
Подвод по оси Z
N05 G01 X0 Y-10 G41 D01 F345
Выход на эквидистанту
N06 Y60
Фрезерование контура
N07 G02 X50 Y110 I50 J60 F480
То же
N08 G01 X140 F345
–»–
N09 G02 X190 Y60 I140 J60 F480
–»–
N10 G36 G01 Y0 F345
–»–
N11 X140
–»–
N12 G30 Y30
–»–
N14 G03 X110 Y60 I110 J30 F210
–»–
N15 G01 X80 F345
–»–
N17 G03 X50 Y30 I80 J30 F210
–»–
N18 G36 G01 Y0 F345
–»–
N19 G30 X-10
–»–
N20 G00 X-40 Y0 D00
Отмена коррекции по осям X,Y
N21 G90 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N22 G29
Выход в нуль станка
N23 M02
Конец программы
60
3. Обработка отверстий
Задача 3.1
Расточить отверстие с автоматическим выводом резца в ориентированном положении (рис. 3.1).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Рис.3.1. Эскиз растачивания отверстия
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
100
320
0,2
65
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X80 Y80
Выход в центр отверстия по осям X,Y
N04 G43 D31 Z2 S320
Подвод по оси Z
N05 G01 Z-102 F65
Растачивание отверстия
61
N06 S0
Ориентированный останов
N07 G00 Y82
Отход с центра отверстия по оси Y1
N08 G00 D00 Z300
Отход по оси Z
N09 G29
Выход в нуль станка
N10 M02
Конец программы
Задача 3.2
Расточить отверстие обратным ходом с автоматическим вводом и выводом резца в ориентированном положении (рис. 3.2).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части – твердый сплав Т15К6.
Рис.3.2. Эскиз обратного растачивания отверстия
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
100
320
0,2
65
1
Рабочая подача
Для стандартных оправок в положении ориентированного останова вершина резца направлена в отрицательную сторону по оси Y.
62
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X80 Y82
Выход в ИТ по осям X,Y
N04 G43 D31 Z-102 S320
Подвод по оси Z
N05 Y80
Выход в центр отверстия по оси Y
N06 G01 Z-50 F65
Обратное растачивание отверстия
N07 G04 X20
Пауза 2 с
N08 S0
Ориентированный останов
N09 G00 Y82 Z-51
Отход с центра отверстия по оси Y
N10 G00 D00 Z300
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 3.3
Расточить отверстие путем 4-координатной интерполяции с коррекцией на радиус (рис. 3.3).
Рис.3.3. Эскиз растачивания отверстия
путем 4-координатной интерполяции
63
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль в центр отверстия с координатами X=240, Y=240.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6
Режим резания
Фактическая скорость Фактическая частота вращения
Рабочая подача
резания VФ, м/мин
шпинделя nФ, об/мин
SМИН, мм/мин
8
8,5
Fmax = 4000
Формулы для расчета параметров обработки для 4-координатной интерполяции приведены в разд. 5.
Шаг спирали К равен здесь нормативному значению оборотной подачи, например S0 = 0.2 мм/об.
Радиальный вылет резца RИ и радиус круговой интерполяции RКИ
примем равными
RИ = RКИ = RК / 2 = 150 /2 = 75 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X240 Y240
Установка «плавающего» нуля
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z2
Подвод по оси Z
64
N06 G65 X0 Y-150 G42 D01 F4000
Подвод по дуге
N07 G12 X0 Y-150 I0 J0 Z-302 K0.2 C1 Растачивание отверстия
N08 G66 X0 Y0
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-240 Y-240
Восстановление нуля программы
N10 G90 G00 D00 Z300
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 3.4
Расточить коническое отверстие путем 4-координатной интерполяции
с коррекцией на радиус (рис. 3.4).
Подвод на эквидистанту и отвод с нее – по дуге 180О (команды G65 и
G66 соответственно).
Рис.3.4. Эскиз растачивания конического отверстия
путем 4-координатной интерполяции
65
Для удобства программирования c помощью команды G92 установить «плавающий» нуль в центр отверстия с координатами X=240, Y=240.
Номер инструмента – Т1. Номера корректоров: на радиус – D01; на
длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Режим резания
Фактическая скорость Фактическая частота вращения
Рабочая подача
резания VФ, м/мин
шпинделя nФ, об/мин
SМИН, мм/мин
7,3…8
7,7…9,4
Fmax = 4000
Формулы для расчета параметров обработки для 4-координатной интерполяции приведены в разд. 5.
Шаг спирали К примем равным нормативному значению оборотной
подачи, например S0 = 0.2 мм/об.
Радиальный вылет резца RИ и конечный радиус круговой интерполяции RКИ примем равными
RИ = RКИ = RК / 2 = 135 /2 = 67,5 мм .
Как видно из рис. 3.4, обрабатываемая поверхность представляет собой ступенчатое отверстие, состоящее из отрезков спирали длиной ∆Z. Перепад радиусов соседних отрезков составляет ∆R. Отношение между ∆Z и
∆R равно отношению длины отверстия (300 мм) к разнице между начальным и конечным радиусами (соответственно 150 мм и 135 мм), т.е.
∆Z / ∆R = 300 / (150 – 135) = 20 .
Перепад радиусов ∆R не может превышать точность позиционирования по осям X и Y (для станка 2202ВМФ4 – 0,01 мм), а длина отрезков спирали ∆Z должна быть кратной шагу спирали К (в данном случае 0,2 мм).
Например, для ∆R = 0,1 мм длина отрезков спирали составит ∆Z = 2 мм.
66
Плавный переход с одного отрезка на другой в плоскости XY выполняется по схеме «2-полюсная спираль» в сторону убывания радиуса обработки. При этом расстояние между точками 1 и 3 равно перепаду радиусов
∆R = 0,1 мм, а расстояние между полюсами А и В равно ∆R/2 = 0,05 мм.
Для каждой полуокружности программируется половина оборота шпинделя, т.е. С = 0.5.
Для удобства программирования составим подпрограмму L01 обработки одного отрезка спирали с переходом на следующий отрезок по схеме
«2-полюсная спираль». С учетом длины отверстия 300 мм и длины отрезков
спирали ∆Z = 2 мм подпрограмма повторяется 150 раз.
Перечень формальных параметров подпрограммы L01
Назначение
Номер параметра
Р1
Радиус контура RК текущей строки
Р2
Длина отрезков спирали ∆Z
Р3
Перепад радиусов отрезков спирали ∆R
Р4
Расстояние между полюсами А и В
Р5
Радиус контура следующей строки
Р6
Вспомогательный параметр
Текст подпрограммы L01
Содержание кадра
L01
Содержание перехода
Номер подпрограммы
N01 G12 X0 Y(-P1) I0 J0 Z(-P2) K0.2 C2 Обработка отрезка спирали
N02 P5 (P1-P3)
Вычисление RК
N03 P1 (P5)
То же
N04 G02 X0 Y(P1) I0 J(-P4) C0.5
Переход на следующий отрезок
N05 X0 Y(-P1) I0 J0 C0.5
То же
N06 M20
Конец подпрограммы
67
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G91 G92 X240 Y240
Установка «плавающего» нуля
N04 G90 G00 X0 Y0
Выход в центр отверстия
N05 G43 D31 Z0
Подвод по оси Z
N06 G65 X0 Y-150 G42 D01 F4000
Подвод по дуге
N07 L01 Н150
Повтор подпрограммы 150 раз
N08 G66 X0 Y0
Отвод по дуге
N09 G91 G92 X-240 Y-240
Восстановление нуля программы
N10 G90 G00 D00 Z300
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 3.5
Сверлить четыре отверстия d = 10 мм с использованием стандартного
цикла G81 (рис. 3.5).
Рис.3.5. Эскиз сверления четырех отверстий
с помощью стандартного цикла G81
68
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части сверла –
быстрорежущая сталь Р6М5.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
25
800
0,18
145
Суммарный перебег сверла lп для сквозных отверстий определяют с
учетом длины конической части инструмента lк1
lп = lб + lк = 2 + 3 = 5 мм.
Таким образом, параметры цикла G81 будут равны:
- рабочий уровень Z = -15 – lп = -15 – 5 = -20 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм.
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X15 Y20
Выход в центр 1-го отверстия
N04 G43 D31 Z10 S800 F145 M08
Подвод по оси Z с охлаждением
N05 G81 Z-20 A2 B10
Сверление 1-го отверстия
N06 X50
Сверление 2-го отверстия
N07 Y50
Сверление 3-го отверстия
Для сверл с 2φ = 120° длина конической части lк ≈ 0,3 d.
69
N08 X15
Сверление 4-го отверстия
N09 G80
Отмена стандартного цикла
N10 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 3.6
Сверлить две группы отверстий d = 10 мм (по четыре отверстия в
группе) с использованием стандартного цикла G81 и команды «плавающий
нуль» G92 (рис. 3.6).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части сверла – быстрорежущая сталь Р6М5.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
Рис.3.6. Эскиз сверления четырех отверстий
с помощью стандартного цикла G81
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
25
800
0,18
145
70
Рабочая подача
Значения параметров цикла G81 задаем по аналогии с условием
предыдущей задачи 3.5.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G43 D31 Z10 S800 F145 M08
Подвод по оси Z с охлаждением
N04 G91 G92 X30 Y351
Установка «плавающего нуля» W1
N05 G90 G81 X0 Y15 Z-20 A2 B10
Сверление 1-го отверстия
N06 X-15 Y0
Сверление 2-го отверстия
N07 X0 Y-15
Сверление 3-го отверстия
N08 X15 Y0
Сверление 4-го отверстия
N09 G80
Отмена стандартного цикла
N10 G91 G92 X50
Установка «плавающего нуля» W2
N11 Q05-09 H1
Повтор кадров N05-N08
N12 G91 G92 X-80 Y-35
Возврат в нуль программы W
N13 G90 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N14 G29
Выход в нуль станка
N15 M02
Конец программы
Задача 3.7
Сверлить четыре отверстия d = 10 мм с использованием стандартных
циклов G81 и G82 (рис. 3.7).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31. Материал заготовки – Сталь 45.
Материал режущей части сверла – быстрорежущая сталь Р6М5.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
1
В УЧПУ 2С42 команда G92 используется, как правило, в режиме G91 для установки
местной системы координат относительно актуального нуля программы.
71
Рис.3.7. Эскиз сверления четырех отверстий
с помощью стандартных циклов G81 и G82
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
Рабочая подача
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
25
800
0,18
145
Параметры цикла G81 (для отверстий 1 и 2):
- рабочий уровень Z = -40 – lп = -40 – 5 = -45 мм;
- безопасный уровень А = -20 + lб = -18 мм;
- уровень отвода В = -20 + lотв = -10 мм.
Параметры цикла G82 (для отверстий 3 и 4):
- рабочий уровень Z = -30 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм;
- пауза в конце рабочего хода U = 20 (с размерностью 0,1 с).
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 G90 G00 X15 Y50
Выход в центр 1-го отверстия
72
N04 G43 D31 Z10 S800 F145 M08 Подвод по оси Z с охлаждением
N05 G81 Z-45 A-18 B-10
Сверление 1-го отверстия
N06 X50 B10
Сверление 2-го отверстия (со сменой B)
N07 G82 Y20 A2 U20
Сверление 3-го отверстия
N08 X15
Сверление 4-го отверстия
N09 G80
Отмена стандартного цикла
N10 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
Задача 3.8
Сверлить два отверстия d = 20 мм с использованием цикла G81 и зенковать два углубления d = 40 мм с использованием цикла G82 (рис. 3.8).
Номера инструментов: сверло – Т1; цилиндрическая зенковка – Т2.
Номера корректоров на длину – D31, D32.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части обоих инструментов – быстрорежущая сталь Р6М5.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
Рис.3.8. Эскиз сверления и зенкования двух отверстий
с помощью стандартных циклов G81 и G82
73
Режим резания
Номер
Скорость
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
резания
шпинделя
S0,
SМИН,
V, м/мин
n, об/мин
мм/об
мм/мин
Т1
20
320
0,3
100
Т2
20
160
0,2
30
Параметры цикла G81 (для сверления):
- рабочий уровень Z = -30 – lп = -30 – 8 = -38 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм.
Параметры цикла G82 (для зенкования):
- рабочий уровень Z = -15 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм;
- пауза в конце рабочего хода U = 20 (с размерностью 0,1 с).
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск 1-го инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 T2
Поиск 2-го инструмента
N04 G90 G43 D31 Z10 S320 F145 M08 Подвод по оси Z с охлаждением
N05 G81 X30 Y35 Z-38 A2 B10
Сверление 1-го отверстия
N06 X80
Сверление 2-го отверстия
N07 G80
Отмена стандартного цикла
N08 G00 D00 Z300 M09
Отход по оси Z
N09 L94
Смена инструмента
74
N10G90 G43 D31 Z10 S160 F30 M08
Подвод по оси Z с охлаждением
N11 G82 Z-15 A2 B10
Включение цикла G82
N12 Q06-07 H1
Повтор кадров N06-N07
N13 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N14 G29
Выход в нуль станка
N15 M02
Конец программы
Задача 3.9
Нарезать резьбу М10 (с крупным шагом 1,5 мм) в четырех отверстиях
с предварительным центрованием и сверлением (рис. 3.9).
Номера инструментов: центровочное сверло (диаметром 16 мм) – Т1;
сверло под нарезание резьбы (диаметром 8,5 мм) – Т2; метчик М10 (с
длиной конической части lк = 5 мм) – Т3.
Номера корректоров на длину – D31, D32, D32. Материал заготовки –
Сталь 45.
Материал режущей части всех инструментов – быстрорежущая сталь
Р6М5.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
Рис.3.9. Эскиз нарезания резьбы в четырех отверстиях
с предварительным центрованием и сверлением
75
Режим резания
Номер
Скорость
Частота вращения
Рабочая подача
инструмента
резания
шпинделя
S0,
SМИН,
V, м/мин
n, об/мин
мм/об
мм/мин
Т1
22
440
0,25
100
Т2
28
1040
0,15
160
Т3
4,6
170
1,5
255
Параметры цикла G82 (для центрования):
- рабочий уровень Z = -5,3 мм1;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм;
- пауза в конце рабочего хода U = 20 (с размерностью 0,1 с).
Параметры цикла G83 (для глубокого сверления):
- рабочий уровень Z = -30 – lп = -30 -5 = -35 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм;
- глубина одного сверления С = 20 мм.
Параметры цикла G84 (для нарезания резьбы метчиком):
- рабочий уровень Z = -30 – lп = -30 -7 = -37 мм
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм.
Текст программы
Содержание кадра
Содержание перехода
N01 T1
Поиск 1-го инструмента
N02 L94
Смена инструмента
N03 T2
Поиск 2-го инструмента
1
Для центровочных сверл с 2φ = 90° глубина центрования равна половине диаметра будущей фаски (в данном примере – 5,3 мм.)
76
N04 G90 G43 D31 Z10 S440 F100 M08
Подвод по оси Z с охлаждением
N05 G82 X15 Y20 Z-5.3 A2 B10
Обработка 1-го отверстия
N06 X55
Обработка 2-го отверстия
N07 Y50
Обработка 3-го отверстия
N08 X15
Обработка 4-го отверстия
N09 G80
Отмена стандартного цикла
N10G00 D00 Z300 M09
Отход по оси Z
N11 L94
Смена инструмента
N12 T3
Поиск 3-го инструмента
N13 G90 G43 D31 Z10 S1040 F160 M08 Подвод по оси Z с охлаждением
N14 G83 X15 Y20 Z-35 A2 B10 C20
Обработка 1-го отверстия
N15 Q06-09 H1
Повтор кадров N06-N09
N16 G00 D00 Z300 M09
Отход по оси Z
N17 L94
Смена инструмента
N18 G90 G43 D31 Z10 S170 F255 M08
Подвод по оси Z с охлаждением
N19 G84 X15 Y20 Z-37 A2 B10
Обработка 1-го отверстия
N20 Q06-09 H1
Повтор кадров N06-N09
N21 G00 D00 Z300 M05 M09
Отход по оси Z
N22 G29
Выход в нуль станка
N23 M02
Конец программы
Задача 3.10
Расточить четыре отверстия d =30 мм с использованием стандартного
цикла G86 в двух позициях стола с поворотом на 180° (рис. 3.10).
Номер инструмента – Т1. Номер корректора на длину – D31.
Материал заготовки – Сталь 45. Материал режущей части – твердый
сплав Т15К6.
Безопасное расстояние lб = 2 мм. Расстояние для отвода lотв = 10 мм.
77
Рис.3.10. Эскиз растачивания четырех отверстий
с поворотом стола на180°
Режим резания
Скорость резания
Частота вращения
V, м/мин
шпинделя n, об/мин
S0, мм/об
SМИН, мм/мин
100
1060
0,2
210
Рабочая подача
В рассматриваемом примере нуль станка М совпадает с осью вращения стола. В плоскости XZ (вид сверху) заготовка базируется в координатный угол, образованный тремя опорами.
В принципе можно совместить нуль программы с нулем станка М путем выверки приспособления, сделав эти опоры регулируемыми. Однако
это усложнит конструкцию приспособления и увеличит время технологической наладки станка.
На практике в таких случаях нуль программы совмещают с вершиной
координатного угла, выполняя его привязку (точки W1, W2) отдельно для
каждой позиции стола [1].
78
Смещения X01, Z01 и X02, Z02 нулей программы W1 и W2 относительно
нуля станка М для каждой позиции стола записывают в специальные ячейки памяти УЧПУ. Вызов предварительно записанных смещений для пересчета размеров, заданных в программе, к станочной системе координат выполняют с помощью команд G71 – G751.
В данном примере достаточно двух команд, например G71 (для вызова смещений X01, Z01) и G72 (для вызова смещений X02, Z02).
Параметры цикла G86 для позиции 1:
- рабочий уровень Z = -40 – lб = 38 мм;
- безопасный уровень А = 50 + lб = 52 мм;
- уровень отвода В = 50 + lотв = 60 мм.
Параметры цикла G86 для позиции 2:
- рабочий уровень Z = -10 – lб = -10 -12 = -12 мм;
- безопасный уровень А = 0 + lб = 2 мм;
- уровень отвода В = 0 + lотв = 10 мм.
Текст программы
Содержание кадра
1
Содержание перехода
N01 B0
Поворот стола в позицию 1
N02 M95
Зажим стола
N03 T1
Поиск инструмента
N04 L94
Смена инструмента
N05 G71 G90 G00 X30 Y30
Выход в центр 1-го отверстия
N06 G43 D31 Z60 S1060 F210
Подвод по оси Z
N07 G86 Z38 A52 B60
Растачивание 1-го отверстия
N08 X70
Растачивание 2-го отверстия
N09 G80
Отмена стандартного цикла
N10 G00 D00 Z300
Отход по оси Z
По стандарту ISO-7 bit применяют функции G54 – G59.
79
N11 G29
Выход в нуль станка
N12 B180
Поворот стола в позицию 2
N13 M95
Зажим стола
N14 G72 G90 G00 X-30 Y30
Выход в центр 3-го отверстия
N15 G43 D31 Z10
Подвод по оси Z
N16 G86 Z-12 A2 B10
Растачивание 3-го отверстия
N17 X-70
Растачивание 4-го отверстия
N18 G80
Отмена стандартного цикла
N19 G00 D00 Z300 M05
Отход по оси Z
N20 G29
Выход в нуль станка
N12 M02
Конец программы
4. Токарный станок 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22
Станок 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22 предназначен для токарной обработки
«тел вращения» (в патроне и в центрах) с экономической точностью обработки по 9 квалитету с шероховатостью RA 2,5. Предельно достижимые параметры – 8 квалитет с шероховатостью RA 1,6.
Технологические возможности станка и особенности программирования для УЧПУ 2Р22 подробно рассмотрены в [2, 3]. Общий вид станка
показан на рис. 4.1, а его основные технические характеристики приведены
в табл. 4.1.
На шпинделе установлен патрон 3. Для более полного использования
мощности привода шпинделя предусмотрена коробка скоростей с ручным
переключением диапазонов рукояткой 2. На суппорте смонтирована револьверная головка 4 с горизонтальной осью вращения. Для обработки валов с поджимом задним центром применяют заднюю бабку с рукояткой 11
наладочного перемещения каретки и рукояткой 10 ее ручного зажима, а
также с рукояткой 8 ручного зажима пиноли.
80
Рис. 4.1. Общий вид станка 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22
Из органов управления следует выделить пульт УЧПУ 5, дисплей 7,
следящие штурвалы поперечного 14 и продольного 15 перемещения, панель ручного управления 6 с джойстиком и ладонной кнопкой аварийного
останова, панель управления электроавтоматикой 1 и панель управления
приводами 9. Зажим и разжим заготовки производится с помощью сдвоенных педалей 12 (зажим пиноли) и 13 (зажим патрона).
Таблица 4.1
Технические характеристики станка 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22
Характеристика
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм:
при установке над станиной
при установке над суппортом
Наибольшая длина обработки, мм
Частота вращения шпинделя, об/мин:
1-й диапазон
2-й диапазон
3-й диапазон
Значение
400
220
1000
12…318
30…875
80…2188
81
Окончание табл. 4.1
Частота вращения шпинделя, об/мин:
1-й диапазон
2-й диапазон
3-й диапазон
Подачи, мм/об:
продольная
поперечная
Скорости быстрых перемещений, мм/мин:
продольное
поперечное
Дискретность перемещений, мм:
продольное
поперечное
Число гнезд револьверной головки
Мощность главного электродвигателя, кВт
12…318
30…875
80…2188
0,01…40
0,005…20
7500
5000
0,01
0,005
6 или 8
11
Система координат станка на примере патронной обработки показана
на рис. 4.2. Здесь можно выделить две характерные точки:
- нуль программы W;
- позиция смены инструмента (ПС).
Рис. 4.2. Система координат для токарного станка
Нуль программы W, как правило, совмещают с правым торцем заготовки путем его пробной подрезки в необходимый размер L от технологической базы (только для первой заготовки в партии).
82
Координаты ПС выбирает наладчик станка, принимая во внимание
безаварийность работы (при вращении револьверной головки не должно
быть столкновений), минимум холостых ходов и удобство обслуживания.
Выбранные координаты ПС записываются в память УЧПУ и вызываются
оттуда при смене инструмента или завершении программы.
Система команд УЧПУ 2Р22 имеет три основных отличия от стандарта ISO-7 bit.
1. Отсутствуют команды G90/G91. Размеры в абсолютах (от нуля УП)
задают по адресам X, Z. Размеры в приращениях (от текущего положения)
программируют по адресам U, W. При этом координаты опорных точек по
оси X указывают в диаметральном выражении.
2. Отсутствуют команды G00, G01, G02?, G03. Основным режимом
(по умолчанию) является движение на рабочей подаче по прямой.
Для перемещения по дуге по адресу программируют ее радиус (без
знака – по часовой стрелке, а со знаком минус – против), например:
X120 Z-180 R-90.
При движении на ускоренной подаче в конце кадра ставят символ Е
(признак быстрого хода), например:
X60 Z0 E.
3. Предусмотрены специальные адреса для фаски под 450 и галтели.
Фаску программируют по адресу С (без знака – в сторону увеличения диаметра, а со знаком минус – в сторону уменьшения). Радиус галтели задают
по адресу Q по тем же правилам.
Для смены инструмента по адресу Т указывают номер гнезда револьверной головки с нужным инструментом, например Т4. Смена инструмента
происходит в два этапа. Сначала суппорт на быстром ходу перемещается в
ПС, а после этого происходит поворот револьверной головки в рабочую позицию.
83
Частоту вращения шпинделя программируют по адресу S. Сначала
задают номер механического диапазона (как правило, третий), а затем указывают число оборотов в минуту (без знака – по часовой стрелке, а со знаком минус – против), например,
S3 – 750
750 об/мин
Против часовой стрелки
3-й диапазон
Для обработки заготовок с большим перепадом диаметров весьма
эффективен режим постоянной скорости резания (V = const). Этот режим в
УЧПУ 2Р22 включают командой G10, а отменяют – с помощью команды
G11 (n = const).
Рабочую подачу программируют по адресу F c размерностью мм /об,
например F0.15. Следует отметить, что для стандартных циклов нарезания
резьбы резцом (L01) и метчиком (L07) подача, равная шагу резьбы, является параметром цикла.
5. Многооперационный станок 2202ВМФ4 с УЧПУ 2С42
Станок 2202ВМФ4 предназначен для комплексной обработки корпусных заготовок. В его конструкции нашли отражение основные особенности
многооперационных
станков
(МС)
фрезерно-сверлильно-
расточной группы: горизонтальная компоновка, поворотный стол, автоматическая смена инструмента и др. УЧПУ 2С42 обеспечивает большинство
функций, необходимых для современного станка подобного класса: многокоординатную обработку, коррекцию на инструмент, постоянные циклы,
подпрограммы и т. д. [4].
Общий вид станка показан на рис. 5.1, а основные технические характеристики станка представлены в табл. 5.1.
84
Рис. 5.1 Общий вид станка 2202ВМФ4
На основании 8 смонтированы крестовый стол 7 с поворотным столом 6, шпиндельная бабка 4 со шпинделем 5 и автооператор 3. Станок оснащен инструментальным магазином 1 и перегружателем 2.1
Таблица 5.1
Технические характеристики станка 2202ВМФ4
Характеристики
Мощность привода главного движения, кВт
Мощность привода подач, кВт
Частота вращения шпинделя, об/мин
Максимальная частота вращения шпинделя в следящем режиме, об/мин
Рабочие подачи по осям X, Y, Z, мм/мин
Скорость быстрого хода по осям X, Y, Z, мм/мин
Расстояние от оси шпинделя до зеркала стола (min/max), мм
Расстояние от торца шпинделя до оси поворотного стола
(min/max), мм
1
Значение
6,3
2,8
40…3150
500
1-4000
10000
90/410
90/410
Конструктивное исполнение гнезд магазина и их количество показаны условно.
85
Окончание табл. 5.1
Диапазон перемещений:
по осям X, Y, Z, мм
по оси B, град
по оси C, об
Точность позиционирования:
по осям X, Y, Z, мкм
по осям B, C, с
Наибольшая масса заготовки, кг
Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия, мм:
при сверлении
при растачивании
Число инструментов
Конус хвостовика инструмента
Наибольший диаметр инструмента, мм:
при установке в соседние гнезда
при установке с пропуском соседних гнезд
Наибольшая масса инструмента, кг:
при длине 100 мм
при длине 200 мм
Длительность цикла смены инструмента, с
320
1440
4000
12
±5
150
40
100
30
№ 40
63
125
10
6
5
Система команд УЧПУ 2С42 в части G-функций практически соответствует стандарту ISO-7bit кроме следующих отличий (табл. 5.2):
Таблица 5.2
Отличия системы команд УЧПУ 2C42 от стандарта ISO-7bit
Группа команд
Команда
Позиционирование в
G28
базовые точки станка
G29
Сопряжение участков
G36
эквидистанты
G37
G38
G30
Подвод инструмента
G64
на эквидистанту и его
G65
отвод с эквидистанты
G66
Смещение нуля про- G71-G75
граммы от нуля станка
G70
86
Назначение
Выход в позицию смены инструмента
Выход в исходное положение
Обход по дуге
Обход по катетам
Пересечение эквидистант
Отмена режима сопряжения
Подвод по прямой
Подвод по дуге
Отвод по дуге
Установка смещений
(аналог G54-G59)
Отмена смещений (аналог G53)
При составлении системы координат для горизонтальных станков с
поворотным столом принято рассматривать заготовку со стороны шпинделя станка (рис. 5.2).
Рис. 5.2 Система координат для станка 2202ВМФ4
Кроме линейных осей X, Y, Z, здесь нужно выделить угловые координаты:
- поворот стола В вокруг вертикальной оси Y;
- программируемый поворот шпинделя С вокруг его оси Z.1
Поворот стола по координате В программируют в градусах, например:
В90 – поворот на 90° по часовой стрелке.
Диапазон перемещений поворотного стола равен 1440° (4 оборота).
Минимальное перемещение, отрабатываемое станком, составляет 1 градус.
Команда на поворот стола программируется двумя кадрами, поскольку после перемещения обязательно требуется зажим координаты В:
1
Положительное направление координаты С (программируемый поворот шпинделя) на
станке 2202ВМФ4 противоположно стандартному.
87
В-10.5
– поворот на 10,5° против часовой стрелки
М95
– зажим стола.
Поворот стола не должен сопровождаться перемещениями по другим координатам.
Диапазон перемещений по оси С составляет 4000 оборотов. Программируемый поворот шпинделя по оси С задают в оборотах, например:
С2
– поворот на 2 оборота по часовой стрелке;
С-0,5
– поворот на 0,5 оборота против часовой стрелки.
Цикл смены инструмента для станка 2202ВМФ4 включает следующие действия:
- поиск нового инструмента по Т-команде;
- ориентированный останов шпинделя по команде S0 1;
- выход рабочих органов в позицию смены (ПС) по команде G28;
- смена инструмента с помощью автооператора по команде МО6;
- отвод шпинделя с позиции смены по координате Y.
Рекомендуется программировать T- команду заранее, совмещая поиск
нового инструмента, с работой предыдущего инструмента.
Ориентированный останов шпинделя необходим для того, чтобы при
смене инструмента совместить две шпонки на торце шпинделя с вырезами
на фланце инструментальной оправки.
Выход рабочих органов в ПС необходим для совмещения оси шпинделя с осью захвата автооператора по координате Y. Кроме того, желательно предусмотреть отвод стола по осям Х и Z на безопасное расстояние для того, чтобы исключить столкновение инструмента с заготовкой при
повороте автооператора.
По команде М06 автооператор извлекает старый инструмент из
шпинделя, а новый - из позиции ожидания, после чего он поворачивается
на 180° и меняет инструменты местами.
1
Вместо «стандартной» команды М19.
88
Цикл смены инструмента завершается отводом шпинделя по оси Y с
позиции смены не менее чем на 50 мм. Это необходимо, чтобы вывести оправку из захвата автооператора для запуска шпинделя.
На практике смену инструмента задают двумя кадрами, например:
N1 T1
– поиск нового инструмента
N2 L94
– подпрограмма смены инструмента.
Подпрограмма L94 реализует перегрузку нового инструмента из позиции ожидания в шпиндель станка:
L94
– номер подпрограммы
N1 S0
– ориентированный останов шпинделя
N2 G28
– выход в позицию смены
N3 M06
– включение автооператора
N4 G91 Y-50
– отвод шпинделя по оси Y
N5 M20
– конец подпрограммы
С учетом емкости магазина (30 инструментов) для удобства чтения
программы рекомендуется первые 30 корректоров (D01 – D30) использовать для коррекции на радиус инструментов (WX), а вторые 30 корректоров
(D31 – D60) – на длину инструментов (WZ), например:
D01 - корректор на радиус для первого инструмента
D31 - корректор на длину для первого инструмента.
Скорость главного движения (частоту вращения шпинделя) непосредственно программируют по адресу S с размерностью об/мин.
Направление вращения задают с помощью знака перед значением
частоты вращения: без знака – по часовой стрелке; со знаком минус – против часовой стрелки, например:
S-300 – вращение против часовой стрелки с частотой 300 об/мин.
Рабочую подачу программируют по адресу F с размерностью:
- мм/мин для линейных координат X, Y, Z;
- град/мин для поворота стола по оси В.
89
Временное прекращение подачи (без выключения шпинделя) программируют функцией G04. Время паузы задают по адресу Х в десятых долях секунды. Например, паузу на 2 с программируют кадром:
G04 X20.
Команда G04 является одноразовой и действует в пределах только одного
кадра, после чего возобновляется действие рабочей подачи.
Существенное расширение технологических возможностей станка
обеспечивают режимы спиральной и 4-координатной интерполяции.
Спиральная интерполяция представляет собой сочетание круговой
интерполяции в плоскости ХY и линейной интерполяции по оси Z. Этот
вид движения программируют с помощью функций G12 и G13:
G12
– спираль по часовой стрелке;
G13
– спираль против часовой стрелки.
В плоскости ХY программируют полную окружность по тем же правилам, что и в режимах G02/G03. Длину спирали ∆Z задают координатой
конечной точки по оси Z. Шаг спирали указывают по адресу К. Отношение
∆Z / К должно быть целым числом, например (рис. 5.3):
G90 G17 G13 X50 Y80 I50 J50 Z20 K60 – в абсолютах;
G91 G17 G13 X0 Y0 I0 J-50 Z-120 K60
– в приращениях.
Рис. 5.3. Пример программирования спиральной интерполяции
90
Здесь запрограммирована спираль против часовой стрелки с координатами центра Х = 50 мм, Y = 50 мм и радиусом R = 30 мм. Координаты начальной точки 1: Х = 50 мм, Y = 80 мм, Z = 140 мм. При этом длина спирали ∆Z = 120 мм, шаг К = 60 мм.
Спиральную интерполяцию можно также запрограммировать в режиме автоматического расчета эквидистанты и с учетом коррекции на длину инструмента (рис. 5.4). При этом следует помнить о необходимости
уменьшения нормативной подачи с учетом радиусов фрезы и отверстия.
Рис. 5.4. Пример программирования спиральной интерполяции
с коррекцией на инструмент
G90 G17 G00 X60 Y60
– позиционирование в центр отверстия
G43 D01 Z100 S850
– подвод по оси
G91 G65 X0 Y50 G41 D31 F100
– подвод на эквидистанту по дуге
G13 X0 Y0 I0 J-50 Z-100 K50
– фрезерование по спирали
G66 X0 Y-50
– отвод с эквидистанты по дуге
G90 D00 Z100
– отвод по оси Z.
Спиральную интерполяцию чаще всего применяют для обработки
винтовых поверхностей, а также для фрезерования протяженных отверстий.
В первом случае шаг спирали К равен шагу винта, а во втором случае
91
шаг принимается в пределах K = (0,3…0,5) D, но не более длины режущей
части фрезы.
Движение по спирали можно реализовать с 4-координатной интерполяцией, где шпиндель работает в следящем режиме.
В этом случае вращение шпинделя по адресу S не задают, а в кадре с G12/G13 указывают по адресу C количество оборотов шпинделя за
один виток спирали. Перед кадром с G12/G13 необходимо запрограммировать ориентированный останов шпинделя (команда S0).
Практическое значение имеет такое движение, когда за один виток
спирали шпиндель совершает один оборот в том же направлении, т.е.:
C=1
для G12;
C=-1
для G13.
При этом вершина резца всегда направлена от центра отверстия.
Режим 4-координатной интерполяции значительно расширяет технологические возможности станка, поскольку одним и тем же резцом можно
обрабатывать поверхности с разными диаметрами, растачивать конические
отверстия, а также нарезать резьбу за несколько ходов (рис. 5.5).
Рис. 5.5. Пример нарезания резьбы с 4-координатной интерполяцией
92
Каждый рабочий ход вместе со вспомогательными ходами занимает
четыре кадра:
- подвод на эквидистанту в начало хода по оси Y;
- нарезание резьбы;
- отвод с эквидистанты в центр отверстия;
- позиционирование в начало хода по оси Z.
Эти кадры повторяются несколько раз с различными значениями координаты начальной точки по оси Y. Резец с каждым ходом углубляется в
металл до тех пор, пока не будет достигнуто значение наружного диаметра
резьбы DН = 52 мм.
Следует отметить, что в режиме 4-координатной интерполяции "традиционный" способ программирования режима резания приобретает другой смысл. Величина рабочей подачи, по сути определяется здесь параметром К с размерностью мм/об.
Значение подачи для центра оправки, указанное по адресу F с размерностью мм/мин, будет здесь характеризовать скорость резания V, которая равна контурной подаче FК (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Соотношение скорости резания и подачи для
4-координатной интерполяции
Таким образом, фактическая скорость резания определяется из подобия двух треугольников
VФ = F ⋅ RК / (1000 ⋅ RКИ),
93
где RКИ = |RК - RИ| - радиус круговой интерполяции для центра оправки, который равен абсолютной разности между радиусами контура RК и инструмента RИ.
Фактическая частота вращения шпинделя nФ в свою очередь будет
равна
n = F / (2π⋅ RКИ).
Следует отметить, что для получения оптимальной скорости резания
радиус круговой интерполяции центра оправки RКИ должен быть на порядок меньше, чем радиус контура RК. Это обусловлено ограничением на
максимальную рабочую подачу F (2000…5000 мм/мин) для современных
станков. Например, для скорости резания V = 100 м/мин необходимо иметь
соотношение RК / RКИ = 40…50.
Однако с уменьшением радиуса интерполяции RКИ в той же пропорции возрастает влияние погрешности интерполяции (0,01 мм) на результирующую точность обработки.
По этой причине на практике рекомендуется назначать радиус интерполяции не менее чем RКИ = RК / 2, а значит, радиальный вылет резца должен быть RИ ≤ RК / 2. Естественно, при этом фактическая скорость резания
будет существенно меньше нормативной величины. Например, для станка
2202ВМФ4 при максимальной подаче F = 4000 мм/мин фактическая скорость резания в этом случае не превысит 8 м/мин.
_______________
94
ЛИТЕРАТУРА
1.
Александров А.М. Наладка и эксплуатация станков с ЧПУ. – СПб.:
ПИМаш, 2009. – 124 с.
2.
Александров А.М. Обработка заготовок на токарном станке 16К20Ф3 с
УЧПУ 2Р22. – СПб.: ПИМаш, 1995. – 61 с.
3.
Александров А.М. Программирование обработки для станка 16К20Ф3
с УЧПУ 2Р22. – Л.: ЛКИ, 1990. – 44 с.
4.
Александров А.М. Программирование обработки на многооперационном станке. – СПб.: ПИМаш, 1994. – 53 с.
95
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………...
3
1. Токарная обработка ……………………………………………….
4
2. Фрезерование ……………………………………………………...
30
3. Обработка отверстий ……………………………………………...
60
4. Токарный станок 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22 ……………………….
79
5. Многооперационный станок 2202ВМФ4
с УЧПУ 2С42………………………………………………………….
83
Литература ……………………………………………………………
94
96
Темплан 2010 г.
Андрей Маркович Александров
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ
НА СТАНКАХ С ЧПУ
(сборник задач)
Учебное пособие
Редактор – Г.Л. Чубарова
П21(03)
Подписано в печать 02.10.2010
Формат 60х90 1/16
Бумага тип. №3
Печать офсетная
Усл. печ. л. 6,0
Уч.-изд. л. 6,0 .
Тираж 100 экз.
Заказ 49
Издание Санкт-Петербургского института машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)
195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., 14
ОП ПИМаш
97