Расчётно-технологическая карта. Расчет траектории инструмента при контурной обработке
Построение расчётно-технологической карты.
Расчётно-технологическая карта (РТК) представляет собой технологический документ, который содержит законченный план обработки детали на станке в виде графического изображения траектории движения инструмента со всеми необходимыми пояснениями и расчетными размерами. По данным РТК технолог программист, не обращаясь к чертежу детали или каким-либо другим источникам, может полностью составить текст управляющей программы.
Можно выделить следующие этапы оформления РТК:
1. Вычерчивают в масштабе контур детали, подлежащий обработке, и контур заготовки с указанием всех размеров, необходимых при программировании.
2. Намечают расположение базирующих элементов и прижимов в соответствии с техническими условиями на приспособление.
3. Наносят траекторию движения центра инструмента для каждого из используемых инструментов. При этом рабочие перемещения инструмента обозначают сплошными линиями, а холостые (ускоренные) перемещения – прерывистыми линиями.
4. На траектории инструмента отмечают и обозначают цифрами опорные точки траектории и ставят стрелки, указывающие направление движения. При необходимости указывают места контрольных точек и точек остановки, необходимых для смены инструмента, изменения частоты вращения шпинделя, переустановки детали и др., указывают продолжительность остановки в секундах.
5. Наносят дополнительные данные, тип станка, наименование и материал детали, особенности заготовки и ее крепления, параметры инструмента и режимы его работы на отдельных участках траектории и пр.
Пример оформления РТК показан на рис. 1.6.
Рис. 1.6. Расчетно-технологическая карта
При построении траектории движения центра инструмента на РТК необходимо соблюдать следующие правила:
1. Подводить инструмент к обрабатываемой поверхности и отводить его следует по специальным траекториям с учетом величин недоходов и перебегов.
2. Недопустимы остановка инструмента и резкое изменение подачи в процессе резания, что сопровождается повреждением обрабатываемой поверхности. Перед остановкой или резким изменением подачи необходимо отвести инструмент от обрабатываемой поверхности.
3. Длина холостых перемещений должна быть минимальной.
4. Для устранения влияния на точность обработки люфтов станка желательно предусмотреть дополнительные петлеобразные переходы в зонах реверса, обеспечивающие выборку люфта.
Расчет траектории инструмента.
При обработке контура детали на станке с ЧПУ траектория движения инструмента представляет собой множество положений центра этого инструмента.
Различают следующие способы расположения траектории движения инструмента относительно контура детали:
• Траектория совпадает с контуром детали (рис. 1.7, а).
• Траектория эквидистантна (расположена по эквидистанте) контуру детали (рис. 1.7, б).
Эквидистанта – геометрическое место точек, равноудаленных от какой либо линии и лежащих по одну сторону от нее.
• траектория изменяет положение относительно контура детали по определенному закону (рис. 1.7, в).
Для упрощения расчетов траекторию инструмента необходимо разбивать на отдельные участки, называемые геометрическими элементами траектории. К геометрическим элементам относятся отрезки прямых, дуги окружностей, кривые второго и высшего порядков.
Рис. 1.7. Варианты расположения траектории инструмента относительно контура детали
Расчет траектории инструмента сводится к определению координат опорных точек, которые разделяют на геометрические и технологические.
Опорные геометрические точки – точки, в которых происходит изменение закона, описывающего траекторию инструмента.
Опорные технологические точки – точки траектории, в которых происходит изменение условий протекания технологического процесса (изменение режимов обработки, временный останов инструмента, включение или выключение охлаждения и т. д.).
Положение опорных точек может задаваться двумя способами:
• в абсолютных размерах, когда координаты всех опорных точек заданы относительно одной точки (главным образом относительно нуля детали).
• в приращениях, когда координаты каждой последующей опорной точки заданы относительно предыдущей точки.
Выделяют графический и аналитический методы определения координат опорных точек. При графическом методе координаты опорных точек находят непосредственно с расчетно-технологической карты, построенной в требуемом масштабе. Данный метод характеризуется погрешностями построения траектории и измерения размеров и часто не обеспечивает определение координат с требуемой точностью. Более точным является аналитический метод, который заключается в расчете координат опорных точек через специальные уравнения и формулы.
При контурной обработке (траектория эквидистантна контуру) расчет координат опорных точек траектории включает два этапа:
Этап 1. Расчет координат опорных точек на контуре детали
В общем случае на данном этапе находят уравнения, описывающие геометрические элементы контура детали, и совместно решают эти уравнения для соседних геометрических элементов. Тем самым находят координаты опорных точек, расположенных на пересечении геометрических элементов контура детали. Иногда для расчета координат точек на контуре более удобным является использование специальных формул, получаемых через размеры геометрических элементов и координаты характерных точек этих элементов.
Наиболее часто решаются задачи определения координат опорных точек, лежащих на пересечении прямых и окружностей. Расчетные формулы для различных случаев пересечения прямых и окружностей представлены в табл. П.1.
Этап 2. Расчет координат опорных точек на эквидистанте
На данном этапе по специальным формулам производится расчет координат опорных точек на эквидистанте через координаты соответствующих точек на контуре детали. Формулы для расчета координат опорных точек на эквидистанте для нескольких случаев представлены в табл. П.2.
Используют два способа соединения элементов эквидистанты в зависимости от угла между соседними геометрическими элементами контура детали:
• при 180º геометрические элементы эквидистанты соединены точкой их пересечения (рис. 1.8, а);
• при > 180º геометрические элементы эквидистанты соединены дугой окружности радиусом , центр которой расположен в соответствующей опорной точке контура детали (рис. 1.8, б).
Рис. 1.8 Способы соединения элементов эквидистанты
Пример 1.1. Построение РТК и расчёт координат опорных точек при контурной обработке детали.
Пусть требуется произвести обработку детали, показанной на рис. 1.9, по контуру, выделенному красным цветом.
Рис. 1.9. Эскиз обрабатываемой детали
РТК обработки заданной детали показана на рис. 1.10.
Необходимо аналитически определить координаты X и Y опорных точек 3, 4, 9, 12, 13 эквидистанты. Для этого найдем координаты X и Y опорных точек a, b, c, d, e контура детали по следующим формулам (табл. П.1):
ха = xC1 ± R1sin ; ха = 120 – 90sin 30° = 90 (мм);
yа = yC1 ± R1cos ; yа = 90 + 90cos 30° = 167,94 (мм);
хb = 0;
yb = yа – xаtg 30°; yb = 141,96(1 – tg 30°) = 60,00 (мм);
хc = xC1 ± R1sin ( + ); yc = yC1 ± R1cos ( + );
хd = xC2 ± R2sin ( + ); yd = yC2 ± R2cos ( + );
= arctg (уC1 – yC2)/(xC1 – xC2);
= arctg (90 – 60)/(120 – 40) = 20,56°;
Рис. 1.10. Расчетно-технологическая карта
= arcsin (R1 – R2)/[(уC2 – yC1)2 + (xC2 – xC1)2]1/2;
= arcsin (60 – 15)/[(90 – 60)2 + (120 – 40)2]1/2 = 31,78°;
хc = 120 – 60sin (20,56° + 31,78°) = 72,50 (мм);
yc = 90 + 60cos (20,56° + 31,78°) = 126,66 (мм);
хd = 40 – 15sin (20,56° + 31,78°) = 28,13 (мм);
yd = 60 + 15cos (20,56° + 31,78°) = 69,16 (мм);
ye = 60 – 15 = 45 (мм);
хe = xC1 – [R12 – (yC1 – ye)2]1/2;
хe = 120 – [602 – (90 – 45)2]1/2 = 80,31 (мм).
Отсюда координаты опорных точек траектории инструмента будут (табл. П.2):
х3 = xа – Rи1·(xC2 – xd)/R1;
х3 = 90 – 15·(120 – 90)/60 = 82,5 (мм);
y3 = yа + Rи1·(ya – yC1)/R1;
y3 = 141,96 + 15·(141,96 – 90)/60 = 154,95 (мм);
х4 = xb – (R12 + 22) sin ( + ); y4 = yb + (R12 + 22) cos ( + );
= arctg 2/Rи1; = arctg 2/15 = 7,59°;
х4 = 0 – (152 + 4) sin (30° + 7,59°) = – 9,23 (мм);
y4 = 60 + (152 + 4) cos (30° + 7,59°) = 71,99 (мм);
х9 = xe + Rи2·(xC1 – xe)/R1;
х9 = 80,31 + 12·(120 – 80,31)/60 = 88,25 (мм);
y9 = ye + Rи2·(yC1 – ye)/R1;
y9 = 80,31 + 12·(90 – 45)/60 = 89,31 (мм);
х12 = xd + Rи2·(xC2 – xd)/R2;
х12 = 28,13 + 12·(40 – 28,13)/15 = 37,63 (мм);
y12 = yd –Rи2·(yd – yC2)/R2;
y12 = 69,16 – 12·(69,16 – 60)/15 = 61,83 (мм);
х13 = xc + Rи2·(xC1 – xc)/R1;
x13 = 72,5 + 12·(120 – 72,5)/60 = 82 (мм);
y13 = yc + Rи2·(yc – yC1)/R1;
y13 = 126,66 – 12·(126,66 – 90)/60 = 119,33 (мм).
Найденные значения координат опорных точек представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Координаты опорных точек траектории инструмента
| № | X, мм | Y, мм | Z, мм | № | X, мм | Y, мм | Z, мм |
| O1 | – 5 | ||||||
| – 2 | – 5 | 88,25 | 89,31 | – 5 | |||
| – 5 | 88,25 | – 5 | |||||
| 82,5 | 154,95 | – 5 | – 5 | ||||
| – 9,23 | 71,99 | – 5 | 37,63 | 61,83 | – 5 | ||
| – 9,23 | 71,99 | 119,33 | – 5 | ||||
| O | – 5 | ||||||
| – 5 | |||||||
| – 5 |
1.3. Порядок выполнения работы
Данная лабораторная работа предполагает выполнение следующих этапов:
1. Изучить методические указания к лабораторной работе.
2. Пройти собеседование с преподавателем и получить задание для выполнения работы.
3. Построить расчетно-технологическую карту обработки заданной детали по выделенному контуру.
4. Произвести расчет координат опорных точек на контуре детали.
5. На основе полученных значений координат опорных точек на контуре детали аналитически определить координаты опорных точек на эквидистанте.
6. Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.
В качестве вариантов заданий для выполнения данной лабораторной работы предлагаются эскизы обрабатываемых деталей (рис. 1.11 – 1.15), на которых выделен красным цветом обрабатываемый контур. Размеры указанных деталей для различных вариантов задания представлены в табл. 1.2 – 1.6.
Обработка должна быть произведена путем однократного прохода инструментом по контуру детали. При этом наружный и внутренний контуры детали обрабатываются разными инструментами, то есть обработка осуществляется за два перехода.
Плоские детали должны быть обработаны на фрезерном станке с помощью концевых фрез. Радиусы концевых фрез принять меньше, чем радиусы обрабатываемых ими элементов контура. Детали типа тел вращения обрабатываются на токарном станке с помощью контурных резцов. Радиусы скругления при вершине контурных резцов принять равными 0,1 – 0,5 мм.
Величины недоходов и перебегов режущих инструментов принять равными 1 – 5 мм.
Рис. 1.11. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 1, 6, 11, 16, 21
Таблица 1.2
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 1, 6, 11, 16, 21
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | |||||
| L3 | |||||
| R1 | |||||
| R2 | |||||
| R3 | |||||
| R4 | |||||
| В1 | |||||
| В2 | |||||
| H | |||||
| 40º | 45º | 40º | 45º | 40º |
Рис. 1.12. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 2, 7, 12, 17, 22
Таблица 1.3
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 2, 7, 12, 17, 22
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | |||||
| L3 | |||||
| L4 | |||||
| R1 | |||||
| R2 | |||||
| R3 | |||||
| D1 | |||||
| D2 | |||||
| D3 | |||||
| D4 | |||||
| c | |||||
| 12º | 14º | 12º | 15º | 15º |
Рис. 1.13. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 3, 8, 13, 18, 23
Таблица 1.4
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 3, 8, 13, 18, 23
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | 23.5 | 15.5 | |||
| L3 | 21.5 | ||||
| L4 | |||||
| R1 | |||||
| R2 | |||||
| R3 | |||||
| R4 | |||||
| R5 | |||||
| В1 | 18.5 | 25.5 | 17.5 | ||
| В2 | 19.5 | ||||
| H |
Рис. 1.14. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 4, 9, 14, 19, 24
Таблица 1.5
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 4, 9, 14, 19, 24
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | |||||
| L3 | |||||
| L4 | |||||
| R1 | |||||
| R2 | |||||
| R3 | |||||
| D1 | |||||
| D2 | |||||
| D3 | |||||
| D4 | |||||
| c | |||||
| 25º | 22º | 30º | 30º | 25º |
Рис. 1.15. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 5, 10, 15, 20, 25
Таблица 1.6
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 5, 10, 15, 20, 25
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | |||||
| L3 | |||||
| L4 | |||||
| R1 | 6.5 | ||||
| R2 | |||||
| R3 | |||||
| R4 | 5.5 | 3.5 | |||
| В1 | 8.5 | ||||
| В2 | |||||
| В3 | 11.5 | ||||
| H |
1.4. Контрольные вопросы
1. Каково назначение системы координат станка?
2. Что представляет собой стандартная система координат станков с ЧПУ?
3. Каково назначение системы координат детали?
4. Для чего предназначена система координат инструмента?
5. Что такое исходная точка и руководствуясь чем выбирают ее положение при обработке на станках с ЧПУ?
6. Что представляет собой траектория движения инструмента (для положения какой точки задается и из каких элементов состоит)?
7. Что такое опорная точка траектории инструмента, и какие выделяют виды опорных точек?
8. Какие используются способы задания положения опорных точек?
9. Что такое эквидистанта, и каким образом координаты опорных точек на ней при использовании расчетно-аналитического метода?
10. Какие используются способы соединения геометрических элементов эквидистанты, и в каких случаях?
2. Кодирование управляющей информации при контурной обработке детали на станке с ЧПУ
2.1. Цель и задачи работы
Цель работы – приобрести умение кодировать управляющую информацию с помощью буквенно-цифрового кода ISO-7 bit (G-кода) при обработке детали на станке с ЧПУ.
Основные задачи работы:
• освоить основные подготовительные и вспомогательные функции кода ISO-7 bit;
• приобрести умение программировать размерные перемещения;
• научиться программировать смену и коррекцию инструмента.
Работа рассчитана на 4 часа.
2.2. Основные теоретические сведения
2.2.1. Структура управляющей программы. Подго-товительные и вспомогательные функции
Структура управляющей программы.
Основным понятием при изучении программирования станков с ЧПУ является понятие управляющей программы.
Управляющая программа (УП) – совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка.
Основным языком программирования для большинства современных станков с ЧПУ является буквенно-цифровой код ISO-7bit, общие принципы которого изложены в стандартах ISO-6973 и DIN-66025.
УП в коде ISO можно разделить на кадры, которые в свою очередь состоят из слов.
Кадр управляющей программы – составная часть УП, вводимая и отрабатываемая как единое целое и содержащая не менее одной команды.
Как правило, кадр содержит геометрическую и технологическую информацию, необходимую для движения инструмента между соседними опорными точками.
Слово управляющей программы – составная часть кадра УП, содержащая основные данные о каком-либо параметре процесса обработки или другие данные по выполнению управления.
Слова УП состоят из букв, называемых адресами, а также из целых или дробных чисел, называемых содержанием (например, G91, A+30, X–120.5).
Как правило, слово УП определяет работу отдельных исполнительных органов (движение подачи, главное движение работа устройств автоматической смены инструмента).
Дробные числа записывают с десятичной точкой, причем незначащие нули целой и дробной части слова пропускают. Например, вместо Х010.500 можно записать Х10.5. Слова, описывающие перемещения могут иметь знак (+ или – ). При отсутствии знака перемещение считается положительным.
Большинство слов являются модальными, то есть они остаются в силе на протяжении нескольких кадров, пока значение слова не изменится или пока функция, представленная словом не будет выключена. Слова, которые действуют в одном кадре немодальны.
В любой УП можно выделить составные части, которые записываются в определенной последовательности, образуя структуру УП (рис. 2.1). В структуре УП можно выделить такие составные части, как служебная информация, начало программы, основная часть, конец программы.
Начало программы, состоит из символа % (начало программы) и символа LF или ПС (конец кадра), т. е. %LF. При использовании нескольких УП в памяти устройства ЧПУ между символами % и LF добавляют трехзначный номер УП (например, %012LF).
Рис. 2.1. Структура управляющей программы
Любая информация, записанная до символа %, не воспринимается устройством ЧПУ в качестве УП, но может отображаться на экране дисплея. В качестве такой информации часто записывают служебную информацию оператору или наладчику станка (общая характеристика программы, примечания по наладке станка и т. п.).
Основная часть УП представляет собой последовательность кадров, пронумерованных в порядке выполнения действий по обработке заготовки на станке с ЧПУ.
УП должна заканчиваться кадром с командой «конец программы» М02 или «конец информации» М30.
Подготовительные и вспомогательные функции.
Подготовительные функции (G-функции или G-коды) предназначены для задания режима работы системы ЧПУ и кодируются адресом G с номером функции.
Подготовительные функции по назначению разделяют на группы. В кадре УП не могут быть заданы две и более подготовительных функции, принадлежащих одной группе. Состав групп для определенной системы ЧПУ необходимо смотреть в инструкции по ее программированию.
Можно выделит следующие типовые группы подготовительных функций:
• G00…G03, G33 – команды, задающие быстрые и рабочие перемещения, нарезание резьбы;
• G17, G18, G19 – команды, определяющие выбор плоскостей интерполяции;
• G40, G41, G42 – команды коррекции размеров режущих инструментов;
• G80…G89 – стандартные технологические циклы обработки отверстий;
• G90, G91 – команды, задающие способ отсчета размерных перемещений;
• G94, G95 – команды, задающие единицы измерения скорости подачи;
• G96, G97 – команды, задающие единицы измерения скорости главного движения.
Подготовительные функции, которые могут быть записаны в одном кадре УП, называют конгруэнтными.
Некоторые подготовительные функции являются стандартными (их значения регламентируются стандартами, например, ГОСТ 20999 – 83) и для большинства систем ЧПУ имеет одинаковые значения. Другая часть относится к резервным функциям, значения которых задаются разработчиками конкретной системы ЧПУ.
Значения основных подготовительных функций, представлены в таблице П.3.
Функции G04 (выдержка времени в конце кадра), G09 (замедление в конце кадра), G92 (установка абсолютных накопителей положения) и некоторые другие действуют только в том кадре, в котором они записаны. Все остальные G-функции, один раз записанные, действуют постоянно до ввода следующей функции, принадлежащей к данной группе.
Вспомогательные функции (М-функции или М-коды) предназначены для задания команд, обеспечивающих управление средствами цикловой автоматики станка, и кодируются адресом М с номером функции.
Значения основных вспомогательных функций представлены в таблице П.4.
Отдельно стоит остановиться на функциях управления вращением шпинделя М03, М04, М05.
Функции М03, М04 задают вращение шпинделя соответственно по ходу часовой стрелки и против часовой стрелки, то есть включают вращение шпинделя в требуемом направлении. Фактическое направление вращения шпинделя следует смотреть с той стороны, в которую направлена ось Z (рис. 3.2).
Перед использованием функции М03 или М04 необходимо задать скорость вращения шпинделя (в об/мин или м/мин) с помощью функции главного движения S.
Выключение вращения шпинделя осуществляется функцией M05. При этом также может отключаться охлаждение.
Рис. 2.2. Определение направления вращения шпинделя при использовании функций М03 и М04
2.2.3. Программирование размерных перемещений. Смена и коррекция инструмента
Программирование размерных перемещений.
Слова «Размерные перемещения» предназначены для задания геометрической информации и записываются в кадре с использованием следующих адресов:
X, Y, Z (U, V, W или P, Q, R) – поступательные движения соответственно первого, второго и третьего рабочих органов вдоль одноименных осей стандартной системы координат станка с ЧПУ;
А, В, С – вращательные движения рабочих органов, несущих инструмент, соответственно вокруг осей X, Y, Z.
Содержание слов размерные перемещения соответствует либо координатам опорных точек относительно выбранной нулевой точки (при использовании G90 – абсолютные размеры), либо приращениям координат этих точек (при использовании G91 – размеры в приращениях).
Выделяют следующие основные виды размерных перемещений:
1). Быстрое позиционирование (перемещение в заданную точку с максимальной скоростью), задаваемое функцией G00 и имеющее следующий формат кадра:
N… G00 X… Y… Z… LF
Примеры записи кадров, в которых задано быстрое позиционирование в абсолютных размерах и приращениях, приведены на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Пример записи быстрого позиционирования в кадре УП
2). Линейная интерполяция (перемещение в заданную точку по прямой на рабочей подаче), кодируемая функцией G01. При данном виде размерного перемещения осуществляется обработка и должна быть указана скорость подачи.
Формат кадра при задании линейной интерполяции имеет следующий вид:
N… G01 … X… Y… Z… F… LF
3). Круговая интерполяция (перемещение в заданную точку по дуге окружности на рабочей подаче), задаваемая функциями G02 и G03 (обход дуги окружности соответственно по часовой и против часовой стрелки).
Для кодирования круговой интерполяции в кадре должны быть указаны следующие данные:
а). Плоскость интерполяции, задаваемая функциями G17, G18, G19, которые соответствуют координатным плоскостям XY, XZ, YZ (рис. 2.4).
Для ряда станков с ЧПУ (например, токарных) плоскость интерполяции задана по умолчанию и в кадре УП не записывается.
б). Координаты конечной точки интерполяции в абсолютных размерах или в приращениях.
в). Положение центра окружности, который задается параметрами I, J (для плоскости XY), I, K (для плоскости XZ), J, K (для плоскости YZ).
Рис. 2.4. Плоскости интерполяции и соответствующие им подготовительные функции
Параметры I, J, K можно рассматривать как координаты центра кривизны дуги относительно ее начальной точки соответственно вдоль осей X, Y, Z (рис. 2.5).
Формат кадров для круговой интерполяции в общем случае имеет вид:
N… G02 (G03) G17 … X… Y… I… J… LF
N… G02 (G03) G18 … X… Z… I… K… LF
N… G02 (G03) G19 … Y… Z… J… K… LF
Рис. 2.5. Нахождение значений параметров I, J, K при круговой интерполяции
Пример записи кадра, в котором задана круговая интерполяция, приведен на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Пример записи круговой интерполяции в кадре УП
Программирование смены и коррекции инструмента на вылет
Для указания действий, относящихся к определенному инструменту, используется слово "функция инструмента", кодируемое адресом Т. В качестве таких действий выступают смена инструмента и коррекция размеров инструмента.
Содержание слова "функция инструмента" может быть задано двузначным или четырехзначным целым числом. В первом случае содержание соответствует только номеру инструмента (при наличии кодирующего элемента на инструментальном блоке) или номеру его позиции в устройстве автоматической смены инструментов. Во втором случае первые две цифры соответствуют номеру инструмента, а вторые две – номеру корректора (группы коррекций) этого инструмента.
Способ программирования смены инструмента в сильной степени зависит от модели станка и устройства ЧПУ. Поэтому для правильного задания смены инструмента следует смотреть инструкцию по программированию конкретного станка с ЧПУ.
На практике наибольшее распространение получили два способа программирования смены инструмента, определяемые конструкцией устройства автоматической смены инструмента:
1) смена инструмента путем поворота револьверной головки, задаваемая одним кадром с номером нового инструмента:
N… T… LF
2) смена инструмента из инструментального магазина, задаваемая обычно двумя кадрами:
N… T… LF
N… М06 LF
Коррекция на вылет инструмента заключается в автоматическом пересчете координат центра инструмента в соответствии с его вылетом при смене одного инструмента на другой.
Под вылетом инструмента понимается расстояние от центра инструмента до нуля этого инструмента вдоль определенной координатной оси.
Коррекция инструмента на вылет, производимая сразу после смены инструмента, характеризуется сдвигом исходной точки (нуля программы) из центра старого инструмента в центр нового.
Пример 2.1. Разработка управляющей программы для контурной обработки детали на станке с ЧПУ.
Требуется написать управляющую программу для контурной обработки детали на токарном станке с ЧПУ. Обработка будет производиться двумя инструментами:
• контурный резец №2 (обработка наружного контура);
• контурный расточный резец №3 (обработка внутреннего контура).
Траектория обработки с указанием размеров детали показана на рис. 2.7. Найденные координаты опорных точек приведены в табл. 2.1.
Рис. 2.7. Расчетно-технологическая карта
Таблица 2.1
Координаты опорных точек траектории, мм
| № | X | Z | № | X | Z | № | X | Z |
| O1 | –50 | –48 | ||||||
| –48 | ||||||||
| –2 | O2 | |||||||
| –35 | ||||||||
| –40 | –28 | |||||||
| –40 | –36 | |||||||
| –50 | –36 |
Обработка будет осуществляться с использованием охлаждения (СОЖ) при постоянных режимах:
• частота вращения шпинделя – 800 об/мин;
• подача – 0.2 мм/об.
В области корректоров памяти УЧПУ должны быть заданы следующие значения:
| № | x, мм | z, мм |
| –18 | ||
| –4 |
Управляющая программа для контурной обработки заданной детали будет иметь следующий вид:
| %LF ;начало управляющей программы N5 G40 G90 G95 G97 LF ;строка безопасности ;(отмена коррекций, режим абсолютных размеров, ;подача в мм/об, главное движение в об/мин); N10 G00 X150 Z120 LF ;быстрое перемещение текущего ;инструмента в точку О2 для смены N15 T0202 LF ;замена текущего инструмента на ;инструмент №2 с вызовом корректора №2 N20 X109 Z2 LF ;перемещение инструмента на быстром ;ходу в точку 1 N25 S800 M04 M08 LF ;включение вращения шпинделя ;против часовой стрелки со скоростью 800 об/мин, ;включение охлаждения N30 G01 X105 Z-2 F0.2 LF ;рабочее перемещение по ;прямой в точку 2 на подаче 0.2 мм/об N35 Z-35 LF ;рабочее перемещение по прямой в точку 3 N40 G03 X95 Z-40 I-5 K0 LF LF ;рабочее перемещение по ;дуге окружности против часовой стрелки в точку 4 N45 G01 X86 LF ;рабочее перемещение по прямой в ;точку 5 N50 Z-50 LF ;рабочее перемещение по прямой в точку 6 N55 G00 X82 M09 LF ;быстрое перемещение в точку 7, ;отключение охлаждения N60 Z2 LF ;быстрое перемещение в точку 8 N65 X110 Z155 LF ;быстрое перемещение инструмента в ;исходную точку О1 N70 T0303 LF ;замена текущего инструмента на ;инструмент №3 с вызовом корректора №3 N75 X125 Z2 M08 LF ;быстрое перемещение в точку 9, ;включение охлаждения N80 G01 Z-28 LF ;рабочее перемещение по прямой в ;точку 10 N85 G02 X141 Z-36 I8 K0 LF ;рабочее перемещение по ;дуге окружности по ходу часовой стрелки в точку 11 N90 G01 X164 LF ;рабочее перемещение по прямой в ;точку 12 N95 Z-48 LF ;рабочее перемещение по прямой в точку 13 N100 G00 X168 M09 LF ;быстрое перемещение в точку 14, ; отключение охлаждения N105 Z2 LF ;быстрое перемещение в точку 15 N110 X110 Z155 LF ;быстрое перемещение инструмента в ;исходную точку О2 N115 M02 LF ;конец управляющей программы |
.
2.3. Порядок выполнения работы
Данная лабораторная работа предполагает выполнение следующих этапов:
1. Изучить методические указания к лабораторной работе.
2. На основе расчетно-технологической карты обработки заданной детали определить координаты опорных точек траектории инструмента.
3. Используя полученные значения координат опорных точек и возможности кода ISO-7bit, составить текст управляющей программы для обработки заданной детали. Программа должен быть снабжена комментариями к кадрам.
4. Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.
В качестве вариантов заданий для выполнения данной лабораторной работы предлагаются расчетно-технологические карты (рис. 2.8 – 2.12), в соответствии с которыми должны двигаться инструменты при контурной обработке заданных деталей.
Требуется определить координаты опорных точек, исходя из размеров обрабатываемых деталей (табл. 2.2 – 2.6), и написать текст управляющей программы в коде ISO-7bit с комментариями.
Радиус фрезы принять равным наименьшему радиусу элемента контура детали, который эта фреза обрабатывает. Радиус скругления при вершине токарного контурного резца принять равным нулю.
Обработка должна быть произведена с использованием охлаждения при постоянных скорости подачи и главного движения, которые выбрать из следующих диапазонов:
• скорость подачи 200 ÷ 300 мм/мин;
• скорость главного движения 400 ÷ 600 об/мин
Коррекция инструментов (№2 и 3) на вылет задана относительно инструмента №1 (нулевой инструмент).
Рис. 2.8. Расчетно-технологическая карта обработки детали для вариантов 1, 6, 11, 16, 21
Таблица 2.2
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 1, 6, 11, 16, 21
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | 14,5 | 16,5 | 13,5 | 10,5 | |
| L3 | 16,5 | 13,5 | |||
| D1 | |||||
| D2 | 33,5 | 39,5 | 30,5 | 25,5 | |
| D3 | 61,5 | 48,5 | 39,5 | ||
| D4 | |||||
| R1 | 4,5 | 5,5 | 4,5 | 3,5 | |
| R2 | 9,5 | 11,2 | 8,5 | 7,5 | |
| x2 | |||||
| z2 | |||||
| x3 | |||||
| z3 |
Рис. 2.9. Расчетно-технологическая карта обработки детали для вариантов 2, 7, 12, 17, 22
Таблица 2.3
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 2, 7, 12, 17, 22
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | |||||
| L2 | 112,5 | 131,5 | 103,5 | 84,5 | |
| L3 | |||||
| L4 | 16,5 | 19,5 | 15,5 | 12,5 | |
| R1 | 27,5 | 22,5 | |||
| R2 | 13,5 | 15,5 | 9,9 | ||
| R3 | 9,5 | 11,5 | 8,5 | 7,5 | |
| R4 | 7,5 | 8,5 | 6,5 | 5,5 | |
| z2 | |||||
| z3 |
Рис. 2.10. Расчетно-технологическая карта обработки детали для вариантов 3, 8, 13, 18, 23
Таблица 2.4
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 3, 8, 13, 18, 23
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | 13,5 | 16,5 | |||
| L2 | |||||
| L3 | 14,5 | 17,5 | 19,5 | 22,5 | |
| D1 | |||||
| D2 | 28,5 | 35,5 | 38,5 | 44,5 | |
| D3 | |||||
| R1 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | ||
| R2 | 4,5 | 5,5 | |||
| R3 | 7,5 | 8,5 | 9,5 | ||
| x2 | |||||
| z2 | |||||
| x3 | |||||
| z3 |
Рис. 2.11. Расчетно-технологическая карта обработки детали для вариантов 4, 9, 14, 19, 24
Таблица 2.5
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 4, 9, 14, 19, 24
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | 99,5 | 74,5 | 91,5 | ||
| L2 | |||||
| L3 | 9,5 | 11,5 | 7,5 | 8,5 | |
| L4 | |||||
| R1 | 22,5 | 26,5 | |||
| R2 | 8,5 | 6,5 | 7,5 | ||
| R3 | 4,5 | 5,5 | 3,5 | 4,5 | |
| R4 | 7,5 | 8,5 | 5,5 | 6,5 | |
| z2 | |||||
| z3 |
Рис. 2.12. Расчетно-технологическая карта обработки детали для вариантов 5, 10, 15, 20, 25
Таблица 2.6
Размеры обрабатываемой детали для вариантов 5, 10, 15, 20, 25
| Размер, мм | Вариант | ||||
| L1 | 80,5 | 88,5 | 103,5 | 82,5 | |
| L2 | |||||
| L3 | 29,5 | 39,5 | 46,5 | 36,5 | |
| D1 | |||||
| D2 | |||||
| D3 | 61,5 | 74,5 | |||
| D4 | 81,5 | 95,5 | |||
| R1 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 3,5 | |
| R2 | 6,5 | 8,5 | 9,8 | 7,5 | |
| x2 | |||||
| z2 | |||||
| x3 | |||||
| z3 |
2.4. Контрольные вопросы
1. Что такое управляющая программа, из каких основных частей она состоит?
2. Что понимают под кадром управляющей программы, какого рода информацию он содержит?
3. Каков формат кадра управляющей программы в общем случае?
4. Что такое слово управляющей программы, из каких символов оно состоит?
5. Каково назначение подготовительных функций и как они записываются в коде ISO?
6. Для чего нужны вспомогательные функции и как они записываются в коде ISO?
7. Какими функциями осуществляется включение вращения шпинделя и как производится выбор этих функций в зависимости от направления вращения?
8. Какими адресами кодируются скорость главного движения и скорость подачи и как в программе задаются единицы их измерения?
9. Что такое линейная интерполяция и каков ее формат кадра?
10. Что называют круговой интерполяцией и каков ее формат кадра?
11. Что представляют собой значения параметров I, J, K при задании круговой интерполяции?
12. Для чего необходима коррекция инструмента на вылет и в чем она заключается?
3. Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы
3.1. Цель и задачи работы
Цель работы – приобрести умение осуществлять подготовку управляющих программ для станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы.
Основные задачи работы:
• ;
• ;
• .
Работа рассчитана на 4 часа.
3.2. Основные теоретические сведения