Особенности программирования обработки для станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы

 

Программирование для станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы в общем случае сводится к кодированию следующих действий:

1) позиционирование инструмента от одной опорной точки (центра отверстия) к другой;

2) запуск циклов обработки отверстий, когда инструмент, располагается над требуемой точкой;

3) замена инструмента и коррекция его длины.

Для упрощения программирования сверлильных и расточных переходов используют постоянные циклы обработки отверстий, которые в общем случае включают в себя следующие действия:

1) быстрое перемещение вдоль оси Z из начальной точки цикла до точки начала рабочей подачи (точки возврата);

2) однократный рабочий ход вдоль оси Z на заданную глубину отверстия, либо поэтапное заглубление инструмента с периодическим выводом его из отверстия (в конце рабочего хода может присутствовать задержка);

3) вывод инструмента из обрабатываемого отверстия на быстром или рабочем ходу в точку возврата или начальную точку цикла (может быть произведен реверс вращения шпинделя).

Функции G81 (сверление и центрование) и G82 (сверление с паузой в конце рабочего хода) задают циклы сверления с однократным проходом (рис. 5.2). При этом G81 обычно применяется при сверлении сквозных отверстий, а G82 – глухих отверстий (пауза позволяет более качественно очистить дно отверстия).

Кадр, в котором задается цикл сверления с однократным проходом, имеет следующий вид:

N… G81 (G82) X… Y… Z… P… R… K… F… LF

где параметр P задает время задержки в конце рабочего хода в микросекундах (игнорируется при использовании G81); параметр K определяет количество циклов сверления в одном месте (по молчанию K имеет значение 1; при записи K0 данные о цикле вводятся в память системы ЧПУ, но сам цикл не выполняется).

 

 

Рис. 5.2. Циклы сверления с однократным проходом: а) цикл G81; б) цикл G82

 

Функция G83 задает цикл глубокого сверления, при котором обработка сопровождается многократным выводом инструмента из отверстия для удаления стружки.

Кадр, в котором задается цикл глубокого сверления, имеет следующий вид:

N… G83 X… Y… Z… Q… R… K… F… LF

где параметр Q определяет приращение глубины сверления за один проход (рис. 5.3).

 

 

Рис. 5.3. Цикл глубокого сверления G83

 

Функция G84 задает цикл нарезания резьбы метчиком, при котором по достижении заданной глубины осуществляется реверс рабочей подачи и вращения шпинделя.

Кадр, в котором задается цикл нарезания резьбы метчиком, имеет следующий вид:

N… G84 X… Y… Z… R… K… F… LF

Функция G85 (растачивание или развертывание) задает самый простой цикл растачивания без задержки в конце рабочего хода (рис. 5.4). Кадр, в котором программируется цикл растачивания G85, записывается следующим образом:

N… G85 X… Y… Z… R… K… F… LF

 

 

Рис. 5.4. Цикл простого растачивания (развертывания) G85

 

Функция G87 (растачивание) задает цикл растачивания с радиальным смещением расточной оправки для ввода инструмента в отверстие на быстром ходу и применяется для растачивания отверстий на обратной подаче (рис. 5.5). Данный цикл предполагает следующие действия:

1) быстрое перемещение расточной оправки в начальную точку цикла и ее радиальное смещение на величину q относительно оси отверстия;

2) быстрое перемещение расточной оправки в точку возврата (координата r) и ее радиальное смещение на величину q до совмещения с осью отверстия;

3) рабочий ход в точку с координатой z с остановкой подачи в конце рабочего хода на время p;

4) остановка вращения шпинделя и отвод расточной оправки от обрабатываемой поверхности в радиальном направлении на величину q;

5) быстрое перемещение расточной оправки вдоль оси Z в начальную точку (по умолчанию) или в точку возврата;

6) совмещение оси вращения шпинделя с ось отверстия.

 

 

Рис. 5.5. Цикл растачивания с радиальным смещением, задаваемый функцией G87

 

Кадр, в котором программируется цикл растачивания, задаваемый функцией G87, имеет следующий вид:

N… G87 X… Y… Z… Q… R… K… F… LF

где параметр Q определяет значение q радиального смещения расточной оправки (рис. 5.5).

Для стержневых и расточных инструментов, применяемых для обработки отверстий, требуется указать только коррекцию на длину инструмента без указания коррекции на диаметр.

Для станков сверлильно-расточной группы задание коррекции на длину инструмента производится функцией G43 (G44), если инструмент короче (длиннее) запрограммированного. При этом в корректор заносится абсолютная разность z между расчетной z0 и действительной z1 координатой центра инструмента. Отсюда кадр УП, в котором задается коррекция на длину инструмента, будет иметь следующий вид:

N… G43 (G44) Z… T… LF

Слово H00 или функция G49 используются для отмены коррекции на длину инструмента.

 

 

3.3. 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). На основе конфигурации отверстий в детали (рис. 5.6 – 5.10), их размеров и точности (табл. 5.1 – 5.5) составить последовательность технологических переходов для обработки каждого отверстия. Для одинаковых отверстий составить одну последовательность.

4). Для разнотипных переходов произвести выбор режущих инструментов и построить схемы обработки отверстий.

5). Составить общую для всех отверстий последовательность технологических переходов

5). Построить расчетно-технологическую карту для данной операции.

6). На основе полученных данных составить текст управляющей программы

7). Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.

 

 


Индивидуальные варианты заданий

 

Режимы обработки необходимо произвольно выбрать из следующих диапазонов: подача 440÷560 мм/мин, скорость вращения шпинделя 35÷50 м/мин. При программировании обработки отверстий, расположенных под углом к плоскостям детали, размерные перемещения следует задавать в полярной системе координат.

 

 

Рис. 5.6. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 1, 6, 11, 16, 21

 

Таблица 5.1

Размеры обрабатываемых деталей для вариантов 1, 6, 11, 16, 21

 

Размер Вариант
L1
L2
L3
L4
L5
L6
D1
D2
D3
D4 11Н7 9Н7 12Н7 10Н8 8Н7
D5 9М 6М 7М 8М 6М
H1
H2
H3
H4
H5
R1
R2
с1
1 20 22 25 21 23
2 25 20 25 24 23

 

 

Рис. 5.7. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 2, 7, 12, 17, 22

 

Таблица 5.2

Размеры обрабатываемых деталей для вариантов 2, 7, 12, 17, 22

 

Размер Вариант
L1
L2
L3
L4
L5
D1
D2
D3
D4 15Н7 13Н8 14Н7 16Н8 12Н7
D5 7М 9М 10М 8М 9М
H1
H2
H3
R1
R2
с1
1 20 18 22 24 20
2 18 22 25 25 20

 

 

Рис. 5.8. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 3, 8, 13, 18, 23

 

Таблица 5.3

Размеры обрабатываемых деталей для вариантов 3, 8, 13, 18, 23

 

Размер Вариант
L1
L2
L3
L4
L5
D1
D2
D3
D4 15Н7 17Н8 14Н7 13Н7 16Н8
D5 13М 10М 12М 13М 10М
H1
H2
H3
H4
R1
R2
с1
1 24 25 23 24 27
2 26 25 23 27 29

 

 

Рис. 5.9. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 4, 9, 14, 19, 24

 

Таблица 5.4

Размеры обрабатываемых деталей для вариантов 4, 9, 14, 19, 24

 

Размер Вариант
L1
L2
L3
L4
L5
D1
D2
D3
D4 15Н7 13Н8 12Н7 14Н7 11Н7
D5 10М 7М 8М 10М 9М
H1
H2
H3
R1
R2
с1
1 28 30 25 27 28
2 25 30 29 28 29

 

 

Рис. 5.10. Эскиз обрабатываемой детали для вариантов 5, 10, 15, 20, 25

 

 


Таблица 5.5

Размеры обрабатываемых деталей для вариантов 5, 10, 15, 20, 25

 

Размер Вариант
L1
L2
L3
L4
L5
L6
D1
D2
D3
D4 18Н7 19Н10 15Н7 20Н8 16Н7
D5 17М 13М 16М 14М 13М
H1
H2
H3
H4
H5
H6
R1
R2
с1
1 30 25 20 30 32
2 32 22 22 30 28

 

3.4. Контрольные вопросы

 

1. Каковы основные технологические особенности обработки отверстий на станках с ЧПУ?

2. Что относится к основным и дополнительным элементам отверстий?

3. В чем заключаются отличия параллельного и последовательного способов обхода инструментами однотипных отверстий?

4. Какими функциями кодируются ускоренные перемещения при сверлильно-расточной обработке?

6. Из каких действий состоит постоянный цикл обработки отверстия?

7. Какими функциями задаются постоянные циклы обработки отверстий?

8. Какими командами производится вызов и отмена коррекции инструмента на вылет при программировании обработки на сверлильно-расточных станках с ЧПУ?

 

 


РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

 

Печатные издания.

1. Босинзон М.А. Современные системы ЧПУ и их эксплуатация / М.А. Босинзон; под ред. Б.И. Черпакова. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 192 с.

2. Бунаков П.Ю. Технологическая подготовка производства в САПР. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 208 с.

3. Ловыгин А.А., Теверовский Л.В. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM-система. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 280 с.

4. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: курс лекций. – М.: ДМК Пресс, 2014. – 192 с.

5. Серебреницкий П.П. Программирование автоматизированного оборудования: учебник для вузов: В 2 ч. Ч. 1. / П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе. – М.: Дрофа, 2008. – 576 с.

6. Серебреницкий П.П. Программирование автоматизированного оборудования: учебник для вузов: В 2 ч. Ч. 2. / П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе. – М.: Дрофа, 2008. – 301 с.

7. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления: Учеб. пособие. – М.: Логос, 2005. – 296 с.

8. Устройство ЧПУ NC-110, NC-200, NC-210. Руководство оператора. – СПб.: Балт-Систем, 2004. – 150 с.

 

Интернет-ресурсы.

1. .

2. .

 


ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

П.1. Формулы для определения координат опорных точек траектории

 

Таблица П.1

Уравнения и формулы для расчета координат опорных точек на контуре детали

 

№ Расчетная схема Уравнения и формулы
y = k1x + b1 y = k2x + b2 k1 = tg 1, k2 = tg 2.
y = kx + b; (у – yC)2 + (x – xC)2 = R2; k = tg .
хА = xC1 ± R sin ; yА = yC1 ± R cos .
хА = xC1 ± R1·sin(+); yА = yC1 ± R1·cos(+); хВ = xC2 ± R2·sin(+); yВ = yC2 ± R2·cos(+); = arctg (уC2 – yC1)/ (xC2 – xC1); = arcsin (R2 – R1)/[(уC2 – yC1)2 + (xC2 – xC1)2]1/2.
(у – yC1)2 + (x – xC1)2 = R12 (у – yC2)2 + (x – xC2)2 = R22
хА = xC1 ± R cos ; yА = yC1 ± R sin ; = arctg (уC2 – yC1)/ (xC2 – xC1).

 

Таблица П.2

Формулы для расчета координат опорных точек на эквидистанте

 

№ Расчетная схема Формулы
х1 = xА + Rи·sin 1; y1 = yА + Rи·cos 1; х2 = xА + Rи·sin 2; y2 = yА + Rи·cos 2.
х1 и y1 определяются аналогично схеме 1 х2 = xА + Rи·(xC – xA)/R; y2 = yА + Rи·(yC – yA)/R.
х1 = xА + Rи·(xA – xC1)/R1; y1 = yА + Rи·(yA – yC1)/R1; х2 = xА + Rи·(xC2 – xA)/R2; y2 = yА + Rи·(yC2 – yA)/R2.

 

 

П.2. Основные подготовительные и вспомогательные функции

 

Таблица П.3

Значения основных подготовительных функций

 

Код функции Наименование Значение
G00 Быстрое позиционирование Перемещение на быстром ходу в заданную точку
G01 Линейная интерполяция Рабочее перемещение в заданную точку по прямой
G02, G03 Круговая интерполяция Рабочее перемещение в заданную точку по дуге окружности в направлении часовой стрелки (G02) и против часовой стрелки (G03)
G04 Выдержка времени, заданная в кадре  
G09 Замедление в конце кадра  
G17, G18, G19 Выбор плоскости Использование в качестве рабочей плоскости соответственно XY, XZ, YZ
G33 Нарезание резьбы  
G40 Отмена коррекции на радиус  
G41, G42 Вызов коррекции на радиус  
G80 Отмена постоянных циклов  
G81 Цикл сверления  
G82 Цикл растачивания  
G83 Цикл глубокого сверления  
G84 Цикл нарезания резьбы метчиком  
G85 Цикл рассверливания  
G86 Цикл развертывания  
G90 Абсолютный размер Отсчет перемещений относительно выбранной нулевой точки
G91 Размер в приращениях Отсчет перемещения относительно предыдущей запрограммированной точки
G94, G95 Единица скорости подачи Скорость подачи соответственно в мм/мин и в мм/об
G96, G97 Единица скорости главного движения Скорость главного движения соответственно в м/мин и в об/мин

 

Таблица П.4

Значения основных вспомогательных функций

 

Код функции Наименование Значение
М00 Программируемый останов Останов без потери информации по окончании обработки соответствующего кадра. После выполнения команд происходит останов шпинделя, охлаждения, подачи. Работа по программе возобновляется нажатием кнопки «пуск» пульта системы ЧПУ
М02 Конец программы Указывает на завершение отработки УП и приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения после выполнения всех команд в кадре. Используется для приведения в исходное состояние УЧПУ и (или) исполнительных органов станка
М03 Вращение шпинделя по часовой стрелке Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный в шпинделе, входит в заготовку
М04 Вращение шпинделя против часовой стрелки Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный вшпинделе, выходит из заготовки
М05 Останов шпинделя Остановка шпинделя наиболее эффективным способом. Выключение охлаждения
М06 Смена инструмента Команда на смену инструмента. Может отключать шпиндель и охлаждение
М07 Включение охлаждения № 2 Включение вспомогательного охлаждения (например, масляным туманом)
М08 Включение охлаждения № 1 Включение основного охлаждения (например, жидкостью)
М09 Отключение охлаждения Отменяет команды М07 и М08
М30 Конец информации Приводит к останову шпинделя, подачи и выключению охлаждения. Используется для установки в исходное состояние УЧПУ и (или) исполнительных органов станка. Установка в исходное положение УЧПУ включает в себя перемотку перфоленты до символа % (начало программы)

 

 

П.3. Режущие инструменты для токарной обработки

 

Таблица П.6

Режущие инструменты

№ Наименование Эскиз Обозначение Размеры, мм
L B R
Резец проходной ГОСТ 18880-73 2103-0003 0.4
2103-0007 0.4
2103-0009 0.7
Резец контурный ГОСТ 20872-80 2101-0601 0.5
Резец расточный проходной ГОСТ 18880-73 2141-0002 19.5 0.4
2141-0004 20.5 0.4
2141-0005 20.5 0.4
Резец расточный контурный ГОСТ 18880-73 2141-0555 19.5 0.5
Резец для угловых канавок ТУ 2-035-588-77 — —
Резец расточный для угловых канавок ТУ 2-035-588-77 — —
Резец прорезной ТУ 2-035-588-77 — —
Резец прорезной расточный ТУ 2-035-588-77 — —
Резец для торцевых канавок ТУ 2-035-588-77 — —
Резец резьбовой для наружной резьбы ГОСТ 18885-73 2660-0003 —
Резец резьбовой для внутренней резьбы ГОСТ 18885-73 2662-0005 —

 

 

П.3. Выбор последовательности переходов для обработки отверстия

 

Таблица П.7

Типовые переходы для крепежных отверстий

 

Переходы Квалитет
Н7 Н8 – Н10 Н11 Н12 Н13 Н14
при диаметре, мм
до 10 10–15 15–30 до 15 15–30 до 15 15–30 до 15 15–30 до 15 15–30 до 16 16–24
Центрование + + + + + + +
Сверление + + + + + + + + + + + + +
Рассверливание + + + + + +
Зенкерование + + + +
Цекование + +
Зенкование + + + + + + + + + + + + +
Развертывание предварительное + + +
Развертывание окончательное + + + + +

 

 

П.4. Режущие инструменты для обработки отверстий

 

Сверло спиральное из быстрорежущей стали c цилиндрическим хвостовиком для станков с ЧПУ ОСТ 2 И20-1-80

  №   Обозначение Размеры
Диаметр сверла, d мм Длина сверла, L мм Длина рабочей части, l мм
5,50
6,20
7,20
7,50
8,20
9,80
10,20
10,80
11,80
12,20
12,70
12,80
13,80
14,25
14,75
15,25
15,75
16,25
16,75
17,75
18,25
18,75
19,25

 

 

Зенкер, оснащенный пластинами из твердого сплава c цилиндрическим хвостовиком ОСТ 2-И22-1-80

  №   Обозначение Размеры
Диаметр инструмента, d мм Общая длина, L мм Длина рабочей части, l мм
  10,25
  10,60
  11,25
  12,25
  13,25
  14,25
  15,60
  15,70
  16,20
  16,70
  17,20
  18,70
  19,70

 

Развертка машинная с пластинами из твердого сплава ОСТ 2-И26-1-74

 

  №   Обозначение Размеры
Диаметр инструмента, D мм Общая длина, L мм Длина рабочей части, l мм
7,70
8,70
10,60
11,70
12,70
13,70
14,70
15,60
16,70
17,70
19,70

 

Метчик для нарезания метрической резьбы ОСТ 2-И52-1-80

 

 

  №   Обозначение Размеры
Номинальный диаметр резьбы, D мм   Шаг, Р L l l1 d1
1391-0006 1,0 4,5
1391-0006 1,0 4,5
1391-0006 1,25 7,1
1391-0006 1,25 7,1
1391-0006 1,5 8,0
1391-0006 1,5 8,0
1391-0006 2,0 9,0
1391-0006 2,0 10,0
1391-0006 2,0 12,5
1391-0006 2,0 12,5

 

Зенковка цилиндрическая с пластинами из твердого сплава

ОСТ И2-2-80.

 

 

 

  №   Обозначение Размеры
D мм L l
1751-0004
1751-0004
1751-0004
1751-0004
1751-0004
1751-0004

 

Цековка с цилиндрическим хвостовиком

DIN 373 NWCa

 

 

  №   Обозначение Размеры
D D1 d L l l1 l2 z
0641-262-011001 5.3 35.5
0641-262-011001 5.9 35.5
0641-262-011001 6.5 35.5
0641-262-011001 7.6 35.5
0641-262-011001 8.4 12.5
0641-262-011001 9.1 12.5
0641-262-011001 9.8 12.5
0641-262-011001 10.5 12.5
0641-262-011001 11.2 12.5