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 G 81 (сверление и центрование) и G 82 (сверление с паузой в конце рабочего хода) задают циклы сверления с однократным проходом (рис. 5.2). При этом G 81 обычно применяется при сверлении сквозных отверстий, а G 82 – 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 G 81); параметр K определяет количество циклов сверления в одном месте (по молчанию K имеет значение 1; при записи K 0 данные о цикле вводятся в память системы ЧПУ, но сам цикл не выполняется).

Рис. 5.2. Циклы сверления с однократным проходом: а) цикл G 81; б) цикл G 82

Функция G 83 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 G 83

Функция G 84 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 G 85 (растачивание или развертывание) задает самый простой цикл растачивания без задержки в конце рабочего хода (рис. 5.4). Кадр, в котором программируется цикл растачивания G 85, записывается следующим образом:

N… G85 X… Y… Z… R… K… F… LF

Рис. 5.4. Цикл простого растачивания (развертывания) G 85

Функция G 87 (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 G 87

Кадр, в котором программируется цикл растачивания, задаваемый функцией G 87, 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 G 43 (G 44), если инструмент короче (длиннее) запрограммированного. При этом в корректор заносится абсолютная разность Δ z между расчетной z ₀ и действительной z ₁ координатой центра инструмента. Отсюда кадр УП, в котором задается коррекция на длину инструмента, будет иметь следующий вид:

N… G43 (G44) Z… T… LF

Слово H 00 или функция G 49 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

L ₁
L ₂
L ₃
L ₄
L ₅
L ₆
D ₁
D ₂
D ₃
D ₄	11Н7	9Н7	12Н7	10Н8	8Н7
D ₅	9М	6М	7М	8М	6М
H ₁
H ₂
H ₃
H ₄
H ₅
R ₁
R ₂
с ₁
φ ₁	20˚	22˚	25˚	21˚	23˚
φ 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

L ₁
L ₂
L ₃
L ₄
L ₅
D ₁
D ₂
D ₃
D ₄	15Н7	13Н8	14Н7	16Н8	12Н7
D ₅	7М	9М	10М	8М	9М
H ₁
H ₂
H ₃
R ₁
R ₂
с ₁
φ ₁	20˚	18˚	22˚	24˚	20˚
φ 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

L ₁
L ₂
L ₃
L ₄
L ₅
D ₁
D ₂
D ₃
D ₄	15Н7	17Н8	14Н7	13Н7	16Н8
D ₅	13М	10М	12М	13М	10М
H ₁
H ₂
H ₃
H ₄
R ₁
R ₂
с ₁
φ ₁	24˚	25˚	23˚	24˚	27˚
φ 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

L ₁
L ₂
L ₃
L ₄
L ₅
D ₁
D ₂
D ₃
D ₄	15Н7	13Н8	12Н7	14Н7	11Н7
D ₅	10М	7М	8М	10М	9М
H ₁
H ₂
H ₃
R ₁
R ₂
с ₁
φ ₁	28˚	30˚	25˚	27˚	28˚
φ 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

L ₁
L ₂
L ₃
L ₄
L ₅
L ₆
D ₁
D ₂
D ₃
D ₄	18Н7	19Н10	15Н7	20Н8	16Н7
D ₅	17М	13М	16М	14М	13М
H ₁
H ₂
H ₃
H ₄
H ₅
H ₆
R ₁
R ₂
с ₁
φ ₁	30˚	25˚	20˚	30˚	32˚
φ 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 = k ₁ x + b ₁ y = k ₂ x + b ₂ k ₁ = tg α ₁, k ₂= tg α ₂.
		y = kx + b; (у – y_C)² + (x – x_C)² = R ²; k = tg α.
		х _А = x _C1 ± R sin α; y _А = y _C1 ± R cos α.
		х _А = x _C1 ± R ₁·sin(α + φ); y _А = y _C1 ± R ₁·cos(α + φ); х _В = x _C2 ± R ₂·sin(α + φ); y _В = y _C2 ± R ₂·cos(α + φ); α = arctg (у _C2 – y _C1)/ (x _C2 – x _C1); φ = arcsin (R ₂ – R ₁)/[(у _C2 – y _C1)² + (x _C2 – x _C1)²]^1/2.
		(у – y _C₁)² + (x – x _C₁)² = R ₁² (у – y _C₂)² + (x – x _C₂)² = R ₂²
		х _А = x _C1 ± R cos α; y _А = y _C1 ± R sin α; α = arctg (у _C2 – y _C1)/ (x _C2 – x _C1).

Таблица П.2

Формулы для расчета координат опорных точек на эквидистанте

№	Расчетная схема	Формулы
		х ₁ = x _А + R _и·sin α ₁; y ₁ = y _А + R _и·cos α ₁; х ₂ = x _А + R _и·sin α ₂; y ₂ = y _А + R _и·cos α ₂.
		х ₁ и y ₁ определяются аналогично схеме 1 х ₂ = x _А + R _и·(x _C – x _A)/ R; y ₂ = y _А + R _и·(y _C – y _A)/ R.
		х ₁ = x _А + R _и·(x _A – x _C₁)/ R ₁; y ₁ = y _А + R _и·(y _A – y _C1)/ R ₁; х ₂ = x _А + R _и·(x _C₂ – x _A)/ R ₂; y ₂ = y _А + R _и·(y _C2 – y _A)/ R ₂.

П.2. Основные подготовительные и вспомогательные функции

Таблица П.3

Значения основных подготовительных функций

Код функции	Наименование	Значение
G 00	Быстрое позиционирование	Перемещение на быстром ходу в заданную точку
G 01	Линейная интерполяция	Рабочее перемещение в заданную точку по прямой
G 02, G 03	Круговая интерполяция	Рабочее перемещение в заданную точку по дуге окружности в направлении часовой стрелки (G02) и против часовой стрелки (G03)
G 04	Выдержка времени, заданная в кадре
G 09	Замедление в конце кадра
G 17, G 18, G 19	Выбор плоскости	Использование в качестве рабочей плоскости соответственно XY, XZ, YZ
G 33	Нарезание резьбы
G 40	Отмена коррекции на радиус
G 41, G 42	Вызов коррекции на радиус
G 80	Отмена постоянных циклов
G 81	Цикл сверления
G 82	Цикл растачивания
G 83	Цикл глубокого сверления
G 84	Цикл нарезания резьбы метчиком
G 85	Цикл рассверливания
G 86	Цикл развертывания
G 90	Абсолютный размер	Отсчет перемещений относительно выбранной нулевой точки
G 91	Размер в приращениях	Отсчет перемещения относительно предыдущей запрограммированной точки
G 94, G 95	Единица скорости подачи	Скорость подачи соответственно в мм/мин и в мм/об
G 96, G 97	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
М 00	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
М 02	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
М 03	Вращение шпинделя по часовой стрелке	Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный в шпинделе, входит в заготовку
М 04	Вращение шпинделя против часовой стрелки	Включает шпиндель в направлении, при котором винт с правой нарезкой, закрепленный вшпинделе, выходит из заготовки
М 05	Останов шпинделя	Остановка шпинделя наиболее эффективным способом. Выключение охлаждения
М 06	Смена инструмента	Команда на смену инструмента. Может отключать шпиндель и охлаждение
М 07	Включение охлаждения № 2	Включение вспомогательного охлаждения (например, масляным туманом)
М 08	Включение охлаждения № 1	Включение основного охлаждения (например, жидкостью)
М 09	Отключение охлаждения	Отменяет команды М 07 и М 08
М 30	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