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 – yC)2 + (x – xC)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