Disene el programa correcto de piezas de mecanizado NC
El programa de mecanizado CNC ideal no solo debe garantizar que se procesen piezas de trabajo calificadas que se ajusten al dibujo, sino que también debe permitir que las funciones de la máquina herramienta CNC se apliquen de manera razonable y se utilicen plenamente. La máquina herramienta CNC es un equipo de automatización de alta eficiencia. Su eficiencia es de 2 a 3 veces mayor que la de las máquinas herramienta ordinarias. Por lo tanto, para aprovechar al máximo esta característica de las máquinas herramienta CNC, es necesario dominar su rendimiento, características y métodos operativos. Al mismo tiempo, el plan de mecanizado debe determinarse correctamente antes de programar.
Debido a la diferencia en la escala de producción, el plan de procesamiento para la misma pieza es diferente. Según las condiciones específicas, se debe seleccionar un plan de proceso económico y razonable.
(1) División de procedimientos de procesamiento
El procesamiento de piezas en máquinas herramienta CNC puede estar más concentrado en el proceso, y todos los procesos deben completarse tanto como sea posible en una configuración. En comparación con el procesamiento ordinario de la máquina herramienta, la división de los procedimientos de procesamiento tiene sus propias características y existen dos principios de uso común para la división de procedimientos.
1. El principio de garantizar la precisión
El procesamiento de control numérico requiere que el proceso se concentre tanto como sea posible y, a menudo, el desbaste y el acabado se completan en una sola sujeción. Para reducir la influencia de la deformación térmica y la deformación de la fuerza de corte en la forma, la precisión de la posición, la precisión dimensional y la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo, el mecanizado de desbaste y acabado debe realizarse por separado. Para las piezas del eje o del disco, primero se realizará el mecanizado en bruto, dejando un pequeño margen para el acabado para garantizar los requisitos de calidad de la superficie. Al mismo tiempo, para algunas piezas de trabajo de caja, para garantizar la precisión de mecanizado de los orificios, primero se debe procesar la superficie y luego se deben procesar los orificios.
2. Principios para mejorar la eficiencia de la producción.
En el mecanizado CNC, para reducir el número de cambios de herramienta y ahorrar tiempo de cambio de herramienta, después de que se hayan completado todas las piezas a procesar con la misma herramienta, se debe utilizar otra herramienta para procesar otras piezas. Al mismo tiempo, se debe minimizar la carrera en vacío Cuando se procesan varias partes de la pieza de trabajo con la misma herramienta, se debe utilizar la ruta más corta para llegar a cada parte de procesamiento.
En la práctica, el proceso de mecanizado CNC debe considerarse de manera integral de acuerdo con las características estructurales y los requisitos técnicos de piezas específicas.
(2) Determinación de la ruta de procesamiento
Para este tipo de ruta de procesamiento, el grosor de torneado es el mismo para torneado desbastado, pero el espesor de torneado es diferente para torneado fino; Al mismo tiempo, la trayectoria de corte de la herramienta es la más corta.
De acuerdo con la ruta de corte oblicua similar en la Figura 2-1b, también es necesario calcular la distancia final de la herramienta S durante el torneado de desbaste, que también se puede calcular a partir de triángulos similares:
Según esta ruta de procesamiento, la distancia de corte de la herramienta es relativamente corta.
De acuerdo con la ruta de procesamiento de la línea oblicua en la Figura 2-1c, solo se determina cada vez la cantidad de herramienta trasera ap, en lugar de calcular la distancia final de la herramienta, la programación es conveniente. Sin embargo, el grosor de cada corte cambia y la trayectoria de corte de la herramienta es más larga.
2. Análisis de la ruta de mecanizado del arco de torneado
Utilice el comando G02 (o G03) para girar el arco. Si el arco se procesa girando una vez, la cantidad de cuchillo es demasiado grande y es fácil golpear el cuchillo. Por lo tanto, en el giro real de arcos, se requiere multi-corte, y una gran cantidad de exceso se elimina en primer lugar, y luego se gira el arco requerido.
A continuación se describen las rutas de mecanizado habituales de los arcos de torneado.
La Figura 2-2 muestra la ruta de corte escalonada del arco de giro. Es decir, el primer torneado desbastado se realiza en escalones y el arco se corta con el corte final. En este método, después de que se determina el espesor de torneado ap, la distancia final de la herramienta S de torneado desbastado debe calcularse con precisión, es decir, se calcula el punto de intersección del arco y la línea recta. En este método, la distancia del movimiento de corte de la herramienta es más corta, pero el cálculo numérico es más complicado.
La Figura 2-3 muestra la ruta de corte del arco concéntrico del arco de giro. Es decir, girando con círculos de diferentes radios y finalmente procesando el arco requerido. Este método permite determinar fácilmente las coordenadas del punto inicial y final del arco de 90 ° después de determinar la cantidad ap de cada herramienta El cálculo numérico es simple y la programación es conveniente, por lo que se usa con frecuencia. Pero cuando se procesa de acuerdo con la Figura 2-3b, el tiempo de carrera inactiva es mayor.
La Figura 2-4 muestra la ruta de corte del método de cono giratorio para arcos giratorios. Es decir, primero girando un cono y luego girando el arco. Pero debe tenerse en cuenta que si la determinación del punto de inicio y el punto final del giro del cono no es buena, la superficie del cono puede dañarse o el margen puede quedar demasiado grande. El método de determinación se muestra en la Figura 2-4.Conecte OC para intersecar el arco en D y haga la tangente AB del arco a través del punto D.
De la relación geométrica CD = OC-OD = -R = 0.414R, este es el margen de corte máximo al girar el cono, es decir, al girar el cono, la ruta de procesamiento no puede exceder la línea AB. Según la relación que se muestra en la figura, se puede obtener AC = BC = 0.586R, de modo que se pueden determinar el punto de inicio y el punto final del cono. Cuando R no es demasiado grande, se puede tomar AC = BC = 0.5R. El cálculo numérico de este método es complicado y la trayectoria de corte de la herramienta es corta.
3. Análisis de la distancia de alimentación axial al girar el hilo
Al girar la rosca, el avance de la herramienta a lo largo de la dirección de la rosca debe mantener una relación de velocidad estricta con la rotación del eje de la pieza. Teniendo en cuenta que la herramienta alcanza la velocidad de avance especificada desde el estado detenido o cae desde la velocidad de avance especificada a cero, el sistema de accionamiento debe tener un proceso de transición. La longitud de la ruta de procesamiento a lo largo del avance axial, además de garantizar la longitud de la rosca, también debe aumentar la distancia de entrada de la herramienta de δ1 (2 ～ 5 mm) y la distancia de corte de la herramienta de δ2 (1 ～ 2 mm), como se muestra en la Figura 2-5. Esto asegura que al cortar roscas, la herramienta entrará en contacto con la pieza de trabajo después de que se complete el aumento de velocidad, y la herramienta desacelerará después de dejar la pieza de trabajo.
4. Análisis de la ruta de procesamiento de fresado de contorno
Para contornos de fresado continuo, especialmente al procesar arcos, preste atención a la disposición del corte hacia adentro y hacia afuera de la herramienta, y trate de evitar el procesamiento repetido en la unión, de lo contrario, habrá marcas obvias de fresado límite. Como se muestra en la Figura 2-6, cuando utilice la interpolación circular para fresar un círculo exterior, coloque la fresa para que entre en el proceso de fresado circunferencial desde la dirección tangencial. Una vez procesado todo el círculo, no retraiga la herramienta directamente en el punto tangente, sino deje que la herramienta se mueva una cierta distancia. Es mejor seguir la dirección tangencial para evitar la colisión entre la herramienta y la superficie de la pieza de trabajo cuando se cancela la compensación de la herramienta, lo que hace que la pieza de trabajo se deseche. Al fresar arcos internos, también debe observarse el principio de cortar desde la dirección tangencial, y los arcos de transición deben disponerse para cortar y cortar, como se muestra en la Figura 3-7. Si la herramienta comienza desde el origen de la coordenada de la pieza, su ruta de procesamiento es 1 → 2 → 3 → 4 → 5, para mejorar la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie interior del agujero.
5. Análisis de la ruta de mecanizado de agujeros con alta precisión de posición
Para el mecanizado de agujeros que requiere una alta precisión en la precisión de la posición, se debe prestar especial atención a la disposición de la secuencia de procesamiento del agujero. Una disposición inadecuada puede provocar un juego a lo largo del eje de coordenadas y afectar directamente la precisión de la posición. Como se muestra en la Figura 2-8, la Figura a es un dibujo de la pieza Hay dos rutas de mecanizado para seis orificios del mismo tamaño procesados en esta pieza. Al mecanizar de acuerdo con la ruta que se muestra en la figura b, la dirección de posicionamiento de los agujeros 5 y 6 es opuesta a la de los agujeros 1, 2, 3 y 4. La holgura inversa en la dirección Y aumentará el error de posicionamiento y afectará la precisión de la posición de los agujeros 5 y 6 y otros agujeros. De acuerdo con la ruta que se muestra en la Figura c, después de procesar 4 agujeros, suba una distancia hasta el punto P y luego vuelva a procesar 5 y 6 agujeros. De esta manera, la dirección es consistente, lo que puede evitar la introducción de juego y mejorar la precisión de la posición de los agujeros 5 y 6 y otros agujeros.
6. Análisis de la ruta de procesamiento de la superficie de fresado.
Al fresar una superficie curva, se utiliza comúnmente una cuchilla con punta de bola para procesar con el "método de corte de alambre". El llamado método de corte de alambre significa que la trayectoria tangente de la herramienta y el contorno de la pieza es línea por línea, y la distancia entre las líneas se determina de acuerdo con los requisitos de precisión de mecanizado de la pieza. Para el mecanizado de superficies con límites abiertos, se pueden utilizar dos rutas de mecanizado. Como se muestra en la Figura 2-9, para palas de motor grandes, cuando se utiliza el esquema de procesamiento de la Figura 2-9a. Cada vez que se procesa a lo largo de una línea recta, el cálculo del punto de posición de la herramienta es simple, el programa es reducido, el proceso de procesamiento se ajusta a la formación de la superficie reglada y la rectitud del bus se puede garantizar con precisión. Cuando se utiliza el plan de procesamiento que se muestra en la Figura 2-9b, los datos de este tipo de pieza están de acuerdo con la información proporcionada para facilitar la inspección después del procesamiento. La precisión de la forma del impulsor es alta, pero existen muchos procedimientos. Debido a que el límite de la parte de la superficie está abierto, no existen otras restricciones de superficie, por lo que el límite de la superficie se puede extender y la cuchilla con punta esférica debe comenzar a procesarse desde fuera del límite.
Lo anterior ha analizado las rutas de procesamiento comúnmente utilizadas en el mecanizado CNC a través de varios ejemplos. En la producción real, la determinación de la ruta de procesamiento debe basarse en las características estructurales específicas de las piezas, la consideración integral y el uso flexible. Los principios generales para determinar la ruta de procesamiento son: Bajo la condición de asegurar la precisión del mecanizado y la calidad superficial de las piezas, acorte el recorrido de mecanizado tanto como sea posible para mejorar la productividad.
Debido a la diferencia en la escala de producción, el plan de procesamiento para la misma pieza es diferente. Según las condiciones específicas, se debe seleccionar un plan de proceso económico y razonable.
(1) División de procedimientos de procesamiento
El procesamiento de piezas en máquinas herramienta CNC puede estar más concentrado en el proceso, y todos los procesos deben completarse tanto como sea posible en una configuración. En comparación con el procesamiento ordinario de la máquina herramienta, la división de los procedimientos de procesamiento tiene sus propias características y existen dos principios de uso común para la división de procedimientos.
1. El principio de garantizar la precisión
El procesamiento de control numérico requiere que el proceso se concentre tanto como sea posible y, a menudo, el desbaste y el acabado se completan en una sola sujeción. Para reducir la influencia de la deformación térmica y la deformación de la fuerza de corte en la forma, la precisión de la posición, la precisión dimensional y la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo, el mecanizado de desbaste y acabado debe realizarse por separado. Para las piezas del eje o del disco, primero se realizará el mecanizado en bruto, dejando un pequeño margen para el acabado para garantizar los requisitos de calidad de la superficie. Al mismo tiempo, para algunas piezas de trabajo de caja, para garantizar la precisión de mecanizado de los orificios, primero se debe procesar la superficie y luego se deben procesar los orificios.
2. Principios para mejorar la eficiencia de la producción.
En el mecanizado CNC, para reducir el número de cambios de herramienta y ahorrar tiempo de cambio de herramienta, después de que se hayan completado todas las piezas a procesar con la misma herramienta, se debe utilizar otra herramienta para procesar otras piezas. Al mismo tiempo, se debe minimizar la carrera en vacío Cuando se procesan varias partes de la pieza de trabajo con la misma herramienta, se debe utilizar la ruta más corta para llegar a cada parte de procesamiento.
En la práctica, el proceso de mecanizado CNC debe considerarse de manera integral de acuerdo con las características estructurales y los requisitos técnicos de piezas específicas.
(2) Determinación de la ruta de procesamiento
En el mecanizado CNC, la trayectoria del movimiento y la dirección de la herramienta (estrictamente hablando, el punto de posición de la herramienta) en relación con la pieza de trabajo se denomina ruta de mecanizado. Es decir, la ruta que recorre la herramienta desde el punto de ajuste de la herramienta hasta el final del programa de procesamiento, incluida la ruta del procesamiento de corte y las carreras inactivas sin corte, como la introducción y el retorno de la herramienta. La determinación de la ruta de procesamiento debe garantizar primero la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las piezas procesadas y, en segundo lugar, considerar el cálculo numérico simple, la ruta de herramienta más corta posible y la alta eficiencia.
Los siguientes ejemplos analizan las rutas de mecanizado más utilizadas al mecanizar piezas con máquinas herramienta CNC.
1. Análisis de ruta de mecanizado para torneado de cono
Para girar el cono exterior en el torno CNC, suponiendo que el diámetro mayor del cono es D, el diámetro menor es d, y la longitud del cono es L, la ruta de mecanizado del cono de giro se muestra en la Figura 2-1 .
De acuerdo con la ruta de corte escalonada de la Figura 2-1a, torneado desbastado de dos cortes y torneado fino de un último corte; La distancia final de la herramienta S para torneado de desbaste de dos cortes debe calcularse con precisión, que puede tener triángulos similares:
Los siguientes ejemplos analizan las rutas de mecanizado más utilizadas al mecanizar piezas con máquinas herramienta CNC.
1. Análisis de ruta de mecanizado para torneado de cono
Para girar el cono exterior en el torno CNC, suponiendo que el diámetro mayor del cono es D, el diámetro menor es d, y la longitud del cono es L, la ruta de mecanizado del cono de giro se muestra en la Figura 2-1 .
De acuerdo con la ruta de corte escalonada de la Figura 2-1a, torneado desbastado de dos cortes y torneado fino de un último corte; La distancia final de la herramienta S para torneado de desbaste de dos cortes debe calcularse con precisión, que puede tener triángulos similares:
Para este tipo de ruta de procesamiento, el grosor de torneado es el mismo para torneado desbastado, pero el espesor de torneado es diferente para torneado fino; Al mismo tiempo, la trayectoria de corte de la herramienta es la más corta.
De acuerdo con la ruta de corte oblicua similar en la Figura 2-1b, también es necesario calcular la distancia final de la herramienta S durante el torneado de desbaste, que también se puede calcular a partir de triángulos similares:
Según esta ruta de procesamiento, la distancia de corte de la herramienta es relativamente corta.
De acuerdo con la ruta de procesamiento de la línea oblicua en la Figura 2-1c, solo se determina cada vez la cantidad de herramienta trasera ap, en lugar de calcular la distancia final de la herramienta, la programación es conveniente. Sin embargo, el grosor de cada corte cambia y la trayectoria de corte de la herramienta es más larga.
2. Análisis de la ruta de mecanizado del arco de torneado
Utilice el comando G02 (o G03) para girar el arco. Si el arco se procesa girando una vez, la cantidad de cuchillo es demasiado grande y es fácil golpear el cuchillo. Por lo tanto, en el giro real de arcos, se requiere multi-corte, y una gran cantidad de exceso se elimina en primer lugar, y luego se gira el arco requerido.
A continuación se describen las rutas de mecanizado habituales de los arcos de torneado.
La Figura 2-2 muestra la ruta de corte escalonada del arco de giro. Es decir, el primer torneado desbastado se realiza en escalones y el arco se corta con el corte final. En este método, después de que se determina el espesor de torneado ap, la distancia final de la herramienta S de torneado desbastado debe calcularse con precisión, es decir, se calcula el punto de intersección del arco y la línea recta. En este método, la distancia del movimiento de corte de la herramienta es más corta, pero el cálculo numérico es más complicado.
La Figura 2-3 muestra la ruta de corte del arco concéntrico del arco de giro. Es decir, girando con círculos de diferentes radios y finalmente procesando el arco requerido. Este método permite determinar fácilmente las coordenadas del punto inicial y final del arco de 90 ° después de determinar la cantidad ap de cada herramienta El cálculo numérico es simple y la programación es conveniente, por lo que se usa con frecuencia. Pero cuando se procesa de acuerdo con la Figura 2-3b, el tiempo de carrera inactiva es mayor.
La Figura 2-4 muestra la ruta de corte del método de cono giratorio para arcos giratorios. Es decir, primero girando un cono y luego girando el arco. Pero debe tenerse en cuenta que si la determinación del punto de inicio y el punto final del giro del cono no es buena, la superficie del cono puede dañarse o el margen puede quedar demasiado grande. El método de determinación se muestra en la Figura 2-4.Conecte OC para intersecar el arco en D y haga la tangente AB del arco a través del punto D.
De la relación geométrica CD = OC-OD = -R = 0.414R, este es el margen de corte máximo al girar el cono, es decir, al girar el cono, la ruta de procesamiento no puede exceder la línea AB. Según la relación que se muestra en la figura, se puede obtener AC = BC = 0.586R, de modo que se pueden determinar el punto de inicio y el punto final del cono. Cuando R no es demasiado grande, se puede tomar AC = BC = 0.5R. El cálculo numérico de este método es complicado y la trayectoria de corte de la herramienta es corta.
3. Análisis de la distancia de alimentación axial al girar el hilo
Al girar la rosca, el avance de la herramienta a lo largo de la dirección de la rosca debe mantener una relación de velocidad estricta con la rotación del eje de la pieza. Teniendo en cuenta que la herramienta alcanza la velocidad de avance especificada desde el estado detenido o cae desde la velocidad de avance especificada a cero, el sistema de accionamiento debe tener un proceso de transición. La longitud de la ruta de procesamiento a lo largo del avance axial, además de garantizar la longitud de la rosca, también debe aumentar la distancia de entrada de la herramienta de δ1 (2 ～ 5 mm) y la distancia de corte de la herramienta de δ2 (1 ～ 2 mm), como se muestra en la Figura 2-5. Esto asegura que al cortar roscas, la herramienta entrará en contacto con la pieza de trabajo después de que se complete el aumento de velocidad, y la herramienta desacelerará después de dejar la pieza de trabajo.
4. Análisis de la ruta de procesamiento de fresado de contorno
Para contornos de fresado continuo, especialmente al procesar arcos, preste atención a la disposición del corte hacia adentro y hacia afuera de la herramienta, y trate de evitar el procesamiento repetido en la unión, de lo contrario, habrá marcas obvias de fresado límite. Como se muestra en la Figura 2-6, cuando utilice la interpolación circular para fresar un círculo exterior, coloque la fresa para que entre en el proceso de fresado circunferencial desde la dirección tangencial. Una vez procesado todo el círculo, no retraiga la herramienta directamente en el punto tangente, sino deje que la herramienta se mueva una cierta distancia. Es mejor seguir la dirección tangencial para evitar la colisión entre la herramienta y la superficie de la pieza de trabajo cuando se cancela la compensación de la herramienta, lo que hace que la pieza de trabajo se deseche. Al fresar arcos internos, también debe observarse el principio de cortar desde la dirección tangencial, y los arcos de transición deben disponerse para cortar y cortar, como se muestra en la Figura 3-7. Si la herramienta comienza desde el origen de la coordenada de la pieza, su ruta de procesamiento es 1 → 2 → 3 → 4 → 5, para mejorar la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie interior del agujero.
5. Análisis de la ruta de mecanizado de agujeros con alta precisión de posición
Para el mecanizado de agujeros que requiere una alta precisión en la precisión de la posición, se debe prestar especial atención a la disposición de la secuencia de procesamiento del agujero. Una disposición inadecuada puede provocar un juego a lo largo del eje de coordenadas y afectar directamente la precisión de la posición. Como se muestra en la Figura 2-8, la Figura a es un dibujo de la pieza Hay dos rutas de mecanizado para seis orificios del mismo tamaño procesados en esta pieza. Al mecanizar de acuerdo con la ruta que se muestra en la figura b, la dirección de posicionamiento de los agujeros 5 y 6 es opuesta a la de los agujeros 1, 2, 3 y 4. La holgura inversa en la dirección Y aumentará el error de posicionamiento y afectará la precisión de la posición de los agujeros 5 y 6 y otros agujeros. De acuerdo con la ruta que se muestra en la Figura c, después de procesar 4 agujeros, suba una distancia hasta el punto P y luego vuelva a procesar 5 y 6 agujeros. De esta manera, la dirección es consistente, lo que puede evitar la introducción de juego y mejorar la precisión de la posición de los agujeros 5 y 6 y otros agujeros.
6. Análisis de la ruta de procesamiento de la superficie de fresado.
Al fresar una superficie curva, se utiliza comúnmente una cuchilla con punta de bola para procesar con el "método de corte de alambre". El llamado método de corte de alambre significa que la trayectoria tangente de la herramienta y el contorno de la pieza es línea por línea, y la distancia entre las líneas se determina de acuerdo con los requisitos de precisión de mecanizado de la pieza. Para el mecanizado de superficies con límites abiertos, se pueden utilizar dos rutas de mecanizado. Como se muestra en la Figura 2-9, para palas de motor grandes, cuando se utiliza el esquema de procesamiento de la Figura 2-9a. Cada vez que se procesa a lo largo de una línea recta, el cálculo del punto de posición de la herramienta es simple, el programa es reducido, el proceso de procesamiento se ajusta a la formación de la superficie reglada y la rectitud del bus se puede garantizar con precisión. Cuando se utiliza el plan de procesamiento que se muestra en la Figura 2-9b, los datos de este tipo de pieza están de acuerdo con la información proporcionada para facilitar la inspección después del procesamiento. La precisión de la forma del impulsor es alta, pero existen muchos procedimientos. Debido a que el límite de la parte de la superficie está abierto, no existen otras restricciones de superficie, por lo que el límite de la superficie se puede extender y la cuchilla con punta esférica debe comenzar a procesarse desde fuera del límite.
Lo anterior ha analizado las rutas de procesamiento comúnmente utilizadas en el mecanizado CNC a través de varios ejemplos. En la producción real, la determinación de la ruta de procesamiento debe basarse en las características estructurales específicas de las piezas, la consideración integral y el uso flexible. Los principios generales para determinar la ruta de procesamiento son: Bajo la condición de asegurar la precisión del mecanizado y la calidad superficial de las piezas, acorte el recorrido de mecanizado tanto como sea posible para mejorar la productividad.
