Меню

Инструмент и настройка для обработки



Настройка режущего инструмента обрабатывающего центра

Настройка режущего инструмента, такая как траектория движения задаются относительно его программной точки Рi. В качестве программной точки инструмента может быть выбрана его вершина, как для сверл, либо центр закругления, как для сферических фрез, либо точка пересечения торца с осью вращения, как для концевых и дисковых фрез (рис. 1). Система ЧПУ воспринимает все перемещения инструментов относительно фиксированной точки, расположенной в основании шпинделя обрабатывающего центра. Эта точка называется базовой точкой станка Fi.

Рис. 1. Расположение программных точек инструментов

Комбинированная обработка деталей на обрабатывающем центре осуществляется последовательно несколькими инструментами, обозначаемыми в управляющей программе кодированными номерами: T1,T2,…,Ti. Номер каждого инструмента Ti соответствуют его позиции в инструментальном магазине. Закрепленные в шпинделе инструменты имеют различные величины вылета L ,L ,…L : от базовой точки Fi до программной точки инструмента Рi (рис. 2). Величины L1,L2,…Li чаще всего определяются в снаряженном состоянии инструментов на специальных измерительных устройствах. Эти устройства могут быть выполнены в виде отдельных приборов либо встроены в станок.

Рис. 2. Определение корректора длины инструментов; выход инструментов в исходную точку управляющей программы

При отсутствии измерительных устройств настройка режущего инструмента, задействованного в операции, может производиться непосредственно по обрабатываемой детали. С этой целью на детали выполняется специальная плоскость. Желательно, чтобы она соответствовала технологической базе, от которой отсчитываются выполняемые размеры. Далее производится последовательное касание этой плоскости всеми задействованными инструментами T1,T2,…,Ti. Полученные координаты программных точек Рi по оси движения шпинделя Z являются расчетными значениями величин вылета этих инструментов L1,L2,…Li.

Величины вылета Li и диаметра Di инструментов, задействованных в операции, вносятся в соответствующие параметрические ячейки системы ЧПУ станка, которые сведены в таблицу параметров инструментов. В примере приведена таблица параметров четырех инструментов, изображенных на рис.2, при емкости инструментального магазина 12 позиций (табл.1). В таблице также предусмотрены ячейки для внесения уточняющих поправок на отклонения измеренных значений вылета δLi и диаметра δDi инструментов. Эти отклонения могут быть вызваны погрешностью измерений и износом инструментов; они уточняются в процессе наладки и проведения операции. Расстояние от базовой точки станка Fi до его программной точки Рi, обозначаемое L’i, называют корректором длины инструмента. Величина корректора при настройке режущего инструмента определяется по формуле

При автоматической работе станка по командному кадру управляющей программы М6_Тi осуществляется вызов очередного инструмента; далее производится приближение шпинделя к детали. В командный кадр, задающий это приближение, вносится функция G43…Hi, осуществляющая считывание величины корректора длины инструмента L’i из таблицы параметров инструментов. При проведении операций точка Рi двигается по заданному контуру обработки. При этом точка Fi перемещается со смещением относительно точки Рi вдоль оси Z на величину L’i.

Константа Z0i, задающая смещение нулевой точки системы координат детали Xi-Yi-Zi относительно нулевой точки системы координат станка Xс-Yс-Zс, обычно определяется путем касания плоскости заготовки одним из режущих инструментов при настройке, который принимается как образцовый. Эту плоскость называют настроечной базой. Она, по возможности, должна совпадать с технологической базой, от которой задан отсчет большинства размеров детали по оси Z. Величина константы Z0i рассчитывается по формуле

где L’I – корректор длины образцового инструмента.

Вас может заинтересовать

Axis FZ1

Гарантия, доставка, лизинг, трейд-ин, рассрочка

Портально фрезерный станок с ЧПУ

1 650 000 руб.

Axis FZ3

Бесплатная доставка, рассрочка 0 %, гарантия

Портально фрезерный станок с ЧПУ

4 560 000 руб.

Axis FZ6

Пуско-наладка, обучение, трейд-ин, рассрочка 0%

Источник

Режущий инструмент

Выбор режущего инструмента

Его следует начинать с анализа шероховатости поверхностей детали, которая задана на чертеже. В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. В табл. 1 приведена зависимость шероховатости поверхности от различных методов обработки.

Немаловажное значение для обработки имеет выбор материала инструмента. При его выборе следует руководствоваться рекомендациями табл. 2. Для тонких (отделочных) методов обработки материалов с высокими скоростями резания (свыше 500 м/мин) рекомендуется применение сверхтвердых инструментальных материалов.

Читайте также:  Kerio connect настройка spf

Наиболее распространенными среди них являются материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Шероховатость поверхности при механических методах обработки

Методы обработки Параметры шероховатости
Rz Ra
80 40 20 2.5 1.25 0.63 0.32 0.16
Обтачивание черновое
чистовое
тонкое
Растачивание черновое
чистовое
тонкое
Торцовое точение черновое
чистовое
тонкое
Сверление
Зенкерование черновое
чистовое
Развёртывание черновое
чистовое
тонкое
Цилиндрическое фрезерование черновое
чистовое
тонкое
Торцовое фрезерование черновое
чистовое
тонкое

Примечание. Заполнение в ячейках таблицы показывает, каким методом обработки достигается требуемая шероховатость.

Источник

Предварительная настройка инструмента

Те из вас, кто посещал производственные цеха ведущих западных промышленных фирм, наверняка обращали внимание на выделенные участки предварительной настройки инструмента. Это оборудование достаточно часто можно увидеть и на наших предприятиях. Можно даже считать его ординарным и стандартным (правда, по данным статистики, только 35% всех промышленных предприятий мира используют эту технологию, а в России эта цифра, скорее всего, на порядок меньше).

В последнее время с появлением и повсеместным внедрением (пока на западе, но, думается, что скоро и в России) идеологии ToolManagment (Инструментального менеджмента) системам предварительной настройки инструмента (Presetter — англ., Einstellgeraete — нем.) предназначен, в первую очередь, для измерения размерных параметров инструмента для последующего занесения этих параметров в область корректоров системы ЧПУ. Параллельная задача настройка регулируемого инструмента на конкретные размеры по диаметру и вылету. Еще одно назначение прибора — измерение радиального и торцевого биения режущих кромок инструмента для последующей юстировки.
Какие же основные факторы вам надо учитывать, сравнивая прибор для размерной настройки с традиционным способом настройки инструмента?
Первый резон — естественно, деньги. В конечном счете именно они (дополнительно заработанные, сэкономленные или потерянные) определяют эффективность того или иного инженерного решения. Конечно, такие приборы стоят денег. Примитивные приборы можно делать самостоятельно, применяя только купленные индикаторы часового типа. По западным оценкам, себестоимость такого прибора будет в пределах 400-500 долларов. Но, естественно, он будет иметь ограниченные возможности, а качество таких приборов будет сильно варьироваться от предприятия к предприятию. Простые приборы промышленного производства имеют цену в пределах 2-5 тысяч долларов. Приборы с проекционным экраном — 5-10 тысяч. Наиболее интеллектуальные, современные, автоматические приборы, оснащенные видеокамерой, со специальным математическим обеспечением и т. д. иногда доходят по своей цене и до 30 тысяч долларов. С затратами понятно, а где экономия?
Проведем эксперимент. Пусть нам необходимо осуществить в среднем замену 20 инструментов в смену. Цифра не кажется чересчур завышенной. Экономия времени при настройке инструмента вне станка пусть составляет 3 минуты. Это тоже кажется весьма разумной величиной. Таким образом, мы имеем 60 минут экономии времени в одну смену. А это уже больше 12% фонда рабочего времени. Можно оспаривать конкретные цифры, каждый имеет свой опыт, но не согласиться с тем, что затраты времени весьма значительны, нельзя. Конечно, оговоримся, что эти расчеты интересны только тем менеджерам, которые уже научились считать стоимость станкочаса и, соответственно, потерь от простоев.
Что еще дают комплексы предварительной настройки инструмента кроме сокращения времени? Безусловно, это повышение точности. Наиболее качественные приборы позволяют вести настройку на микронном уровне. Это дает возможность получать готовые детали с «первой попытки», без пробных пусков, и, естественно, снижать долю брака. Интеллектуальные системы с соответствующим матобеспечением отслеживают и другие необходимые данные. Так, они позволяют не только получить истинные размеры инструмента, но и проверить, проходят ли они для данной операции. Не задевает ли, например, патрон приспособление, если вылет сверла недостаточен. Стоит ли говорить, что такие функции способны предотвратить крайне нежелательные коллизии при пробных пусках. С опытом также можно найти и зависимость между повышенным вылетом инструмента и выходом из поля допуска (превышения шероховатости и т. д.). Разумеется, что подобные системы обязаны иметь посадочное место инструмента, максимально приближенное к шпинделю станка. Чем выше это приближение, тем меньше на результате обработки будет сказываться разница в установке инструмента в прибор и в шпиндель станка.
Следующая возможность — контроль износа. Такой функцией обладают те из приборов, которые используют видеонаблюдение за режущей кромкой. Понятно, что они способны показать и позволяют измерить величину износа кромки с достаточно высокой точностью. Это дает возможность оператору своевременно принять решение о замене инструмента (пластины и т. д.). Альтернативой в данном случае может служить: или опыт оператора (зависящий от его квалификации, методики оплаты, принятой на предприятии, — что ему выгоднее, добивать инструмент или работать на максимальной производительности новым и т. д.); или график принудительной смены инструмента. Но этот график, во-первых, разрабатывается, как правило, оператором, во-вторых, при его разработке необходим период испытаний, в-третьих, каждый конкретный инструмент имеет некоторый разброс по стойкости. Это вынуждает составлять график таким образом, чтобы каждый конкретный образец (даже с минимальной стойкостью) был сменен до наступления катастрофического износа. Вследствие этого почти все инструменты не вырабатывают полностью свой ресурс. Не стоит забывать и такую дополнительную функцию, как входящий контроль инструмента. Особенно актуальным это может быть для новых специальных инструментов, при переходе на нового поставщика, после заточки, наконец.
Контроль износа инструмента дает также возможность косвенно оценить качество (в части соответствия размерных параметров указанным допускам) изготовляемого изделия. Например, если сверло не изношено по ленточкам, можно с высокой степенью уверенности констатировать, что диаметр отверстия не меньше минимального допустимого. В любом случае такой метод применим для контроля поверхностей, обозначенных на чертеже как «Обеспечивается инструментом». Для поверхностей, измерение которых крайне затруднено и возможно, например, только на координатно-измерительной машине, эта функция прибора для настройки позволяет иногда осуществлять выборочный контроль изделий.
Есть еще некоторые дополнительные функции, которыми «нагружают» устройства предварительной настройки инструмента в эпоху ToolManagment. Некоторые системы способны выдавать инструкции по сборке инструмента, определяя спецификацию всех запасных частей и приспособлений, необходимых для сборки. Инструкции по порядку сборки, моментам затяжки винтов и т. д. При наличии соответствующей связи возможна обработка этой спецификации на складе или, даже, размещение заказа у поставщика необходимых элементов. Конечно, на образцовых капиталистических предприятиях все данные, полученные при измерении инструмента, передаются на станки через компьютерные интерфейсы, и программа корректируется автоматически. Но вернемся из «прекрасного далека» в наши будни. Современные приборы настройки дают широкий диапазон возможностей для передачи данных на станки. Самый простой, примитивный способ — распечатка протокола измерений. Соответственно, после ее получения оператор должен вручную ввести корректоры в систему ЧПУ станка. Но даже здесь могут быть приятные мелочи. Например, можно приобрести специальные бирки с отверстием, соответствующим тому или иному конусу оправки. Данные на каждый инструмент распечатываются на соответствующую бирку, который надевается на инструмент. Это, по крайней мере, снижает вероятность ошибки оператора при вводе корректоров в УЧПУ. Следующим и, возможно, наиболее распространенным способом передачи данных является их трансляция в файл персонального компьютера с последующей передачей в систему ЧПУ станка. Эта передача может осуществляться всеми известными способами: через дискету, через последовательный интерфейс RS232 и даже через перфоленту. Отдельно можно сказать о записи данных об инструменте на чип (перезаписываемую микросхему памяти), располагаемый в оправке. При установке в шпиндель станка соответствующий датчик считывает данные с этого чипа и вводит коррекцию в систему ЧПУ. Такой способ передачи данных также снижает вероятность ошибки, вызванной действиями оператора.

Читайте также:  Настройка карбюратора на холодный запуск

Разобрав коротко основные преимущества, которые дает использование приборов предварительной настройки, попробуем указать их основные конструктивные особенности и недостатки, если они есть.
Конструктивно можно разделить все системы настройки на контактные и оптические. Системы настройки инструмента, не рассматриваемые в контексте данной статьи, также попадают под эту классификацию. Так, традиционная настройка (касание инструментом поверхности детали) можно отнести к контактным системам, а лазерные системы (работающие на установленном инструменте и, соответственно, учитывающие еще и биение шпинделя) к оптическим.
Контактные системы могут оснащаться как цифровыми, так и аналоговыми устройствами фиксации результатов измерений. Оптические системы различают по способу показа режущей кромки. Они оснащаются либо микроскопами, либо проекторами, либо видеокамерами. Проекционные системы работают по принципу компаратора, т. е. дают возможность сравнить истинные размеры инструмента с идеальными. Некоторое преимущество имеют системы с видеонаблюдением, поскольку они дают возможность видеть непосредственно режущую кромку, а не ее тень. Это может быть особенно важно, например, при обработке алюминия, когда нарост не дает возможность объективно оценить состояние режущей кромки.
И еще коротко о возможных видах приборов предварительной настройки. Можно разделять их на ручные и автоматические (первые, естественно, дешевле, но у вторых минимизируется фактор операторской ошибки), машины могут иметь горизонтальную, вертикальную компоновку. Колона прибора может быть как стационарной, так и подвижной (второе исполнение важно для установки инструментов большого диаметра). Некоторые приборы имеют возможность предустановки токарных инструментов. Крепление инструмента в шпинделе прибора может осуществляться как под собственным весом (это, конечно, наиболее дешевый вариант, но, к сожалению, слабо имитирующий реальные условия установки инструмента в шпиндель станка), так и механическими или пневматическими устройствами. Конструкций шпиндельных узлов великое множество. Бывают изделия, напоминающие револьверную головку, где в каждой позиции устанавливается адаптер, соответствующий тому или иному хвостовку инструмента (SK, MAS ВТ, DIIM 2080, HSK, VDI, KM, Capto и т. д.) Более дешевый вариант — одношпиндельный. Здесь важно при заказе смотреть, какое исполнение стандартное у данного прибора, и в случае необходимости заказывать опции. Некоторые фирмы предлагают переходники с одной системы крепления инструмента на другие. Например, база SK50, а заказать можно переходники SK40, HSK63 и т. д.
Но каждая монета имеет две стороны. В чем же недостатки приборов предварительной настройки? Первый из них очевиден — это в любом случае дополнительные затраты, эффективность которых всегда необходимо доказывать. Кроме того, приборы по своей сути являются источниками дополнительных ошибок (или не обеспечивают исправление других ошибок). Рассмотрим основные из них, исходя из принципа: «Кто предупрежден, тот вооружен».
Даже если мы выбрали самый оснащенный прибор, достаточно полно имитирующий шпиндель станка, не надо забывать, что при степени точности конуса АТЗ допустимое биение, например, для 50 конуса — 0,0025 мм плюс биение инструмента на уровне 0,003 мм.
Калибровка прибора с оправками по АТ2 не позволяет, как правило, добиться точности, превышающей 0,0025 мм на длину и диаметр. Свою лепту вносит и станок — для «стандартного» станка ошибка может достигать 0,02 мм. 1/1 последнее — человеческий фактор. При ручных системах настройки принято считать, что человек способен привнести еще 5 микрон. Суммируя все это, мы получаем ошибку на уровне 0,07 мм, не считая особенностей инструмента и того, что при использовании одного прибора для нескольких станков надо учитывать особенности каждого станка*.
Еще одним фактором, привносящим ошибку, является температура. Производя измерение при комнатной температуре, мы заставляем инструмент работать внутри станка, где температура иногда приближается к 60°С. Этого достаточно, чтобы, например, быстрорежущее сверло удлинилось примерно на 0,01 мм. Но температурные погрешности являются темой отдельного разговора.
В заключение — два слова о производителях. В России приборы предварительной настройки делает только Челябинский завод. К сожалению, эти приборы не обладают всеми теми возможностями, которые были описаны выше. Среди западных фирм наибольшую известность приобрели фирмы Zoller, Komeg, Kelch, PWB Swiss, хотя список производителей ими, конечно, не исчерпывается.

Читайте также:  Настройка графики nvidia geforce gtx 750

Александр Локтев
Журнал «Стружка», № 01, май 2002 г.

В статье использованы материалы Американского общества промышленных инженеров, журнала «Cutting Tool Engineering», публикации фирм Zoller, Komeg, Kelch, Hoffmann.

*Данные по ошибкам взяты из рекомендаций фирмы Kennametal.

Источник

Adblock
detector