Типовые схемы обработки плоскостей
Введение
Построение фрезерной операции на станке с ЧПУ,
так же как и других операций, прежде всего связано с разработкой РТК. Общий
порядок построения РТК, рассмотренный выше, сохраняется и здесь.
Определенной особенностью является построение
траектории центра фрезы в двух плоскостях: YWX (плоская траектория - основная)
и ZWX (высотная траектория).
В общем случае характер траектории движения
инструмента при выполнении фрезерной операции в первую очередь обусловлен
числом управляемых (в том числе одновременно) координат и принципов управления
движением рабочих органов станка с ЧПУ. Так, двухкоординатное управление
позволяет инструменту двигаться (в пределах рабочего диапазона перемещений) к
любой точке плоскости, трехкоординатное управление - к любой точке пространства.
Увеличение числа управляемых координат до пяти
дает возможность, например, изменять ориентацию оси инструмента, обеспечивая
при обработке заготовки направление этой оси по нормали к обрабатываемой
поверхности. В зависимости от числа одновременно управляемых координат
различают прямоугольное, прямолинейное и криволинейное плоское и объемное
формообразование.
При программировании технологических переходов
фрезерованием целесообразно применять типовые схемы обработки контуров, плоских
и объемных поверхностей.
1.
Типовые схемы обработки плоских поверхностей
Обработка плоских поверхностей (плоскостей)
производится преимущественно концевыми и торцовыми фрезами. В зависимости от
расположения обрабатываемых плоскостей относительно граничащих с ними других
элементов детали различают открытые, полуоткрытые и закрытые плоскости. Граница
открытой плоскости не является препятствием для ввода и вывода инструмента на
всех ее участках. Полуоткрытая плоскость имеет границу, на одном из участков
которой можно вводить и выводить инструмент на уровне плоскости. Закрытая
плоскость ограничена со всех сторон стенками, что позволяет вводить инструмент
в зону резания только сверху либо врезанием, либо в заранее подготовленное
отверстие.
Типовые схемы обработки показаны на рис. 1.
Рис. 1 - Типовые схемы обработки плоских
поверхностей
Обработка открытых поверхностей ведется в прямом
и обратном направлении по схеме "зигзаг" (рис. 1 а) при черновом
фрезеровании и строками в прямом направлении по схеме "петля" (рис. 1
б) при чистовом фрезеровании.
Для обработки полуоткрытой плоскости применяется
схема "лента" (рис. 1 в), а для обработки закрытой плоскости - схема
"виток" (рис. 1 г). Расстояния между проходами принимают равными
0,6-0,8 диаметра фрезы (Dф).
Для обработки закрытой плоскости, ограниченной
окружностью, лучшей траекторией, обеспечивающей равномерное снятие припуска,
является архимедова спираль. В полярных координатах ρ
и φ
эта спираль описывается уравнением ρ=kφ,
где k - коэффициент, определяющий шаг спирали.
Такая траектория может быть получена на станке с
поворотным столом, если совместить центр окружности с осью вращения стола и
придать равномерные движения -вращательное столу и поступательное инструменту.
Это в большинстве случаев неприемлемо, как и аппроксимация спирали.
Аппроксимация спирали связана с трудоемкими расчетами, приводит к большому
числу кадров УП и, самое главное, - сводит на нет важное преимущество спирали -
ее "гладкость", характеризуемую непрерывностью не только функции, но
и ее первой производной.
На станках с линейно-круговой интерполяцией
можно вести обработку закрытой плоскости по спирали, образованной сопряженными
дугами окружностей, которая, так же как и архимедова спираль, удовлетворяет
условию непрерывности первой производной. Спирали из сопряженных дуг
окружностей строят с двумя и четырьмя полюсами.
Двухполюсная спираль (рис. 2) образуется из
сопряженных дуг полуокружностей, центры которых поочередно находятся в полюсах A
и В.
Полюс A
располагается в центре окружности радиуса Rk,
ограничивающей закрытую плоскость. Расстояние между полюсами B
и A ровно
половине шага спирали.
Рис. 2 - Схема фрезерования закрытой плоскости
по траектории двухполюсной спирали
Rэ /(0,6 Dф)>
a > Rэ /(0,8Dф)
причем меньшее его значение в этих пределах
округляют до большего целого числа.
В иллюстрируемом случае спираль образована
дугами полуокружностей радиусов R1 и R2 с
центрами в полюсе B
и дугой полуокружности радиуса R2 с центром в полюсе А.
Полная траектория фрезы при обработке закрытой плоскости, ограниченной
окружностью радиуса Rk,
состоит из следующих частей: унастка ввода фрезы в зону резания (1-2),
двухполюсной спирали (2-5), окружности радиуса Rэ (5-7),
участка отвода фрезы от ограничивающей окружности радиуса Rk
по сопряженной с окружностью радиуса Rэ, дуге окружности
радиуса Rb (7-8) и участка возврата фрезы в исходную точку
(8-1).
Достаточно просто может быть организована
траектория и по четырехполюсной спирали.
Четырехполюсная спираль образуется из
сопряженных четвертей окружностей с центрами в четырех полюсах. Полюсы
располагаются в вершинах квадрата со стороной, равной четверти шага спирали.
Квадрат полюсов строят так, чтобы одна из его вершин совпала с центром
окружности радиусом, а стороны квадрата были параллельны осям этой окружности.
Шаг спирали выбирают так же, как и при построении двухполюсной спирали.
Четырехполюсная спираль более удобна для программирования, поскольку каждая из
образующих ее дуг окружностей расположена в пределах одного квадранта.
. Пример программы
для обработки детали
обработка фрезерование
программирование деталь
Вариант РТК на фрезерную операцию с плоским
формообразованием показан на рис. 3.
Рис. 3 - Пример РТК на фрезерную обработку
Ниже приведена управляющая программа для
обработки данной детали.
% LFG17 F0624 LFG01 Х+000000
F0642 L117 LFF0000 LFG01 Y+000000 F0642 L218 LFF0000 LFS48 М13
F0624 LFG01 Х+011000 Y-006000
Z-003500 F4712 LFZ-002500 F0712 LFY+001000 F0530 LF010
Х-002000 F0560 LF
N011 Y-002000
LF
N012 Х-002000 F0530
LFХ-002000 LFY-002000 F0560
LFХ-002309 Y-004000 LFХ+006350
LF
N017 Х-000041
Y+004000 LFY+004000 LFХ-002000
LFY-000500 LFХ-011000 Y+005500
Z+006000 F0712 LFG40 Х+000000
F0642 L117 LFG40 Y+000000 F0642 L218 LF
Список литературы
1 Серебреницкий П.П. , Схиртладзе
А.Г. Программирование для автоматизированного оборудования.- М.: Высш. шк.
2003. - 592 с.
Султан-заде н,м., Клепиков В.В., Солдатов
В.Ф. "Проектирование технологических операций для станков с ЧПУ" ,
компьютерный конспект лекций.