----------------- 1-----------------------
В.В. Сыров
ПРОГРАММИРОВАНИЕ И РАБОТА НА СТАНКАХ,
ОСНАЩЕННЫХ СИСТЕМОЙ ЧПУ
«ЭЛЕКТРОНИКА НЦ-31»
----------------------- 2-----------------------
В учебном пособии приведены устройство и режимы работы стан-
ков, оснащенных системой ЧПУ «Электроника НЦ-31», рассмотрены во-
просы программирования обработки и представлены примеры управляю-
щих программ.
СОДЕРЖАНИЕ
Система _НЦ-31
Пульт ЧПУ НЦ-31
Назначение клавиш пульта НЦ-31
Параметры _НЦ-31
<
Пособие предназначено для студентов высшего профессионального
образования очной и очно-заочной форм обучения специальностей 151001
– «Технология машиностроения», 151002 – «Металлообрабатывающие
станки и комплексы», 151003 – «Инструментальные системы машино-
строительных производств», изучающих дисциплины «Технология обра-
ботки на станках с ЧПУ» и «Станки с ЧПУ и ГПС». Пособие может быть
полезно инженерам-программистам и операторам станков с ЧПУ.
2
----------------------- 3-----------------------
>
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
1.1. Устройство и работа системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» 6
1.2. Последовательность наладки 12
1.3. Просмотр, ввод и редактирование параметров станка 14
1.4. Привязка инструмента к системе отсчета 16
1.5. Работа на станке в режиме «Ручное управление» 17
1.6. Ввод и отработка управляющих программ 20
1.7. Обработка несколькими инструментами 22
1.8. Организация архива управляющих программ и диагностика 22
2. Программирование обработки на токарных станках с системой ЧПУ
«Электроника НЦ-31» 26
2.1. Кодирование управляющих программ 26
2.2. Программирование скорости главного движения и подачи 28
2.3. Программирование одноинструментальной обработки 31
2.4. Программирование обработки конических поверхностей 36
2.5. Программирование снятия фасок под углом 45 38
2.6. Программирование обработки сферических поверхностей 40
3. Постоянные циклы обработки 45
3.1. Однопроходный цикл продольной обработки G70 45
3.2. Однопроходный цикл поперечной обработки G71 49
3.3. Многопроходный цикл продольной обработки G 77 51
3.4. Многопроходный цикл поперечной обработки G78 57
3.5. Многопроходный цикл протачивания торцовых канавок G74 60
3.6. Многопроходный цикл протачивания канавок на
цилиндрической поверхности G75 62
3.7. Многопроходный цикл глубокого сверления G73 66
3.8. Безусловный переход Р 68
3
----------------------- 4-----------------------
3.9. Повторение части программы G25 70
3.10. Циклы нарезания резьбы G31, G32, G33 74
4. Пример разработки управляющей программы 83
Литература 91
4
----------------------- 5-----------------------
ВВЕДЕНИЕ
На машиностроительных предприятиях в настоящее время расширяется
использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Приме-
нение станков с ЧПУ обеспечивает автоматическую обработку резанием дета-
лей самой сложной формы, существенное повышение производительности и
качества обработки, а также позволяет реализовать комплексную автоматиза-
цию производства.
Настоящее учебное пособие позволяет восполнить пробел в технической
литературе по программированию обработки, наладке и эксплуатации токарных
станков с ЧПУ.
В пособии приведены способы программирования, наладки и приемы ра-
боты для наиболее распространенных на производстве токарных станков, ос-
нащенных системой ЧПУ «Электроника НЦ-31». Пособие содержит большое
количество примеров управляющих программ для обработки деталей различ-
ной сложности, включая управляющие программы с использованием постоян-
ных циклов обработки.
Учебное пособие предназначено для студентов очной и очно-заочной
форм обучения специальностей высшего образования 151001 – «Технология
машиностроения», 151002 – «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и
151003 – «Инструментальные системы машиностроительных производств»,
изучающих дисциплины «Технология обработки на станках с ЧПУ» и «Станки
с ЧПУ и ГПС». Пособие может быть также полезно для инженеров-
программистов и операторов станков с ЧПУ.
5
----------------------- 6-----------------------
1.1. Устройство системы ЧПУ «Электроника НЦ-31»
Система ЧПУ «Электроника НЦ-31» предназначена для управления уни-
версальными токарными станками, снабженными следящими приводами и фо-
тоэлектрическими импульсными измерительными преобразователями. Эта сис-
тема построена на базе микропроцессоров, имеет постоянную память для хра-
нения системных программ и оперативную память для хранения управляющих
программ обработки деталей, параметров станка и параметров привязки инст-
рументов.
Ввод управляющих программ обработки производится с пульта оператора
или с кассеты электронной памяти, а вывод отлаженных программ и их загруз-
ка в данный станок или станок другой модели с таким же устройством ЧПУ – с
помощью кассеты электронной памяти. Специальные программы, размещенные
в постоянной памяти устройства ЧПУ, преобразуют введенную программу об-
работки в программу управления станком. Процесс перевода осуществляется
автоматически. Язык описания программы обработки позволяет на основании
чертежа оперативно составлять и вводить в память системы ЧПУ управляющие
программы обработки детали. Редактирование программы обработки включает
в себя просмотр, исключение, добавление и замену кадров.
Система ЧПУ «Электроника НЦ-31» обеспечивает линейную и круговую
интерполяцию геометрической информации.
С помощью автоматического или ручного управления от пульта станка
осуществляют: поиск кадра; начальную установку (сброс информации); ввод и
размещение программ обработки в оперативной памяти, их редактирование и
вывод на внешний носитель; проверку выполнения управляющих программ об-
работки без перемещения рабочих органов станка; ручное управление исполни-
тельными органами и электроавтоматикой станка; работу в однопроходных и
многопроходных (продольных и поперечных) автоматических циклах, в том
6
----------------------- 7-----------------------
числе многопроходное нарезание резьбы; обработку по дуге окружности; по-
вторение части программы заданное число раз; коррекцию зазоров звеньев ки-
нематики станка; смещение инструмента (ручное от маховичка и по управляю-
щей программе); изменение скорости подачи в автоматическом режиме.
Техническая характеристика системы ЧПУ «Электроника НЦ-31»:
Дискретность задания геометрической информации, мм:
по оси X (на диаметр)………………………………………….0,01
по оси Z …………………………………………………...........0,01
Наибольшая величина перемещений, задаваемых
в кадре, мм ………………………………………..……………..9999,99
Диапазон рабочих подач, мм/об…………………………...0,01…40,95
Максимальная подача, мм/мин:
при резьбонарезании …….……………………………............7000
в режиме автоматической обработки ………………………..5000
ускоренное перемещение………………………………..…..10000
Габаритные размеры, мм …………………………............483х335х300
Информация задается в абсолютных и относительных размерах.
Пульт управления станка с системой ЧПУ «Электроника НЦ-31» (рис. 1)
имеет ряд клавиш и индикаторов, назначение которых приведены в табл. 1.
Пульт управления включает в себя следующие цифровые индикаторы:
I – левый, четырехразрядный, который служит для индикации заданного
значения подачи в сотых долях миллиметра на оборот шпинделя (например,
подача 0,2 мм/об индицируется числом 20);
II – средний, трехразрядный, который служит для индикации номера кадра;
III – правый, семиразрядный, буквенно-цифровой. Состоит из индикатора
знака + или –, шести цифровых индикаторов и восьми светодиодов индикации
буквенных адресов, расположенных сверху. Эти цифровые индикаторы и све-
тодиоды используются для индикации отдельных кадров программы, различ-
ных команд, указания положения инструмента и индикации кодовых сигналов
аварийного состояния станка.
7
----------------------- 8-----------------------
Рис. 1. Клавиатура пульта управления системы ЧПУ «Электроника НЦ-31»
8
----------------------- 9-----------------------
Таблица 1
Назначение клавиш пульта системы ЧПУ «Электроника НЦ-31»
№
клавиши Символ Назначение клавиши
(рис. 1)
1 2 3
Управление перемещениями суппорта в ручном режиме (зона 1).
Клавиша (1) - Поперечное перемещение рабочего органа и индикация поло-
жения по оси X. При нажатии на клавишу в случае вращения
1 маховичка суппорт перемещается по оси X, а при нажатии на
клавишу во время отработки программы на цифровом инди-
каторе выдается информация о положении суппорта по оси X.
Клавиша (2) - Продольное перемещение рабочего органа и индикация поло-
жения по оси Z. Действие, аналогичное клавише 1. После пер-
2 вого нажатия клавиши 1 или 2 остаются включенными, горит
соответствующая сигнальная лампочка. Клавиши и сигналь-
ные лампочки выключаются после повторного нажатия.
Клавиша (3) - Перемещение на рабочей подаче и быстром ходу по оси –X
3
(к оси заготовки).
Клавиша (4) - Перемещение на рабочей подаче и быстром ходу по оси – Z
4
(к шпиндельной бабке).
Клавиша (5) - Перемещение на рабочей подаче и быстром ходу по оси +Х
5
(от оси точения).
Клавиша (6) - Перемещение на рабочей подаче и быстром ходу по оси +Z
6
(от шпиндельной бабки).
Клавиша (7) - Включение быстрого перемещения по направлениям – X, +X,
– Z, +Z. Клавиша действует только в том случае, если при
7
нажатии на нее одновременно нажимают на одну из четырех
клавиш (3, 4, 5, 6) толчкового перемещения.
9
----------------------- 10-----------------------
Продолжение табл.1
1 2 3
Управление работой системы (зона 2).
Клавиша (8) - Гашение состояния «Внимание» и команд, которые не долж-
8
ны дорабатываться до конца.
Клавиша (9) - Задание режима отработки управляющей программы без пе-
9
ремещения суппорта для контроля по индикатору III.
Клавиша (10) - Задание режима покадровой отработки управляющей про-
10
граммы.
11
Клавиша (11) - Задание режима работы от маховичка.
12
Клавиша (12) - Задание ручного режима работы.
Клавиша (13) - Задание автоматического режима работы по управляющей
13
программе.
Клавиша (14) - Вывод на индикатор III введенных в память кадров управ-
14
ляющей программы и параметров станка.
Клавиша (15) - Ввод (запоминание) кадров управляющей программы и па-
15
раметров станка в память системы ЧПУ.
16
Клавиша (16) - Задание режима размерной привязки инструмента.
Клавиша (17) - Останов выполнения управляющей программы или отдель-
17
ного цикла.
Клавиша (18) - Пуск управляющей программы или отдельного цикла в авто-
18 матическом режиме и выполнение технологических команд в
режимах «Ручной» и «Маховичок».
10
----------------------- 11-----------------------
Продолжение табл.1
1 2 3
Клавиша (19) - Ввод в память или вывод на индикацию кадров управляющей
19 программы или параметров станка (сигнальная лампочка ис-
пользуется для индикации признака «звездочка»).
Задание технологических команд, геометрической информации
и служебных знаков в управляющей программе (зона 3).
Клавиша (20) - Ввод признака относительной системы отсчета (признак дей-
20
ствует до отмены, т.е. до повторного нажатия этой клавиши).
21
Клавиша (21) - Ввод признака быстрого хода.
Клавиша (22) - Деблокировка памяти системы ЧПУ в режиме ввода
22
(с сигнальной лампочкой).
Клавиша (23) - Разрешение на ввод и индикацию параметров системы ЧПУ
23
(с сигнальной лампочкой).
N, G,
X, Z,
24…32
Клавиши (24 .....32) - Задание технологических команд в управляющей программе.
M, S, T,
F, P
33
Клавиша (33) - Ввод признака снятия фаски под углом +45°.
34
Клавиша (34) - Ввод признака снятия фаски под углом -45°.
Клавиша (35) - Ввод признака «звездочка», указывающего на вхождение
35
кадра в группу.
0, 1, 2,
3, 4, 5,
Клавиша (36) - Задание числовых значений при технологических командах и
36
6, 7, 8, геометрической информации в управляющих программах.
9
11
----------------------- 12-----------------------
Окончание табл. 1
37
Клавиша (37) - Ввод знака «минус» перед числовой информацией.
Клавиша (38) - Сброс набранных на пульт буквенных адресов, чисел или
38
признаков до ввода их в память.
Лампочка «Внимание» служит для фиксации ошибочных действий опера-
тора и аварийных ситуаций, лампочка «Батарея заряжена» горит при нормаль-
ной разрядке батарей.
На пульте помещены три зоны клавишей. Набор из 7 клавиш в левой час-
ти пульта (зона 1) служит для управления перемещениями суппорта в ручном
режиме. Набор из 12 клавиш (зона 2) – для выбора режимов работы и управле-
ния системой ЧПУ. Набор из 28 клавиш в правой части пульта (зона 3) – для
ввода буквенно-цифровой информации.
Требуемый режим задается нажатием клавиши, при этом предыдущий
режим отменяется. Лампочка над клавишей сигнализирует о разрешении рабо-
ты в данном режиме.
Составление и ввод управляющей программы для обработки деталей
производится оператором непосредственно на клавиатуре пульта станка с ис-
пользованием буквенных адресов и цифровой нумерации функций. Управляю-
щая программа записывается, начиная с кадра N0 и далее отдельными строками
рукописи или на специально подготовленных бланках в табличной форме. Не-
обходимые коррективы по результатам обработки первой детали вводят в про-
грамму (изменяют исходные данные).
1.2. Последовательность наладки
Наладку токарного станка с ЧПУ выполняют в последовательности:
1. Станок включают при помощи вводного автомата. После включения на
пульте загорается светодиод над клавишей 18 (см. рис. 1). Затем нажимают кла-
12
-<---------------------- 13-----------------------
вишу 18 (пуск управляющей программы или отдельного цикла в автоматиче-
ском режиме и выполнение технологических команд в режимах «Ручной» и
«Маховичок»), при этом во всех окошках II и III индикаторов высвечиваются
нули. Это свидетельствует о том, что система ЧПУ и устройства станка исправ-
ны и готовы к работе. Нажимается клавиша 12 (управление движениями суп-
порта в ручном режиме).
После нажатия клавиши 18 на светодиодных индикаторах III появляется
код, например, (241) или (24 1) .
Начинает мигать светодиод рядом с надписью «Внимание». Нажмем кла-
вишу 18 еще раз, светодиодные индикаторы могут погаснуть или на них может
появиться другой код, например, (24 1) .
Нажимаем клавишу 18 до тех пор, пока на светодиодных индикаторах не
будет никакой информации, фиксируя при этом все значения предыдущих по-
казаний.
В инструкции по эксплуатации системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» име-
ется таблица расшифровки кодов неисправностей оборудования или ошибок,
допущенных оператором.
Причины появления тех или иных кодов могут быть субъективными, ко-
торые устраняются оператором, или объективными, связанными с неисправно-
стью оборудования, системы ЧПУ или электроавтоматики станка. В последнем
случае необходимо вызвать обслуживающий персонал.
Первый приведенный выше код означает отсутствие или порчу массива
параметров станка, второй – отсутствие оперативной управляющей программы.
2. В соответствии с разработанным технологическим процессом подби-
рают инструмент, проверяют отсутствие повреждений, правильность заточки,
надежность крепления сменных многогранных пластин твердого сплава.
3. Путевые кулачки устанавливают на линейках продольной и попереч-
ной подачи, а режущий инструмент закрепляют в рабочие позиции револьвер-
ной инструментальной головки.
13
----------------------- 14-----------------------
4. Устанавливают зажимной или поводковый патрон и центра для закреп-
ления заготовки, проверяют надежность их крепления. При необходимости ку-
лачки патрона растачивают.
5. Проверяют наличие в памяти системы ЧПУ параметров станка и при
необходимости выполняют их корректировку.
6. Проверяют работоспособность рабочих органов станка в ручном режи-
ме на холостом ходу, а также исправность сигнализации на пульте управления
станка.
7. Выполняют привязку инструмента к системе отсчета. Правильность со-
ставления и ввода программы проверяют, отрабатывая ее без установки заго-
товки, в покадровом режиме. Затем обрабатывают пробную заготовку, измеря-
ют полученную пробную деталь, и в случае необходимости в программу вносят
поправки.
После обработки готовую деталь предъявляют контролеру. Наладчик ин-
структирует оператора и присутствует при обработке первых трех – пяти дета-
лей.
1.3. Просмотр, ввод и редактирование параметров станка
Доступ к области параметров станка осуществляется при включенном
станке и нажатии клавиши 12 (см. рис. 1). Затем нажимаются клавиши 15 (ввод
кадров управляющей программы и параметров станка в устройство ЧПУ), 22
(деблокировка памяти в режиме ввода или индикации управляющей програм-
мы), код доступа к области параметров (М, 1, 2, 3, 4, 5, 6), 23 (разрешение на
ввод и индикацию параметров системы ЧПУ). Значения параметров системы
ЧПУ «Электроника НЦ-31» приведены в табл. 2 (версия 4).
Просмотр введенных параметров осуществляется нажатием клавиши 14
(вывод на индикатор III введенных в память кадров управляющей программы
или параметров станка), номера кадра параметров, например, N 0, P.
14
----------------------- 15-----------------------
Таблица 2
Параметры системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» (версия 4)
Численное значение
Номер кадра N Адрес параметра
параметров
0 P 0
1 P 4
2 P 1500
3 P 1500
4 P 1500
5 P 1500
4 M 1
5 M 177777
6 M 40000
7 M 4
11 M 100
23 T 1
39 T 10200
44 T 132000
96 T 47070
111 T 15046
112 T 10
113 T 15046
114 T 11
14 M 24
15 M 24
19 M 0
8 F 150
9 F 150
При нажатии клавиши 19 (ввод в память или вывод на индикатор III кад-
ров управляющей программы или параметров станка) на индикаторе III высве-
чивается числовое значение параметра.
15
center>----------------------- 16 -----------------------
Для ввода параметров необходимо выполнить действия доступа к облас-
ти параметров, последовательно нажав клавиши 12, 15, 22, М123456 и 23, а за-
тем нажать клавиши N 0, P 0 и 19. Где N 0 определяет нулевой кадр массива па-
раметров, P 0 – числовое значение вводимого параметра P, а клавиша 19 – ввод
данного параметра в память системы ЧПУ.
Для редактирования параметров в режиме просмотра (при нажатой
клавише 14) необходимо нажать клавишу 15, набрать правильное числовое и
буквенное значение параметра, клавишу 19, а затем опять клавишу 14, для того
чтобы убедиться, что информация набрана правильно.
1.4. Привязка инструмента к системе отсчета
Размерная привязка режущего инструмента к системе отсчета состоит в
определении фактического положения вершины инструмента, используемого
при обработке, относительно нулевой точки детали и ввода этих данных в па-
мять системы ЧПУ. Привязка выполняется последовательно для каждого ре-
жущего инструмента по координатам X и Z.
Предварительно следует зафиксировать исходную точку суппорта, поло-
жение которой определяется положением конечных выключателей. Для этого
устанавливают режим ручного управления (клавиша 12).
Затем необходимо установить рабочую подачу F, при которой осуществ-
ляется выход в исходную точку, например F30, включить главный привод
(М38, М39 или М40), направление вращения (М3), частоту вращения шпинделя
(S) с требуемым для обработки числом оборотов (например, S560), нажать кла-
вишу 16 (режим размерной привязки).
Размерная привязка инструмента производится в такой последовательности:
1. В патроне закрепляют цилиндрическую заготовку, например, пруток
диаметром 60 мм с вылетом от зажимных кулачков до 100 мм.
2. Включают шпиндель и в ручном режиме подводят резец к заготовке.
16
----------------------- 17-----------------------
3. Для привязки по оси X обтачивают на заготовке поясок длиной до
20…30 мм в режиме работы от маховичка или от клавиши продольного пере-
мещения.
4. После этого, не изменяя положения резца по оси Х, отводят резец по ко-
ординате +Z из контакта с заготовкой, останавливают шпиндель (М5) и произво-
дят замер диаметра обточенного пояска (например, размер равен Ø 58,25 мм).
5. Измеренный размер с учетом дискретности вводится в память системы
ЧПУ последовательным нажатием клавиш Х, 5, 8, 2, 5. При этом на третьем бу-
квенно-цифровом индикаторе загорается светодиод по адресу Х, и высвечива-
ется число 5825. После нажатия клавиши 19 светодиоды индикации адреса и
числа гаснут, а данная информация заносится в память системы ЧПУ.
6. Для привязки по оси Z вновь включают шпиндель и в ручном режиме
резцом протачивают торец (глубина резания до 1…2 мм). Затем резец отводят
от торца по оси X, не меняя его положения по оси Z, шпиндель останавливают
(M5). Замеряют длину обработанной заготовки (например, 95,5 мм). Сравнива-
ют полученную длину заготовки с длиной детали (например, 95 мм) и получен-
ную величину (95,5 – 95 = 0,5 мм) с учетом дискретности вводят в память сис-
темы ЧПУ, последовательно нажимая клавиши 16, Z, 5, 0, 19. Такая процедура
привязки по оси Z выполняется, если нулевая точка детали находится на пра-
вом торце по оси детали.
Привязку остальных режущих инструментов выполняют аналогично в
той же последовательности.
1.5. Работа на станке в режиме «Ручное управление»
На станке 16K20T1.02 можно работать в режимах от маховичка и ручном.
Для работы в режиме от маховичка нажимают клавишу 11, над которой
загорается светодиод. Все перемещения суппорта производят при вращении
маховичка на каретке станка.
17
----------------------- 18-----------------------
Суппорт может перемещаться в следующих направлениях: поперечном –
по оси X и продольном – по оси Z. Направление движения от оператора – X, на
оператора +Х, к передней бабке – Z, к задней бабке +Z. Направление переме-
щения задается клавишами 1 (ось X) и 2 (ось Z) (см. рис. 1). В случае их нажа-
тия загорается светодиод. На маховичке расположен переключатель режимов
работы маховичка – непрерывное перемещение или одиночное (на одну
дискрету) . Одна дискрета соответствует одному импульсу, т.е. перемеще-
нию по оси Z на 0,01 мм, а по оси X на 0,005 мм (0,01 мм на диаметр).
Для работы в ручном режиме нажимают клавишу 12, при этом над ней за-
горается светодиод. Для перемещения суппорта на ускоренном ходу в требуе-
мом направлении одновременно нажимают следующие клавиши: в направле-
нии – X – клавиши 3 и 7; +Х – клавиши 5 и 7; – Z – клавиши 4 и 7; +Z – клави-
ши 6 и 7.
Для движения на рабочей подаче нажимают клавиши 3…6 (без нажатия
на клавишу 7).
Для вызова резцедержателя в заданную позицию (например, в позицию 3)
необходимо нажать клавиши Т, 3 и клавишу 18 (пуск).
Прямое вращение (на оператора) вызывают командой М3, обратное – M4,
частоту вращения – М38, М39 или М40 и адрес S с числовым значением часто-
ты вращения. Например, нужно ввести в управляющую программу частоту
вращения шпинделя n = 800 об/мин. Для этого следует нажать клавиши М, 3.
На первом индикаторе высветятся индекс М и цифра 3. Затем нажимают кла-
вишу 18 (пуск). Это значит, что введено прямое вращение шпинделя. Набирают
команды M40 и S800. После набора каждой команды нажимают клавишу 18.
Шпиндель начнет вращаться с заданной частотой и в заданном направлении.
Набор каждой последующей команды следует осуществлять лишь после
того, как с индикатора исчезнет предыдущая команда.
Изменение частоты вращения шпинделя в пределах одного и того же
диапазона, например n = 600 об/мин, производится набором команды S600 и
нажатием клавиши 18. Если новое значение частоты вращения находится в дру-
18
----------------------- 19-----------------------
гом диапазоне, то вначале следует остановить шпиндель, набрав M5, повернуть
рукоятку переключения диапазонов в соответствующее положение, а затем на-
брать числовое значение требуемого диапазона, например M39, значение часто-
ты вращения, например S500, и нажать клавишу 18 (пуск).
Чтобы прекратить вращение шпинделя, например, при смене заготовки,
трехпозиционный переключатель поворачивают до упора против часовой
стрелки. Включают вращение шпинделя поворотом переключателя до упора по
часовой стрелке.
В ручном режиме можно работать на рабочей и ускоренной подаче. Рабо-
чая подача задается адресом F и числовым значением подачи, умноженным на
100. Например, подаче s = 0,4 мм/об будет соответствовать команда F40.
Для того чтобы установить требуемую рабочую подачу, например 0,4
мм/об, необходимо набрать в зоне 3 пульта управления (см. рис. 1) команду F40
и нажать клавишу 19. В этом случае на индикаторе III команда F40 погаснет, а
на индикаторе I появится число 40. Вращение шпинделя включают, нажимая
клавишу 18 (пуск), перемещение суппорта в требуемом направлении задают,
нажимая клавиши 3…6. Если нужно установить новое значение подачи, напри-
мер s = 0,2 мм/об, то на клавишах зоны 3 набирают команду F20 и нажимают
клавишу 18 (пуск). На правом индикаторе команда F20 исчезает, а на левом ин-
дикаторе появится число 20 вместо числа 40. Вращение шпинделя при смене
подачи не прекращается.
Ускоренная подача используется для быстрого подвода инструмента к за-
готовке и быстрого отвода от нее. Для включения ускоренной подачи в режиме
«Ручное управление» необходимо нажать клавишу 12 (зона 2 на рис. 1) и одно-
временно клавишу 7 и одну из клавиш 3, 4, 5 или 6, обеспечивающую соответ-
ствующее направление движения.
В режиме «Ручное управление» одновременное перемещение по двум ко-
ординатам X и Z на рабочей и ускоренной подаче выполнить нельзя.
В ручном режиме можно выполнять размерную коррекцию инструмента,
связанную с его износом. Если, например, при растачивании отверстия Ø 30 мм
19
----------------------- 20-----------------------
путем измерения установлено, что получается диаметр 29,8 мм, то следует по-
дать резец по оси X в положительном направлении на 0,2 мм (на диаметр) с по-
мощью маховичка, контролируя величину перемещения по индикатору III (зона
3 на рис. 1). На индикаторе должно высветиться число 3020 (Ø 30,2 мм). Затем
нажимают клавишу 16, набирают Х3000 и нажимают клавишу 19, после этого
переходят в прежний режим работы и обрабатывают деталь Ø 30 мм, контроли-
руя размер по индикации.
В ручном режиме можно обрабатывать только простые детали типа сту-
пенчатых валов и втулок. Более сложные детали, включающие в себя кониче-
ские и фасонные поверхности, фаски, обрабатывают в автоматическом режиме
с использованием управляющей программы.
1.6. Ввод и отработка управляющих программ
Ввод управляющей программы в память системы ЧПУ выполняют в сле-
дующей последовательности (см. рис. 1):
- нажимают клавиши 15 и 22 (над ними загораются светодиоды);
- набирают N0 (на среднем индикаторе высвечивается цифра 0);
- набирают информацию нулевого кадра (например, М40) и нажимают
клавишу 19 (на правом индикаторе числовое значение нулевого кадра исчезает,
а на среднем индикаторе появляется цифра 1, которая соответствует номеру
следующего кадра);
- набирают информацию первого кадра (например, М3) и нажимают кла-
вишу 19 (на среднем индикаторе высвечивается цифра 2).
После ввода каждого кадра в программу (нажатием клавиши 19) номер
кадра на среднем индикаторе автоматически увеличивается на 1, т.е. номер по-
следующего кадра не набирается. Таким образом, последовательно вводят всю
заранее составленную управляющую программу. На правом индикаторе высве-
чивается номер введенного кадра программы. При вводе какого-либо нового
20
----------------------- 21-----------------------
кадра, взамен введенного ранее, или целиком новой программы старая инфор-
мация автоматически стирается.
Символ относительной системы отсчета (клавиша 20) действует до его
отмены путем нажатия той же клавиши. При нажатии клавиши 21 (быстрый
ход), клавиш 20 (относительная система отсчета), 33 (+45°), 34 (–45°) зажига-
ются светодиоды слева от соответствующих изображений этих клавиш в верх-
ней части пульта управления. Светодиод, подтверждающий ввод символа
«звездочка» (клавиша 35), расположен над клавишей 19. Символы +45°, –45°,
«звездочка» действуют только в данном кадре.
Просмотр управляющей программы выполняется по кадрам путем вы-
вода ее на индикацию. Для этого нужно нажать клавишу 14, набрать N0, а затем
нажать клавишу 19. На среднем индикаторе высвечивается номер кадра, а на
правом индикаторе – информация с содержанием этого кадра. Последователь-
ным нажатием на клавишу 19 можно просмотреть все кадры управляющей про-
граммы.
Редактирование кадров управляющей программы начинают с ее про-
смотра и отыскания кадра, который нужно заменить. Для этого нажимают кла-
вишу 14 и набирают номер заменяемого кадра (например, N12), нажимают кла-
виши 15 и 22 (выход в режим ввода кадров программы), а затем набирают со-
держание заменяющего кадра (например, Х2550) и нажимают клавишу 19 для
записи кадра в память. После этого нажимают клавишу 14, выходя в режим
просмотра, и далее, нажимая клавишу 19, продолжают просмотр кадров управ-
ляющей программы.
Для контроля программы ее отрабатывают без перемещения инструмента
путем нажатия клавиш 10, 13, 9, 18.
Перед началом отработки программы в автоматическом цикле рекомен-
дуется проверить ее по кадрам. Для этого следует нажать клавишу 10 (над ней
должен загореться светодиод). Каждый кадр будет отрабатываться после нажа-
тия клавиши 18.
21
----------------------- 22-----------------------
Для отработки программы в автоматическом цикле следует после ввода
программы нажать клавишу 13. После этого нажать N0, а затем клавишу 18.
Прервать отработку управляющей программы в автоматическом режиме
можно, нажав клавишу 17 (стоп), а продолжить отработку – нажав клавишу 18
(пуск).
1.7. Обработка несколькими инструментами
Если обработка деталей ведется несколькими инструментами, то каждому
инструменту, закрепленному в револьверной инструментальной головке, присваи-
вается номер, соответствующий номеру позиции диска головки, в которой он за-
креплен. Инструментальные блоки для стержневых инструментов перекрывают
две позиции, и соответствующий инструмент нумеруется нечетным номером.
Смена инструмента выполняется с помощью символа Т с номером соот-
ветствующей позиции инструментальной головки.
Учитывая, что инструменты, участвующие в обработке и закрепленные в
различных позициях револьверной инструментальной головки, имеют различ-
ные вылеты по координатным осям X и Z, необходимо произвести привязку к
системе отсчета (нулевой точке детали) всех режущих инструментов, исполь-
зуемых для обработки детали.
1.8. Организация архива управляющих программ и диагностика
Система ЧПУ «Электроника НЦ-31» позволяет хранить временно неис-
пользуемые программы в архивах системы и на кассете внешней памяти (КВП).
Архив системы разделен на зоны. Размер всех зон одинаков. Он установлен по
объему управляющей программы в 250 кадров. Зоны памяти в архиве системы
ЧПУ имеют номера с нулевого по четвертый. Зоны памяти КВП – с пятого по
двенадцатый. Если есть необходимость использования программы большего или
меньшего объема, можно с помощью изменения параметров станка перераспре-
22
----------------------- 23-----------------------
делить объем и количество зон в архиве (при сохранении общего объема памя-
ти). Уменьшение зоны позволит увеличить количество хранящихся программ в
архиве, а увеличение – сократить их количество, но при этом позволит обраба-
тывать более сложные детали с большим объемом управляющих программ.
Ввод, редактирование и отработка управляющих программ осуществляются
из любой зоны архива памяти системы ЧПУ. Для работы с программой достаточ-
но вызвать необходимую зону в рабочее состояние. Использование зон аналогич-
но использованию архива системы, т.е. программу можно переписать из нужной
зоны памяти КВП в любую свободную из зон архива памяти системы ЧПУ.
Перезапись программы из одной зоны в другую осуществляется нажати-
ем клавиш в такой последовательности: клавиши 15, 22, 23, затем N1 (номер
зоны, из которой переписывают программу, в данном случае зоны 1), N5 (номер
зоны, в которую переписывают программу, например, зона 5).
Затем нажимают клавишу 35 («звездочка»). Если набор выполнен пра-
вильно, над клавишей 19 начинает мигать индикатор. Устройство готово к пе-
резаписи. Нажатием клавиши 19 осуществляется перезапись. После ее оконча-
ния индикация сбрасывается, гаснут индикаторы над клавишами 22 и 23. Пере-
записанная программа в зоне чтения сохраняется.
Вызов зоны в работу (например, зоны 2) осуществляется нажатием кла-
виш в такой последовательности: 15, 22, 23, N, 0, P, 2, 19. При необходимости
проверки номера зоны, находящейся в работе, нажимают клавиши 14, 23, N, 0,
19. На индикаторе высвечивается номер находящейся в работе зоны.
С помощью команды безусловного перехода Р возможна организация
хранения нескольких различных управляющих программ в одной зоне памяти и
работа с ними. Среднестатистическая программа состоит из 50…80 кадров, в
зоне памяти может разместиться 250 кадров, т.е. объема памяти одной зоны
хватит на 4 – 5 программ. Команда М30 (конец программы) обусловливает пе-
реход к нулевому кадру зоны, поэтому она применяется только для первой про-
граммы. Для всех остальных используют команду безусловного перехода Р.
23
----------------------- 24-----------------------
Пусть в зоне размещены три управляющие программы. Первая включает
в себя кадры N0…N70, вторая – N80…N150 и третья – N160…N240. Размеще-
ние команд в зоне следующее:
N0 М40
N1 М3
……. Текст 1-й программы.
N69 M5
N70 M30
N71 0
……. Свободные кадры.
N79 0
N80 M00 Программируемый останов.
N81 М40
N82 М3 Текст 2-й программы.
…….
N149 M5
N150 P80 Безусловный переход к 80-му кадру.
N151 0
……. Свободные кадры.
N159 0
N160 M00 Программируемый останов.
N161 М40
N162 M3
Текст 3-й программы.
…….
N239 M5
N240 P160 Безусловный переход к 160-му кадру.
N241 0
……. Свободные кадры.
N250 0
24
----------------------- 25-----------------------
Работа по первой программе идет обычным порядком. Для работы по
второй программе необходимо, установив предварительно требуемый инстру-
мент, осуществить пуск не с 0 кадра, а с 81 кадра. После отработки текста про-
граммы команда Р80 обеспечит возврат к началу программы, а команда М00 –
останов. Работу по третьей программе производят аналогично.
С помощью пульта управления системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» вы-
полняют автоматическую диагностику. Если на индикаторе III (рис. 1) появятся
цифры кода аварийной ситуации, следует выяснить причины неисправности по
специальной инструкции, прилагаемой к паспорту станка.
Например, цифры 04 означают, что введенная подача превышает допус-
тимую подачу. В этом случае следует нажать клавишу 17 (стоп), набрать новое
значение подачи и ввести его в память системы. Соответственно цифры 07 сви-
детельствуют о неправильном вводе постоянного параметра, 11 – ошибке вели-
чины ускоренного хода, 24 – частичном стирании управляющей программы из
памяти и т.д.
В тех случаях, когда коды аварийных ситуаций стираются из памяти, их
следует ввести вновь, нажав соответствующие клавиши и набрав так называе-
мый «ключ», т.е. ряд цифр 1, 2, 3, 4, 5, 6. Например, для ввода параметров ава-
рийной ситуации под кодом 04 нажимают клавиши с цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6,
клавиши 15, 22, клавиши с цифрами 0, 4, клавишу 19. Применение «ключа»
предохраняет от порчи или стирания ранее введенных параметров из-за оши-
бочного нажатия клавиш.
25
----------------------- 26-----------------------
2. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ
СТАНКАХ С СИСТЕМОЙ ЧПУ «ЭЛЕКТРОНИКА НЦ-31»
2.1. Кодирование управляющих программ
Механизмы станка ЧПУ функционируют под действием команд управляю-
щей программы, задаваемых специальным кодом, т.е. совокупностью буквенных и
цифровых символов, посредством которых информация может быть представлена в
форме, удобной для передачи. Система кодирования обеспечивает наглядность,
возможность легкого чтения кода и обнаружения ошибок по расположению от-
дельных его элементов. Управляющая программа записывается в виде последова-
тельности кадров, представляющих собой законченные по смыслу фразы на языке
кодирования технологической, геометрической и вспомогательной информации.
Составной частью кадра, содержащей данные о параметре процесса обра-
ботки и другие данные по выполнению управления, является слово, а главной его
частью – адрес, определяющий назначение следующих за ним данных. Составны-
ми частями слова являются символы. Первый символ слова – буква латинского
алфавита, обозначает адрес. Последующими числовыми символами записывается
числовая информация. Значения символов адресов приведены в табл. 3.
Таблица 3
Значения символов адресов
Обозначение Значение
N Номер кадра.
X Поперечное направление.
Z Продольное направление.
P Параметры станка и циклов обработки.
S Частота вращения шпинделя или скорость резания.
T Позиция инструментальной головки (Т1…Т6).
F Подача или шаг резьбы.
G Подготовительная (технологическая) функция.
M Вспомогательная функция.
26
----------------------- Page 27-----------------------
Перед каждым кадром указывается его номер, который задается адресом
N, например, N3, N65, N215. Рекомендуется применять упорядоченную после-
довательность возрастания номеров кадров, но при необходимости корректи-
ровки в программу могут вводиться кадры под любым номером до N999.
Подготовительная функция, которая определяет режим работы ЧПУ, задает-
ся адресом G и двузначным числом (00…99). Значения подготовительных функций
для системы ЧПУ «Электроника НЦ-31» приведены в табл. 4.
Таблица 4
Значения подготовительных функций
Обозначение Значение
G02 Обработка дуги менее 90° (по часовой стрелке).
G03 Обработка дуги менее 90° (против часовой стрелки).
G04 Выдержка времени.
G12 Обработка четверти окружности по часовой стрелке.
G13 Обработка четверти окружности против часовой стрелки.
G25 Повторение части программы обработки.
G31 Многопроходный цикл резьбонарезания резцом.
G32 Однопроходный цикл резьбонарезания резцом.
G33 Цикл нарезания резьбы метчиком или плашкой.
G70 Однопроходный цикл продольной обработки.
G71 Однопроходный цикл поперечной обработки.
G73 Цикл глубокого сверления.
G74 Многопроходный цикл протачивания торцовых канавок.
Многопроходный цикл протачивания канавок на цилинд-
G75
рической поверхности.
G77 Многопроходный цикл продольной обработки.
G78 Многопроходный цикл поперечной обработки.
G92 Автоматическое смещение нулевой точки.
G96 Функция задания скорости резания, м/мин.
G97 Функция задания частоты вращения шпинделя, об/мин.
27
----------------------- Page 28-----------------------
В каждом кадре, относящемся к функции G (кроме последнего), ставят
«звездочку», которую вводят в память системы ЧПУ клавишей 35 на пульте
управления (см. рис. 1).
По адресу М («Вспомогательная функция») задают команды исполни-
тельным органам станков с ЧПУ. Значения вспомогательных функций приведе-
ны в табл. 5.
Таблица 5
Значения вспомогательных функций
Обозначение Значение
M00 Останов управляющей программы.
M3 Правое (прямое) вращение шпинделя против часовой стрелки.
M4 Левое (обратное) вращение шпинделя по часовой стрелке.
M5 Останов шпинделя.
M8 Включение охлаждения.
M9 Выключение охлаждения.
M30 Конец управляющей программы.
M36 Зеркальная отработка программы по оси Z.
M38, M39, M40 Диапазоны частот вращения шпинделя.
2.2. Программирование скорости главного движения и подачи
Привод станка обеспечивает бесступенчатое регулирование частот вра-
щения шпинделя в пределах каждого диапазона. Диапазон задается следующи-
ми вспомогательными функциями:
M38 первый диапазон (частота вращения шпинделя – 22,4 – 355 об/мин).
М39 второй диапазон (частота вращения шпинделя – 63 – 900 об/мин).
М40 третий диапазон (частота вращения шпинделя – 160 – 2240 об/мин).
28
----------------------- 29-----------------------
Частота вращения шпинделя задается с помощью функции G97, функции
S и числового значения числа оборотов шпинделя в минуту. Например, если
необходимо задать частоту вращения шпинделя, равную 680 об/мин, то фраг-
мент управляющей программы имеет следующий вид:
N0 М39 Второй диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 МЗ Левое вращение шпинделя.
N2 G97 Режим задания частоты вращения шпинделя в оборотах в минуту.
N3 S680… Число оборотов шпинделя 680 об/мин.
На станке режим G97 устанавливается автоматически, поэтому при со-
ставлении управляющей программы его можно не указывать.
Скорость шпинделя можно также задавать с помощью функции G96, ко-
торая обеспечивает работу с постоянной скоростью резания в метрах в минуту.
В этом случае после функции G96 в управляющей программе записывают кад-
ры с помощью функций S и Р:
S – величина постоянной скорости резания в м/мин;
P1 – ограничение максимальной частоты вращения шпинделя (nмакс);
Р – ограничение минимальной частоты вращения шпинделя (n ).
2 мин
Значения S, P1 и P2 сохраняются в памяти до повторного программирова-
ния функции G96 с новыми значениями S, P и Р .
1 2
Если после задания скоростного режима в метрах в минуту по функции
G96 необходимо перейти к заданию частоты вращения в оборотах в минуту, то
перед функцией S записывают функцию G97.
Если необходимо проточить торец диска при переходе с диаметра 20 мм
на диаметр 200 мм (рис. 2) со скоростью резания V = 110 м/мин резцом с пла-
стиной из твердого сплава марки Т15К6, то для этого определяют:
nмакc = 1000V/πDмин = 1000 110/π 20 = 1750 об/мин;
nмин = 1000V/πDмакс = 1000 110/π 200 = 175 об/мин.
29
----------------------- 30-----------------------
Рис. 2. Схема обработки диска по торцу
с постоянной скоростью резания
Фрагмент управляющей программы в этом случае имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 МЗ Левое вращение шпинделя.
N2 G96 Режим работы с постоянной скоростью резания в м/мин.
N3 S110 Величина постоянной скорости резания в м/мин.
N4 Р1750 Ограничение максимальной частоты вращения шпинделя.
N5 Р175... Ограничение минимальной частоты вращения шпинделя.
По мере перемещения резца от Dмин до Dмакс частота вращения шпинделя
плавно изменяется от nмакc до nмин, чем обеспечивается постоянство скорости
резания.
Если подрезание торца происходит до центра детали (Dмин = 0), то nмакc
принимается как nмакc данного диапазона. Например, если Dмакс = 300 мм,
Dмин= 0 мм; V = 80 м/мин, то nмин = 1000 80/π 300 = 85 об/мин. Принимают вто-
рой диапазон частоты вращения шпинделя. В этом диапазоне nмакc = 900 об/мин.
Запись фрагмента управляющей программы имеет следующий вид:
30
----------------------- 31-----------------------
N0 М39 Второй диапазон частоты вращения шпинделя.
N 1 M3 Левое вращение шпинделя.
N2 G96 Режим работы с постоянной скоростью резания в м/мин.
N3 S80 Величина постоянной скорости резания V = 80 м/мин.
N4 Р900 Ограничение максимальной частоты вращения шпинделя
nмакc = 900 об/мин.
N5 Р85 … Ограничение минимальной частоты вращения шпинделя
nмин = 85 об/мин.
Величину подачи устанавливают функцией F. Число после функции рав-
но величине подачи в миллиметрах на оборот, умноженной на 100 (дискрет-
ность 0,01). Например, подачу S = 0,3 мм/об задают функцией F30, а подачу
S = 1,5 мм/об – функцией F150.
В случаях линейной интерполяции одновременно по двум осям и круго-
вой интерполяции, например, при использовании постоянных циклов или обра-
ботке радиусных участков профиля детали, дискретность составляет 0,0001.
Это означает, что при использовании подачи в циклах после функции F запи-
сывают число, равное величине подачи, умноженной на 10000. Например, по-
дачу S = 0,25 мм/об в этом случае задают функцией F2500.
2.3. Программирование одноинструментальной обработки
Инструментальная револьверная головка станка модели 16К20Т1.02 может
занимать шесть позиций (номера позиций выбиты на торце головки). Поворот
головки для установки необходимого инструмента в рабочую позицию осущест-
вляется по команде функции Т с однозначным числом. Например, Т1, Т3, Т6.
Линейные перемещения программируют, как правило, в абсолютной сис-
теме, т.е. указывают координаты конечной точки участка траектории относи-
тельно нулевой точки детали с учетом дискретности 0,01. Например, обработка
шейки пальца (рис. 3) диаметром 40 мм обеспечивается перемещением резца по
31
----------------------- 32-----------------------
оси Z из точки 1 в точку 2 с координатами X = 40 мм (на диаметр), Z = - 50 мм.
В управляющей программе это перемещение записывается кадром:
N7 Z-5000.
Рис. 3. Схема обработки детали палец
Знак направления движения + не указывается, так как воспринимается по
умолчанию. Перемещение будет осуществляться только при условии, что в од-
ном из предыдущих кадров задана подача F (N4 F25).
Перемещение на ускоренной подаче задают символом (клавиша 21,
см. рис. 1), который обычно располагают в конце кадра.
Одновременное движение по двум координатам задают двумя кадрами. В
конце первого кадра ставят «звездочку» (*). Этому символу соответствует кла-
виша 35 на пульте управления (см. рис. 1).
При быстром подходе к точке рекомендуется вначале задавать координа-
ты Z, а затем – X. При отходе – наоборот.
Запись управляющей программы в абсолютной системе отсчета для од-
нопроходного обтачивания детали палец (см. рис. 3) при подаче – 0,25 мм/об,
32
----------------------- 33-----------------------
числе оборотов шпинделя – 600 об/мин и координатах исходной точки (И.Т.)
X = 90 мм, Z = 50 мм имеет следующий вид:
N0 М40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 МЗ Левое вращение шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя n = 600 об/мин.
N3 F25 Подача s = 0,25 мм/об.
N4 Х9000 * Подвод инструмента в точку исходного положения И.Т. ус-
N5 Z5000 коренно, одновременно по осям X и Z.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 Х4000 * Подвод инструмента к заготовке ускоренно, одновременно
N8 Z200 по осям X и Z.
N9 Z-5000 Обтачивание Ø 40 мм на длину 50 мм.
N 10 Х5400 Отвод на Ø 54 мм с подрезанием уступа.
N 11 Х9000 * Отвод инструмента в точку И.Т. ускоренно, одновременно
N 12 Z5000 по осям X и Z.
N 13 М5 Останов шпинделя.
N 14 M30 Конец программы.
Для программирования обработки деталей с последовательной проста-
новкой размеров более рационально использовать относительную систему от-
счета, при которой указываются не координаты конечных точек перемещения, а
расстояние между точками начала и конца каждого участка движения.
Сразу после номера кадра или после геометрической информации (т.е.
данных об отрезке траектории) при программировании в относительной систе-
ме отсчета указывается символ , которому соответствует клавиша 20 на
пульте управления с таким же символом (см. рис. 1).
Запись управляющей программы в относительной системе отсчета для
обработки пальца (см. рис. 3) проходным упорным резцом, установленным в
позиции револьверной головки Т1, имеет следующий вид:
33
----------------------- 34-----------------------
N0 М40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 МЗ Левое вращение шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя n = 600 об/мин.
N3 F25 Подача s = 0,25 мм/об.
N4 Х9000 * Подвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по осям
N5 Z5000 X и Z (в абсолютной системе отсчета).
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X-5000 * Подвод инструмента к заготовке ускоренно, одновре-
N8 Z-4800 менно по осям X и Z.
N9 Z-5200 Обтачивание Ø 40 мм на длину 50 мм.
N10 X 1400 Отвод на Ø 64 мм с подрезанием уступа.
N11 Х3600 * Отвод инструмента в точку И.Т. ускоренно, одновре-
N 12 Z10000 менно по осям X и Z.
N 13 М5 Останов шпинделя.
N 14 M30 Конец программы.
Для составления управляющей программы обработки ступенчатого ва-
лика из заготовки диаметром 104 мм, длиной 140 мм (рис. 4, а) в абсолютной
системе отсчета принимают координаты исходной точки (И.Т.) X = 150 мм,
Z = 50 мм, т.е. точка И.Т. удалена на 23 мм от наружной поверхности заго-
товки и на 50 мм от ее торца. Это обеспечивает безопасность оператора при
смене заготовки и не мешает повороту диска револьверной головки при сме-
не инструмента.
Траектория перемещения вершины упорного проходного резца, установ-
ленного в позиции револьверной головки Т3, представлена на рис. 4, б. Обра-
ботка выполняется за три прохода, на каждом из которых припуск срезается по
схеме «петля», а режимы резания составляют: частота вращения шпинделя
n = 600 об/мин, подача s = 0,3 мм/об.
34
h4>----------------------- 35-----------------------
Рис. 4. Схема обработки ступенчатого валика (а)
и траектория перемещения резца (б)
Управляющая программа для обработки ступенчатого валика в абсолют-
ной системе отсчета имеет вид:
N0 М40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 МЗ Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя n = 600 об/мин.
N3 F30 Подача s = 0,3 мм/об.
35
h4>----------------------- 36-----------------------
N4 Х15000 * Подвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по осям X
N5 Z5000 и Z.
N6 Т3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N5 Z100 * Подвод резца ускоренно, одновременно по осям X и Z в
N6 X9400 начальную точку рабочей траектории.
N7 Z-12200 Перемещение на рабочей подаче по оси Z (обтачивание
третьей ступени вала 94 мм).
N8 X10500 Отвод резца на рабочей подаче от заготовки по оси X до
105 мм (доработка уступа).
N9 Z100 Отвод резца по оси Z ускоренно на 1 мм от торца заготовки.
N 10 Х8900 Подвод до 89 мм для обработки второй ступени вала.
N11 Z-5000 Перемещение на рабочей подаче по оси Z (обтачивание
второй ступени вала 89 мм).
N12 Х9500 Отвод на рабочей подаче от заготовки по оси X до 95 мм.
N 13 Z100 Отвод резца по оси Z ускоренно на 1 мм от торца заготовки.
N14 X8500 Подвод до 85 мм для обработки первой ступени вала.
N15 Z-2000 Перемещение на рабочей подаче по оси Z (обтачивание
первой ступени вала 85 мм).
N16 X9000 Отвод на рабочей подаче от заготовки по оси X до 90 мм.
N17 X15000 * Отвод резца в исходную точку ускоренно, одновре-
N18 Z19000 менно по осям X и Z.
N 19 М5 Останов шпинделя.
N20 М30 Конец программы.
2.4. Программирование обработки конических поверхностей
Обработка конических поверхностей осуществляется одновременным пе-
ремещением резца по осям X и Z. Для этого задают координаты конечной точки
образующей конической поверхности, т.е. диаметр по оси X и длину по оси Z,
36
-----h4>------------------ 37-----------------------
причем первый кадр этого перемещения записывают со звездочкой (*). Резец
предварительно подводят по управляющей программе к точке начала обработки
конуса (рис. 5).
Рис. 5. Схема обработки конических поверхностей
Запись управляющей программы в абсолютной системе отсчета для обра-
ботки конических поверхностей при s = 0,25 мм/об, n = 600 об/мин имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N 1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F25 Подача – 0,25 мм/об.
N4 Х9000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z10000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X4000 * Подход резца к начальной точке (Н.Т.) ускоренно, од-
N8 Z500 новременно по двум координатам.
N7 Z0 Подвод инструмента к торцу детали на рабочей подаче.
N8 X5200 * Z-3000*
или Обработка прямого конуса.
N9 Z-3000 X5200
N10 X4000 * Z-6000*
или Обработка обратного конуса.
N11 Z-6000 X4000
37
h4>----------------------- 38-----------------------
N12 X5400 Отвод инструмента по оси Х ускоренно.
N13 X9000 * Отвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по двум
N14 Z10000 координатам.
N15 M5 Останов шпинделя.
N16 M30 Конец программы.
При задании управляющей программы обработки конусов в относитель-
ной системе отсчета кадры с N8 по N11 имеют следующий вид:
N8 X1200 *
N9 Z−3000
N10 X−1200 *
N11 Z−3000
Если вершина резца закруглена по радиусу r, то при переходе от цилинд-
рической поверхности к конической (или наоборот) следует ввести коррекцию
на координату опорной точки конца конического участка.
При переходе от цилиндрической поверхности к конической поверхности
с углом α = 60° резцом с радиусом при вершине r = 1 мм, К = 0,423 мм. В слу-
чае перехода от торцовой поверхности к конической с углом α = 35°, r = 2 мм,
Kх = 0,958 мм. На диаметр величина коррекции составит 0,958×2 =1,916 мм.
2.5. Программирование снятия фасок под углом 45
Для программирования снятия фаски под углом 45° вначале задают под-
вод резца по управляющей программе к начальной точке фаски, а затем – коор-
динату Х или Z конечной точки фаски и записывают символы со знаком +45°
или со знаком –45°. Знак определяется по той координате, адрес которой отсут-
ствует в кадре. Запись управляющей программы для снятия фаски под углом
45° при работе с подачей по координате X от оси детали (рис. 6) резцом 1 имеет
следующий вид:
38
h4>----------------------- 39-----------------------
Рис. 6. Пример программирования снятия фасок
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х15000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X5600 * Подвод резца к фаске ускоренно, одновременно по двум
N8 Z-2600 координатам.
N9 Z-2800 Подвод резца к торцу детали по оси Z.
N 10 X6000 −45 Обработка фаски 2×45.
N 11 X15000 * Отвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по двум ко-
N12 Z5000 ординатам.
N13 M5 Останов шпинделя.
N14 M30 Конец программы.
В относительной системе запись кадра N10 выглядит следующим образом:
N10 X400 −45или N10 Z−200 +45.
39
h4>----------------------- 40-----------------------
При обработке фаски резцом 2 с подачей по координате X к оси детали
фрагмент управляющей программы имеет следующий вид:
…N7 Z-300 * Подвод резца к фаске ускоренно, одновре-
N8 X4200 менно по двум координатам.
N9 X4000 Подвод резца к фаске по оси Х.
N10 X3400 +45(или Z0 −45) Обработка фаски 3×45.
В относительной системе отсчета отличие будет в кадре N10:
...N10 Х-600 +45° или N10 Z300 −45°.
Фаски под углом, не равным 45°, программируют как обработку кониче-
ских поверхностей.
2.6. Программирование обработки сферических поверхностей
В управляющей программе для обработки сферических поверхностей
указывают перемещение резца по дуге, представляющей собой не более четвер-
ти окружности. Направление движения резца задается функцией G.
Если дуга охватывает полную четверть окружности (угол 90°), то движе-
ние по часовой стрелке (скругление) задается функцией G12, движение против
часовой стрелки (галтель) – функцией G13. Аналогично для дуги, охватываю-
щей угол меньше 90°, движение по часовой стрелке задается функцией G2, а
против часовой стрелки – функцией G3.
Для обработки полной четверти окружности резец подводят по програм-
ме к начальной точке дуги. Затем задают функцию G12 (G13) и координаты ко-
нечной точки дуги по осям X и Z (либо приращения по осям X и Z в относи-
тельной системе отсчета). Во всех кадрах циклов G2, G3, G12 и G13 кроме по-
следнего ставят «звездочку», которая объединяет их в цикл.
Например, управляющая программа для обработки скругления на детале
со сферической поверхностью R20 в четверть окружности (рис. 7, а) в абсо-
лютной системе отсчета имеет следующий вид:
40
h4>----------------------- 41-----------------------
Рис. 7. Примеры программирования обработки по дуге
окружности в пределах 90скругления (а) и галтели (б)
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z3000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X4000 * Подвод резца к заготовке ускоренно, одновременно по
N8 Z50 двум координатам.
N9 Z0 Подвод резца к торцу заготовки по оси Z.
N 10 G12 * Цикл G12 для обработки скругления (движение против
N 11 X8000 * часовой стрелки), включающий обозначение цикла и
N 12 Z-2000 координаты X и Z конечной точки перемещения.
N 13 X8500 Отвод резца от заготовки по оси Х ускоренно.
N 14 X10000 * Отвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по двум
N15 Z3000 координатам.
N16 M5 Останов шпинделя.
N17 M30 Конец программы.
41
h4>----------------------- 42-----------------------
В относительной системе отсчета запись кадров с N10 по N12 выглядит
следующим образом:
N10 G12 *
N11 X4000 *
N12 Z-2000
В случае обработки вогнутой сферы (галтели) (рис. 7, б) управляющая
программа имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z3000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X4000 * Подвод резца к заготовке ускоренно, одновременно по
N8 Z50 двум координатам.
N9 Z0 Подвод резца к торцу заготовки по оси Z.
N 10 G13 * Цикл G13 для обработки галтели (движение по часовой
N 11 X8000 * стрелке), включающий обозначение цикла и координа-
N 12 Z-2000 ты X и Z конечной точки перемещения.
N 13 X8500 Отвод резца от заготовки по оси Х ускоренно.
N 14 X10000 * Отвод резца в И.Т. ускоренно, одновременно по двум
N15 Z3000 координатам.
N16 M5 Останов шпинделя.
N17 M30 Конец программы.
В относительной системе отсчета запись кадров с N10 по N12 выглядит
следующим образом:
N10 G13 *
N11 X4000 *
42
h4>----------------------- 43-----------------------
N12 Z-2000
Обработку по дуге, лежащей в пределах угла меньше 90°, задают циклами
G2 или G3 и четырьмя кадрами, включающими: координаты X и Z конечной
точки дуги; параметр Р , определяющий проекцию на ось X радиуса, проведен-
1
ного из центра дуги О до точки начала дуги (задается на сторону); параметр Р2
– то же на ось Z. Знаки параметров Р1 и Р2 определяются направлением движе-
ния по координатным осям Х и Z соответственно (рис. 8).
Рис. 8. Способы задания дуг, охватывающих менее четверти окружности:
а, б – движение по часовой стрелке (цикл G2); в, г – против нее (цикл G3)
При составлении управляющей программы для обработки сферической
поверхности радиусом R = 46,1 мм (рис. 9) при движении резца по дуге 1–2 по
часовой стрелке определяют параметры Р и Р , которые равны координатам
1 2
начальной точки дуги относительно ее центра. По оси X параметр Р1 составляет
35 мм, по оси Z параметр Р2 – 30 мм.
Знак параметра Р1 положительный, так как при движении по дуге 1–2 ко-
ордината Х увеличивается. Знак параметра Р2 отрицательный, так как при дви-
жении по дуге 1–2 координата Z уменьшается.
43
h4>----------------------- 44-----------------------
Рис. 9. Пример программирования обработки сферической
поверхности в пределах угла меньше 90
Фрагмент управляющей программы, относящийся к движению резца по ду-
ге 1-2, в абсолютной и относительной системе отсчета имеет следующий вид:
Абсолютная система отсчета Относительная система отсчета
N6 G2 * N6 G2 *
N7 X4000 * N7 X2000 *
N8 Z-2000 * N8 Z-2000 *
N9 P3500 * N9 P3500 *
N10 P-3000… N10 P-3000…
Если вершина резца закруглена, то обработанный профиль будет иметь
погрешность из-за того, что различные участки поверхности резец обрабатыва-
ет разными точками режущей кромки. Поэтому при программировании должна
вводиться коррекция координат конечной точки дуги по расчетам или данным
замеров пробной детали или задаваться траектория перемещения инструмента
по эквидистанте.
44
h4>----------------------- 45-----------------------
3. ПОСТОЯННЫЕ ЦИКЛЫ ОБРАБОТКИ
3.1. Однопроходный цикл продольной обработки G70
Однопроходная обработка цилиндрической поверхности может быть за-
дана в автоматическом цикле с помощью подготовительной функции G70.
Схема цикла показана на рис. 10.
Структура цикла имеет следующий вид:
G70 *, X* (или Х )*, Z* (или Z )*, F,
где – знак установки резца на глубину резания на быстром ходу (при отсут-
ствии этого знака установка на глубину происходит на рабочей подаче); X и Z –
координаты конечной точки рабочего хода; F – подача в цикле.
Рис. 10. Схема структуры однопроходного
продольного цикла G70 без скоса
Дискретность задания подачи в цикле составляет 0,0001, т.е. величину
подачи умножают на 10000 (при s = 0,3 мм/об записывают F3000). Если подачу
F в цикле не указывают, то действует подача, заданная до цикла.
Перед выполнением цикла программируют подвод резца к заготовке в на-
чальную точку цикла (Н.Т.Ц.), которая отстоит от нее по осям Х и Z на 1 – 2 мм.
Цикл G70 включает набор глубины прохода на быстром ходу или на ра-
бочей подаче, обработку ступени на рабочей подаче, отскок от обработанной
поверхности и возврат в Н.Т.Ц.
Для обработки детали (рис. 11) с использованием цикла G70 вначале оп-
ределяем координаты Н.Т.Ц., которые равны Х 52 мм, Z 2 мм.
45
h4>----------------------- 46-----------------------
Рис. 11. Пример программирования обработки
детали с использованием цикла G70
Управляющая программа имеет следующий вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х9000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N6 X5200 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N7 Z200 координатам.
N8 G70 * Цикл G70 однопроходной продольной обработки, вклю-
N9 Х4000 * чающий обозначение цикла и координаты X и Z конеч-
N 10 Z-5000 ной точки перемещения. Набор глубины – ускоренно.
N 11 X9000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 12 Z5000 двум координатам.
N 13 М5 Останов шпинделя.
N 14 М30 Конец программы.
46
h4>----------------------- 47-----------------------
При обработке ступенчатой детали автоматический однопроходный цикл
G70 последовательно используют для каждой ступени (рис. 12).
Рис. 12. Пример программирования обработки ступенчатого валика
с использованием цикла G70
Управляющая программа для обработки ступенчатого валика с использо-
ванием цикла G70 имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S640 Частота вращения шпинделя – 640 об/мин.
N3 F40 Подача – 0,4 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X5400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. первого прохода ускоренно, од-
N8 Z100 новременно по двум координатам.
47
h4>----------------------- 48-----------------------
N9 G70 * Первый проход (обработка ступени диаметром 50 мм,
N 10 X5000 * длиной 122 мм) с использованием цикла G70. Набор
N 11 Z-12200 глубины – ускоренно.
N 12 G70 * Второй проход (обработка ступени диаметром 45 мм,
N 13 X4500 * длиной 50 мм) с использованием цикла G70. Набор
N 14 Z-5000 глубины – ускоренно.
N 15 G70 * Третий проход (обработка ступени диаметром 40 мм,
N 16 X4000* длиной 20 мм) с использованием цикла G70. Набор
N 17 Z-2000 глубины – ускоренно.
N18 X10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 19 Z5000 двум координатам.
N20 M5 Останов шпинделя.
N21 M30 Конец программы.
При необходимости цикл G70 можно задавать со скосом (рис. 13).
Рис. 13. Схема структуры однопроходного
продольного цикла G70 со скосом
В этом случае структура цикла имеет вид:
G70 *, X *, Z *, F *, Р *, Р ,
1 2
где P1 – размер скоса по оси X (задается на сторону), Р2 – размер скоса по оси Z.
Параметры Р1 и Р2 всегда положительные и дискретность их задания – 0,01.
48
h4>----------------------- 49-----------------------
Например, если размер скоса Р1 = 18 мм; Р2 = 5 мм, фрагмент управляю-
щей программы имеет вид:
N7 G70 * Цикл G70.
N8 X 2000 * Координаты X и Z конечной точки рабочего
N9 Z-5000 * хода в цикле.
N 10 P 1800 * Размер скоса по оси X.
N 11 P 500 Размер скоса по оси Z.
3.2. Однопроходный цикл поперечной обработки G71
При составлении управляющей программы снятия припуска в попереч-
ном направлении применяют автоматический цикл, который задается с помо-
щью функции G71. По этому циклу обеспечивается автоматическое подрезание
торца с выходом инструмента до точки 3 на рабочей подаче и отводом – до
точки 1 (Н.Т.Ц.) на быстром ходу (рис. 14).
Рис. 14. Схема структуры однопроходного
цикла поперечной обработки G71
49
h4>----------------------- 50-----------------------
Например, необходимо подрезать торец с 250 мм до 20 мм при глу-
бине резания 5 мм за один рабочий ход с обтачиванием цапфы 20. Постоян-
ная скорость резания 110 м/мин.
Запись управляющей программы имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S720 Частота вращения шпинделя – 720 об/мин.
N3 F20 Подача – 0,2 мм/об.
N4 Х30000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z2500 двум координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X25400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z 100 координатам.
N9 G96 * Цикл G96, обеспечивающий при обработке торца детали
N10 S110 * постоянную скорость резания 110 м/мин при изменяющей-
N11 P1750 * ся частоте вращения шпинделя от nмакс = 1750 об/мин до
N12 P160 nмин = 160 об/мин.
N13 G71 * Цикл G71 однопроходной поперечной обработки с набором
N14 X2000 * глубины прохода на ускоренной подаче для подрезки торца
N15 Z-500 до диаметра 20 мм.
N16 G97 Задание постоянной частоты вращения шпинделя в об/мин.
N17 S720 Частота вращения шпинделя – 720 об/мин.
N18 Х30000 * Отход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N19 Z2500 двум координатам.
N20 M5 Останов шпинделя.
N21 M30 Конец программы.
Если на торце детали задан скос, то цикл имеет вид (рис. 15):
G71 *, X * (Х ) *, Z * (Z ) *, F *, P *, P ,
1 2
50
h4>----------------------- 51-----------------------
где F – подача в цикле (дискретность 0,0001), P и P – размеры скоса по осям X
l 2
и Z (дискретность 0,01). Знак указывает на ускоренный подход по оси Z от
точки 0 (Н.Т.Ц.) до точки 1.
Рис. 15. Схема структуры однопроходного
поперечного цикла G71 со скосом
Если деталь имеет скос по оси X – P = 2 мм, а по оси Z – P = 3 мм, то в
l 2
предыдущей программе в абсолютной системе отсчета кадры, относящиеся к
функции G71, записываются следующим образом:
N13 G71 *
N14 X2000 *
N15 Z-500 *
N16 P200 *
N17 P300…
3.3. Многопроходный цикл продольной обработки G 77
При срезании большого по толщине припуска продольную обработку заго-
товки рационально выполнять с использованием автоматического многопроход-
ного цикла G77, который может быть реализован при работе без скоса (рис. 16) и
работе со скосом (рис. 17). Этот цикл позволяет сократить и упростить управ-
ляющую программу, а также повысить производительность обработки.
51
h4>----------------------- 52-----------------------
Рис. 16. Схема структуры многопроходного
продольного цикла G77 без скоса
Рис. 17. Схема структуры многопроходного
продольного цикла G77 со скосом
52
----------------------- Page 53-----------------------
Цикл G77 имеет структуру:
G77 ( , ) *, X* (или Х )*, Z (или Z )*, F*, P *, P ,
1 2
где X – конечный диаметр или общая величина припуска по оси X; Z – координата
конечной точки прохода или длина прохода по оси Z; F – рабочая подача в цикле;
Р – припуск на проход (задается на диаметр); Р – величина скоса по оси Z. P и Р
1 2 1 2
– всегда положительны, отсутствие Р2 указывает на работу без скоса. Символ
определяет набор глубины прохода ускорено, а символ указывает на возврат
режущего инструмента после окончания цикла в начальную точку последнего
прохода (точка B). Если символ опущен, то по окончании цикла инструмент
возвращается в начальную точку цикла (Н.Т.Ц.).
Количество проходов в цикле G77 определяется системой ЧПУ автоматиче-
ски, так же как и глубина последнего прохода m ≤ Р . Например, при обработке
1
ступени детали диаметром 74 мм из заготовки диаметром 120 мм резец выполнит
пять проходов с глубиной последнего – 6 мм на диаметр (рис. 18).
Рис. 18. Схема для программирования многопроходной
продольной обработки по циклу G77
53
h4>----------------------- 54-----------------------
Управляющая программа многопроходной продольной обработки этой
детали с использованием цикла G77 имеет следующий вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S520 Частота вращения шпинделя – 520 об/мин.
N3 F25 Подача – 0,25 мм/об.
N4 Х18000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X12000 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z200 координатам.
N9 G77 * Набор глубины прохода ускоренно.
N 10 X7400 * Цикл Окончательный диаметр обработки 74 мм.
N 11 Z-4000 * G77 Координата конечной точки по оси Z.
N12 P1000 Припуск на один проход 10 мм на диаметр.
N 13 X18000 * Отход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z5000 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
Цикл G77 целесообразно применять и для обработки ступенчатого вала с
большим по толщине припуском (рис. 19). В этом случае для обработки каждой
из ступеней вала последовательно используется цикл G77. По окончании вы-
полнения цикла G77 резец на быстром ходу подводится к начальной точке цик-
ла обработки следующей ступени, а после многопроходной обработки ступени
– возвращается в начальную точку этого цикла.
54
h4>----------------------- 55-----------------------
Рис. 19. Схема многопроходной продольной
обработки ступенчатого вала по циклам G77
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х18000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N7 X12000 * Подвод резца в Н.Т.Ц.1 ускоренно, одновременно по двум
N8 Z200 координатам.
N9 G77 * Первый цикл G77, набор глубины прохода – ускоренно,
N 10 X9600 * возврат резца в начало последнего прохода, окончатель-
N 11 Z-10000 * ный диаметр обработки – 96 мм, длина прохода – 100 мм,
N12 P800 глубина резания на один проход – 8 мм (на диаметр).
55
h4>----------------------- 56-----------------------
N13 Х9600 Подвод резца в Н.Т.Ц.2 ускоренно по оси Х.
N 14 G77 * Второй цикл G77, набор глубины прохода – ускоренно,
N15 X5200 * возврат резца в начало последнего прохода, окончатель-
N16 Z-6000 * ный диаметр обработки – 52 мм, длина прохода – 60 мм,
N17 P800 глубина резания на один проход – 8 мм (на диаметр).
N18 Х5200 Подвод резца в Н.Т.Ц.3 ускоренно по оси Х.
N 19 G77 * Третий цикл G77, набор глубины прохода – ускоренно,
N20 X2280 * окончательный диаметр обработки – 22,8 мм, длина про-
N21 Z-2000 * хода – 20 мм, глубина резания на один проход – 8 мм (на
N22 P800 диаметр).
N23 X18000 * Отход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N24 Z5000 двум координатам.
N25 M5 Останов шпинделя.
N26 M30 Конец программы.
Фрагмент управляющей программы с использованием цикла G77 для об-
работки валика со скосом по оси Z – 12 мм и глубиной резания на один проход –
8 мм (см. рис. 17) имеет вид:
N7 Х8000 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z900 координатам.
N9 G77 * Цикл G77 многопроходной продольной обработки со ско-
сом, набор глубины прохода – ускоренно, возврат резца в
начальную точку цикла (Н.Т.Ц.).
N 10 X4000 * Окончательный диаметр обработки – 40 мм.
N 11 Z-8200 * Длина обрабатываемой ступени – 82 мм.
N 12 F3000 * Подача в цикле – 0,3 мм/об.
N 13 P800 * Глубина резания на один проход – 8 мм (на диаметр).
N 14 P1200 Скос по оси Z – 12 мм.
56
-h4>---------------------- 57-----------------------
3.4. Многопроходный цикл поперечной обработки G78
Большой припуск с торца заготовки можно удалить при использовании
многопроходного цикла поперечной обработки G78. Структура цикла имеет вид:
G78 ( , ) *, X* (или Х )*, Z (или Z )*, F*, P *, P ,
1 2
где X – конечный диаметр прохода или длина прохода по оси X (при Х ); Z –
координата конечной точки обработки по оси Z или общая величина припуска
(при Z ); F – рабочая подача в цикле; Р – глубина прохода; Р – величина ско-
1 2
са по оси Х. Параметры P1 и Р2 – всегда положительны, а отсутствие Р2 указывает
на работу без скоса. Символ определяет набор глубины прохода ускоренно, а
символ указывает на возврат режущего инструмента после окончания цикла
в начальную точку последнего прохода. Если символ опущен, то по оконча-
нии цикла инструмент возвращается в начальную точку цикла (Н.Т.Ц.).
Схема многопроходной поперечной обработки кольца по циклу G78
представлена на рис. 20.
Рис. 20. Схема многопроходной поперечной
обработки кольца по циклу G78
57
h4>----------------------- 58-----------------------
Управляющая программа многопроходной поперечной обработки кольца
подрезным резцом с использованием цикла G78 без скоса имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х20000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X12400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z1700 координатам.
N9 G96 * Цикл G96, обеспечивающий при обработке торца детали
N 10 S90 * постоянную скорость резания 90 м/мин при изменяющей-
N 11 P1440 * ся частоте вращения шпинделя от nмакс = 1440 об/мин до
N 12 P235 nмин = 235 об/мин.
N 13 G78 * Набор глубины прохода ускоренно.
N 14 X1800 * Цикл Окончательный диаметр обработки 18 мм.
N 15 Z0 * G78 Координата конечной точки по оси Z.
N 16 P300 Глубина прохода 3 мм.
N 17 G97 Задание постоянной частоты вращения шпинделя в об/мин.
N 18 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N 19 Х20000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N20 Z5000 двум координатам.
N21 M5 Останов шпинделя.
N22 M30 Конец программы.
При обработке торца детали со скосом (рис. 21) в цикле G78 используют
второй параметр Р , определяющий величину скоса по оси Х.
2
58
h4>----------------------- 59-----------------------
Рис. 21. Схема многопроходной поперечной
обработки со скосом по циклу G78
Управляющая программа для этого случая обработки при постоянной
частоте вращения шпинделя имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х20000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X12400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z0 координатам.
59
h4>----------------------- 60-----------------------
N9 G78 * Набор глубины прохода ускоренно.
N 10 X1800 * Окончательный диаметр обработки – 18 мм.
Цикл
N 11 Z-1500 * Координата конечной точки по оси Z.
G78
N 12 P300 * Глубина прохода – 3 мм.
N13 P1000 Скос по оси Х – 5 мм.
N 14 Х20000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 15 Z5000 двум координатам.
N 16 M5 Останов шпинделя.
N 17 M30 Конец программы.
3.5. Многопроходный цикл протачивания торцовых канавок G74
Структура цикла:
G74*, X* (X )*, Z* (Z )*, F*, Р,
где X – координата по оси X конечной точки последней канавки (или последне-
го рабочего хода протачивания широкой канавки); Z– координата по оси Z дна
канавки; F – подача в цикле; Р – шаг между канавками (дискретность 0,01). По-
сле окончания цикла резец возвращается в точку начала цикла.
Рис. 22. Схема протачивания торцовых канавок по циклу G74:
а – трех равномерно расположенных, б – широкой канавки (выточки)
60
h4>----------------------- 61-----------------------
Если необходимо проточить три торцовые канавки шириной 4 мм с ша-
гом 8 мм (рис. 22, а), то составляют следующую управляющую программу:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S680 Частота вращения шпинделя – 680 об/мин.
N3 F20 Подача – 0,2 мм/об.
N4 Х12000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z8000 двум координатам.
N6 T3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N7 X7000 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z300 координатам.
N9 G74 * Цикл протачивания торцовых канавок.
N 10 X3800 * Координата по оси X конечной точки последней канавки.
N 11 Z−1000 * Координата по оси Z дна канавки.
N 12 P1600 Шаг между канавками (размер на диаметр).
N 13 X12000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z8000 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
В случае протачивания по схеме «спуск» широкой торцовой канавки
(рис. 22, б) шириной – 20 мм узким канавочным резцом, с шириной режущей
кромки – 4 мм, с перекрытием проходов – 0,5 мм, при шаге каждого прохода –
3,5 мм управляющая программа имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S650 Частота вращения шпинделя – 650 об/мин.
N3 F22 Подача – 0,22 мм/об.
61
h4>----------------------- 62-----------------------
N4 Х12000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z8000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X7800 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z300 координатам.
N9 G74 * Цикл протачивания торцовых канавок.
N 10 X4600 * Координата по оси X конечной точки последнего прохода.
N 11 Z−1000 * Координата по оси Z дна канавки.
N 12 P700 Шаг между проходами (размер на диаметр).
N 13 X12000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z8000 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
3.6. Многопроходный цикл протачивания канавок на
цилиндрической поверхности G75
Канавки на наружной или внутренней цилиндрической поверхности про-
тачивают по автоматическому циклу G75 (рис. 23). Цикл можно использовать
для обработки одной или нескольких равномерно расположенных канавок, а
также широкой канавки.
Структура цикла имеет вид:
G75*, X* (Х )*, Z* (Z ),* F*, Р,
где X (или Х )* − координата дна канавки по оси X (или смещение по оси X
до дна канавки); Z (или Z )* – координата по оси Z левой стенки последней
канавки (или последнего спуска при протачивании широкой канавки); F – пода-
ча в цикле; Р – шаг между канавками (или шаг между проходами при протачи-
вании широкой канавки), дискретность 0,01. Величина Р не должна превышать
ширины широкой канавки.
62
h4>----------------------- 63-----------------------
Рис. 23. Схема цикла протачивания канавок
на цилиндрической поверхности
Если при многопроходном протачивании широкой канавки ее ширина не
кратна шагу проходов, то остается немерный остаток припуска, который авто-
матически срезается при последнем проходе.
После окончания цикла резец возвращается в точку начала цикла.
Для проточки на наружной цилиндрической поверхности диаметром – 60 мм
трех канавок шириной – 5 мм с шагом – 40 мм используем канавочный резец с
шириной режущей кромки – 5 мм (рис. 24).
Рис. 24. Схема для протачивания трех канавок
по циклу G75
63
-h4>---------------------- 64-----------------------
Управляющая программа для обработки трех канавок на цилиндрической
поверхности имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N3 F12 Подача – 0,12 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z3500 двум координатам.
N6 T 1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
N7 X6400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z-4000 координатам.
N9 G75 * Цикл протачивания канавок на цилиндрической поверхности.
N 10 X3600 * Координата дна канавок по оси X.
N 11 Z−12000 * Координата левой стенки последней канавки по оси Z.
N 12 P4000 Шаг между канавками.
N 13 X10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z3500 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
Для обработки детали с выточкой шириной – 92,5 мм, расположенной на
наружной цилиндрической поверхности диаметром – 60 мм, используем канавоч-
ный резец с шириной режущей кромки – 4 мм, установленный в позиции ре-
вольверной головки Т3, который будет выполнять проходы по схеме «спуск» с
перекрытием 0,5 мм при каждом проходе (рис. 25).
64
h4>----------------------- 65-----------------------
Рис. 25. Схема для протачивания широкой
канавки по циклу G75
Управляющая программа для обработки широкой канавки на цилиндриче-
ской поверхности имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N3 F20 Подача – 0,20 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N7 X6400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z-3250 координатам.
N9 G75 * Цикл протачивания канавок на цилиндрической поверхности.
N 10 X3600 * Координата по оси X дна канавки.
N 11 Z−12000 * Координата по оси Z левой точки последнего прохода.
N 12 P350 Шаг между проходами.
N 13 X10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z5000 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
65
h4>----------------------- 66-----------------------
3.7. Многопроходный цикл глубокого сверления G73
Глубокое сверление должно производиться с периодическими вводами и
выводами сверла с целью охлаждения сверла и снятия напряжения продольного
изгиба. Общая длина отверстия (глубина сверления) делится на участки, обо-
значаемые символом Р (величина Р не должна равняться диаметру сверла).
Цикл задается функцией G73, с помощью которой программируют автоматиче-
ский вывод сверла из отверстия после прохода заданного участка, а затем по-
вторный ввод на быстром ходу. При каждом повторном вводе сверло не дохо-
дит на некоторую величину зазора а до конца предыдущего рабочего хода
(рис. 26). Величина а задается предварительно постоянным параметром, вводи-
мым в память системы ЧПУ при первичной наладке станка.
Рис. 26. Схема автоматического цикла глубокого
сверления G73
После окончания цикла сверло отходит в точку А, находящуюся на рас-
стоянии X мм от оси X и на расстоянии Z мм от нулевой точки детали.
66
----------------------- 67-----------------------
Структура цикла:
G73*, X* (Х )*, Z* (Z )*, F*, Р (рис. 26),
где X – координата смещения инструмента по оси X в точку А после выполне-
ния цикла; Z – координата конечной точки перемещения сверла по оси Z;
F – шаг резьбы (дискретность 0,0001); Р – длина участка сверления между вы-
водами инструмента.
На рис. 27 показана деталь, в которой необходимо просверлить отверстие
диаметром – 28 мм на длине – 160 мм. Недоход (воздушный зазор) до заготовки
составляет 6 мм, перебег – 14 мм. Общий путь рабочего хода L = 160 + 6 + 14 =
180 мм. Его расчленяют на участки длиной 48 мм (четырехпроходный цикл). По-
дачу принимают 0,2 мм/об, частоту вращения шпинделя – 700 об/мин.
Рис. 27. Схема для сверления глубокого отверстия по циклу G73
Управляющая программа для сверления глубокого отверстия диаметром
28 мм имеет вид:
N0 M39 Второй диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
67
h4>----------------------- 68-----------------------
N2 S320 Частота вращения шпинделя – 320 об/мин.
N3 F20 Подача – 0,20 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z2000 двум координатам.
N6 T2 Поворот револьверной головки в позицию Т2.
N7 X0 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z600 координатам.
N9 M8 Включение подачи СОЖ.
N 10 G73 * Цикл глубокого сверления.
N 11 X2000 * Величина отхода сверла по оси X после окончания цикла.
N 12 Z−17400 * Координата по оси Z перемещения сверла.
N 13 P4800 Длина одного прохода.
N 14 M9 Выключение подачи СОЖ.
N 15 X10000 * Вывод сверла в И.Т. ускоренно, одновременно по двум
N 16 Z2000 координатам.
N 17 M5 Останов шпинделя.
N 18 M30 Конец программы.
3.8. Безусловный переход Р
Для изменения порядка выполнения кадров управляющей программы
применяется команда так называемого безусловного перехода, обозначаемого
символом Р. С помощью этого символа можно вводить в управляющую про-
грамму дополнительные кадры.
Например, если алмазный выглаживатель, поджимаемый пружиной, дол-
жен совершать цикл подач «влево – вправо» (рис. 28), то чтобы не задавать в
управляющей программе весь цикл, включающий многократное движение вы-
глаживателя, записывают лишь два хода, а затем под адресом Р проставляют
номера этих кадров:
68
---------------------- 69-----------------------
Рис. 28. Пример автоматического цикла с применением
символа безусловного перехода P («зацикливание»)
Фрагмент управляющей программы для «зацикливания» проходов алмаз-
ного выглаживания цилиндрической поверхности диаметром – 60h5 имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S720 Частота вращения шпинделя – 720 об/мин.
N3 F10 Подача – 0,1 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z2000 двум координатам.
N6 T4 Поворот револьверной головки в позицию Т4.
N7 X6000 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z-2000 координатам.
N9 Z-14400 Перемещение выглаживателя влево.
N 10 Z-2000 Перемещение выглаживателя вправо.
N 11 Р9
Повторение выполнения кадров N9 и N10.
N 12 P10…
69
----------------------- 70-----------------------
Теперь цикл «влево – вправо» будет выполняться многократно до нажима
на клавишу «Стоп». Такой прием называется «зацикливанием» управляющей
программы.
3.9. Повторение части программы G25
Для повторения части управляющей программы служит функция G25.
После функции G25 записываются два символа – Р и Р . Первый указывает, с
1 2
какого и по какой кадр повторяется программа, а второй – количество повторе-
ний. Часть программы, которая должна повторяться, записывается в относи-
тельной системе отсчета в приращениях.
В формат параметра Pl вводят цифры 0, 3; 3. Первые три цифры опреде-
ляют номер кадра, с которого часть программы повторяется, вторые три цифры
– номер кадра, которым оканчивается вызываемая часть программы. Нуль в
первой части кода формата означает, что нули перед номером начального кадра
можно опустить. Отсутствие нуля во второй части кода свидетельствует о том,
что незначащие нули номера конечного кадра не опускаются. Например, для
вызова части программы с кадра N8 до кадра N15 записывают Р8015, с кадра
N5 до кадра N8 – Р5008, с кадра N85 до кадра N105 – Р85105.
Формат параметра P2 0, 5 означает, что нуль впереди числа повторяемых
кадров не ставится, а само число может быть пятизначным. Максимальное чис-
ло повторений по Р2 − не более 23767. Если P2 опущен, то повторяемая часть
управляющей программы отрабатывается один раз. Например, нужно повто-
рить кадры с N4 по N12 – 15 раз. Запись фрагмента управляющей программы в
этом случае имеет вид:
N28 G25*
N29 P4012*
N30 P15.
На рис. 29 приведена трехступенчатая деталь с повторяющимися ступе-
нями. При составлении управляющей программы для ее обработки следует
70
----------------------- 71-----------------------
учесть, что перемещение вершины резца по оси Z на 8 мм (Z-800) и по оси X на
5 мм (X1000) должно повторяться три раза.
Рис. 29. Схема для обработки ступенчатой детали
с применением функции повторения кадров G25
Управляющая программа для обработки ступенчатой детали имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S800 Частота вращения шпинделя – 800 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х12000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z4000 двум координатам.
N6 T 1 Поворот револьверной головки в позицию Т1.
71
----------------------- 72-----------------------
N7 X3000 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z100 координатам.
N9 Z0 Подход резца к детали на рабочей подаче.
N 10 Z-800 Обработка первой ступени (перемещения резца по оси Х
N 11 X1000 и Z заданы в относительной системе отсчета).
N 12 G25 * Цикл повторения части управляющей программы.
N 13 P10011 * Повторение кадров N10 и N11.
N 14 P2 Количество повторений – два раза.
N 15 Х12000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 16 Z4000 двум координатам.
N 17 M5 Останов шпинделя.
N 18 M30 Конец программы.
На рис. 30, а приведена деталь, на которой необходимо проточить три ка-
навки шириной 13 мм на глубину 10 мм. Торец и левая стенка каждой канавки
имеет скос 3×6 мм.
Рис. 30. Схема к протачиванию канавок со скосом с применением цикла G25:
а – схема детали, совмещенная со схемой наладки; б – геометрическое
построение для определения координат точек С и D.
72
----------------------- 73-----------------------
Работу выполняют с охлаждением одним прорезным резцом с шириной
режущей кромки 5 мм, закрепленным в позиции револьверной головки Т3. На-
чало координат детали – в центре правого торца. Координаты исходной точки
(И.Т.) – Х 150 мм, Z 50 мм. Протачивание канавок, а затем и обработку скосов
задают с использованием циклов G75. Определение координат точек С и D сле-
дует из построения (рис. 30, б). Протачивание второй и третьей канавок задают
с использованием цикла G25 по тем же командам, что и первую канавку, а ско-
сы на канавках – повторением тех же команд, что и для обработки скоса на
торце детали (с учетом смещения на шаг).
Управляющая программа для обработки канавок со скосом с применени-
ем цикла G25 имеет вид:
N0 M39 Второй диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S620 Частота вращения шпинделя – 620 об/мин.
N3 F20 Подача – 0,2 мм/об.
N4 Х15000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N7 М8 Включение подачи СОЖ.
N8 X8400 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по
N9 Z-2500 двум координатам.
N 10 G75 * Цикл протачивания канавки.
N 11 X-2400 Перемещение резца по оси X до дна канавки в относи-
тельной системе отсчета.
N 12 Z800 * Координата по оси Z последнего прохода при протачи-
вании широкой канавки.
N 13 P400 Шаг между проходами при протачивании широкой ка-
навки (перекрытие – 1 мм).
N 14 Z-2500 Смещение по оси Z на шаг расположения канавок.
73
----------------------- 74-----------------------
N 15 G25 * Цикл повторения части программы по обработке канавок.
N 16 P10014 * Повторение кадров с N10 по N14.
N 17 P2 Количество повторений – два раза.
N 18 Z -400 Отход в точку C ускоренно.
N 19 X-2000 * Обработка скоса 3×6 мм на торце с учетом подвода и
N20 Z500 перебега резца (см. рис. 30, б).
N21 X2000 Отход резца в точку С ускоренно вначале по оси Х, за-
N22 Z-500 тем по оси Z.
N23 Z-2500 Смещение по оси Z на шаг расположения скосов.
N24 G25 * Цикл повторения части программы по обработке скоса.
N25 P19023 * Повторение кадров с N19 по N23.
N26 P3 Количество повторений – три раза.
N 18 Х15000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 19 Z5000 двум координатам.
N20 M5 Останов шпинделя.
N21 M30 Конец программы.
3.10. Циклы нарезания резьбы G31, G32, G33
Многопроходное нарезание резьбы резцом программируется с помощью
цикла G31.
Цикл имеет следующую структуру:
G31*, X*, Z*, F*, P *, P ,
1 2
где G31 – номер цикла резьбонарезания; X – номинальный диаметр резьбы;
Z – длина резьбы или координата конечной точки резьбы; F – шаг резьбы, запи-
сывается с учетом дискретности 0,0001; Р1 – полная глубина резьбы на сторону
с учетом дискретности 0,01 (определяется по справочнику или приближенно по
формуле Р1 = 0,65·F, где F – шаг резьбы); Р2 – глубина прохода на сторону (за-
дается технологом или оператором) (рис. 31).
74
----------------------- 75-----------------------
Рис. 31. Схема структуры автоматического цикла нарезания резьбы G31
Цикл нарезания многопроходный, все рабочие ходы, за исключением че-
тырех последних, выполняют с глубиной, заданной в последнем кадре резьбо-
нарезания (Р ). В каждом из четырех последних рабочих ходов глубина резания
2
автоматически делится на два. После нарезания резьбы резец возвращается в
начальную точку цикла, откуда его можно отвести по программе в исходную
точку.
При нарезании резьб с шагом до 2 мм резец при каждом проходе подают
на глубину перпендикулярно к оси детали. Для этого перед началом обработки
детали в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) вводят постоянный па-
раметр N6 P0, для чего нажимают клавиши N, 6, Р, 0.
Если шаг резьбы более 2,5 мм, то рекомендуется выполнять врезание рез-
ца под углом ε/2 = 30°, чтобы в работе участвовала одна режущая кромка. В
этом случае постоянный параметр Р вычисляется по формуле Р = 4086 tg 30° =
2365. Ввод выполняют последовательным нажатием клавиш N, 6, P, 2, 3, 6, 5.
Модульную резьбу (профиль трапецеидальный с углом 40°, шаг – кратный
числу π), с модулем более 0,5 мм нарезают с врезанием под углом 20°. Постоян-
ный параметр Р = 4096 tg 20° =1491 вводят нажатием клавиш N, 6, Р, 1, 4, 9, 1.
После набора параметров нажимают клавишу 15 (ввод информации) (см. рис. 1).
Величину пути подхода резца (воздушного зазора для разгона привода)
по оси Z принимают не менее двух шагов нарезаемой резьбы.
75
----------------------- 76-----------------------
Рассмотрим применение цикла G31 для нарезания резьбы М36х1,5 резцом
на резьбовом валике (рис. 32).
Рис. 32. Схема нарезания резьбы М36х1,5 на резьбовом валике
Управляющая программа для нарезания резьбы М36х1,5 имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S700 Частота вращения шпинделя – 700 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X3600 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z450 координатам.
N9 G31 * Цикл резьбонарезания и признак группы кадров.
N 10 X3600 * Наружный диаметр резьбы.
N 11 Z-4750 * Координата конечной точки резьбы по оси Z с учетом
(или Z-5200 *) выхода в середину канавки (50–2,5=47,5 мм).
N 12 F15000 * Шаг резьбы – 1,5 мм.
76
-h4>---------------------- 77-----------------------
N 13 P96 * Глубина резьбы – 0,96 мм (на сторону).
N 14 P20 Глубина первого прохода – 0,2 мм (на сторону).
N 15 Х10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 16 Z5000 двум координатам.
N 17 M5 Останов шпинделя.
N 18 M30 Конец программы.
Если на чертеже детали не предусмотрена зарезьбовая канавка, то резьба
должна нарезаться со сбегом, т.е. с плавным выходом резца из резьбы в конце
каждого рабочего хода. Для этого в память системы ЧПУ вводят постоянный
параметр N7 с величиной сбега С по оси Z в пределах (0,1...3,1) F. Например,
для резьбы с шагом 3 мм С = 1 3 = 3 мм. Ввод параметра N 7 выполняют после-
довательным нажатием клавиш N, 7, Р, 0, 3, 0, 0.
В многопроходном цикле G31 можно задавать нарезание конической
резьбы. Для этого в цикл вводят третий параметр Р, который определяет раз-
ность между большим и меньшим диаметрами резьбы.
На рис. 33 приведена заготовка, на которой требуется нарезать кониче-
скую резьбу со сбегом, при воздушном зазоре ΔZ = 5,8 мм. Шаг резьбы – 2 мм,
глубина резьбы – 1,08 мм, глубина первого прохода – 0,3 мм, величина сбега
равна шагу резьбы.
Рис. 33. Схема нарезания конической резьбы по циклу G31
Фрагмент управляющей программы для нарезания конической резьбы
имеет следующий вид:
77
----------------------- 78-----------------------
…N15 G31 * Многопроходный цикл резьбонарезания.
N16 X1924 * Меньший диаметр резьбы с учетом воздушного зазора.
N17 Z-7780 * Путь рабочего хода (72+5,8=77,8 мм).
N18 F20000 * Шаг резьбы – 2 мм.
N19 P108 * Глубина резьбы – 1,08 мм (размер на сторону).
N20 P30 * Глубина первого прохода – 0,3 мм (размер на сторону).
N21 P676… Разность диаметров на участке конической резьбы с уче-
том воздушного зазора – 6,76 мм (размер на диаметр).
Если по каким-либо причинам целесообразно нарезать резьбу с единич-
ным рабочим ходом, то применяют цикл G32. Технолог или наладчик в этом
случае сам назначает глубину резания для каждого рабочего хода, число рабо-
чих ходов, а также отвод (по оси X), отход (по оси Z) после каждого рабочего
хода и подвод на глубину следующего прохода по оси X. Для последнего рабо-
чего хода задается глубина резания в пределах 0,1 – 0,3 мм.
Если необходимо на резьбовом валике нарезать резьбу М36×1,5 на длине
50 мм (см. рис. 32), с воздушным зазором ΔZ =4,5 мм и глубине резьбы 0,96 мм,
то принимают три рабочих хода с глубиной резания t1 = 0,5 мм; t2 = 0,3 мм;
t3 = 0,16 мм. Поперечную подачу для врезания и отвода резца принимают
0,6 мм/об (F60).
Запись управляющей программы имеет следующий вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S700 Частота вращения шпинделя – 700 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T5 Поворот револьверной головки в позицию Т5.
N7 X3500 * Подход резца к начальной точке первого прохода уско-
N8 Z450 ренно, одновременно по двум координатам.
78
----------------------- 79-----------------------
N9 G32 * Первый проход нарезания резьбы по циклу G32 на диа-
N 10 F15000 * метре 35 мм, с длиной прохода 47 мм и глубиной прохо-
N 11 Z-4700 да 0,5 мм на сторону.
N 12 F60 Подача – 0,6 мм/об для вывода резца из резьбы.
N13 X4000 Вывод резца из нарезанной резьбовой канавки.
N14 Z450 Подход резца к начальной точке второго прохода вначале
N15 X3440 ускоренно по оси Z, затем на подаче 0,6 мм/об по оси Х.
N16 G32 * Второй проход нарезания резьбы по циклу G32 на диа-
N17 F15000 * метре 34,4 мм, с длиной прохода 47 мм и глубиной про-
N18 Z-4700 хода 0,3 мм на сторону.
N19 F60 Подача – 0,6 мм/об для вывода резца из резьбы.
N20 X4000 Вывод резца из нарезанной резьбовой канавки.
N21 Z450 Подход резца к начальной точке третьего прохода вначале
N22 X3408 ускоренно по оси Z, затем на подаче 0,6 мм/об по оси Х.
N23 G32 * Третий проход нарезания резьбы по циклу G32 на диа-
N24 F15000 * метре 34,08 мм, с длиной прохода 47 мм и глубиной
N25 Z-4700 прохода 0,16 мм на сторону.
N26 F60 Подача – 0,6 мм/об для вывода резца из резьбы.
N27 X4000 Вывод резца из нарезанной резьбовой канавки.
N28 X10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N29 Z5000 двум координатам.
N30 M5 Останов шпинделя.
N31 M30 Конец программы.
Для нарезания многозаходной резьбы последовательно программируются
циклы нарезания каждого захода. После каждого цикла резец по программе
смещается вправо (для правой резьбы) на величину шага резьбы. Под адресом F
в программе записывается не шаг резьбы, а ее ход, т.е. шаг, умноженный на
число заходов.
79
----------------------- 80-----------------------
При составлении управляющей программы для нарезания двухзаходной
резьбы на резьбовом валике, представленном на рис. 32, учитывают, что смеще-
ние после нарезания первого захода составляет шаг резьбы, т.е. 1,5 мм. По адре-
су F задают ход резьбы, т.е. 2∙1,5 = 3 мм (F30000). Координату точки начала цик-
ла резьбонарезания определяют из условия обеспечения воздушного зазора –
ΔZ = 5,4 мм. Управляющая программа в этом случае имеет следующий вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S600 Частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T3 Поворот револьверной головки в позицию Т3.
N7 X3600 * Подвод резца в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по двум
N8 Z540 координатам.
N9 G31 * Цикл нарезания резьбы первого захода.
N 10 X3600 * Наружный диаметр резьбы.
N 11 Z-4750 * Координата конечной точки резьбы по оси Z.
N 12 F30000 * Ход резьбы 3 мм.
N 13 P96 * Глубина резьбы 0,96 мм (на сторону).
N 14 P20 Глубина первого прохода 0,2 мм (на сторону).
N 15 F100 Подача – 1 мм/об для смещения резца.
N 16 Z1500 Смещение резца на шаг резьбы в относительной системе.
N 17 G31 * Цикл нарезания резьбы второго захода.
N 18 X3600 * Наружный диаметр резьбы.
N 19 Z-4750 * Координата конечной точки резьбы по оси Z.
N20 F30000 * Ход резьбы 3 мм.
N21 P96 * Глубина резьбы 0,96 мм (на сторону).
N22 P20 Глубина первого прохода 0,2 мм (на сторону).
80
----------------------- 81-----------------------
N23 Х10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N24 Z5000 двум координатам.
N25 M5 Останов шпинделя.
N26 M30 Конец программы.
Нарезание резьбы метчиком или плашкой программируется с помощью
функции G33. Инструмент должен закрепляться в самовыдвижной подпружи-
ненной оправке. Цикл обеспечивает быстрый подвод метчика к заготовке, по-
дачу с заданным шагом, реверс шпинделя, вывод метчика, отвод в точку А и
смещение в точку С (рис. 34).
Рис. 34. Схема нарезания резьбы метчиком по циклу G33
Структура цикла имеет следующий вид:
G33 *, Z*, X*, F,
где Z – координата конечной точки резьбы по оси Z; X – координата смещения
инструмента по оси X в точку С после выполнения цикла; F – шаг резьбы (дис-
кретность 0,0001). Символом задают смещение на координату X.
Управляющая программа для нарезания метчиком резьбы M20×1,5 на
глубину 100 мм (рис. 34) имеет следующий вид:
81
----------------------- 82-----------------------
N0 M38 Первый диапазон частоты вращения шпинделя.
N1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S150 Частота вращения шпинделя – 150 об/мин.
N3 F30 Подача – 0,3 мм/об.
N4 Х10000 * Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N5 Z5000 двум координатам.
N6 T2 Поворот револьверной головки в позицию Т2.
N7 X0 * Подвод метчика в Н.Т.Ц. ускоренно, одновременно по
N8 Z600 двум координатам.
N9 G33 * Цикл нарезания резьбы метчиком со смещением по оси X.
N 10 X2000 * Смещение метчика по оси X в точку С после цикла.
N 11 Z-10000 * Длина перемещения метчика по оси Z.
N 12 F15000… Шаг резьбы 1,5 мм.
N 13 Х10000 * Вывод инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по
N 14 Z5000 двум координатам.
N 15 M5 Останов шпинделя.
N 16 M30 Конец программы.
82
----------------------- 83-----------------------
4. ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ
Необходимо обработать заготовку детали «Ступица» (чертеж с проста-
новкой размеров от одной базы – нулевой точки детали приведен на рис. 35).
Материал – сталь 45, σв = 750 МПа, заготовка – прокат Ø 70 мм, L = 115 мм.
Припуск на подрезание торца – 3 мм. Заготовка крепится в трехкулачковом са-
моцентрирующемся патроне с упором в уступ расточенных кулачков.
Намечают следующий технологический маршрут токарной обработки:
подрезать торец начерно в размер 112,5 мм; обточить поверху Ø 24 мм, конус с
Ø 30 мм на Ø 40 мм и радиусные переходы начерно с оставлением припуска на
чистовую обработку (для переходов 1 и 2 применяют проходной упорный резец
с трехгранной пластинкой Т5К10); подрезать торец начисто в размер 112 мм и
обточить поверху Ø 24 мм, конус с Ø 30 мм на Ø 40 мм, Ø 40 мм, радиусные
переходы начисто и фаску 2×45° (для переходов 3 и 4 используют резец для
контурной обработки с параллелограммной пластинкой Т15К6); проточить за-
резьбовую канавку шириной 3 мм до Ø 20 мм в размер 35 мм от правого торца
детали (для перехода 5 применяют прорезной резец, оснащенный пластиной
Т15К6, b = 3 мм); нарезать резьбу М24х1,5 на длине 32 мм (для перехода 6
применяют резьбовой резец с пластиной твердого сплава Т15К6).
Затем определяют режимы резания с использованием «Общемашино-
строительных нормативов времени и режимов резания на работы, выполняемые
на металлорежущих станках с программным управлением». При черновом об-
тачивании поверху (переход 2) припуск распределяют на пять проходов с глу-
биной 4 мм и один проход с глубиной 2,5 мм. Для чернового подрезания торца
(переход 1) глубина прохода составляет 2,5 мм. Этот припуск снимают по схе-
ме движения вершины резца «петля». Для прорезания зарезьбовой канавки ис-
пользуют схему – «спуск». Обработку на всех переходах выполняют с подачей
в зону резания смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Припуск под чистовую обработку по контуру детали оставляют 0,5 мм на
сторону.
83
----------------------- 84-----------------------
Рис. 35. Схема обработки детали «Ступица» на станке с ЧПУ
84
----------------------- 85-----------------------
Подачу при обработке поверху для чернового резца сечением 25×25 мм
принимают S = 0,53 мм/об, скорость резания V = 83 м/мин, период стойкости
резца Т = 60 мин.
Мощность резания черновым резцом составляет NP = 5,8 кВт, что является
допустимым для станка модели 16К20Т1, который имеет мощность привода глав-
ного движения Nст = 10 кВт.
В управляющей программе для чернового резца задают постоянную ско-
рость резания V = 83 м/мин (по функции G96). Минимальную и максимальную
частоту вращения шпинделя при этом определяют по зависимостям:
nмин = 1000·V/(π·D) = 1000 83/(π 70) = 377 об/мин;
nмакс = 1000·83/(π·25) = 1056 об/мин.
При черновом подрезании торца (проход 1) назначают подачу s = 0,3
мм/об. Для чистового подрезания торца, снятия фаски и обточки поверху при-
нимают подачу s = 0,2 мм/об и постоянную скорость резания V = 132 м/мин.
Частоту вращения шпинделя при работе чистового резца определяют по
зависимостям:
nмин= 1000 132/(π 70) = 600 об/мин,
nмакс = 1000 132/(π 24) = 1750 об/мин.
При протачивании канавки шириной b = 3 мм назначают режим резания:
n = 600 об/мин; s = 0,25 мм/об. В конце рабочего хода канавочного резца прини-
мают выдержку времени 2 с.
Для нарезания резьбы М24х1,5 с высотой профиля h = 0,96 мм принимают
радиальный метод врезания с глубиной прохода 0,2 мм. Скорость резания резь-
бового резца назначают V =118 м/мин, при которой частота вращения шпинде-
ля равна:
n = 1000 118/(π 24) = 1565 об/мин.
Путь подхода при нарезании резьбы (воздушный зазор для разгона при-
вода) принимают ΔZ = 4,5 мм. Затем определяют путь рабочего хода резца.
Длина резьбового участка равна 32 мм, а длина хода резьбового резца
L=32+4,5+1,5=38 мм.
85
---------------------- 86-----------------------
Затем строят траектории (циклограммы) движения для каждого режу-
щего инструмента, используемого для обработки ступицы, с учетом приня-
той глубины резания и перемещений инструментов по координатным осям
Х и Z.
Нулевую точку детали при составлении управляющей программы при-
нимают на правом торце детали по ее оси. Координаты исходной точки (И.Т.)
назначают по оси Х – 100 мм, а по оси Z – 50 мм.
Управляющая программа с использованием постоянного цикла G31 для
обработки детали «Ступица» на станке 16К20Т1.02, оснащенном системой ЧПУ
«Электроника НЦ-31», имеет вид:
N0 M40 Третий диапазон частоты вращения шпинделя.
N 1 M3 Прямое направление вращения шпинделя.
N2 S400 Частота вращения шпинделя – 400 об/мин.
N3 F30 Подача для черновой подрезки торца – 0,3 мм/об.
N4 X10000~* Выход инструмента в И.Т. ускоренно, одновременно по двум
N5 Z5000~ координатам.
N6 T1 Поворот револьверной головки в позицию Т1 – черновой резец.
N7 М8 Включение подачи СОЖ.
N8 X7100~* Подвод резца к заготовке ускоренно, одновременно по двум
N9 Z50~ координатам.
N10 G96* Режим задания постоянной скорости резания.
N11 S83* Постоянная скорость резания – 83 м/мин.
N12 Р1056* Максимальная частота вращения шпинделя – 1056 об/мин.
N13 Р377 Минимальная частота вращения шпинделя – 377 об/мин.
N 14 X0 Подрезка торца черновая (t = 2,5 мм).
N15 Z100 Отвод резца на 1 мм по оси Z.
N16 X6200~ Подвод резца на 62 мм, ускоренно.
N17 F53 Подача для чернового точения поверху – 0,53 мм/об.
86
----------------------- 87-----------------------
N18 Z-8450 Первый черновой проход (t = 4 мм).
N19 X7100 Отвод резца на 71 мм.
N20 Z100~ Отвод резца до Z = 1 мм, ускоренно.
N21 X5400~ Подвод резца на 54 мм, ускоренно.
N22 Z-7800 Второй черновой проход (t = 4 мм).
N23 X6200*
Черновая обточка конуса.
N24 Z-8100
N25 X7100~ Отвод резца на 71 мм, ускоренно.
N26 Z100~ Отвод резца до Z = 1 мм, ускоренно.
N27 X4600~ Подвод резца на 46 мм, ускоренно.
N28 Z-7800 Третий черновой проход (t = 4 мм).
N29 X5500*
Черновая обточка конуса.
N30 Z-7950
N31 X7100~ Отвод резца на 71 мм, ускоренно.
N32 Z100~ Отвод резца до Z = 1 мм, ускоренно.
N33 X3800~ Подвод резца на 38 мм, ускоренно.
N34 Z-4800 Четвертый черновой проход (t = 4 мм).
N35 X4100*
Черновая обточка конуса.
N36 Z-6500
N37 Z-7600 Черновая обработка шейки 40 мм.
N38 G13*
N39 X4600* Черновая обработка галтели (радиус R3 мм).
N40 Z-7850
N41 X4800 Черновая обработка торца.
N42 G12*
N43 X6100* Черновая обработка скругления (радиус R6 мм).
N44 Z-8450
N45 X7100 Отвод резца на 71 мм.
87
h4>----------------------- 88-----------------------
N46 Z100~ Отвод резца до Z = 1 мм, ускоренно.
N47 X3000~ Подвод резца на 30 мм, ускоренно.
N48 Z-3450 Пятый черновой проход (t = 4 мм).
N49 Х3100 Вывод резца на 31 мм
N50 X3900*
Черновая обточка конуса.
N51 Z-4900
N52 Х4100 Отвод резца на 40 мм.
N53 Z100~ Отвод резца до Z = 1 мм, ускоренно.
N54 X2500~ Подвод резца на 25 мм, ускоренно.
N55 Z-3450 Шестой черновой проход (t = 2,5 мм).
N56 X3100 Отвод резца на 31 мм.
N57 X4100 Вывод резца на 42 мм.
N58 X10000~* Отвод резца в И.Т. одновременно по двум координатам, уско-
N59 Z5000~ ренно.
N60 F20 Подача для чистового точения – 0,2 мм/об.
N61 T2 Поворот револьверной головки в позицию Т2 – чистовой резец.
N62 G96* Режим задания постоянной скорости резания.
N63 S132* Постоянная скорость резания – 132 м/мин.
N64 Р1750* Максимальная частота вращения шпинделя – 1750 об/мин.
N65 Р600 Минимальная частота вращения шпинделя – 600 об/мин.
N66 X2700~* Подвод резца к заготовке одновременно по двум координатам,
N67 Z0~ ускоренно.
N68 X0 Чистовая подрезка торца.
N69 Z50 Отвод резца по оси Z.
N70 X1900~ Подвод резца на 19 мм, ускоренно.
N71 X2400-45 Обработка фаски 2×45.
N72 Z-3500 Обработка шейки 24 мм.
N73 X3000 Чистовая подрезка торца до 30 мм.
88
h4>----------------------- 89-----------------------