Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0514 Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Tematická oblast Programování CNC strojů, vy_32_inovace_ma_19_17 Autor Václav Koňař Ročník 3 Obor 23 44 L/01 Mechanik strojů a zařízení Datum 20. 7. 2012 Anotace Pracovní list s technologickým postupem výroby šachové figurky Použité zdroje a odkazy: http://www.zlinskedumy.cz
Technologický postup výroby šachové figurky Figurka: střelec (dle vlastního návrhu) Materiál figurky: slitina hliníku 42 4201 Polotovar: KR 145-25 ČSN 425510 Rozměry polotovaru: 70mm x 20mm (délka x průměr) Provedení výroby: CNC soustruh PC TURN 55 Použitý program: WinNC Sinumerik 840D Použité nože: stranový: SCLCR 1212 F09 T4 kopírovací: SVVCN 1212 F11 T2 upichovací: MS-EN 1212 F T8 Velikost třísky je 0.5mm to znamená 1mm z průměru a velikost přídavku pro dokončení (šlichtování) je 0.3mm. 1. Seřizovací list - obsahuje tyto údaje, potřebné pro výrobu: upínací přípravek univerzální tříčelisťové sklíčidlo souřadnice nulového bodu Z69.5 výměny nástroje X50 Z50 začátek programu X50 Z50 nákres polohy upnuté součásti materiál a rozměr polotovaru Příprava pro obrábění: Po zapnutí soustruhu a najetí do referenčního bodu v obou osách nahrajeme obráběcí program, který je odzkoušen simulací do obráběcího stroje PC TURN 55.
Postup obrábění Proces obrábění bude rozdělen do několika fází: upnutí polotovaru zarovnání čela stranovým nožem T4 hrubování stranovým nožem T4 šlichtování stranovým nožem T4 hrubování kopírovacím nožem T2 šlichtování kopírovacím nožem T2 upíchnutí upichovacím nožem T8 Upnutí polotovaru Do univerzálního sklíčidla upneme polotovar a pomocí imbusového klíče utáhneme tak, aby nedošlo k uvolnění. Po upnutí musíme zjistit roztočením sklíčidla, zdali upnutý polotovar obvodově nehází, pokud ano, důsledkem je špatné upnutí a musíme polotovar upnout tak, abychom minimalizovali házení. Zdá-li se nám upnutí a obvodové házení vyhovující, můžeme spustit program. Začátek obráběcího programu: Obráběcí program je napsán v programu WinNC Sinumeric 840D, bez použití funkce cyklu. Začátek programu obsahuje informace o nulovém bodě (trans Z69.5) otáčkách (S1200), směru otáčení vřetene (M3), souřadnice začátku programu (X50 Z50) a rychlost posuvu nástroje (F0.07) N10 G54 N20 TRANS Z69.5 N30 G95 S1200 M3 N40 G0 X50 Z50 F0.07 N50 T4 D1 Zvolený nástroj T4 D1 je stranový nuž s korekcí nástroje D1. Tato korekce je zapsaná v nástrojovém listu. V celém programu je pro najíždění k obrobku a odjíždění použit pracovní posuv (G1) Od obrobku odjíždí nebo přijíždí do vzdálenosti minimálně 1mm.
Zarovnání čela stranovým nožem T4 Tuto operaci provádíme stranovým nožem při posuvu 0,07mm/ot, přičemž odebíráme třísku do hloubky 0.5mm, a otáčkách 1200 ot./min. Tento úkon se při stejných řezných podmínkách provede celkem dvakrát ve vzdálenosti 0.5mm a 0 na ose Z. Při zarovnávání čela musí nástroj zajet 0.4mm pod osu X, to proto, že rádius špičky použitého nože je 0.4mm. Odjetím nástroje od obrobku proces zarovnání čela končí. obr. 1 - simulace zarovnaní čela červena dráha nástroje je pracovní posuv (G1) modrá je rychloposuv (G0) Najetí k obrobku je provedeno rychloposuvem do pozice X21, Z0.5 (modra šikmá čára vpravo nahoře obr. 1). Poté se změní na pracovní posuv a začne zarovnávat čelo do pozice -0.4 v ose X. Pak nástroj odjede od obrobku a opakuje akci ještě jednou v Z0. Po dokončení zarovnání čela a odjetí od obrobku si nástroj rychloposuvem najede do pozice X19 a zde začíná další fáze obrábění.
Hrubování stranovým nožem T4 Při této operaci ponecháme již zmíněný stranový nůž, zatímco rychlost posuvu bude 0.15 mm/ot. Otáčky 1200 ot/min a hloubka třísky 0.5 mm zůstávají stejné. Tímto nožem hrubujeme první třísku do délky 46.8 mm, délka je o 3.8mm větší než požadovaný rozměr z důvodu přídavku na upíchnutí, přídavku na šlichtování a přídavku na zarovnání zadního čela po upíchnutí. Hrubování bude probíhat v několika postupných krocích ubírání třísky do požadovaného tvaru obrobku s přídavkem 0.3 mm na šlichtování. Přídavek na upnutí obr. 2 - tvar obrobku po hrubování stranovým nožem: červena a modra jsou stejné jako u obr. 1 fialová znázorňuje stávající tvar obrobku po hrubování černá znázorňuje původní tvar obrobku a požadovaný tvar figurky Na obrázku 2 je znázorněna první drahá nástroje do pozice Z-46.8. Pak následuje odjetí od obrobku. Stále pracovním posuvem a rychloposuvem odjetím na Z1 takto odebírá nástroj až po X1 a opisuje fialovou dráhu na obrázku 2. Pak přichází na řadu další fáze obrábění.
Dokončování stranovým nožem T4 obr. 3 - dokončování stranovým nožem: Červena dráha - nástroj T4 stranový nůž Modra dráha - nástroj T2 - kopírovací nůž Zelená dráha - rychloposuv Červená šipka označuje místo přerušení obrábění a odjetí od obrobku v ose z a poté do bodu x50 z50 zde proběhne výměna nástroje T4 za T2. Následné najetí je provedeno v ose x přesně jak ukazuje šipka Fialova je osa a kontura Nástroj zůstává stejný, parametry taktéž, s výjimkou posuvu. Ten se z důvodů kvality povrchu mění na 0.05ot./min. Tříska je 0.3mm (kontura). Třísku začínáme brát jakoby jsme zarovnávali čelo pracovním posuvem v ose Z-0.3 (velikost přídavku na šlichtování) na X-0.4, a zpět do nuly na ose X. Poté začínáme ubírat třísku po jmenovitém tvaru a rozměru až po místo s červenou šipkou na obrázku. Pak nástroj odjíždí do bodu výměny nástroje, kde proběhne výměna stranového nože za nůž kopírovací. Při výměně nože je důležité si hlídat souřadnice na ose X, aby byly zapsané i po výměně, protože každý nůž má jinou geometrii. Kopírovací nůž obrobí zbytek součásti na konturu, kde se nemůže z důvodů geometrie nože stranový nůž dostat.
Hrubování kopírovacím nožem T2 Začneme hrubovat již nastaveným kopírovacím nožem. Změníme posuv na 0.15mm/ot.. Velikost třísky je 0.5mm, otáčky zůstávají stejné. Hrubování bude mít stejný postup jako předchozí hrubování. I zůstatek na šlichtování je 0.3mm. Nůž najíždí na místo, kde skončil stranový nůž na čisto (červená šipka na obrázku 3) a odtud začíná hrubovat zbylou část figurky (modra dráha na obrázku3 a fialové plochy na obrázku 4). obr. 4. fialové vyšrafované plochy část obrobku pro hrubování kopírovacím nožem Modrá - rychloposuv najetí a odjetí při šlichtování kopírovacím nožem Červena dráha - šlichtování kopírovacím nožem
Dokončování kopírovacím nožem T2 Na tuto operaci použijeme stejný nůž, změníme však rychlost posuvu na 0.05mm/ot. Tříska je 0.3mm. Nastavení otáček zůstává nezměněno. obr. 5 - najetí kopírovacím nožem při dokončování Modrá - rychloposuv Červená - pracovní posuv Fialová - kontura(0.3mm vyhrubovaná část) Zelená - odšlichtovaná část Šlichtování začne 2mm před napojením na přechod mezi odšlichtovanou přední částí a vyhrubovanou zbylou částí. Činíme tak z estetických důvodů. Nástroj začíná ubírat třísku 0.3mm v místě přechodu, pak pokračuje po jmenovitém tvaru a rozměrech až do délky 45.3 v ose Z. Poté odjíždí nůž do bodu výměny nástroje. Po dokončení tohoto šlichtování získáváme již hotovou figurku, chybí pouze upíchnutí na požadovaný rozměr 43mm v délce osy Z-43.3 (0.3mm byla kontura). Poté nástroj odjede do bodu X50 Z50 kde proběhne výměna nože T4 za nůž T8.
Upichování upichovacím nožem T8 V bodě výměny nástroje se mění kopírovací nůž za upichovací, změní se posuv na 0.02mm/ot. a otáčky na 300ot/min. Poté nůž přijíždí na souřadnice X50 (kvůli různým geometriím nožů) a rychloposuvem na X21 Z-43.8. Upichování obrobku pokračuje následujícími 4mi kroky kdy se mění otáčky: 1. Nůž se pomalu přiblíží k obrobku na průměr 20mm změní otáčky na 400ot/min a začíná upichovat od průměru 20mm při otáčkách 400 ot./min a posuvu 0.02mm/ot. 2. Při dosažení průměru 15mm se otáčky zvyšují na 500 ot./min upichujeme až do průměru 10mm. 3. V průměru 10mm se otáčky opět zvyšují, a to na 600ot./min. Pokračujeme v upichování do průměru 5mm. 4. K poslední změně parametrů dochází při dosažení průměru 5mm. Otáčky se zvyšují na 700ot./min až do odpadnutí figurky od materiálu. Po upíchnutí nástroj odjede do průměru 21mm a pak rychloposuvem do bodu X50 Z50, kde program končí. Uvedeme soustruh do klidu a povolíme sklíčidlo, z něhož vyndáme zbylý kus polotovaru.
Program Věta Poznámka N10 ;ZACATEK PROGRAMU RYCHLOST POSUVU OTACKY SMER OTACENI VRETENE N20 G54 N30 TRANS Z69.5 N40 G95 S1200 M3 Otáčky 1200 směr otáčení vřetene N50 G0 X50 Z50 F0.07 Začátek programu Změna posuvu na 0.07 N60 T4 D1 Stranový nůž v pozici T4 N70 ;STRANOVY SRAZENI CELA POSUV 0.07 N80 G0 X21 Z1 N90 Z0.5 N100 G1 X-0.4 N110 Z1 N120 G0 X21 N130 Z0 N140 G1 X-0.4 N150 Z1 N160 G0 X19 F0.15 Změna posuvu na F0.15 pro hrubování N170 ;STRANOVY HRUBOVANI POSUV0.15 N180 G1 Z-38.84 N190 G3 X19.54 Z-40.35 CR=4.39 N200 G1 Z-46.8 N210 G1 X20.54 Z-45 N220 G0 Z1 N230 G0 X18 N240 G1 Z-37.87 N250 G3 X19 Z-38.84 CR=4.39 N260 G1 Z-37.34 N270 G0 Z1 N280 G0 X17 N290 G1 Z-37.26 N300 G3 X18 Z-37.87 CR=4.39 N310 G1 Z-36.87 N320 G0 Z1 N330 G0 X16 N340 G1 Z-36.83 N350 G3 X17 Z-37.26 CR=4.39 N360 G1 Z-36.26 N370 G0 Z1 N380 G0 X15 N390 G1 Z-36.55 N400 G2 X15.34 Z-36.62 CR=3.36 N410 G3 X16 Z-36.83 CR=4.39 N420 G1 Z-35.83 N430 G0 Z1 N440 G0 X14 N450 G1 Z-36.29 N460 G2 X15 Z-36.55 CR=3.36 N470 G1 Z-35.55 N480 G0 Z1 N490 G0 X13 N500 G1 Z-35.91 N510 G2 X14 Z-36.29 CR=3.36
N520 G1 Z-35.29 N530 G0 Z1 N540 G0 X12 N550 G1 Z-35.33 N560 G2 X13 Z-35.91 CR=3.36 N570 G1 Z-34.91 N580 G0 Z1 N590 G0 X11 N600 G1 Z-20.01 N610 G3 X11.38 Z-21.48 CR=5.77 N620 G1 Z-31.38 N630 G2 X12 Z-31.57 CR=4.62 N640 G1 Z-30.57 N650 G0 Z1 N660 G0 X10 N670 G1 Z-18.74 N680 G3 X11 Z-20.01 CR=5.77 N690 G1 Z-19 N700 G0 Z1 N710 G0 X9 N720 G1 Z-8.13 N730 G3 X9.82 Z-10.55 CR=7.3 N740 G1 X10 Z-11 N750 G1 Z-10 N760 G0 Z1 N770 G0 X8 N780 G1 Z-7.01 N790 G3 X9 Z-8.13 CR=7.3 N800 G1 Z-7.13 N810 G0 Z1 N820 G0 X7 N830 G1 Z-6.23 N840 G3 X8 Z-7.01 CR=7.3 N850 G1 Z-6 N860 G0 Z1 N870 G0 X6 N880 G1 Z-5.62 N890 G3 X7 Z-6.23 CR=7.3 N900 G1 Z-5.23 N910 G0 Z1 N920 G0 X5 N930 G1 Z-5.12 N940 G3 X6 Z-5.62 CR=7.3 N950 G1 Z-4.62 N960 G0 Z1 N970 G0 X4 N980 G1 Z-1.16 N990 G3 X4.6 Z-2.3 CR=2.3 N1000 G1 Z-3.84 N1010 G1 X5 Z-4 N1020 G1 Z-3 N1030 G0 Z1 N1040 G0 X3 N1050 G1 Z-0.56 N1060 G3 X4 Z-1.16 CR=2.3 N1070 G1 Z-0.16 N1080 G0 Z1 N1090 G0 X2
N1100 G1 Z-0.23 N1110 G3 X3 Z-0.56 CR=2.3 N1120 G1 Z0 N1130 G1 X-0.4 N1140 G1 X0 N1150 G3 X2 Z-0.23 CR2.3 N1160 G1 X3 Z-0.3 N1170 ;STRANOVY SLICHTOVANI POSUV 0.05 N1180 G1 X-0.4 F0.05 Změna posuvu na F0.05 pro šlichtování N1190 G1 X0 N1200 G3 X4 Z-2 CR=2 N1210 G1 Z-3.43 N1220 G3 X4.6 Z-3.84 CR=1 N1230 G1 Z-2.84 N1240 G0 X50 Z50 Najetí do místa výměny nástrojů N1250 ;KOPIROVACI HRUBOVANI POSUV0.15 N1260 T2 D1 Změna nástroje T4 za kopírovací nůž v pozici T2 N1270 G0 Z-3.84 X6 N1280 G1 X4.6 F0.15 Změna posuvu na F0.15 pro hrubování N1290 G3 X4.58 Z-4.94 CR=1.3 N1300 G3 X5 Z-5.12 CR=7.3 N1310 G1 Z-4.12 N1320 G0 X9 N1330 G0 Z-7 N1340 G1 Z-8.13 N1350 G3 X9 Z-12.97 CR=7.3 N1360 G1 Z-17.97 N1370 G3 X10 Z-18.74 CR=5.77 N1380 G1 Z-17.74 N1390 G0 Z-12.97 N1400 G1 X9 N1410 G3 X8 Z-14.08 CR=7.3 N1420 G1 Z-17.4 N1430 G3 X9 Z-17.97 CR=5.77 N1440 G1 Z-16 N1450 G0 Z-14.08 N1460 G1 X8 N1470 G3 X7 Z-14.86 CR=7.3 N1480 G3 X7.46 Z-17.14 CR=1.99 N1490 G3 X8 Z-17.4 CR=5.77 N1500 G1 X9 Z-16.4 N1510 G0 X11.38 N1520 G0 Z-20.48 N1530 G1 Z-21.48 N1540 G3 X11 Z-22.94 CR=5.77 N1550 G1 Z-31.24 N1560 G2 X12 Z-31.57 CR=4.62 N1570 G2 X12 Z-35.33 CR=3.36 N1580 G1 X13 Z-34.33 N1590 G0 Z-22.94 N1600 G1 X11 N1610 G3 X10 Z-24.21 CR=5.77 N1620 G1 Z-30.8 N1630 G2 X11 Z-31.24 CR=4.62 N1640 G1 Z-30.24 N1650 G0 Z-24.21 N1660 G1 X10 N1670 G3 X9 Z-24.99 CR=5.77
N1680 G1 Z-30.18 N1690 G2 X10 Z-30.8 CR=4.62 N1700 G1 Z-29 N1710 G0 Z-24.99 N1720 G1 X9 N1730 G2 X8 Z-25.95 CR=4.62 N1740 G1 Z-29.22 N1750 G2 X9 Z-30.18 CR=4.62 N1760 G1 Z-29.18 N1770 G0 Z-25.95 N1780 G1 X8 N1790 G2 X8 Z-29.22 CR=4.62 N1800 G1 X9 Z-28.22 N1810 G0 X15 N1820 G0 Z0 N1830 ;KOPIROVACI LICHTOVANI POSUV 0.05 N1840 G0 X4 N1850 G1 Z-2.3 F0.05 Změna posuvu pro šlichtování na F0.05 N1860 G3 X3.2 Z-3.51 CR=2 N1870 G3 X3.8 Z-5.01 CR=1 N1880 G3 X6.16 Z-14.91 CR=7 N1890 G3 X6.68 Z-17.21 CR=1.69 N1900 G3 X8.62 Z-24.74 CR=5.47 N1910 G2 X11.38 Z-31.57 CR=4.63 N1920 G2 X15.16 Z-36.9 CR=3.6 N1930 G3 X18.94 Z-40.35 CR=4.09 N1940 G1 Z-45.8 N1950 G1 X20 Z-44 N1960 G0 X50 Z50 Odjetí o místa výměny nástroje N1970 T8 D1 Výměna nástroje za upichovací nuž T8 N1980 ;UPICHOVANI POSUV 0.02 OTACKY 300-600 N1990 G0 X21 F0.02 S300 Změna posuvu na F0.02 a otáčky na300 N2000 G0 Z-43.8 N2010 G1 X15 S400 Změna otáček na 400 ot/min. N2020 G1 X10 S500 Změna otáček na 500 ot/min. N2030 G1 X5 S600 Změna otáček na 600 ot/min. N2040 G1 X-0.4 S700 Změna otáček na 700 ot/min. N2050 G0 X21 Odjeti po upíchnutí N2060 G0 X50 Z50 Odjetí rychloposuvem do místa kde program končí N2070 M30 Konec programu N2080 N2090