Основы обработки: освоение траекторий инструментов для точного CNC

Мы создали серию «Основы обработки» (Machining Fundamentals), чтобы помочь вам освежить ваши знания CAM, работаете ли вы в станочной мастерской или только начинаете. Внутренние токары нашего Технологического центра в Бирмингеме ведут каждый выпуск и дают подробный обзор инструмента/процесса. В прошлом выпуске мы охватили пост-процессоры. Здесь у нас введение в траектории инструментов, где вы получите глубокий взгляд на различные типы траекторий инструментов, от 2D до 5-осевых, и как вы можете запрограммировать их с Fusion 360.

Вы, вероятно, слышали о траекториях инструментов, говорящих в терминах 2D, 3D и полного 5-осевого одновременного. Но что эти термины означают? В этой статье мы объясним именно это, вместе с тем, как мы можем запрограммировать эти траектории инструментов внутри Fusion 360.

Что такое 2D траектории инструментов?

Самый базовый тип траектории инструмента — 2D. Как следует из названия, 2D траектории инструментов только когда-либо движутся в двух измерениях, или двух осях станка, во время резания. Обычно это оси X и Y. Если мы посмотрим на наш станок в видео выше, мы можем увидеть 2D траекторию инструмента в действии. Вы можете видеть, что инструмент опускается по оси Z, но когда начинается фактический режущий проход, инструмент движется только на плоскости XY.

Что такое 2.5D траектории инструментов?

Следующий шаг от 2D траекторий инструментов — 2.5D траектории инструментов. 2.5D траектории инструментов — это когда мы берем 2D проход и добавляем несколько глубин к нему. Причина, почему они называются 2.5D, а не 3D, в том, что инструмент все еще только когда-либо движется в двух осях. У нас есть 2D проход, инструмент шагает вверх или вниз по Z, и затем тот же 2D путь повторяется.

Что такое 3D траектории инструментов?

Следующий тип траектории инструмента — 3D траектория инструмента. На этот раз у нас все три оси движутся к нашим X, Y и Z осям во время резания материала. Мы теперь можем создавать более сложную геометрию, такую как изогнутые поверхности. В видео выше вы можете увидеть 3D траекторию инструмента в действии, пока рамповый инструмент создает фаску. Инструмент движется в направлениях X и Y, в то время как постоянно движется вниз по Z.

На этом этапе мы уже используем все три линейные оси. Следующий шаг — ввести вращательную ось. Теперь это возможно только в зависимости от доступной наладки вашего станка. Некоторые станки имеют только три линейные оси, что означает, что что-либо более 3-осевой траектории инструмента невозможно. Некоторые станки имеют одну дополнительную вращательную ось, а другие, как тот, используемый в видео выше, имеют две дополнительные вращательные оси. Для большей информации обязательно посмотрите видео Machining Fundamentals о фрезерных станках.

Что такое 5-осевые траектории инструментов?

Поскольку мой станок имеет две вращательные оси, я могу пойти выше 3-осевой траектории инструмента. Один вариант — использовать 4-осевую траекторию инструмента, которая, как вы можете догадаться, использует мои три линейные оси и вводит одну вращательную ось. Этот вариант даст мне более широкий доступ к областям на деталях с моим режущим инструментом, потому что я теперь могу вращать мои детали относительно инструмента. Следующая стадия — пойти за 5-осевую траекторию инструмента, которая использует мои три линейные оси и две вращательные оси. Этот вариант дает мне еще больший доступ снова, потому что я могу использовать комбинацию вращательных осей для получения доступа к еще большим областям. Я также могу контролировать угол, под которым мой инструмент контактирует с деталями, что означает, что я могу влиять на качество чистоты поверхности.

Что такое 3+2 траектории инструментов?

Еще один термин, который вы могли слышать — 3+2 траектория инструмента. Вы можете удивляться, почему это не то же самое, что 5-осевая траектория инструмента. Главная разница сводится к тому, сколько осей могут двигаться, пока деталь режется. Для 5-осевой траектории инструмента все пять осей могут двигаться, пока деталь режется. Но для 3+2 траектории инструмента вы используете вращательные оси для перепозиционирования детали относительно инструмента вдали от материала. После того как вращательные оси перепозиционировали деталь, траектория инструмента запускается так же, как любой другой 2D или 3D траектория инструмента.

В видео вы можете увидеть пример 3+2 траектории инструмента в действии. Вы заметите стандартную 2D траекторию инструмента, режущую деталь. Инструмент уходит, и вращательные оси перепозиционируют деталь, и затем инструмент возвращается обратно на деталь и обрабатывает в 3-осевом режиме. Использование вращательных осей для позиционирования на траектории инструмента и природа самой траектории инструмента делают это 3+2 траекторией инструмента.

Применение этого знания в Fusion 360

Теперь, когда мы понимаем разные типы траекторий инструментов, давайте посмотрим внутри Fusion 360, чтобы увидеть, как мы можем их запрограммировать. Fusion 360 разделяет стратегии траекторий инструментов для фрезерования на 2D, 3D и многоосевые. Здесь мы видим примененный 2D профильный путь, происходящий только в направлениях X и Y. Если я отредактирую это, я могу добавить несколько глубин и конвертировать его в 2.5D траекторию инструмента.

Из моего списка 3D стратегий у меня есть рамповый траектория инструмента, который движет траекторию инструмента в X, Y и Z осях одновременно во время работы. Переходя к многоосевым опциям, у меня есть ротационная траектория инструмента, которая является 4-осевой траекторией инструмента, использующей одну ротационную ось. У меня также есть скольжение (swarf), которое является полным 5-осевым одновременным путем. Вы помните, что мы также обсуждали 3+2 траектории инструментов, которые — когда мы используем вращательные оси, но только для позиционирования. Используя ориентацию инструмента, я могу превратить любую из траекторий инструментов из их 2- или 3-осевой версии в 3+2 траекторию инструмента. Мне нужно включить эту опцию на вкладке геометрии, установив мои новые направления осей из карты. Затем все остальное о программировании траектории инструмента остается тем же.

Больше Основ обработки скоро

Оставайтесь в курсе: следуя за этим выпуском о фрезерных инструментах, мы будем публиковать выпуски Machining Fundamentals еженедельно. Будущие темы включают NC-код, системы рабочих координат и многое другое. Ознакомьтесь с остальными видео Machining Fundamentals ниже:

Основы обработки: Введение в фрезерные станки
Основы обработки: Введение в фрезерные инструменты
Основы обработки: Введение в токарные станки
Основы обработки: Введение в пост-процессоры

Пока что скачайте Fusion 360, чтобы начать обрабатывать умнее сегодня. Узнайте больше о том, как максимизировать ваш станок с Fusion 360 здесь.