UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA
SISTEMAS CAD – CAM II PARCIAL
INFORME N° 7 IIP CICLOS FIJOS DE MECANIZADO
CHIPANTIZA CARLOS GUAITA ROBERTO
ABRIL - AGOSTO 2017
Contenido 1.- Tema: ................................................................................................................. 3 2.- Objetivo General: ............................................................................................... 3 3.- Objetivos Específicos ......................................................................................... 3 4.- Materiales y Equipos: ......................................................................................... 3 MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 4 CICLOS FIJOS DE MECANIZADO ......................................................................... 4 Ciclos fijos de: Punteado, Taladrado, Taladrado Profundo, Roscado, Avellanado, Mandrinado y Rectificado..................................................................................... 5 Ciclo fijo de taladrado/punteado (G81)................................................................. 5 Ciclo fijo de taladro/avellanado (G82) .................................................................. 6 Ciclo fijo de taladrado profundo con desalojo total de viruta (G83) ...................... 6 Ciclo de roscado con macho (G84 a la derecha, G74 a la izquierda) .................. 7 Ciclo fijo del escariado (G85) ............................................................................... 7 Ciclo fijo de Mandrinado G86 ............................................................................... 8 5. Procedimiento: .................................................................................................... 9 7.- Conclusiones:.................................................................................................. 16 8.- Recomendaciones: ........................................................................................ 17 9.- Bibliografía: ..................................................................................................... 17
PRÁCTICA N°7 IIP 1.- Tema: CICLOS FIJOS DE MECANIZADO 2.- Objetivo General:
Crear ciclos fijos de: Punteado, Taladrado, Taladrado Profundo, Roscado, para facilitar la creación de programas.
3.- Objetivos Específicos
Cargar y compensar herramientas de corte.
Comprobar y ejecutar programas en vacío.
Crear ciclos fijos de mecanizado para punteado, taladrado, taladrado profundo y roscado.
Mecanizar ciclos fijos de punteado, taladrado, taladrado profundo y roscado.
4.- Materiales y Equipos:
Centro de Mecanizado Vertical Leadwell V-30.
Manual de operación.
Trozo de aluminio AA1100 de 200X200X50 [mm].
Center Drill Ø1/8 in, HSS
Drill de Ø5/16 in
Macho para roscar, UNC 3/8x16 2B HSS A60 SP90 F3461.
Drill chucks
Tornillo de máquina y bridas de sujeción.
Planos de piezas y equipo de medición.
Calibrador de láminas
Sensor de alturas de herramientas.
Equipo de limpieza.
MARCO TEÓRICO CICLOS FIJOS DE MECANIZADO El CNC dispone de ciclos fijos de mecanizado que se definen mediante las siguientes funciones G:
Códigos G
Taladrado (Z)
G73
Avance Intermitente
G74
Avance
G76
Avance
G81
Avance
G82
Avance
G83
Avance Intermitente
G84
Avance
G85
Avance
G86
Avance
G87
Avance
Operación en el fondo de un orificio
Tiempo de Espera, Cabezal Horario Parada de cabezal orientado
Retroceso (+Z)
Aplicación
Avance rápido
Ciclo de taladrado profundo a alta velocidad Ciclo de roscado con macho a la izquierda Ciclo de mandrinado fino Ciclo de taladrado, Ciclo de punteado Ciclo de taladrado, Ciclo de avellanado Ciclo de taladrado profundo Ciclo de roscado con macho
Avance
Avance rápido Avance rápido
Tiempo de espera
Avance rápido Avance rápido
Tiempo de espera, Cabezal anti horario
Avance
Avance Parada de cabezal Cabezal Horario
Avance rápido Avance rápido
Ciclo de Mandrinado Ciclo de Mandrinado Ciclo de Mandrinado posterior
G88
Avance
G89
Avance
Tiempo de espera, Parada de cabezal Tiempo de espera
Modo
Ciclo de Mandrinado
Avance
Ciclo de Mandrinado
Los ciclos fijos pueden ser ejecutados en cualquier plano. Por lo tanto, al programar cualquier ciclo fijo, éste se ejecutará en el plano seleccionado, realizándose la profundización en el eje perpendicular a dicho plano. El 4º eje (W), así como el 5º eje (V), podrán formar parte del plano principal o bien, si es que son ejes lineales, ser el eje perpendicular a dicho plano. 1
Ciclos fijos de: Punteado, Taladrado, Taladrado Profundo, Roscado, Avellanado, Mandrinado y Rectificado. “Los ciclos fijos se crean para facilitar la programación en las rutinas de taladro,
roscado, rimado y alisado de agujeros. Los ciclos fijos ahorran bloques de programación en los posicionamientos con G00 y mecanizados con G01 que deberían ser programados al momento de realizar varios agujeros, todos estos movimientos se los hace automáticamente por ciclos. ”
Ciclo fijo de taladrado/punteado (G81) Se utiliza cuando queremos realizar una operación de taladrado (en el caso de la fresadora) o cuando queremos realizar un ciclo fijo de tramos rectos (en el caso del torno).
Se pueden ver los dos planos (el de seguridad y el de referencia). También se refleja la zona y el tipo de movimiento (en G00 o en G01). Precisamente en esta ilustración también podemos ver las funciones G98 y G99, cada una en un Ilustración 1 Plano inicial 1
http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/images/1/1a/CiclosFijos8025M.pdf
plano diferente. A continuación entraremos en más detalle y comprenderemos rápidamente cual es el método de trabajo en un ciclo fijo. Para realizar un ciclo fijo de taladrado deberemos programar la instrucción de la siguiente manera: N… G81 G98/G99 X_ Y_ Z_ I_
Donde G81 indica el ciclo de taladrado, G98/G99 vuelta al plano de seguridad o de referencia, X e Y coordenadas del taladro en el plano de trabajo activo, Z es la situación del plano de referencia, I es la profundidad del taladro a mecanizar, en cotas absolutas o incrementales.2
Ciclo fijo de taladro/avellanado (G82) La función G82 en fresadora es idéntica a la función G81 con la única diferencia de que en laG82 hay que indicar la temporización. El bloque que daría de la siguiente forma: N… G82 G98/G99 X_ Y_ Z_ I_ K_
Donde en el parámetro K deberíamos insertar la temporización. (El tiempo, en centésimas de segundo, que la broca va a estar girando en el fondo del agujero, antes de subir en Z).3
Ciclo fijo de taladrado profundo con desalojo total de viruta (G83) Se utiliza para taladrar agujeros más profundos y para taladrar con brocas de pequeños diámetros. El ciclo saca la broca del agujero para desalojar la viruta y refrigerar el agujero, evitando que la broca se estaque y se rompa por acumulación de viruta. El formato de la línea para G83 en el caso del torno será de la siguiente manera: Ilustración 2 Ciclo de taladrado profundo
N… G83 X_ Z_ I_ B_ D_ K_ H_ C_
Donde: X Es la cota X del punto A.
2
http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g81-ciclo -fijo-de-taladrado. http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g82-ciclo -fijo-de-taladrado.
3
Z Es la cota Z del punto A. I Es la profundidad total del agujero. B La máxima pasada que realizará la herramienta. D Es la distancia de seguridad. K Tiempo de espera. (En centésimas de seg.) H Distancia de retroceso en G00 tras cada taladrado. Si se programa con valor 0 retrocede hasta el punto de aproximación A'. C Cota de acercamiento.4 Ciclo de roscado con macho (G84 a la derecha, G74 a la izquierda) Se utiliza para roscar agujeros con macho, preferiblemente se utiliza macho helicoidal para facilitar la extracción de viruta, se puede roscar con macho recto para agujeros poco profundos y pasantes, si se rosca con macho de rosca izquierda se programa de la misma forma pero con G74. El formato de la línea para G84 en el caso del torno será de la siguiente manera: N… G84 G98/99 X_ Z_ I_ K_ R_J_
Donde: X Es la cota X del punto A Z Es la cota Z del punto A R Es la cota Z del punto B I Indica la distancia desde el punto A al centro, según el eje X. K indica la distancia desde el punto A al centro, según el eje Z. 5 J factor de avance para el retroceso Ciclo fijo del escariado (G85) Para realizar el escariado de un taladro utilizamos la función G85. Los parámetros necesarios para ejecutar dicha función son los siguientes: 4
http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g83-ciclo -fijo-de-taladrado. http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/02/instruccion-g84-torneado-de-tramos.
5
N… G85 G98/99 X_ Y_ Z_ I_ K_
Donde: G98/99 Es el retroceso de la herramienta al plano de partida o referencia respectivamente, una vez finalizado
el
escariado.
X Coordenada "X" del agujero a escariar. Y Coordenada "Y" del agujero a escariar. Ilustración 3Escariado
Z es la cota de plano de referencia. Si no
programamos este parámetro, el control tomará como plano de referencia la posición que ocupe la herramienta en ese momento. Si se programa en incrementales,
siempre
será
en
referencia
al
plano
de
partida.
I Profundidad del escariado. Si la programamos en incremental, esta cora estará refereida con respecto al plano de referencia.
K Tiempo de espera en centésimas de segundo .6
Ciclo fijo de Mandrinado G86 Mediante esta función podemos mecanizar roscas interiores y exteriores en superficies cilíndricas o cónicas. Dependiendo del sentido de giro, las roscas serán a izquierdas o a derechas. El formato del bloque es el siguiente: N060 G86 X_ Z_ Q_ R_ K_ I_ B_ E_ D_ L_ C_ J_ A_ W_
X es la cota "X" del punto inicial A. Z es la cota "Z" del punto inicial A. Ilustración 4 Mandrinado
6
Q es la cota "X" del punto final B.
http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/02/instruccion-g85-ciclo-fijo-de-escariado.
R es la cota "Z" del punto final B. K es un parámetro opcional. Define la cota según el eje Z, del punto en que se efectúa la medición de la rosca.
I Profundidad de la rosca (en radios). B es la profundidad de la pasada (en radios). E es el valor mínimo que puede alcanzar la profundidad de pasada. D es la distancia de seguridad (en radios). L indica el exceso de material (expresado en radios) C es el paso de la rosca. J distancia de salida de rosca. A es el ángulo que tiene la punta de la herramienta. W es un parámetro opcional. Está estrechamente relacionado con el parámetro K. El parámetro W indica la posición angular del cabezal. 7
5. Procedimiento:
1. Crear un primer programa para taladrar el trabajo indicado con una profundidad total de 5 [mm]. Como datos se tiene que el material de la pieza es de aluminio, la herramienta es una broca de centros de diámetro Center Drill Ø1/8 in, HSS, Drill de Ø5/16 in, Macho para roscar, UNC 3/8x16 2B HSS A60 SP90 F3461. Calcular S y F.
7
http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/03/instruccion-g86-ciclo -fijo-de-roscado.
Datos: Material: AA1100 (200x200x50 [mm]) Herramienta: Center Drill Hss Ø 1/8 [in] = 3.175 [mm], ATC #6 Vc = 160 [m/min] s = 0.15 [mm/rev] n=S = 8020.41 [rev/min] F = 1203.06 [mm/s]
2. Desarrollo del programa. % O0001 ; N10 G17 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G94; N20 M06 T6; N30 G90 G54 G00 X-30 Y0; N40 Z50; N50 M03 S6000; N60 Z5; N70 G1 Z-50 F100; N80 G00 Z5; N90 X0 Y30; N100 G1 Z-50 F1000; N110 G00 Z5; N120 X30 Y0; N130 G1 Z-50 F100; N140 G00 Z5; N150 X0 Y-30; N160 G1 Z-50 F100; N170 G00 Z50; N180 M05; N190 G91 G28 Z0; N200 G28 X0 Y0; N210 M30; %
3. Sujetar el trozo de aluminio sobre el tornillo de máquina o sobre la mesa con bridas de sujeción: 4. Comprobar el 0 pieza y la compensación de las herramientas T06, T07 y T08:
Ilustración 5 comprobación
5. En modo EDIT, digitar el segundo programa anteriormente creado: 6. Comprobar el programa en vacío: 7. Correr el programa para que mecanice el trabajo encargado:
Ilustración 6 mecanizado
8. Utilizando instrumentos de medición comprobar el producto final:
9. Con el ciclo fijo de taladrado G81 crear un tercer programa para que realice la operación de taladrado, posterior al punteado, a una profundidad igual a 10 [mm] con la herramienta ubicada en el ATC no. 07: Datos: Material: AA1100 de 200X200X50 [mm]. Herramienta: Drill de Ø5/16 [in] = 7.9375 [mm], ATC #7 Vc = 80 [m/min] S’ = 0.15 [mm/rev]
S = 2789.71 [rev/min] F = 418.45 [mm/s]
% O0001 N10 G17 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G94; N20 M06 T7; N30 G00 X-80 Y0; N40 G43 H7 Z50; N50 M03 S2789; N60 G99 G81 X-80 Y0 Z-20 R5 Q2 F100; N70 X0 Y80; N80 X80 Y0; N90 G98 X0 Y-80; N100 G80; N110 M05; N120 G91 G28 Z0; N130 G28 X0 Y0; N140 M30; % 10. En modo EDIT, digitar el tercer programa creado o copiar y editar el ciclo de punteado para transformarlo a ciclo de taladrado: 11. Comprobar el programa en vacío: 12. Correr el programa para que realice el ciclo de taladrado encargado en la misma pieza anterior:
Ilustración 7taladrado
Valiéndonos de instrumentos de medición comprobar el producto final:
Ilustración 8producto final
Ilustración 9 producto final
13. Utilizando el ciclo fijo de roscado con macho G84 crear un quinto programa para que mecanice la rosca de los taladros anteriores, utilizar la herramienta T08, la misma profundidad y realizar los cálculos respectivos: Datos: UNC 3/8 x 16 2B HSS A60 SP90 F3461. Material: AA1100 de 200X200X50 [mm]. P = 1/16*(25.4) = 1.5875 [mm] ATC #8 Vc = 4 [m/min] S = 114.577 [rev/min] F = 1.184 [mm/s] % O0001 N10 G17 G21 G40 G49 G54 G80 G90 G94; N20 M06 T8; N30 G00 X-30 Y0; N40 G43 H8 Z50; N50 M03 S114.58; N60 G99 G84 X-30 Y0 Z-15 R5 P2 F1.814 N70 X0 Y80; N80 X30 Y0; N90 G98 X0 Y-30; N100 G80; N110 M05; N120 G91 G28 Z0; N130 G28 X0 Y0; N140 M30; %
14. En modo EDIT, digitar el quinto programa creado o copiar y editar el ciclo de taladrado para transformarlo a ciclo de taladrado roscado: 15. Comprobar y correr el programa: 16. Retirar el trabajo efectuado: 17. Apagar y limpiar la máquina:
7.- Conclusiones:
Gracias a la creación de sub programas anidados dentro de la memoria del controlador del centro de mecanizado vertical, se consiguió la facilitación de ejecución de programas principales, también se aceleró el proceso de implementación de programas y se consiguió llegar a trabajar con el cuarto eje; todo esto se logró gracias a la llamada a macros del controlador.
Con la ayuda de los sensores de posición se pudo realizar la carga y compensación de altura de las herramientas de manera convencional, luego se realizó el trabajo de manera mucho más rápida con ayuda del palpador, con lo cual se consiguió explotar aún más el nivel de automatización del centro de mecanizado vertical disponible.
Retirando la profundidad de penetración de la herramienta en el material a mecanizar, se consiguió la ejecución en vacío de los programas creados, esto ayudo mucho a la verificación de que todas las líneas de ejecución del programa estén escritas correctamente, además de verificar que el programa cumpla con el objetivo deseado de mecanizado y el verificar que no vaya a existir choques de la herramienta en ningún punto del proceso.
Con ayuda de la implementación de ciclos fijos de trabajo, comandados por los códigos G: G81 y G84 se consiguió disminuir la cantidad de líneas de programación y la correcta mecanización de una pieza de aluminio con ayuda de dichos ciclos fijos de trabajo.
8.- Recomendaciones:
Identificar correctamente los tipos de herramientas que intervendrán en el mecanizado para cargarlas previamente en el A.T.C y compensarlas tanto en diámetro como en altura.
Nunca deje objetos extraños en el área de maquinado (calibres, cepillos, latas de lubricantes, piezas ya maquinadas, etc).
En ninguna circunstancia trate de acceder a la zona de maquinado mientras haya partes en movimiento y tenga cerrada la puerta.
Bloquear la máquina y los códigos M, S, T del panel de control antes de comprobar un programa o ejecutarlo en vacío, para evitar accidentes con las herramientas del centro de mecanizado.
Tener en cuenta las compensaciones en diámetro y altura.
9.- Bibliografía: http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/images/1/1a/CiclosFijos8025M.pdf
2http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g81-ciclo-fijo-
de-taladrado.
3http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g82-ciclo-fijo-
de-taladrado.
4http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/01/instruccion-g83-ciclo-fijo-
de-taladrado.
5http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/02/instruccion-g84-torneado-
de-tramos.
6http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/02/instruccion-g85-ciclo-fijo-
de-escariado.
7
http://programacioncnciso.blogspot.com/2010/03/instruccion-g86-ciclo-fijode-roscado. 8http://revistamadera.com/Tecnologia/como_programar_CNC_codigos_G& M.html#.U5T0VPl5OBI
