ESERCITAZIONE Scrittura di un programma CNC per la fresatura di un componente dato

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1 ESERCITAZIONE Scrittura di un programma CNC per la fresatura di un componente dato Nella presente esercitazione si redige il programma CNC per la fresatura del pezzo illustrato nelle Figure 1 e 2. Figura 1: messa in tavola del componente finito. Tecnologia Meccanica B A.A

2 Figura 2: disegno tridimensionale del pezzo finito. Introduzione Il grezzo di partenza è un parallelepipedo in resina delle dimensioni 72x80x50 mm 3. Fattori critici da considerare per la lavorazione del materiale utilizzato sono la fragilità e la tendenza a scheggiarsi. Lo zero pezzo viene solitamente posto sulla superficie lavorata per garantire una maggiore precisione di posizionamento. In particolare, si sceglie uno spigolo del pezzo finito per agevolare l individuazione dei punti principali per le lavorazioni. Questa scelta risulta infine un buon riferimento ad oggetto finito per il controllo della quotatura. La macchina utensile a controllo numerico La macchina a controllo numerico utilizzata è una EMCO a 2 assi e mezzo, si ha quindi la possibilità di variare contemporaneamente solo due delle tre coordinate spaziali x, y, z. Il cambio utensile viene effettuato manualmente dall operatore una volta allontanato il mandrino dal pezzo di lavorazione. Gli utensili a disposizione sono: - fresa Ф=10 mm da sgrossatura - fresa Ф=10 mm da finitura - fresa Ф=6 mm da finitura - punta elicoidale Ф=6 mm da foratura La sensibilità del sistema di controllo della macchina utensile considerata raggiunge il centesimo di millimetro, unità di misura che deve essere utilizzata per l indicazione Tecnologia Meccanica B A.A

3 delle quote nella stesura del programma. Utilizzando il linguaggio di programmazione ISO si scrive la sequenza di istruzioni da impartire alla macchina. Strategia di lavorazione Il sistema di riferimento scelto in fase di programmazione è quello assoluto, eccezion fatta per i sottoprogrammi che richiedono un riferimento incrementale. Come prima lavorazione si procede alla spianatura di 2 mm sulla faccia superiore, così da portare l altezza del parallelepipedo alla quota finale di 48 mm. L utensile utilizzato è una fresa da 10 mm di diametro, così da poter asportare maggior quantità di materiale, con conseguente riduzione dei tempi. La spianatura è a spirale e prevede una distanza tra le passate di 4.3 mm per due ragioni: - un valore minore del raggio della fresa consente di evitare che negli spigoli restino piccole porzioni di materiale che, durante la lavorazione, tenderebbero a staccarsi provocando scheggiature; - il valore scelto è tale da avere un ultima passata di spessore non troppo basso, evitando un'altra possibile causa di scheggiature. La velocità di lavorazione è fissata a 200 mm/min, così da ottenere un buon compromesso tra finitura superficiale e tempi di lavorazione. La successiva lavorazione è la creazione dell isola: in questa fase sono previsti 1 mm di sovrametallo laterale e 2 mm di sovrametallo sul fondo, che verranno asportati nelle successive fasi di finitura. L utensile utilizzato è una fresa da 10 mm di diametro da sgrossatura, con cui si effettuano due passate di profondità 3.5 mm l una. L impiego è fissato pari a metà del diametro della fresa per i primi due giri di sgrossatura a spirale rettangolare, dopo di che, per riprodurre la forma dell isola, si sono realizzate delle interpolazioni circolari che, comportando un aumento di impegno della fresa, necessitano di tre passate di distanza minore. Le velocità di avanzamento sono fissate pari a 150 mm/min per i tratti rettilinei e a 100 mm/min per gli archi di circonferenza, essendo maggiore l angolo di impegno della fresa. Questi valori coincidono con quelli di finitura, quindi relativamente bassi; tale uguaglianza è dettata dal fatto che entrambe le lavorazioni sono state eseguite con lo stesso sottoprogramma. A questo punto si rimonta la fresa da finitura per eliminare i 2 mm di sovrametallo sul fondo, che rappresentano il compromesso tra buona finitura superficiale e basso rischio di scheggiatura. Con lo stesso utensile si realizza la cava; il passaggio della fresa per il centro della cava avviene solo in ingresso, mentre nelle restanti due passate l utensile si limita a compiere due circonferenze di 6.25 mm di raggio. In particolare i primi due passaggi sono profondi 2 mm, mentre l ultimo 1 mm, valore inferiore per motivi di finitura. Tecnologia Meccanica B A.A

4 Essendo l impiego della fresa totale per buona parte della svuotatura, l avanzamento non conviene superi i 50 mm/min. Successivamente si rifinisce la superficie laterale dell isola mediante tre passate successive di profondità 3 mm. Come ultima operazione si esegue la foratura tramite la punta ad elica del diametro di 6 mm. Non è necessario scaricare il materiale asportato in quanto la resina tende a non formare truciolo e il foro è poco profondo. Struttura ed esecuzione del programma Prima del lancio del programma si deve posizionare l utensile nei confronti dello zero pezzo. Si fissa il blocco di resina sulla morsa e si monta il primo utensile sul mandrino; dopo aver avviato la rotazione si sfiora il pezzo con l utensile sui tre lati impostando ogni volta sul terminale la posizione del centro dell utensile rispetto al punto prescelto come zero delle coordinate. Al termine di questa operazione si porta il mandrino nella posizione di cambio utensile. Questa posizione è scelta in modo che sia abbastanza lontana dal pezzo per permettere un agevole sostituzione e evitare che la punta cada accidentalmente su esso. Per la programmazione si è utilizzato un sistema di riferimento assoluto: dopo aver attivato il mandrino (M03), con l istruzione M06 si indica alla macchina l utensile da impiegare (fresa da finitura) denominato T0; quindi si fissa la posizione del centro della fresa rispetto allo zero-pezzo (G92) N G X Y Z F 01 M03 02 M06 D500 S1500 0T Nell intervallo di istruzioni N la macchina esegue la spianatura della superficie per poi tornare al punto di cambio utensile x=-7000, y=-1000, z=7000, scelto in base alle considerazioni precedenti Tecnologia Meccanica B A.A

5 L operazione ausiliaria M06 permette l inserimento della fresa di Ф=10 mm da sgrossatura, indicata con T1. E necessario inserire il nuovo riferimento rispetto allo zero-pezzo, per compensare la diversa lunghezza degli utensili. Infatti la fresa da sgrossatura è più lunga di quella di finitura di mm, quindi tale valore va sottratto alla quota Z di cambio utensile ( =5244). L utensile si sposta in rapido sul punto di lavoro con G00, in questa posizione viene richiamato il sottoprogramma al numero di blocco N113 con l operazione G25, che esegue la formatura dell isola. Tecnologia Meccanica B A.A

6 41 M06 D500 S1500 0T L113 Il sottoprogramma deve essere compilato con un sistema di riferimento incrementale (G91), in modo da poter essere richiamato più volte. Questo riduce il numero di operazioni elementari da scrivere ed è utile quando si deve realizzare lo stesso percorso utensile più volte in punti diversi dello spazio. Il sottoprogramma termina alla riga N140 dove la funzione ausiliaria M17 riporta al programma principale, in cui viene indicata la posizione corrente della fresa rispetto al riferimento assoluto M17 Tecnologia Meccanica B A.A

7 Si esegue un ulteriore passata di sgrossatura lanciando una seconda volta il sottoprogramma ad una quota Z inferiore alla precedente. Si procede quindi alla finitura del fondo richiamando lo stesso sottoprogramma a quota Z== e utilizzando la fresa da finitura L M06 D500 S1500 0T L A questo punto si realizza la cava (N62) ponendo attenzione a non colpire l isola negli spostamenti. La cava viene svuotata tramite una serie di interpolazioni lineari e circolari (G01 e G03) Tecnologia Meccanica B A.A

8 Si realizza quindi la finitura intorno all isola in tre passate grazie al lancio di un secondo sottoprogramma alla riga N M17 Come ultima lavorazione si esegue la foratura inserendo come utensile una punta elicoidale Ф=6 mm (T03). L istruzione G82 è un ciclo fisso e richiede solo l inserimento della quota Z finale del foro. E consigliata per realizzare fori ciechi perché l utensile dopo essere sceso alla giusta profondità all interno del materiale rimane per qualche secondo in sosta, risalendo poi in rapido. 105 M06 D300 S1500 0T M30 Per comodità durante la stesura del programma si inseriscono alcune istruzioni G21: si tratta di blocchi liberi che non corrispondono ad alcuna operazione, ma che consentono di introdurre eventuali correzioni al programma senza doverlo numerare di nuovo. Il programma termina con l istruzione M30 Tecnologia Meccanica B A.A

9 Programma completo N G X Y Z F M03 02 MO6 D500 S1500 0T Tecnologia Meccanica B A.A

10 MO6 D500 S1500 0T L L M06 D500 S1500 0T L Tecnologia Meccanica B A.A

11 L L L M06 D300 S1500 0T M Tecnologia Meccanica B A.A

12 M M17 MI Tecnologia Meccanica B A.A