Почему X токарного станка — это диаметр: программирование диаметра, относительные перемещения U/W и плоскость G18

Чертежи и измерения основаны на диаметре

Большинство деталей, изготавливаемых на токарном станке, — тела вращения. На чертежах указаны диаметры, например Ø30 или Ø24, а операторы измеряют диаметры микрометром или штангенциркулем. Поэтому большинство токарных УЧПУ по умолчанию используют программирование диаметра, при котором значение X читается как диаметр. Запись X30. означает, что вершина инструмента идёт в точку на расстоянии 15 мм от оси шпинделя.

Так размеры с чертежа можно переносить напрямую, но всегда нужно помнить, что станок фактически перемещается на половину этого расстояния. Изменение X на 1 мм сдвигает инструмент лишь на 0.5 мм и меняет диаметр на 1 мм.

Почему на рисунке показаны радиусы

Когда траектория рисуется в сечении, вертикальная ось — это расстояние от оси шпинделя, то есть радиус. CNC Path Analyzer в токарном режиме тоже делит значения X пополам. В примере X30. оказывается на высоте 15, а X60. — на высоте 30. То, что значения в программе и масштаб рисунка выглядят по-разному, нормально.

G18: плоскость токарного станка по умолчанию

Токарный инструмент движется по двум осям — Z (вдоль шпинделя) и X (по диаметру), поэтому дуги и коррекции рассчитываются в плоскости ZX. Её выбирает код G18. Токарные УЧПУ обычно включаются в G18, но на многофункциональных станках с фрезерными функциями программа может завершиться с активной G17 или G19, поэтому полезно указывать плоскость в начале.

Пример и траектория

O2003
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G97 S1500 M03
G00 X32. Z2.
G01 X26. F0.15
Z0.
X30. Z-2.
Z-25.
U4.
W-10.
G00 X60. Z50.
M30

Читаем пример

U и W: относительные команды на токарном станке

На обрабатывающих центрах относительный режим включается через G91, а стандартная система G-кодов токарных FANUC (система A) вместо этого различает абсолютные и относительные значения по букве адреса. X/Z — абсолютные координаты, а U/W — приращения по X и Z соответственно. Их можно даже смешивать в одном кадре, как в X30. W-5..

U тоже задаётся в диаметре. U4. смещает инструмент наружу на 2 мм по радиусу, увеличивая диаметр на 4 мм. Если забыть об этом и писать U, думая в радиусах, высота уступа получится вдвое меньше или вдвое больше задуманной.

Почему частота вращения должна меняться вместе с диаметром

Связь скорости резания V (м/мин) и частоты вращения шпинделя N (об/мин): N = 1000 × V ÷ (π × D). При тех же 1,500 об/мин скорость резания на Ø30 около 141 м/мин, а на Ø10 падает до 47 м/мин. Если при работе, где диаметр всё время уменьшается, например при подрезке торца, частота вращения постоянна, поверхность к центру становится всё грубее.

Поэтому, когда V задаётся через G96 (управление постоянной скоростью резания), токарный станок автоматически меняет частоту вращения под текущий диаметр X. То, что X — диаметр, напрямую используется в этом расчёте. При обработке Ø30 с V160 получается около 1,698 об/мин, а на Ø10 было бы около 5,093 об/мин, поэтому для защиты патрона и заготовки максимальная частота ограничивается, например, G50 S2000.

Частые ошибки при программировании диаметра

• Расчёт фаски: фаска C2 имеет длину 2 мм и 2 мм по радиусу, то есть разницу 4 мм по диаметру. В примере X26 → X30 и Z0 → Z-2 показывают именно это соотношение.
• Коррекция на износ: если наружный диаметр получился больше на 0.02 мм, введите -0.02 (значение в диаметре) как коррекцию износа по X. Если по ошибке думать в радиусах и ввести -0.01, исправится только половина.
• U в циклах: U в первом кадре G71 — глубина резания по радиусу, поэтому его нужно читать иначе, чем по привычке к диаметрам.
• Внутренний диаметр резьбы: в G76 X — внутренний диаметр (в диаметре), а P — глубина резьбы (по радиусу), то есть основания смешаны.

Частые вопросы

Следующие шаги

Проверить траекторию в CNC Path Analyzer