Что нужно делать в первую очередь при включении станка с ЧПУ? Проверять индикатор, центрировать, устанавливать инструмент — если ты не понимаешь эти три вещи, не трогай станок 

Новички в сфере ЧПУ больше всего боятся, когда мастер бросает им фразу «иди разметь заготовку». Стоишь перед станком с центровочным стержнем в руках и не знаешь, с чего начать. На самом деле работа на ЧПУ сводится к трем основным навыкам — юстировка планшайбы, центрирование и установка инструмента. Если с этим не разберёшься, станок заработает — и готовая деталь выйдет бракованной, а то и станок можно повредить.

Поставь по уровню: сначала выровняй деталь, а потом уже думай о остальном

Что касается выставления ноля на индикаторе, многие думают, что это просто формальность. На самом деле выставление ноля — это основа всей точности. Если заготовка выставлена неправильно, то даже идеально точная центровка потом не поможет.

Для выставления ноля используют индикаторы типа процентного или тысячного деления, устанавливая их на магнитную стойку, которая крепится либо на шпинделе, либо в каком-то фиксированном месте станка. Головка индикатора слегка касается боковой или верхней поверхности заготовки, затем медленно вращают рукоятку и наблюдают за колебаниями стрелки на циферблате.

Использование индикаторного микрометра делится на два вида.  

Первый вид — выравнивание боковой стороны детали, также называется выпрямлением. Наконечник индикатора ставят на одну сторону детали и двигают вдоль этой грани, наблюдая за показаниями прибора. Чем меньше разница чисел, тем лучше, обычно требуется держать её в пределах 0,01–0,03 мм. Если разница велика, значит деталь криво стоит, её аккуратно подбивают медной киянкой, наблюдая за индикатором, пока цифры не стабилизируются, затем фиксируют прижимную пластину или тиски.  

Второй вид — выравнивание верхней поверхности детали, также называется нивелировкой. Наконечник индикатора водят по верхней поверхности детали вперед и назад, чтобы увидеть перепады высот по всей поверхности. Если обнаружится, что где-то выше или ниже, под низкие участки подкладывают медную фольгу, постепенно выравнивая поверхность.  

Что бывает, если не внимательно пользоваться индикатором? Деталь окажется с наклоном, у фрезерованной детали четыре стороны будут разной толщины, положение полости сместится, и вся готовая продукция окажется браком. Кроме того, без индикаторной проверки невозможно точно найти центр — детали будут кривыми, так какой смысл искать центр?

Центрирование: показать станку, где находится центр заготовки

После того как заготовка выровнена и зафиксирована, следующим шагом будет центрирование. Центрирование означает с помощью инструмента найти центральное положение заготовки по осям X и Y, сообщить это положение станку и сохранить его в системе координат G54.

Инструмент для центрирования называют датчиком кромки, а некоторые называют его центрирующим стержнем. Обычно есть два вида — механический эксцентриковый центрирующий стержень и фотоэлектрический стержень с сигнализацией. Наиболее часто используют механический: верхняя и нижняя части соединены пружиной, при вращении нижняя часть вылетает. Скорость вращения устанавливают на 500–600 об/мин, слишком быстро — легко вылетит.

Самый часто используемый способ центрирования – это центрирование с четырех сторон.  

Сначала по оси X касаемся левой стороны заготовки — медленно вращаем маховик, центрирующий стержень приближается к заготовке, как только видим, что нижняя часть из выброшенного состояния вдруг возвращается и становится в положении концентричности, сразу останавливаемся. Записываем текущие координаты станка. Затем поднимаем инструмент, пересекаем заготовку, касаемся правой стороны и таким же образом фиксируем координаты. Складываем два значения и делим на два — это и будет середина по оси X. По оси Y делаем то же самое, касаясь передней и задней стороны, чтобы найти среднюю точку.  

Есть ещё способ, называемый односторонним центрированием, когда берется в качестве базы только одна сторона заготовки. Этот способ подходит для серийной обработки или при работе с приспособлениями. Обратите внимание, что при одностороннем центрировании нужно учитывать радиус центрирующего стержня — диаметр стержня обычно 10 мм, значит радиус 5 мм.

Есть несколько ловушек, которых категорически не стоит наступать при центровке.  

Во-первых, обязательно нужно очистить края детали от металлических стружек и заусенцев. Если металлическая стружка зажата между ними, все значения центровки будут ошибочными.  

Во-вторых, когда центровочный стержень почти коснулся детали, обязательно переключись на мелкий ход рукоятки и медленно подходи. Резко ударив, стержень согнется.  

В-третьих, после окончания центровки деталь ни в коем случае нельзя стучать. Одного удара — и положение сбилось, и центровку придется делать заново.

Настройка по инструменту: сказать станку, где верхняя поверхность заготовки

XY отловили, остался только Z. Нулевание по инструменту — это поиск нуля по Z-оси, то есть сообщаем станку: «Верхняя поверхность заготовки находится на этой высоте».

Существуют три распространённых метода нулевки.

Первый — автоматический резец-датчик. На станке есть специальный индикатор для нулевки, шпиндель с инструментом опускается и касается индикатора, система автоматически снимает координаты и записывает их в G54. Самый точный и быстрый способ, но нужно, чтобы была такая конфигурация.

Второй — ручная нулевка щупом или листочком бумаги, самый распространённый метод. В шпиндель вставляем инструмент, вручную медленно опускаем его колёсиком, между концом инструмента и поверхностью заготовки подсовываем тонкую бумагу или щуп толщиной 0,1 мм, проводим туда-сюда. Опускаем инструмент, пока бумагу можно еле-еле провести с сопротивлением — останавливаемся. В этот момент механическая координата Z — это верхняя поверхность заготовки. Не забудьте вычесть толщину щупа или бумаги.

Третий — нулевка при помощи стержня, чаще используется при черновой обработке. Между концом инструмента и заготовкой подкладываем стандартный стержень нужного диаметра, фиксируем координату, когда стержень еле-еле не движется, также нужно вычесть диаметр стержня.

Если нужно обрабатывать несколько ножей, что делать?

Обычно для одной заготовки нужно несколько фрез — черновая, чистовая, фасочная. У каждой фрезы разная длина, и нельзя каждый раз заново выставлять Z.  

Здесь используется компенсация длины инструмента H. Сначала выбирают одну эталонную фрезу, выставляют Z и записывают координаты в G54. После установки других фрез измеряют разницу их длины с эталонной и вводят её в значение H соответствующего инструмента. В программе вызывают H01, H02, H03, и система автоматически учитывает разницу в длине.

Стандартная последовательность работы за компьютером

Сказав так много, полный процесс работы выглядит так——

Первый шаг: закрепляем заготовку в тисках или на прижимной пластине, выравниваем индикатором, фиксируем.

Второй шаг: ставим центрирующий стержень, центрируем по X и Y, записываем координаты в G54.

Третий шаг: ставим нужный инструмент, проверяем по Z, записываем Z-координату в G54, а длину инструмента вводим в значение H.

Четвертый шаг: проверяем все координаты, поднимаем инструмент, поднимаем шпиндель, запускаем программу для обработки.

Не недооценивай эти три вещи

Настраивать аппарат, центрировать, устанавливать инструмент — звучит просто, но на практике полно нюансов. Когда останавливать штангу для центрирования, до какого ощущения тянуть бумагу при установке инструмента, в какую ячейку вводить координаты — все это мастер передает ученику через многократную практику и формирование мышечной памяти.

Многие операторы ЧПУ, проработавшие полгода, всё ещё путаются с этими тремя вещами. Неправильно записали координаты, забыли компенсацию радиуса, не согласовали базовые точки — и всё, случайная ошибка превращается в партию бракованных деталей.