单元六 数控铣削编程及应用综述

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1、单元单元6 6 数控铣削数控铣削 编程及应用编程及应用 广西机电职业技术学院 单元6 数控铣削编程及应用 一、数控铣床加工的特点 二、数控铣削加工常用指令 三、数控铣削编程综合加工实例 一、数控铣床加工的特点一、数控铣床加工的特点 （一）加工对象 （二）加工编程前的工艺处理 （三）数控铣床的基本操作仿真 一、数控铣床加工的特点 （一）加工对象 数控镗铣削加工包括平面的铣削加工、二 维轮廓的铣削加工、平面型腔的铣削加工、钻 孔加工、镗孔加工、螺纹加工、箱体类零件的 加工以及三维复杂型面的铣削加工。 1.工件坐标系的确定及原点的设置：应与设计坐标 系重合，方便测量，方便计算。 2.安全高度的确定：

2、保证刀具在空运行时不与工件 或夹具产生干涉。 3.进退刀方式的确定：沿切线方向切入和切出 （二）加工编程前的工艺处理 4.刀具半径的确定与刀具半径补偿的建立：刀 具半径要小于最小凹圆的曲率半径。 5.切削用量的选择：影响切削用量的因素有机 床的刚度、刀具的材质、工件的材料和切削 液。 （三）数控铣床的基本操作仿真 仿真视频 二、数控铣削加工常用指令 （一）坐标系设定 G54G59 （二）刀具半径补偿 （三）刀具长度补偿 （四）固定循环指令 （五）其他指令 二、数控铣削加工常用指令 （一）坐标系设定 G54G59(又称零点偏置) 所谓零点偏置就是在编程过程中进行编程坐 标系（工件坐标系）的平移变

3、换，使编程坐标系 的零点偏移到新的位置。若在工作台上同时加工 多个相同零件或一个较复杂的零件时，可以设定 不同的程序零点，简化编程。 G54；第一可设定零点偏置 G55；第二可设定零点偏置 G56；第三可设定零点偏置 G57；第四可设定零点偏置 G58；第五可设定零点偏置 G59；第六可设定零点偏置 该指令执行后，所有坐标字指定的尺寸坐标都是指选定的 工件加工坐标系中的位置。 注意 ： 使用G54G59时，不用G92设定坐 标系。G54G59和G92不能混用。 如图所示，使用工件坐标系编程：要求刀具从当前 点移动到A点，再从A点移动到B点。 使用该组指令前，先用MDI方式输入各坐 标系的坐标原

4、点在机床坐标系中的坐标值。 注 意 ： （二）刀具半径补偿 具有刀具半径补偿功能的数控系统，按被 加工工件轮廓曲线编程，在程序中利用刀具补 偿指令，就可以加工出零件的实际轮廓。 操作 时还可以用同一个加工程序，通过改变刀具半 径的偏移量，对零件轮廓进行粗、精加工。 刀具半径补偿功能 v指令格式： G41（G42） G00 /G01 X_Y_D_ v 指令功能：数控系统根据工件轮廓和刀具半径自 动计算刀具中心轨迹，控制刀具沿刀具中心轨迹 移动，加工出所需要的工件轮廓，编程时避免计 算复杂的刀心轨迹。 1.建立刀具半径补偿（G41、G42） v指令说明: (1)G41/G42程序段中的X、Y值是建

5、立补偿直线 段的终点坐标值； (2)通过G00或G01运动指令建立刀具半径补偿。 (3)D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用 两位数字表示代号。刀具半径值用CRT/MDI 方式输入。 G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀 具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见 下图 G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀 具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，见下 图 以G42为例，刀具半径补偿建立的过程如下图： 补偿运动情况见下图： 1）建立补偿的程序段，必须是在补偿平面 内不为零的直线移动。 2）建立补偿的程序段，一般应在切入工件 之前完成。 注意 ： 2

6、.取消刀具半径补偿（G40） v指令格式： G40 G00/G01 X_Y_ v指令功能 ： 取消刀具半径补偿 v指令说明 ： （1） 指令中的X_ Y_表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿 点的坐标值； （2） 通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿； （3） G40必须和G41或G42成对使用。 取消刀具半径补偿过程如下图: 撤消刀具半径补偿的程序段，一般 应在切出工件之后完成。 注意 ： 刀具半径补偿加工程序举例: O5003; G17G90G54G00X0Y0; Z5.0M03S500; G41X60.0Y30.0D01; G01Z-27.0F500; Y80.0F120; G03X10

7、0.0Y120.0R40.0; G01X180.0; Y60.0; G02X160.0Y40.0R20.0; G01X50.0; G00Z5.0; G40X0Y0M05; G91G28Z0; M30; 仿真视频 （三）刀具长度补偿 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向） 的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定 值增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的 尺寸发生变化时（如钻头刃磨后），可以在不改变程 序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件 尺寸。 1. 刀具长度补偿指令（G43、G44、G49) v指令说明: (1)刀具长度补偿指刀具在Z方向的实际位移比程序给定值增加

8、或减少 一个偏置值； (2)G43指令为刀具长度正补偿(Z实际值=Z指令值H_中的偏置值)； (3)G44指令为刀具长度负补偿(Z实际值=Z指令值H_中的偏置值 )； v指令格式: G43（G44）GOO/G01 Z_ H_; G49 G00/G01 Z_; (4) 格式中的Z值是指程序中的指令值，即目标点坐标； (5) H为刀具长度补偿代码，后面两位数字是刀具长度补偿 寄存器的地址符。H01指01号寄存器，在该寄存器中存 放对应刀具长度的补偿值; (6) G49指令为取消刀具长度补偿； 例:用长度补偿指令编写数控加工程序.长度偏移地址H01=-4.0,由操 作者通过操作面板存入补偿地址中.

9、加工程序: O1234 G90G00X-150.0Y-60.0Z35.0; G91G00X120.0Y80.0M03S500; G43Z-32.0H01; G01Z-21.0F1000; G04P2000; G00Z21.0; X30.0Y-50.0; G01Z-41.0; G00Z41.0; X50.0Y30.0; G01Z-25.0; G04P2000; G00Z57.0H00; X-200.0Y-60.0M05; M30; 仿真视频 （四）固定循环指令 钻孔、攻螺纹、镗孔、深孔钻削、拉镗等 加工工序时，因为所需完成的顺序动作是重复 的。所以编写程序时把这部分的动作编写成固 定循环功能指令

10、。 固定循环指令程序段格式为： G98（G99）G73G89X Y Z R Q_P F K ； v指令说明: (1)在G90或G91指令中，Z坐标值有不同的定义。 (2)G98指令表示刀具返回到初始点平面，G99指 令表示刀具返回到R点平面，如图 取消固定循环指令：G80 孔加工循环的平面 固定循环的动作 在孔加工过程中，刀具的运动由6个动作组成： 动作1快速定位至初始点。X，Y表示了初始点 在初始平面中的位置； 动作2快速定位至R点。刀具自初始点快速进给 到R点； 动作3孔加工。以切削进给的方式执行孔加工 的动作； 动作4在孔底的相应动作，包括暂停、主轴准 停、刀具移位等动作； 动作5返回到

11、R点，继续孔加工时刀具返回到R 点平面； 动作6快速返回到初始点，孔加工完成后返回 初始点平面。 （3）X_Y_指定加工孔的位置； Z_ 指定孔底平面的位置； R_ 指定R点平面的位置； Q_ 在G73或G83指令中定义每次进刀加工深度， 在G76或G87指令中定义位移量，Q值为增量 值，与G90或G91指令的选择无关； P_ 指定刀具在孔底的暂停时间，用整数表 示，单位为ms； F_ 指定孔加工切削进给速度。该指令为模 态指令，即使取消了固定循环，在其后的加工 程序中仍然有效; K_ 指定孔加工的重复加工次数，执行一次L1 可以省略。如果程序中选G90指令，刀具在原 来孔的位置上重复加工，如

12、果选择G91指令， 则用一个程序段对分布在一条直线上的若干个 等距孔进行加工。L指令仅在被指定的程段中 有效。 1.钻孔循环指令 2.镗孔循环指令 3.攻丝循环指令 1.钻孔循环指令 高速深孔往复排屑钻G73指 令: G73 X_Y_Z_R_Q_F_; 用于深孔钻削，Z轴方向的 间断进给有利于深孔加工过 程中断屑与排屑。指令Q为 每一次进给的加工深度（增 量值且为正值），图示中退 刀距离d由数控系统内部设 定。其动作如右图所示： G73高速深孔啄钻加工循环指令举例: O1234 G54G00X0Y0; S800M03; G43G00Z50.0H01; G98G73X10.0Y10.0Z-30.

13、0R10.0Q5.0F50; X50.0; G80; M05; M30; 仿真视频 G73高速深孔啄钻加工循环指令举例: O1234 G54G00X0Y0; S800M03; G43G00Z50.0H01; G99G73X10.0Y10.0Z-30.0R10.0Q5.0F50; X50.0; G80; M05; M30; 仿真视频 深孔往复排屑钻G83指令： G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 孔加工动作如右图所示。与G73指 令略有不同的是每次刀具间歇进给 后回退至R点平面，这种退刀方式 排屑畅通，适宜加工深孔。 G83深孔啄钻加工循环指令举例: O1234 G54G00X0Y0;

14、S800M03; G43G00Z50.0H01; G98G83X10.0Y10.0Z-30.0R10.0Q5.0F50; X50.0; G80; M05; M30; 仿真视频 钻孔G81指令与锪孔G82指令 G81的指令格式为： G81 X_ Y_Z_ R_ F_; G82的指令格式为： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_; G82与G81指令相比,唯一不同之处 是G82指令在孔底增加了暂停，因而适 用于锪孔或镗阶梯孔，提高了孔台阶 表面的加工质量，而G81指令只用于一 般要求的钻孔。G81加工动作如右图： G81浅孔钻削循环举例: O1234 G54G00X0Y0; S800M03;

15、 G43G00Z50.0H01; G98G81X10.0Y10.0Z-30.0R10.0F50; X50.0; G80; M05; M30; 仿真视频 2.镗孔循环指令 精镗孔G76指令 ： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_; 孔加工动作如右图所示。在 孔底主轴定向停止后，刀头 按地址Q所指定的偏移量移 动，然后提刀。采用这种镗 孔方式可以高精度、高效率 地完成孔加工而不损伤工件 表面。 G76精镗孔加工循环举例: O1234 G54G00X0Y0; S800M03; G43G00Z50.0H01; G98G76X10.0Y10.0Z-30.0R10.0Q3.0P5000F30; X50.0; G80; M05; M30; 镗孔循环指令G86： G86 X_Y_Z_R_F_ G86在到达孔底位置后，主轴停止，并快速退出。 其加工过程如下图所示： G86镗孔加工循环举例: O1234 G54G00X0Y0; S800M03;