第六章 数控铣床编程

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1、6 1数控铣床基本编程方法 一 绝对坐标G90G91二 快速点定位GOO格式 G00XYZ该指令使刀具以机床厂家设定的最快速度按点位控制方式从刀具当前点快速移动到目标点 用于刀具趋近工件或在切削完毕后使刀具撤离工件 该指令没有运动轨迹要求 也不需要规定进给速度 F指令无效 当某一轴上相对位置不变时 可以省略该轴的坐标值 第六章 数控铣床编程基础 G00运动的轨迹并不是一条直线 在编程时一定要避免刀具和工件或机床上其他部件碰撞 三 直线插补指令G01插补是指加工时刀具沿着构成工件外形的直线和圆弧移动 数控系统进行轮廓控制的方法 就是通过插补来控制刀具相对工件的运动轨迹 从而完成对零件的加工 格式

2、G01XYZF该指令用于使刀具以F指定的进给速度从当前点直线或斜线移动到目标点 F为刀具进给速度 注 程序中第一个G01一定要指定一个F值 四 插补平面选择指令G17选择XY平面 默认 G18选择XZ平面G19选择YZ平面五 圆弧插补指令格式 G17G02 G03XYR IJ FG18G02 G03XZR IK FG19G02 G03YZR JK F 注 1 IJK分别为圆心相对于圆弧起点分别在XYZ轴的坐标增量 为零时可以省略 2 当用圆弧半径指定圆心位置时 由于在同一半径的情况下 过起点和终点可以画出2个不同的圆弧 为区别二者 系统规定圆心角大于或等于180度时用 R 表示 小于180度时

3、用 R 表示 3 用半径R指定圆心位置时不能描述整圆 例 编写如图示零件加工程序 槽深5mm 例 编写如图示轮廓加工程序 槽深3mm 例 编写如图示轮廓加工程序 槽深3mm 六 G92设置工件坐标系格式 G92XYZ七 G53选择机床坐标系格式 G90G53XYZG53指令使刀具快速定位到机床坐标系中指令位置上 其中XYZ后的坐标值为机床坐标系中的坐标值 其尺寸均为负值 G53是非模态指令 仅在它所在的程序段和绝对坐标G90时有效 在增量坐标G91时无效 注 执行G53指令时必须要先取消道具补偿 八 G54 G59选择1 6号加工坐标系该指令执行后 所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐

4、标系中的位置 注 G92与G54 G59的区别G92指令与G54 G59指令都是用于设定工件加工坐标系的 但在使用过程中是有区别的 G92指令是通过程序来设定 选用加工坐标系的 它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关 这一加工坐标系原点在机床坐标中的位置是随刀具的位置不同而改变的 九 暂停指令G04格式 G04XG04P 十 米制单位输入G21英制单位输入G20十一 回参考点1 回参考点检验格式 G27X0Y0Z0 2 自动回参考点格式 G91G28X0Y0Z0 3 从参考点返回格式 G29XYZ 十二 刀具半径补偿指令G41G42G40格式 G41 G42G00 G01XYDG40

5、G00 G01XY注意 1 建立或撤销刀补的程序段必须是平面内不为零的直线运动 2 刀补在切入工件之前建立 在切出工件之后撤销 3 一般刀具补偿量的符号为正 若取负号 会引起刀具半径补偿指令G41与G42的转换 例 编写如图示凸台加工程序 槽深3mm直径10mm平底刀 例 编写如图示凸台加工程序 槽深3mm直径10mm平底刀 例 编写如图示凸台加工程序 槽深3mm直径16mm平底刀 例 编写如图示型腔加工程序 槽深3mm直径16mm平底刀 十三 刀具长度补偿指令G43G44G49格式 G43 G44G00 G01ZHG49注 G43为刀具长度正补偿 高于程序中指令的点G44为刀具长度负补偿 低

6、于程序中指令的点G49为取消刀具长度补偿 例 编写如图示零件加工程序 槽深3mm直径16mm和直径10mm平底刀 十四 坐标旋转功能G68G69格式 G68XYRG69其中 XY为坐标旋转中心坐标值 可以是XYZ中任意2个 当XY省略时 G68指令认为当前的位置为旋转中心 R为旋转角度 逆时针为正 顺时针为负 注 G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对坐标方式 才能确定旋转中心 如果这一程序段为增量方式 则系统将以当前位置为旋转中心 例 编写如图示零件加工程序 槽深5mm直径10mm平底刀 例 编写如图示零件加工程序 槽深5mm直径10mm平底刀 十五 子程序的编制与应用调用子程序 M99P

7、XXXXXXX子程序结束返回主程序 M99 调用次数 子程序号 例 编写如图示零件加工程序 槽深5mm直径6mm平底刀 例 编写如图示零件加工程序 槽深5mm直径6mm平底刀 十六 比例及镜像功能1 各轴以相同比例缩放格式 G51XYZP G50 式中G51为比例缩放编程指令 G50为取消比例编程指令 XYZ为比例中心坐标 P为比例系数 0 001 P 9 999 2 各轴以不同比例缩放格式 G51XYZIJK G50 式中XYZ为比例中心坐标 IJK分别为XYZ轴的比例系数 3 镜像功能若沿某轴镜像 只需指定轴 一旦指令一直有效 例 加工如图示形状 十七 极坐标G16极坐标指令G15取消极坐

8、标在极坐标系下 X为半径值 Y为角度 十八 局部坐标系G52格式 G52XY 把局部坐标系原点设置在坐标值为XY这一点上 坐标轴不变 取消 G52X0Y0 注意 设置局部坐标系后一定要取消 6 2FANUC系统固定循环 一 钻孔1 孔的种类机器上很多零件都带孔 一般根据工作性质和技术要求可归纳为以下几类 1 紧固孔如螺钉 螺柱孔以及其他非配合和油孔 气孔 减重孔等 这类孔的精度一般要求不高 2 套筒 连接盘以及齿轮等零件上的孔这类孔一般除了要求孔本身的精度外 还要求孔和外圆表面的同轴度 3 箱体的轴孔或主轴孔这类孔的精度要求较高 并且在孔与孔之间有一定的尺寸精度和平行度 垂直度等要求 构成孔系

9、 4 深孔特别深的孔一般 5 5 圆锥孔圆锥孔一般用于保证零件间相互配合的准确性 如机床上的主轴孔及某些定位销控 孔深 孔径 2 圆柱孔的技术要求 1 孔的本身精度 孔的直径及深度 圆柱孔表面形状精度 包括圆度 如图a 圆柱度 如图b 及直线度 孔的表面粗糙度 2 孔的相互位置精度 同轴度 孔与孔之间或孔与圆表面之间的同轴度 如图a 平行度 孔与孔轴线的平行度 孔轴线与基准面的平行度 如图b 垂直度 孔的轴线与端面的垂直度 如图c 位置度 孔的轴线对基准面 基准线的偏移量 如图d 3 孔的加工 1 麻花钻 麻花钻的组成 工作部分 柄部和颈部三部分 切削角度顶角 钻头2主刀刃之间的夹角一般标准麻

10、花钻的顶角为118度 常用100 140度 钻软材料时顶角取小些 硬材料取大些 顶角大 主刀刃短 定心差 钻出的孔易扩大 但顶角大切削省力些 2 加工程序 FANUC系统固定循环通常包含6个基本动作 在XY平面定位 快速移动到R平面 孔的切削加工 孔底动作 返回到R平面 返回到起始平面取消固定循环G80 高速深孔钻循环G73该循环执行高速深孔钻 它执行间歇切削进给直到孔的底部 同时从孔中排出铁屑 格式 G98 G99G73XYZRQF 式中 XY为孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标Q每次切削进给深度F切削进给速度走刀路线 例 编写如图示孔加工程序 孔深35mm直径9 8mm钻头 例 编写如图示孔加

11、工程序 孔深50mm直径7 8mm钻头 孔钻循环 点钻循环G81该循环做正常钻孔 切削进给执行到孔底 然后从孔底快速移动退回 格式 G98 G99G81XYZRF 式中 XY为孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标F切削进给速度走刀路线 排屑孔钻循环G83该循环执行深孔钻 它执行间歇切削进给到孔的底部 同时从孔中排出铁屑 格式 G98 G99G83XYZRQF 式中 XY为孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标F切削进给速度走刀路线 例 编写如图示孔加工程序 孔深25mm直径9 8mm钻头 3 加工精度 检测方法 易出问题及原因 精度不高的孔 卡尺 精度高的孔 内径百分表 批量大 精度高的孔 内孔塞规 a孔壁

12、粗糙 钻头不锋利 进给量太大 后角太大 冷却润滑不充分 b孔径扩大 钻头2切削刃长度不等 钻头摆动 c钻孔歪斜 钻头与工件表面不垂直 进给量太大 钻头歪斜 横刃太长 定心不良 d钻头折断 用钝钻头钻孔 进给量太大 e钻头磨损过快 切削速度高而冷却不充分 钻头刃磨不好 铁屑在螺旋槽中塞住 工件松动 钻孔已歪 还继续钻削 二 铰孔铰孔是利用铰刀对经过粗加工 半精加工的孔进行精加工 尺寸精度可达IT9 IT7级 表面粗糙度可达Ra6 3 1 6 1 铰刀 铰刀可分为机铰刀和手铰刀 它的前端有450倒角 使铰刀容易放入孔中 并起保护切削刃作用 2 铰削注意事项 1 应使工件在一次装夹内进行钻 扩 铰工

13、作 以保证铰刀中心线与钻孔中心线一致 2 铰孔完毕 要等铰刀退出工件后再停车 以防孔壁拉出痕迹 3 铰孔时排屑能力差 需经常取出铰刀清屑 三 螺纹1 左旋螺纹加工循环指令G74格式 G74XYZRF 式中 XY孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标F螺距与转速之积G74指令用于切削左旋螺纹孔 主轴反转进刀 孔底动作为变反转为正转 再退出 在G74切削螺纹期间速率修正无效 移动将不会中途停顿 直到循环结束 2 右旋螺纹加工循环指令G84格式 G84XYZRF 式中 XY孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标F螺距与转速之积G84指令用于切削右旋螺纹孔 主轴正转进刀 孔底动作为变正转为反转 再退出 其他同G74

14、四 镗孔1 镗刀的分类 根据镗刀刀头的固定形式可分为整体式 机械固定式和浮动式3种 2 指令格式 G76XYZRQF 式中 XY孔位数据Z孔底坐标RR平面坐标Q孔底偏移量G76指令用于精镗孔加工 镗削至孔底时 主轴停止在定向位置上 再使刀尖偏移离开加工表面 然后主轴停止 再退刀 这样可以高精度 高效率的完成孔加工而不损伤工件已加工表面 3 镗孔时易出问题及原因 1 表面粗糙度差 刀尖角或刀尖圆弧太小 刀具已磨损 2 孔呈锥形 切削过程中刀具磨损 镗刀松弛 进给量太大 3 轴线歪斜 工件定位基准选择不当 装夹工件时 清洁工作没做好 4 圆度不好 工件装夹变形 刀杆刀具弹性变形 主轴回转精度不好

15、5 孔壁振纹 刀杆刚性差 工件夹持不当 6 孔径超差 镗刀回转半径调整不当 测量不准 例 编写如图示零件加工程序 孔深35mm T01左旋螺纹刀长100mm直径10mmT02右旋螺纹刀长150mm直径10mmT03可调镗刀长200mm可调 例 编写如图示零件加工程序 1 6直径6mm 7 10直径10mm 11 12直径40mmT01钻头长150mm直径6mmT02钻头长140mm直径10mmT03镗刀长100mm可调 6 3数控铣加工综合练习 一 平面的铣削1 顺铣和逆铣顺铣 铣刀旋转方向与工作台进给方向相同 吃刀量从最大值到零称为 挖 逆铣 铣刀旋转方向与工作台进给方向相反吃刀量从零到最大

16、值称为 抠 1 顺铣和逆铣的比较 1 逆铣时 刀具在工件上滑动一小段距离才切入工件 切屑由薄而厚 刀刃容易磨损 顺铣时 刀刃一开始就切入工件 切屑由厚变薄 故刀刃比逆铣磨损小 铣刀耐用度高 2 逆铣时 铣刀往往会产生周期性的振动 影响加工表面的光洁度 顺铣时铣刀不会产生上下跳动 振动小 加工表面的表面粗糙度值小 3 逆铣时 铣削力的一个分力方向朝上 这个力有把工件从夹具中拉出的倾向 顺铣时 这个力的方向朝下 有压住工件的作用 因而工件装夹比较牢靠 4 逆铣时 切削面上有前一刀齿加工时造成的硬化层 因而不容易切削 顺铣时 切削面上没有硬化层 所以容易切削 5 顺铣时 刀齿作用在工作台上的力与工作台前进的方向一致 使工作台窜动 窜动距离等于反向间隙 逆铣时方向一致 不存在此问题 6 逆铣时 送给动力大 约占全动力的20 顺铣时 送给动力小 约占全动力的6 因此加工时多选用顺铣 因数控铣床本身能消除反向间隙 但在加工黑色金属锻件或铸件 表皮硬且余量较大时 应采用逆铣较为合理 2 切入角 1 正切入角 刀具刚刚切入工件时 刀片相对于工件材料冲击速度大 引起的碰撞力也较大 所以正切入角容易使刀具