《《精编》数控铣削加工编程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精编》数控铣削加工编程（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 数控铣削加工编程 桂林电子科技大学工程训练中心2011 02 数控铣加工编程 数控技术的发展数控铣床概述数控铣加工编程基础 一 数控技术的发展 1 数控铣床的慨念2 数控铣床的产生3 数控技术发展的几个主要阶段4 数控技术发展趋势 运行高速化加工高精化控制智能化功能复合化交互网络化 数控铣床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一种现代化机床 即CNC机床 ComputerNumericalControl 2 1 1数控铣床加工的对象 2 1数控铣床的特点 数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件 还可以加工复杂型面的零件 如凸轮 样板 模具 螺旋槽及各种箱体类零件 同时也可以对零
2、件进行钻 扩 铰 锪和镗孔加工 2 1 2数控铣床加工的特点 1 零件加工的适应性强 灵活性好 能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件 如模具 壳体类零件等 2 能加工普通机床无法加工或很难加工的零件 如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件 3 能加工一次装夹定位后 需进行多道工序加工零件 4 加工精度高 加工质量稳定可靠 5 生产自动化程度高 6 生产效率高 7 属于断续切削方式 对刀具的要求较高 具有良好的抗冲击性 韧性和耐磨性 二 数控铣床概述 二 数控铣床概述 2 2数控机床的分类 Height 3500mmweight 3000kgWorktable 500 500
3、mmworkspace 500Angle 30 VAMT1Y thefirstparallelkinematicprototypemachinetoolinChina Itwasshowedat4thChinaMachineToolExhibitionin1998 并联机构机床 虚拟轴机床 6条腿数控机床 是数控机床在结构上取得的重大突破 2 3典型数控系统简介 2 3 1FANUC公司的主要数控系统 二 数控铣床概述 1 高可靠性的powerMate0系列 2 普及型CNC0 D系列 4 高性 价比的0i系列 5 具有网络功能CNC16i 18i 21i系列 6 个性化CNC16 18 16
4、0 180系列 3 全功能型的0 C系列 2 3典型数控系统简介 2 3 2SIEMENS公司的主要数控系统 1 SINUMERIK802S C 2 SINUMERIK802D 4 SINUMERIK840D 3 SINUMERIK810D 二 数控铣床概述 2 3典型数控系统简介 2 3 3FAGOR公司的数控系统 1 CNC8070 2 8055系列数控系统 4 8040 8055 i 8055TCO MCO系列 5 8040 8055 i 8055TC MC系列 6 8025 8035系列 3 8040 8055 i标准系列 二 数控铣床概述 2 3典型数控系统简介 2 3 4华中数控系
5、统 2 3 5北京航天数控 二 数控铣床概述 三 数控加工编程基础 3 1数控铣编程时应注意的问题 了解数控系统的功能及规格 不同的数控系统在编写数控加工程序时 在格式及指令上是不完全相同的 熟悉零件的加工工艺 合理选择刀具 夹具及切削用量 切削液 程序零点的选择要使数据计算的简单 合理拟定刀具的走刀路线 刀具切入和切出方式 3 2数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种 手工编制程序和自动编制程序 1 手工编程手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作 三 数控加工编程基础 2 计算机自动编程自动编程是指在编程过程中 除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外 其余工作均
6、由计算机辅助完成 三 数控加工编程基础 3 3数控铣床坐标系 3 3 1机床坐标系的命名原则 1 机床相对运动的规定 工件静止 刀具运动 3 3数控机床坐标系 3 3 2机床坐标系的规定机床的直线运动用右手笛卡尔直角坐标系决定 围绕x y z各轴的回转运动及其正方向 A B C分别用右螺旋法则判定 三 数控加工编程基础 图1右手笛卡尔坐标系 3 3数控机床坐标系 3 3 3坐标轴方向的确定 Z坐标 平行于主轴轴线 刀具离开工件的方向为正向 X坐标 刀具做旋转运动 分为两种情况 a Z坐标水平时 观察者沿刀具主轴向工件看时 X运动方向指向右方 b Z坐标垂直时 观察者面对刀具主轴向立柱看时 X运
7、动方向指向右 Y坐标 根据X和Z坐标的方向 按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向 3 2 4机床坐标原点机床原点又称为机械原点 它是机床坐标的原点 该点是机床上的一个固定的点 其位置是由机床设计和制造单位确定的 通常不允许用户改变 机床原点是工件坐标系 编程坐标系的基准点 三 数控加工编程基础 3 3数控机床坐标系 3 3 4加工坐标系 1 加工坐标系的确定加工坐标系 以确定的加工原点为基准建立的坐标系 加工原点 程序原点 零件被装夹好后 相应的编程原点在机床坐标系中的位置 2 加工坐标系的设定方法一 在机床坐标系中直接设定加工原点 方法二 通过刀具起始点来设定加工坐标系 3 选择工件坐标系的
8、原点的一般原则是 1 尽量选在工件图样的基准上 便于计算 减少错误 以利于编程 2 尽量选在尺寸精度高 粗糙度值低的工件表面上 以提高被加工件的加工精度 3 要便于测量和检验 4 对于对称的工件 最好选在工件的对称中心上 5 对于一般零件 选在工件外轮廓的某一角上 6 Z轴方向的原点 一般设在工件表面 三 数控加工编程基础 3 4数控铣程序格式 FANUCSeriesoi MD 三 数控加工编程基础 1 数控编程定义 根据被加工零件的图纸和技术要求 工艺要求等切削加工的必要信息 按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件 2 数控程序一般格式 1 程序开始符 结束符 2 程序名 3 程序主
9、体 4 程序结束指令 3 4数控铣程序段格式 三 数控加工编程基础 零件加工程序是由程序段组成的 一个程序段表示一个完整的加工工步和动作 每个程序段又由若干个数据字组成 每个字是控制系统的具体指令 它是由表示地址的英文字母 特殊文字和数字集合而成 3 举例 N30G01X88 1Y30 2F500S3000D02M08 顺序号字N 其后紧跟1 4位后续数字 对程序的校对和检索修改准备功能字G 建立机床或控制系统工作方式尺寸字 确定机床上刀具运动终点的坐标位置 进给功能字F 指定切削的进给速度 主轴转速功能字S 指定主轴转速 刀具功能字D 指定加工时所用刀具的编号 辅助功能字M 指定数控机床辅助
10、装置的开关动作 3 5常用编程G指令 三 数控加工编程基础 两个定义 模态代码 一经在一个程序段中指定 便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一代码时才失效 非模态代码 只有在一个程序段中书写了该代码才有效 1 绝对尺寸指令G90 指定尺寸值为绝对尺寸绝对尺寸 机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出 G90G01X30Y37 3 5常用编程G指令 三 数控加工编程基础 2 增量尺寸指令G91 指定尺寸值为增量尺寸增量尺寸 机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出 G91G01X20Y25 3 5常用编程G指令 三 数控加工编程基础 3 工件坐标系预置寄存指令G92 按照程序规定的尺寸字值
11、 通过当前刀具所在位置来设定加工坐标系的原点 这一指令不产生机床运动 例 G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X 20 Y 10 Z 10的位置上如图3所示 G92设置加工坐标系 编程格式 G92X Y Z X Y Z的值为刀位点在工件坐标系中的初始位置 三 数控铣床编程基础 4 快速点定位指令G00 空走刀指令 编程格式 X Y Z的值 快速点定位的终点坐标值 G00为快速定位指令 刀具以点位控制方式从刀具所在位置以各轴设定的最高允许速度移动到指定位置 属于模态指令 程序段格式为 G00X Y Z XYZ为目标点坐标 例 从A点到B点快速移动的程序段为 G90G00X20
12、Y30 同时移动到达终点 单向移动到达终点 3 5常用编程G指令 指令F对G00程序段是否有效 三 数控铣床编程基础 5 直线插补指令G01作用 产生按指定进给速度F实现的空间直线运动 插补定义 以脉冲当量为单位进行有限分段 以折代直 以弦代弧 以直代曲 分段逼近 相连成轨迹 3 5常用编程G指令 三 数控加工编程基础 5 直线插补指令G01作用 产生按指定进给速度F实现的空间直线运动 程序格式 G01X Y Z F 其中 X Y Z的值是直线插补的终点坐标值 例 实现左图中所示轮廓的直线插补运动 增量方式编程 N10G91G00X10 Y6 S100M03 N20G01X16 Y20 F10
13、0 N30X 24 Y 12 N40X8 Y 8 N50G00X 10 Y 6 N60M30 3 5常用编程G指令 6圆弧插补指令G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补 G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补 圆弧顺逆方向的判别 沿着不在圆弧平面内的坐标轴 由正方向向负方向看 顺时针方向G02 逆时针方向G03 如下图所示 三 数控加工编程基础 3 5常用编程G指令 三 数控加工编程基础 6 圆弧插补指令 3 5常用编程G指令 程序格式 1 G02 03X Y Z R F 2 G02 03X Y Z I J K F 其中 1 X Y Z的值是指圆弧插补的终点坐标值 2 R为指定圆弧半径 当圆弧
14、的圆心角 180o时 R值为正 当圆弧的圆心角 1800时 R值为负 3 I J K是指圆弧起点到圆心的增量坐标 与G90 G91无关 三 数控加工编程基础 6 圆弧插补指令G02 03 3 5常用编程G指令 例 实现左图中箭头所示的圆弧插补运动 1 R编程方式N10G91G02X30 Y0 R15 S100F200M03 N20G03X20 Y20 R20 N30M30 2 圆心增量编程方式N10G91G02X30 Y0 I15 J0S100F200M03 N20G03X20 Y20 I0J20 N30M30 整圆能否用R编程 7刀具半径补偿指令 G41 G42 G40在零件轮廓铣削加工时
15、由于刀具半径尺寸影响 刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致 为了避免计算刀具中心轨迹 直接按零件图样上的轮廓尺寸编程 数控系统提供了刀具半径补偿功能 见下图 三 数控加工编程基础 1 编程格式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 G40为补偿撤消指令 程序格式 G00 G01G41 G42X Y H 建立补偿程序段 轮廓切削程序段G00 G01G40X Y 补偿撤消程序段 三 数控加工编程基础 三 数控加工编程基础 7 刀具半径补偿
16、G40 G41 G42 按增量方式编程 O0001N10G54G91G00G41X20 0 Y10 0 D01S800M03 建立刀补 刀补号为01 N15G01Z 9 F200 N20Y40 0 N30X30 0 N40Y 30 0 N50X 40 0 N60Z9 N70G00G40X 10 0 Y 20 0 解除刀补N80M30 程序结束N90 例 加工下图所示的零件 工件材料为A3钢 工件坐标系原点 X Y 如图所示 Z向刀距离工件上表面5mm处 工件切削深度为4mm 采用 10mm立铣刀 主轴转速S 800r min 进给速度f 300mm min 按要求完成该零件程序编制 例 三 数控铣床编程基础 8 刀具半径补偿G40 G41 G42 三 数控铣床编程基础 8 刀具半径补偿G40 G41 G42 数学计算 取P0 65 95 P1 45 75 P2 45 40 P3 25 40 P4 20 15 P5 20 15 P6 25 40 P7 45 40 P8 45 75 P9 0 65 加工圆弧时 需要计算圆心相对于圆弧起点的坐标 I J C1圆弧相对于点P3的坐标x 0 y
