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1、数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行：平面铣削平面型腔铣削外形轮廓铣削三维复杂型面铣削钻削、镗削、螺纹切削等孔加工,第四章 数控铣床程序编制,各种平面,立体曲面,4.1数控铣床程序编制的基础,1、点位控制功能用于孔系加工 2、连续轮廓控制功能直线、圆弧及非圆曲线的插补功能 3、刀具半径补偿功能根据零件图样的标注尺寸来编程不必考虑所用刀具的实际半径尺寸,4.1.1数控铣床的主要功能,5、比例及镜像加工功能又称轴对称加工 6、旋转功能将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行,4、刀具长度补偿功能可以自动补偿刀具的长短,7、 子程序调用功能用于在不同的位置上重复加工同样的轮廓
2、形状 8、 宏程序功能用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令 对变量进行运算,4.1.2数控铣床的工艺装备,1、 夹具,（1）单件、小批量生产：直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧（2）批量生产：可选用结构较简单的夹具例如：,(凸轮零件图),（凸轮零件夹具）,选择刀具的依据：被加工零件的材料几何形状表面质量要求热处理状态切削性能加工余量,2、刀具,常见刀具,被加工面的几何形状是选择刀具类型的主要依据,1） 曲面类零件一般采用球头刀,加工曲面类铣刀,（1）铣刀类型选择,刀片镶嵌式盘形铣刀,加工大平面铣刀,2） 较大平面,采用通用铣刀,加工台阶面铣刀,3）小平面或台阶面,4）键槽,两刃键槽
3、铣刀,5）孔加工,钻头、镗刀,孔加工刀具,立装结构,（2）铣刀结构选择,刀具的组成： 刀片、定位元件、夹紧元件、刀体,根据刀片排列方式可将刀具分为：,平装结构,（结构工艺性好，容易加工,一般用于轻型和中量型 的铣削加工 ）,（加工难度较大,适用于重型和中量 型的铣削加工。）,工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一 可分为以下几个方面：,1、选择适合在数控铣床上加工的部位及工序内容,（1）工件上的曲线轮廓,Y=SIN(X)曲线,4.1.3数控铣削的工艺性分析,（2）空间曲面,球面,（3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位,（4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽,（5）以
4、尺寸协调的高精度孔和面,（6）能在一次安装中铣出来的简单表面或形状,（7）用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容,2、零件图样的工艺性分析,（1）零件图样尺寸的正确标注,移动公差带，改为对称公差,零件尺寸公差带的调整,（2）内壁圆弧的尺寸,R较大时,R较小时,1）内壁转接圆弧半径R,2）内壁与底面转接圆弧半径r,r较小,r较大,3、保证基准统一的原则,定位基准尽量统一,4、分析零件的变形情况,粗精加工分开 合理的装夹,5、零件的结构工艺性（见图）,提高工艺性方法,结构,改进前,改进后,结果,改进内壁形状,统一圆弧尺寸,可采用较高刚性刀具,减少刀具数和更换刀具次数
5、，减少辅助时间,选择合适的圆弧半径R和r,用两面对称结构,提高生产效率,减少编程时间，简化编程,减少加工劳动量,合理改进凸台分布,改进结构形状,减少加工劳动量,减少加工劳动量,改进尺寸比例,可用较高刚度刀具加工，提高生产率,在加工和不加工表面间加入过渡,减少加工劳动量,改进零件几何形状,斜面筋代替阶梯筋，节约材料,4.2数控铣床程序编制的基本方法,FANUC-0MC数控系统的主要特点： 轴控制功能强 编程代码通用性强 编程方便 可靠性高,常用文字码及其含义:,程序号,O：ISO/: EIA,表示程序名代号(19999),程序段号,N,表示程序段代号(19999),准备机能,G,确定移动方式等准
6、备功能,坐标字,X、Y、Z 、A、C,坐标轴移动指令(99999.999mm),R,圆弧半径(99999.999mm),I、J、K,圆弧圆心坐标(99999.999mm),进给功能,F,表示进给速度(11000mm/min),4.2.1加工坐标系的建立,1、G92 -设置加工坐标系编程格式： G92 X Y Z 将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上例：G92 X20 Y10 Z10 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,G92 设置加工坐标系,2、G53 -选择机床坐标系 编程格式：G53 G90 X Y Z 使刀具快速定位到机床坐标系中的指定
7、位置上,式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值 例：G53 G90 X-100 Y-100 Z-20 则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图所示,G53 选择机床坐标系,选择相应的加工坐标系编程格式：G54 G90 G00 (G01) X Y Z (F) 指令执行后，选择G54指定的工件坐标系16号工件加工坐标系通过CRT/MDI方式设置 例：如图，设置了两个加工坐标系： G54：X-50 Y-50 Z-10 G55：X-100 Y-100 Z-20,3、G54、G55、G56、G57、G58、G59 选择16号加工坐标系,设置加工坐标系,这时，若执行下述程序段：N10 G5
8、3 G90 X0 Y0 Z0N20 G54 G90 G01 X50 Y0 Z0 F100N30 G55 G90 G01 X100 Y0 Z0 F100,则刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示,4、注意事项 （1）G54与G55G59的区别 相同点：设置加工坐标系的方法一样 区别：G54设置机床原点回参考点操作时机床坐标值显示为设定值符号均为正,G55G59设置加工坐标系 回参考点操作时机床坐标值显示零值,（2）G92与G54G59的区别 相同点：都用于设定工件加工坐标系 区别：G92指令通过程序来设定、选用加工坐标系,（3）G54G59的修改只能通过MDI 方式修改。,（4）应用范围 本课程所例加
9、工坐标系的设置方法以FANUC系统为例,4.2.2刀具半径补偿功能 G40、G41、G42,1、刀具半径补偿设置方法,（1）参数设置 在机床控制面板上，按OFFSET键，进入WEAR界面，在所指定的寄存器号内输入刀具半径值即可,（2）宏指令,以20的刀具为例，其设定程序为： G65 H01 P #100 Q10 G01 G41/ G42 X Y H #100 (D#100) F ,3、应用举例 使用半径为R5mm的刀具加工如图4.28所示的零件， 加工深度为5mm,零件图样,加工程序编制如下：,O10 G55 G90 G01 Z40 F2000 /进入2号加工坐标系 M03 S500 /主轴启
10、动 G01 X-50 Y0 /到达X，Y坐标起始点 G01 Z-5 F100 /到达Z坐标起始点 G01 G42 X-10 Y0 H01 /建立右偏刀具半径补偿 G01 X60 Y0 /切入轮廓 G03 X80 Y20 R20 /切削轮廓 G03 X40 Y60 R40 /切削轮廓 G01 X0 Y40 /切削轮廓 G01 X0 Y-10 /切出轮廓 G01 G40 X0 Y-40 /撤消刀具半径补偿 G01 Z40 F2000 /Z坐标退刀 M05 /主轴停 M30 /程序停 设置G55：X-400，Y-150，Z-50；H015。,4.2.3 坐标系旋转功能-G68、G69,G68: 开始
11、坐标系旋转 G69: 撤消旋转功能。,1、基本编程方法编程格式：G68 X Y R G69,X、Y旋转中心的坐标值X、Y省略时，认为当前的位置即为旋转中心。 R 旋转角度,顺时针旋转定义为负方向,逆时针旋转定义为正方向,例题：,N10 G92 X-5 Y-5 /建立图4.29所示的加工坐标系 N20 G68 G90 X7 Y3 R60 /开始以点（7，3）为旋转中心, 逆时针旋转60的旋转 N30 G90 G01 X0 Y0 F200 /按原加工坐标系描述运动，到达（0，0）点 (G91 X5 Y5) /若按括号内程序段运行，将以（-5，-5）的当前点为旋转中心旋转60 N40 G91 X10
12、 /X向进给到（10，0） N50 G02 Y10 R10 /顺圆进给 N60 G03 X-10 I-5 J-5 /逆圆进给 N70 G01 Y-10 /回到（0，0）点 N80 G69 G90 X-5 Y-5 /撤消旋转功能，回到（-5，-5）点 M02 /结束,3、坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系,旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内,2、与比例编程方式的关系旋转中心坐标执行比例操作旋转角度不受影响各指令的排列顺序如下：G51 G68 G41/G42 G40 G69 G50 ,N10 G92 X0 Y0 N20 G68 G90 X10 Y10 R-30 N30 G90 G42 G0
13、0 X10 Y10 F100 H01 N40 G91 X20 N50 G03 Y10 I-10 J 5 N60 G01 X-20 N70 Y-10 N80 G40 G90 X0 Y0 N90 G69 M30,例：,坐标旋转与刀具半径补偿,当选用半径为R5的立铣刀时，设置：H01=5,4.2.4子程序调用,调用子程序的编程格式 M98 P,P表示子程序调用情况 P后共有8位数字 前四位为调用次数，省略时为调用一次 后四位为所调用的子程序号,例：如图所示,在一块平板上加工6个边长为10mm的等边三角形，每边的槽深为-2mm，工件上表面为Z向零点。,零件图样,主程序：,O10 N10 G54 G90
14、 G01 Z40 F2000 /进入工件加工坐标系 N20 M03 S800 /主轴启动 N30 G00 Z3 /快进到工件表面上方 N40 G01 X 0 Y8.66 /到1#三角形上顶点 N50 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N60 G90 G01 X30 Y8.66 /到2#三角形上顶点 N70 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N80 G90 G01 X60 Y8.66 /到3#三角形上顶点 N90 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N100 G90 G01 X 0 Y -21.34 /到4#三角形上顶点,N110 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N120 G90 G01 X30 Y -21.34 /到5#三角形上顶点 N130 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N140 G90 G01 X60 Y -21.34 /到6#三角形上顶点 N150 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形 N160 G90 G01 Z40 F2000 /抬刀 N170 M05 /主轴停 N180 M30 /程序结束,
