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1、数控铣削的编程及操作第四组* * *,西安航空职业技术学院,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：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,（三）数控铣床的坐标系统,（一）机床坐标系 数控铣床的机床坐标系统同样遵循右手笛卡尔直角坐标系原则。由于数控铣床有立式和卧式之分，所以机床坐
2、标轴的方向也因其布局的不同而不同，如图8-1所示。,图8-1a)所示为立式升降台铣床的坐标方向。其Z轴垂直（与主轴轴线重合），且向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，且将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；则根据右手笛卡尔坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。 图8-1b)所示为卧式升降台铣床的坐标方向。其Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。 以上所述的坐标轴方向均是刀具相对于工件的运动方向（即工件不动，刀具运动）而言，在图8-1中以+X，+Y，+Z表示。+X，+Y，+Z指的是工件
3、相对于刀具运动的坐标轴方向。+X，+Y，+Z的方向与+X，+Y，+Z的方向相反。,（二）机床零点与机床坐标系的建立 机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的点。数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。,（三）工件坐标系与加工坐标系 工件坐标系是编程人员在编程时相对工件建立的坐标系，它只与工件有关，而与机床坐标
4、系无关。但考虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。通常编程人员会选择某一满足编程要求，且使编程简单、尺寸换算少和引起的加工误差小的已知点为原点，即编程原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 在程序开头就要设置工件坐标系，大多的数控系统可用G92指令建立工件坐标系，或用G54G59指令选择工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。,当零件在机床上被装卡好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置就成为加工原点，也称为程序原点。由程序原点建立起的坐标系就是加工坐标系。 因此，编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可
5、以选定编程原点，建立工件坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装卡的实际位置。对加工人员来说，则应在装卡工件、调试程序时，确定加工原点的位置，并在数控系统中给于设定（即给出原点设定值），这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。,（四）数控铣床的对刀,对刀一般应遵循的原则： 1.尽量选在工件图样的基准上，便于计算，减少错误，以便于编程。 2.尽量选在尺寸要就高，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.对与对称的工件，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。,4.刀具半径的确
6、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。,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
7、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,指令格式： G41（G42） G00 /G01 X_Y_D_,
8、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）,指令说明:(1)G41/G42程序段中的X、Y值是建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
9、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.取消刀具半径补偿（G40）,指令格式： G40 G00/G01 X_Y_ 指令功能 ： 取消刀具半径补偿 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：
10、,（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),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 )；,指令格式: G43（G44）GOO/G01 Z_ H_;
11、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；,（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。,固定循环指令程序段格式为： G98（G99）G73G89X Y Z R Q_P F K ；,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
12、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G
13、83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, 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
14、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：,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。,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
15、质量，而G81指令只用于一般要求的钻孔。G81加工动作如右图：,(五) 其他指令 1、子程序调用指令:M98、M99 为了简化程序的编制,当一个工件上有相同的加工内容时,常调用子程序进行编程.在主程序中用”M98 P_”来调用子程序,P后指定的数字为子程序,子程序的程序结构与主程序基本一致,区别仅在于子程序用”M99”作为结束符.当主程序中有调用子程序的命令时,系统自动找到子程序,并开始执行.当子程序执行完成后,返回主程序,继续执行主程序中的后续程序段.,2、比例缩放功能指令G51,G50,格式:G51 X_Y_Z_P_;G50; 其中:G51为激活缩放功能;X,Y,Z指定图形缩放中心的绝对坐
16、标值;P指定缩放比例;G50为取消缩放.该功能可使原编程图形按指定比例缩小或放大.,3、可编程镜像功能指令51.1,50.1 格式:G51.1 IP_;G50.1 IP_; 其中: G51.1激活可编程镜像功能,”IP”用在G51.1段中为指定镜像对称点位置或对称轴. 例:编写加工如图所示零件的加工程序.铣削深度2mm.,主程序 O0005； G90G54G00X0Y0S500M03； Z100.0； M98P0500； G51.1X0； M98P0500； G51.1Y0； M98P0500； G50.1X0； M98P0500； G50.1Y0； M05； M30；,子程序： O0500； Z5.0； G41X20.0Y10.0D01； G01Z-10.0F50； Y40.0； G03X40.0Y60.0R20.0； G01X50，； G02X60.0Y50.0R10.0； G01Y30.0； G02X50.0Y20.0R10.0； G01X10.0； G00G40X0Y0； Z100.0M05； M99；,
