《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第4章 数控铣床与加工中心的编程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控编程技术 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42564第4章 数控铣床与加工中心的编程（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 数控铣床与加工中心的编程,4.1 数控铣床编程基础 4.2 加工中心编程基础 4.3 基本编程方法 4.4孔加工循环指令 4.5典型零件的数控铣削工艺制订及编程案例 4.6其他数控铣床编程系统简介,4.1 数控铣床编程基础,数控铣床功能齐全，主要用于各类较复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工，如各类模具、样板、叶片、凸轮、连杆和箱体等。并能进行铣槽、钻、扩、铰、镗孔的工作，特别适合于加工各种具有复杂曲线轮廓及截面的零件，尤其是进行模具加工。 各种类型数控铣床所配置的数控系统，其主要功能基本相同。 1点位控制功能 2连续轮廓控制功能 3刀具半径补偿功能 4刀具长度补偿功能 4.比例及镜像加
2、工功能 6旋转功能 7公制、英制单位转换 8子程序调用功能 9宏程序功能 10数据输入输出及DNC功能 11数据采集功能 12自诊断功能,4.1.1 数控铣床的主要功能,华中XKA71402数控立式铣床,华中XKA714数控立式铣床,华中ZJK7532-A铣钻床,定梁龙门铣,铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，主要用来平面铣削和轮廓铣削（按加工时工件所处的位置分为水平面、垂直面、斜面）、台阶面、沟槽（键槽、燕尾槽、T形槽等），也可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔及螺纹加工。常见的铣削加工范围见图4-1。,4.1.2数控铣床的加工工艺范围,图4-1 铣削主要加工范围,4.2 数 控 铣 床
3、 编 程 基 础,适于采用数控铣削的零件有箱体类零件、变斜角类零件和曲面类零件。 1平面类零件 平面类零件的特点是各个加工表面是平面，或可以展开为平面。目前在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。 2变斜角类零件 加工面与水平面的夹角成连续变化的零件称为变斜角类零件。加工变斜角类零件最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工。 3曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。常用的加工方法主要有下列两种： （1）采用两轴半坐标行切法加工。行切法是在加工时只有两个坐标联动，另一个坐标按一定行距周期行进给。这种方法常用于不太复杂的空间曲面的加工。 （2）采用三轴联动方法加工。所用的铣床必须具
4、有X、Y、Z三坐标联动加工功能，可进行空间直线插补。这种方法常用于发动机及模具等较复杂空间曲面的加工。,4.1 数 控 铣 床 编 程 基 础,数控铣床的工艺装备主要包括夹具和刀具两类。 1夹具 （1）在选用夹具时应综合考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性等问题。 （2）零件定位、夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换以及重要部位的测量。 （3）夹紧力应力求通过靠近主要支撑点或在支撑点所组成的三角形内。 （4）零件的装卡、定位要考虑到重复安装的一致性。,4.1.3数控铣床工艺装备,4.1 数 控 铣 床 编 程 基 础,2刀具 一般说来，数控机床所用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀
5、具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和可调、易更换等特点。 （1）平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。 （2）立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。 （3）铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。 （4）加工型面零件和变斜角轮廓外形时常采用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等，如图4-2所示。 另外，对于一些成型面还常使用各种成型铣刀。,图4-2 轮廓加工常用刀具,4.2 数 控 铣 床 编 程 基 础,4.2 加工中心编程基础,4.2.1 加工中心的主要功能 加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还
6、具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。加工中心数控系统的基本功能与数控铣床的基本相同。,4.2.2加工中心的工艺及工艺装备,图4-3 加工中心工艺范围,4.2 加 工 中 心 编 程 基 础,1工艺性分析 （1）选择加工内容 （2）检查零件图样 （3）分析零件的技术要求 （4）审查零件的结构工艺性 2工件的装卡方式 在加工中心上加工零件，工序集中，因此必须选择好的装卡方式。应尽量采用组合夹具和标准化通用夹具。当工件批量较大，精度要求较高时，可以设计专用夹具，但结构应尽可能简单，如图4-4。,（a）孔系组合夹具 （b）
7、槽系组合夹具 （c）新型数控夹具体 图4-4新型高效的组合夹具,4.2 加 工 中 心 编 程 基 础,3刀具的选择 加工中心的主轴转速较普通机床的主轴转速高12倍,某些特殊用途的加工中心，主轴转速高达数万转/分钟，因此数控刀具的强度与耐用度至关重要。目前硬质合金、涂镀刀具等已广泛用于加工中心，陶瓷刀具与立方氮化硼刀具也开始在加工中心上运用。,由于数控代码在不同系统中个别含义除了少数应用不同外，大部分相似，因而本节将以常用的 FANUC数控系统为例介绍数控铣床的系统功能。常用功能地址码及其含义见表4-1：,4.3.1 数控系统功能,4.3 基本编程方法,表4-1常用功能地址码及其含义,4.3
8、基 本 编 程 方 法,1准备功能（G功能） 准备功能G代码是建立坐标平面、坐标系偏置、刀具与工件相对运动轨迹（插补功能）、以及刀具补偿等多种加工操作方式的指令。准备功能代码是用地址字G和后面的二位数字来表示的，范围由G00G99。它规定了该程序段指令的功能。常用G代码指令的功能如书上表4-3所示。下面章节会具体介绍。,4.3 基 本 编 程 方 法,表4-3 M辅助功能代码,2辅助功能代码 辅助功能由地址字M和其后的两位数字组成，主要用于控制机床的各种辅助功能的开关动作，以及零件程序的走向，如主轴的启停、切削液的开关等。如表4-3。 M功能也有非模态功能和模态功能两种形式。 非模态M功能（当
9、段有效代码），它只在当前程序段中有效。 模态M功能（续效代码）是一组可相互注销的M功能。这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。,4.3 基 本 编 程 方 法,3F、S、T、H代码 （1）进给功能代码F 表示进给速度，用字母F及其后面的若干位数字来表示，单位为mm/min(米制)或in/min(英制)。例如，米制Fl5表示进给速度为15mm/min 。 （2）主轴功能代码S 表示主轴转速，用字母S及其后面的若干位数字来表示，单位为r/min。例如，S250表示主轴转速为250r/min。 （3）刀具功能代码T 表示选刀功能。在进行多道工序加工时，必须选取合适的刀具。每把刀具应安排一个刀
10、号，刀号在程序中指定。刀具功能用字母T及其后面的数字（最多8位）来表示，即T00T99，因此，最多可换100把刀。如T06表示第6号刀具。 （4）刀具补偿功能代码H 表示刀具补偿号。它由字母H及其后面的两位数字表示。该两位数字为存放刀具补偿量的寄存器地址字。如H18表示刀具补偿量用第18号。,4.3 基 本 编 程 方 法,1设定工件坐标系（G92） 格式：G92 X Y Z A B C ； 其中X、Y、Z、A、B、C为坐标原点(程序原点)到刀具起点(对刀点)的有向距离。 G92并不驱使机床刀具或工作台运动，数控系统通过G92命令确定刀具当前机床坐标位置相对于加工原点（编程起点）的距离关系，以
11、求建立起工件坐标系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀点相对于工件原定的位置。 注意： 执行此段程序只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置，刀具并不产生运动。 执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起点（对刀点）符合。 G92指令需要后续坐标值指定刀具当前点（对刀点）在工件坐标系中的位置，因此必须单独一个程序段指定。G92指令段一般放在一个零件程序的首段。,4.3.2坐标系的相关指令,4.3 基 本 编 程 方 法,要建立如图4-4所示工件的坐标系，使用G92 设定坐标系的程序，图4-5a，G92 X20 Y10 Z10；图4-5b，G92 X150. Y180；其确立的加工原点在距离
12、刀具起始点X=150，Y=180的位置上。,（a） （b） 图4-5 G92 设置加工坐标系,4.3 基 本 编 程 方 法,2直接机床坐标系选择（G53） 格式为： G53 X Z （如图4-6所示） G53 是机床坐标系编程，该指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。在含有G53 的程序段中，应采用绝对值编程。且X、Y、Z均为负值。 例如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4-7所示。,图4-6 G53指令含义,图4-7 G53 选择机床坐标系,4.3 基 本 编 程 方 法,3工件坐标系选择（G54G59）,图4-8 工件坐标系选择
13、(G54G59),格式：,除了使用G92建立工件坐标系外，还可用G54G59在6个预定的工件坐标系中选择当前工件坐标系，这6个预定工件坐标系的坐标原点在机床坐标系中的值(工件零点偏置值)可用MDI方式输入，系统自动记忆。见图4-8，其中： G54工件坐标系1；G55工件坐标系2；G56工件坐标系3； G57工件坐标系4；G58工件坐标系5；G59工件坐标系6。,4.3 基 本 编 程 方 法,例如图4-9所示的使用工件坐标系的程序：,图4-9 工件坐标系的使用,N01 G54 G00 G90 X30 Y40； 刀具从当前点移动到A点 N02 G59； 建立新的工件坐标系 N03 G00 X30
14、 Y30； 刀具从A点移动到B点,4.3 基 本 编 程 方 法,如图4-10所示零件的钻孔加工，使用G54G59工件坐标系编程可简化程序，减少坐标换算。,图4-10 加工坐标系选择指令示例,4.3 基 本 编 程 方 法,4.局部坐标系设定（G52） 格式：G52 X Y Z 其中X、Y、Z为局部坐标系原点在工件坐标系中的坐标值。 G52指令能在所有的工件坐标系（G54G59）内形成子坐标系，即设定局部坐标系。 5平面选择功能（G17、G18、G19 ）,平面选择指令,平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的插补和半径补偿平面。G17：选择XY平面；G18：选择ZX平面；
15、G19：选择YZ平面（如图4-10所示）。,6.极坐标指令（G15、G16）,G15：极坐标系指令取消。 G16：极坐标系指令。 极坐标平面选择用G17、G18、G19指定。在所指定的平面内，第一轴指令用于指定极径，第二轴指令用于指定极角。第一轴由起始位置逆时针旋转为极角正向。极径和极角都可以用绝对值方式G90或增量值方式G91编程。用G90方式编程时，当前坐标系的零点为极坐标系的中心。用G91方式编程时，极坐标系的中心是上一程序段中刀具的运动终点。,4.3.3 常用基本指令,4.3 基 本 编 程 方 法,数控系统中有的指令和其它数控系统中也大致相同的，属于一般通用的指令，在第1章有较为详细的介绍，本节只做简要介绍。 1.绝对尺寸编程指令与增量尺寸编程指令G90/G91 注意： 1）编程时，注意G90/G91模式的转换； 2）G90/G91无混合编程； 3）G90/G91只在数控铣床，加工中心中使用，不适用于数控车床。,4.3.3 常用基本指令,4.3 基 本 编 程 方 法,2运动及插补功能 （1）快速定位指令（G00） 格式：G00 X_Y_Z_； 式中：X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值。 G00指令用于命令刀具以点位控制方式从刀具当前所在位置以最快速度移动到下一个目标位置。 如图4-13所示，刀具快速移动到B点（20，30）的指
