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1、第7章数控铣铣削（加加工中心心）编程程7.1 数控控铣削(加工中中心)编程概概述加工中心心(Maachiininng CCentter)是具有有刀库，能能够自动动换刀的的镗铣类机机床。加工中心心除自动动换刀之之外与数数控铣床床基本一一致。一、数控控铣床（加加工中心心）的加加工特点点加工中心心是一种种工艺范范围较广广的数控控加工机机床，能能实现三三轴或三三轴以上上的联动动控制，进行铣铣削（平平面、轮轮廓、三三维复杂杂型面）、镗削削、钻削削和螺纹纹加工。加加工中心心特别适适合于箱箱体类零零件和孔孔系的加加工。加加工工艺艺范围如如图所示示。图1 铣铣削加工工图2 钻钻削加工工图3 螺螺纹加工工图4
2、镗镗削加工工加工中心心特别适适合单件件、中小小批量的的生产，其其加工对对象主要要是形状状复杂、工序较多、精度要求高，一般机床难以加工或需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工的零件。二、数控控铣床（加加工中心心）的编编程特点点1.数控控铣床（加加工中心心）可用用绝对值值编程或或增量值值（相对对坐标）编编程，分分别用GG90/G911指定。2.手工工编程只只能用于于简单编编程，对对复杂的的编程广广泛采用用CAM自动编编程。三、数控控铣床（加加工中心心）的选选择加工中心心分立式式、卧式式和复合合；三轴轴或多轴轴。最常常见的是是三轴立立式加工工中心。立式加工工中心的的主轴垂
3、垂直于工工作台，主主要适用用于加工工板材类类、壳体体类零件件，形状复复杂的平平面或立立体零件件、以及及模具的的内、外外型腔等等，应用用范围广广泛。卧卧式加工工中心的的主轴轴轴线与工工作台台台面平行行，它的的工作台台大多为为由伺服服电动机机控制的的数控回回转台，在在工件一一次装夹夹中，通通过工作作台旋转转可实现现多个加加工面的的加工，适适用于加加工箱体体、泵体体、壳体体等零件件加工。复复合加工工中心主主要是指指在一台台加工中中心上有有立、卧卧两个主主轴或主主轴可990改改变角度度，因而而可在工工件一次次装夹中中实现五五个面的的加工。四、数控控铣床（加加工中心心）刀具具加工中心心对刀具具的基本本要
4、求是是： 良好的切切削性能能能承受受高速切切削和强强力切削削并且性性能稳定定； 较高的精精度刀具具的精度度指刀具具的形状状精度和和刀具与与装卡装装置的位位置精度度； 配备完善善的工具具系统满满足多刀刀连续加加工的要要求。加工中心心的刀具具主要有有：立铣铣刀、面面铣刀、球球头刀、环环形刀（牛鼻刀）、钻头、镗刀等。面铣刀常常用于端端铣较大大的平面面；立铣铣刀的端端刃切削削效果差差，不能作作轴向进进给；球球头刀常常用于精精加工曲曲面，刀刀具半径径需要小小于内凹凹曲面半半径。五、工件件坐标原原点的选选择理论上讲讲工件坐标原原点设置置在任何何地方都都可以，但但实际中中需要考考虑：工件坐标标系采用用与机床
5、床运动坐坐标系一一致的坐坐标方向向；工件坐标标系的原原点要选选择便于于测量或或对刀，同同时要便便于编程程中坐标标值的计计算。工件坐标标原点选选择原则则：（1）工工件坐标标原点应应选在零零件图的的尺寸基基准上，便便于坐标标值的计计算。（2）对对称的零零件，工工件坐标标原点应应设在对对称中心心上，便便于对刀刀。（3）ZZ轴零点点，一般般设在工工件最高高表面。（4）对对于一般般零件，通通常设在在工件外外轮廓的的某一角角上。（5）毛毛坯材料料通常把把坐标原原点设在在工件上上表面中中心处。六、安全全高度的的确定对于铣削削（加工工中心）加加工零件件时，开开始段和和结束段段采用快快速移动动定位，节省空空刀时
6、间间。起刀刀点和退退刀点必必须离开开零件表表面一定定的安全全高度，避避免撞刀刀。如图所示示，数控控铣削（加加工中心心）刀具具路径的的开始段段通常设设为：Z坐标标不变，XX、Y移移动到下下刀点的的正上方，设设置转速速，刀具具转动；X、YY坐标不不变，ZZ轴向下下移动到到安全高高度，进进行刀具具长度补补偿；刀具沿沿Z轴方方向切削削到一定定深度，通通常刀具具在轮廓廓外或在在工艺孔孔内下刀刀，避免免切削到到材料沿轮廓廓的切入入段切削削进给，进进行刀具具半径补补偿。通常在安安全高度度之上完完成刀具具长度补补偿。安安全高度度不能设设得太小小，也不不能设得得太大。如安全高度定为50mm。七、顺铣铣和逆铣铣对
7、加工工的影响在铣削加加工中，采采用顺铣铣还是逆逆铣方式式是影响响加工表表面粗糙糙度的重重要因素素之一。铣铣削方式式的选择择应视零零件图样样的加工工要求，工工件材料料的性质质、特点点以及机机床、刀刀具等条条件综合合考虑。通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。在铣削加工零件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式；同时，为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，尽量采用顺铣加工；但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。如图 aa所示为为采用顺顺铣切削削方式精精铣外轮轮廓，图b所示示为采用用
8、逆铣切切削方式式精铣型型腔轮廓廓。图 a)顺铣图 b)逆铣八、进刀刀/退刀刀方式的的确定加工外轮轮廓时，立立铣刀从从安全高高度下降降到切削削高度，应应离开工工件毛坯坯边缘一一定距离离，不能能直接下下刀切削削到工件件，以免免发生危危险。对于型腔腔的粗铣铣加工，立立铣刀应应从工艺艺孔进刀刀，再横横向进行行型腔加加工。进刀段、退退刀段通通常沿轮轮廓的切切线方向向。通常常在此建建立或取取消刀具具半径补补偿，因因此，可可把此段段设为直直线或直直线加圆圆弧。九、数控控系统功功能常用的数数控系统统以及常常用功能能指令的的类别及及特点在在前面已已经学习习过。我我们只介绍FFANUUC 00i M系统统常用GG
9、指令。与数控车车床不同同的指令令包括：1.G功功能（1）刀刀补、圆圆弧平面面选择：G177、G118、GG19（2）返返回参考考点：GG28XX_Y_Z_；式中XX_Y_Z_为为中间点点的坐标标值，用用于加工工中心回回参考点点结束程程序或换换刀，可可自动取取消刀具具长度补补偿。（3）刀刀具半径径补偿：G411/G442D_（4）刀刀具长度度补偿：G433/G444Z_Hxxx。Z坐坐标值为为刀补后后刀位点点移动到到的坐标标值。相相当于GG43/G444 HxxxG000 ZZ_（5）取取消刀具具长度补补偿：GG49 或GG43/G444H000（6）工工件坐标标系的设设置：GG54G599，通
10、常常按约定定选用GG54。（7）固固定循环环：G773、GG74、GG76、GG80G866 用用于孔加加工。（8）绝绝对坐标标/增量量坐标指指令：GG90/G911 都用用相同字字母X_Y_ZZ_（9）每每分/每每转进给给：G994/GG95（10）固定循环返回起始点/返回R点：G98/G992.M功功能M06，MM98，MM99在同一程程序段中中若有两两个M代代码出现现时，虽虽其动作作不相冲冲突，但但以排列列在最后后面的代代码有效效，前面面M代码码被忽略略而不执执行。注：M代代码分为为前指令令码和后后指令码码，前指指令码和和同一程程序段中中的移动动指令同同时执行行，后指指令码在在同段的的移
11、动指指令完后后才执行行。十、切削削用量的的选择进给量和和转速各各有两个个单位。在在数铣（加加工中心心）编程程时常用用单位是是转速SS(r/minn)，进进给量FF(mmm/miin)。例7-11 使用用80mmm，66齿的面面铣刀，铣铣削碳钢钢表面，已已知切削削速度c=1000m/mmin。ffz=0.008mmm/齿，求求主轴转转速n及及进给量量f。n=10000c/D=100001000/(33.14480)=4400 r/minnf= fzzn=(0.00864000) =1922 mmm/mmin7.2 数控控铣（加加工中心心）的编编程要点点一、初始始状态的的设置为了保证证程序的的运行
12、完完全，通通常在程程序开始始时设定定初始状状态。G90、GG80、GG40、GG17、GG49、GG21G90：绝对坐坐标G80：取消循循环G40：取消刀刀具半径径补偿G17：选择刀刀径补偿偿和圆(弧)加加工平面面为XYY平面G49：取消刀刀具长度度补偿G21：尺寸单单位为公公制二、工件件坐标系系的选定毛坯材料料通常把把坐标原原点设在在工件上上表面中中心处。用G544G559定义义工件坐坐标系，通通常按约约定用GG54。G54为为零点偏偏置法。与与刀具的的起始位位置无关关。在数控机机床上，通过对刀并在数控系统面板上设置工件坐标原点与机床坐标原点的距离。三、换刀刀指令加工中心心具有自自动换刀刀功
13、能，不同的加工中心，其换刀过程是不完全一样的，通常选刀和换刀可分开进行（我们所用加工中心不是这种情况换刀），选刀动作可与机床的加工同时进行，即利用切削时间进行选刀。多数加工工中心都都规定了了固定的的换刀点点位置，各各运动部部件只有有移动到到这个位位置，才才能开始始换刀动动作。换刀完毕毕后需要启动动主轴，方方可进行行后面程序序内容的加加工。T01M06四、刀具具长度补补偿G43刀刀具长度度正补偿偿，G444刀具具长度负负补偿，通通常用刀刀具正补补偿G443。格式：GG43/G444Z_HHxxZ坐标值值为刀补补后刀位位点移动动到的坐坐标点。Hxx刀刀具长度度补偿值值在数控控机床上上的填写写位置是
14、是H后面面数值指指定的存存储单元元。如：G000G443Z550.00H011G43HH01GG00ZZ50.0相当于GG43/G444HxxxG000Z500.0使用G443或GG44指指令刀长长补偿时时，只能能有Z轴轴的移动动量，若若有其他他轴向的的移动，则则会出现现报警。正补偿：将Z坐坐标尺寸寸字与HH代码中中长度补补偿的量量相加，按按其结果果进行ZZ轴运动动。负补偿：将Z坐坐标尺寸寸字与HH中长度度补偿的的量相减减，按其其结果进进行Z轴轴运动。取消刀具具长度补补偿：GG49 或G433/G444H000例7-22在立式式数控铣铣床上按按如图所所示的走走刀路线线铣削工工件上表表面，已已知
15、主轴轴转速为为3000r/mmin，进进给量为为2000mm/minn。试编编制加工工程序(刀具直直径1000)。参考程序序如下：O70001；程序名名G90GG80GG40GG49GG17GG21；初始化化相关GG功能G54；定义坐坐标G00XX1555.0YY40.0S3300；a X、YY轴移动动到下刀刀点的正正上方，设设置转速速G43HH01ZZ50.0M003；b 刀具长长度补偿偿，Z轴轴下移到到安全高高度，主主轴正转转G01ZZ0F6000.00；c Z轴以以较大进进给量切切削到ZZ0X-1555.00F2000.00；d G00YY-400.0；eG01XX1555.0；fG00ZZ3000.0MM05GG49；g Z轴上上升到换换刀点，主主轴停转转，取消消刀长补补偿X2500.0YY1800.0；h 回刀具具起始点点，工件件台移动动到适当当的位置置M30；程序结结束五、刀具具半径补补偿刀径补偿偿的作用用：利用用刀具半半径补
