04数控编程-第四单元-轮廓铣

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。一般是刀具上的一点，不同的刀具刀位点也不相同。对于端铣刀、立铣刀和钻头来说，是指它们的底面中心；对于球头铣刀，是指球头球心,现在许多,CAM,软件也将球头铣刀的刀尖作为刀位点来计算刀具轨迹；对于圆弧车刀，刀位点在圆弧圆心上；对于尖头车刀和镗刀，刀位点在刀尖；对于线切割来说，刀位点则是电极丝轴心。数控系统控制刀具的运动轨迹，准确的说是控制刀位点的运动轨迹。数控编程时，程序给出的各点坐标值就是指刀位点的坐标值，刀具轨迹就是由一系列有序的刀位点的位置点和连接这些位置点的直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成的。,一、刀位点的概念,第四单元 数控铣削加工,-,轮廓铣,在铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心轨迹和工件轮廓不重合。数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了方便。,当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，,使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘（,CRT/MDI,）方式，人工输入刀具半径值，,数控系统便能自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动。,如图所示，使用了刀具半径补偿指令后，,数控系统会控制刀具中心自动按图中的点划线进行加工走刀,。,轮廓外补偿,轮廓内补偿,二、刀具半径补偿的功能,1,、何为刀具补偿,（,1,）为避免计算刀具轨迹，可直接用零件轮廓尺寸编程；,（,2,）刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具半径。,（,3,）用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿、可进行粗精加工。（,4,）同一轮廓的加工程序，同一把刀具，利用半径补偿，可完成凸凹配合零件的加工，在模具的数控加工中经常用到这种方法。,二、刀具半径补偿的功能,2,、刀具补偿的意义,G41,指令刀具左偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧。,G42,指令刀具右偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧。,G40,是取消刀具半径补偿指令。使用该指令后，,G41,、,G42,指令无效。,外轮廓补偿,外轮廓补偿,3,、刀具半径补偿指令,G41,，,G42,，,G40,格式如下。,建立刀补：,G17(G18/G19)G41(G42)G00(G01),X,Y,D,(Z,X,/Y,Z,),取消刀补：,G17(G18/G19)G40 G00(G01)X,Y,(Z,X,/Y,Z,),例：,G90 G41,G01,X50 Y40,D01,F100,；,或,G90 G41,G00,X50 Y40,D01,；,偏置量（刀具半径）预先寄存在,D01,指令的存储器中。,G41,、,G42,、,D,均为续效代码。,说明：,（,1,）,G41,、,G42,、,G40,为模态指令，机床初始状态为,G40,。,（,2,）建立和取消刀补必须与,G01,或,G00,指令组合完成。建立刀补的过程如图所示，是使刀具从无刀具补偿状态（图中,P0,点）运动到补偿开始点（图中,P1,点），其间为,G01,运动。用刀补轮廓加工完成后，还有一个取消刀补的过程，即从刀补结束点（图中,P2,点），,G01,或,G00,运动到无刀补状态（图中,P0,点）。,（,3,）,X,、,Y,是,G01,、,G00,运动的目标点坐标。如图所示，,X,、,Y,在建立刀补时，是,A,点坐标，取消刀补时，是,P0,点坐标。,（,4,）在建立刀具半径补偿的程序段中，不能使用圆弧指令。,（,5,）,G41,或,G42,必须与,G40,成对使用。,（,6,）,D,为刀具补偿号，也称刀具偏置代号地址，后面常用两位数字表示代号。,D,代码中存放刀具半径值作为偏置量，用于数控系统计算刀具中心的运动轨迹。一般有,D00,D99,。偏置量可用,CRT/MDI,方式输入。,当建立起正确的偏移向量后，系统就将按程序要求实现刀具中心的运动。要注意的是，在补偿状态中不得变换补偿平面，否则将出现系统报警。,合理,不合理,二维轮廓加工，一般均采用刀具半径补偿。在建立刀具半径补偿之前，刀具应远离零件轮廓适当的距离，且应与选定好的切入点和进刀方式协调，保证刀具半径补偿的有效，如图所示。刀具半径补偿的建立和取消必须在直线插补段内完成。,例：编制图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时刀具（,1#,刀）距离工件表面,50mm,，,切削深度为,10mm.,Z=0,处为工件上表面,O1000,N10 G54 G00 X0 Y0 Z50,；,N20 G00 Z-5,；,N30 G01 G41 X20 Y10 D01 F100,；,/,由,D01,指定刀补值,N35 M03 S500,；,N40 G01 Y50,；,/,进入加工状态,N50 X50,；,N60 Y20,；,N70 X10,；,N80 G00 Z60 M05,；,N85 G40 X0 Y0,；取消刀补,N90 M30,；,例：用,8,的,1#,刀具，加工图示凸模（下刀深度,3mm,）,R10,30,20,R10,R20,R20,X,Y,程序起点：（,-40,，,50,，,50,）,切点坐标,（,38.66,25,）,切点坐标,（,47.32,10,）,O1000,N10 G00 X-40 Y50 Z50,；,N20 M03 S500,；,N30 G90 G01 Z-3 F500,；,N40 G01 G41 X5 Y30 D01 F50,；,N50 X30,；,N60 G02 X38.66 Y25 R10,；,N70 G01 X47.32 Y10,；,N80 G02 X30 Y-20 R20,；,N90 G01 X0,；,N100 G02 X0 Y20 R20,；,N110 G03 Y40 R10,；,N120 G00 G40 X-40 Y50 M05,；,N130 Z50,；,N140 M30,；,R10,30,20,R10,R20,R20,程序起点,X,Y,参考程序：,切点坐标,（,38.66,25,）,切点坐标,（,47.32,10,）,三、刀具长度补偿,G00 Z_ H_,;,G49,G00 Z_,;,格式：,/,建立刀具长度补偿,/,取消刀具长度补偿,刀具长度补偿指令,G43,、,G44,、,G49,执行,G43,时，,Z,实际值,=Z,指令值,+,（,H#,）,执行,G44,时，,Z,实际值,=Z,指令值,-,（,H#,）,其中（,H#,）可以是正值或者是负值。当刀长补偿量取负值时，,G43,和,G44,的功效将互换。,功能：,在不改变加工程序的情况下，实现对刀具,Z,向移动指令的终点位置进行正向或负向补偿；,H,值为实际使用刀具长度与理想刀具长度之差，有正负号，并作为偏置值设定在由,H,指令指定的偏置存储器中。,长度短,e,为负正,偏置,G43,长度长,e,为正负,偏置,G44,标准长度,用,G43(,正向偏,置,),，,G44(,负向偏置,),指定偏置的方向。,无论是绝对指令还是增量指令，由,H,代码指定的已存入偏置存储器中的,偏置值在,G43,时与刀具轴向移动指令的终点坐标值相加，在,G44,时则是从刀具轴向移动指令的终点坐标值中减去,。计算后的坐标值成为刀具移动的终点坐标。,偏置号可用,H00-H99,来指定。偏置值与偏置号对应，通过,MDI/CRT,预先设置在偏置存储器中。对应偏置号,00,即,H00,的偏置值通常为,0,，因此对应于,H00,的偏置量不设定。,要取消刀具长度补偿时用指令,G49,或,H00,。,G43,、,G44,、,G49,都是模态代码，可相互注销。,由于,偏置号的改变而造成偏置值的改变时，新的偏置值并不加到旧偏置值上。例如，,H01,的偏置值为,20.0,，,H02,的偏置值为,30.0,时,G90 G43 Z100.0 H01,Z,将达到,120.0,G90 G43 Z100.0 H02,Z,将达到,130.0,刀具长度补偿同时只能加在一个轴上，因此下列指令将出现报警。要进行刀具长度补偿轴的切换，必须取消一次刀具长度补偿。,G43 Z_H_,G43 X_H_,报警,例,.,如图所示的刀具长度补偿程序。,H01=,4.0 (,偏置值,),O4000,N01 G91 G00 X120.0,Y80.0 M03 S500,；,N02,G43,Z,32.0 H01,；,N03 G01 Z,21.0 F1000,；,N04 G04 P2000,；,N05 G00 Z21.0,；,N06 X30.0 Y-50.0,；,N07 G01 Z,41.0,；,N08 G00 Z41.0,；,N09 X50.0 Y30.0,；,N10 G01 Z,25.0,；,N11 G04 P2000,；,N12 G00,G49,Z57.0,H00,；,N13 X,200.0 Y,60.0,；,N14 M05,；,N15 M30,；,铣削有顺铣和逆铣两种方式，如图所示。,当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。,因为采用顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件材料为铝合金、钛合金或耐热材料时，应尽量采用顺铣。,当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线，因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃。,机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。,顺铣,逆铣,四、顺铣和逆铣,1,、起始平面,起始平面是程序开始时刀具的初始位置所在的平面，起刀点是加工零件时刀具相对于零件运动的起点，数控程序是从这一点开始执行，起刀点必须设置在工件的上面，起刀点在坐标系的高度，一般称为起始平面或起始高度，一般选距工件上表面,50mm,左右，如果太高生产效率降低，太低又不便于操作人员观察工件。另外，发生异常现象时便于操作人员紧急处理，起始平面一般高于安全平面，在此平面上刀具以,G00,速度行进。,2,、进刀平面,刀具以高速（,G00,）下刀至要切到材料时变成以进刀速度下刀，以免撞刀，此速度转折点的位置即为进刀平面，其高度为进刀高度，也称作接近高度。一般离加工表面,5mm,左右。,五、安全平面、起始平面,刀具加工零件的过程：刀具首先定位到初始平面，快速下刀至进刀平面，然后以进给速度下刀，进行零件的加工。,六、刀具下刀方式与进退刀方式,刀具的进退刀方式在铣削加工中是非常重要的，二维轮廓的铣削加工常见的进退刀方式有垂直进退刀、侧向进退刀和圆弧进退刀，如图所示。,垂直进退刀 侧向进退刀 圆弧进退刀,实例,1:,精加工如图所示外轮廓面，进给速度,F=100mm/min,，主轴转速,S=800r/min,，工件零点选择在工件中心，设,30,的立铣刀为,T1,，采用刀具左补偿，刀具偏置地址为,D01,，刀具长度补偿根据实际情况测量，地址,H01,试用补偿指令编程。,七、平面轮廓铣加工实例,O5200 (,程序名,),N10 G90 G54 G00 X-70 Y-70 Z50;,N20 M08;,N30 M03 S800;,N40 G00,G43 Z5 H01;,N50 G01 Z-3 F50;,N60 G01 G41 X-40 Y-40 D01 F100;,N70 Y0;,N80 X0 Y30;,N90 X30;,N100 G02 X40 Y20 R10;,N110 G01 Y-10;,N120 G03 X20 Y-30 R20;,N130 G01 X-45;,N140 G00 G40 X-70 Y-70 M09;,N150 G00 G49 Z50 M05;,N160 M30;,例：如图所示，工件毛坯为,120mmX90mmX16mm,的长方体，材料为硬铝，零件具体尺寸见图。,1,、零件图分析,2,、刀具选择,3,、工件装夹,坐标转换,4,、工件坐标系,5,、走刀路线、下刀点、进退刀方式,6,、程序编制：粗加工、精加工,坐标转换,粗加工走刀路线,:,P