第04章数控铣床编程及加工

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,*,第,4,章 数控铣床加工工艺及编程 操作,数控编程与加工技术,第,4,章 数控铣床加工工艺及编程操作,教学时数：,10,学时,教学目的与要求：要求学生了解数控铣床的加工工艺，掌握数控铣床的编程及操作方法。,教学重点：（,fanuc0i,系统，华中数控系统，,simens802D,系统）的编程方法，华中数控铣床的操作方法。,教学难点：如何讲清数控铣床的编程及操作方法。,第,4,章数控铣床编程,数控铣床加工的特点,数控铣削的工艺性分析,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,固定循环,数控铣加工编程实例,4.1.1,数控铣床加工的对象,4.1,数控铣床加工的特点,数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工复杂型面的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时也可以对零件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工。,4.1.2,数控铣床加工的特点,1、,零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具、壳体类零件等。,2、,能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。,3、,能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工零件。,4、,加工精度高、加工质量稳定可靠。,5、,生产自动化程序高。,6、,生产效率高。,7、,属于断续切削方式，对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削下，要有红硬性。,第,4,章数控铣床编程,第,4,章数控铣床编程,4.1.3,数控铣床编程时应注意的问题,4.1,数控铣床加工的特点,了解数控系统的功能及规格。不同的数控系统在编写数,控加工程序时，在格式及指令上是不完全相同的。,熟悉零件的加工工艺。,合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液。,编程尽量使用子程序。,程序零点的选择要使数据计算的简单。,插入,4.2,数控铣削的工艺性分析,a,、零件的加工路线,铣削轮廓表面,在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。对于二维轮廓加工，通常采用的加工路线为,：,1),从起刀点下刀到下刀点；,2),沿切向切入工件；,3),轮廓切削；,4),刀具向上抬刀，退离工件；,5),返回起刀点。,加工路线见右图。,b,、,顺铣和逆铣对加工影响,在铣削加工中，采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。逆铣时切削力,F,的水平分力,F,X,的方向与进给运动,V,f,方向相反，顺铣时切削力,F,的水平分力,F,X,的方向与进给运动,V,f,的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。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。,如图,4.2a,所示为采用顺铣切削方式精铣外轮廓,图,4.2b,所示为采用逆铣切削方式精铣型腔轮廓,图,4.2c,所示为顺、逆铣时的切削区域。,图,4.2a,图,4.2b,图,4.2c,第,4,章数控铣床编程,4.3.1,刀具半径补偿,G40，G41，G42,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,刀具半径补偿指令格式如下：,G17 G41(,或,G42)G00(,或,G01)X Y D,或,G18 G41(,或,G42)G00(,或,G01)X Z D,或,G19 G41(,或,G42)G00(,或,G01)Y Z D；,为刀补号地址,G40,为取消刀具半径补偿,41刀具左补偿（顺铣）,42刀具右补偿（逆铣）,第,4,章数控铣床编程,4.3.1,刀具半径补偿,G40，G41，G42,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,按增量方式编程：,O0001,N10 G54 G91 G17 G00 M03 G17,指定刀补平面（,XOY,平面）,N20 G41 X20.0 Y10.0 D01,建立刀补（刀补号为01）,N30 G01 Y40.0 F200,N40 X30.0,N50 Y-30.0,N60 X-40.0,N70 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05,解除刀补,N80 M02,第,4,章数控铣床编程,4.3.2,刀具长度补偿,G43，G44，G49,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,格式：,G43(G44)Z H,其中：,Z,为补偿轴的终点值。根据补偿的实际需要，还可以为,X,、,Y,等，但在程序中只能选一个。,H,为刀具长度偏移量的存储器地址。和刀具半径补偿一样，长度补偿的偏置存储器号有,H00H99,共,100,个，偏移量用,MDI,方式输入，偏移量与偏置号一一对应。偏置号,H00,一般不用，或对应的偏移值设置为,0,。,使用,G43,指令时，实现正向偏置；用,G44,指令时，实现负向偏置。,取消长度补偿指令格式：,G49 Z(,或,X,或,Y),实际上，它和指令,G44/G43 Z H00,的功能是一样的。,G43、G44、G49,为模态指令，它们可以相互注销。,第,4,章数控铣床编程,4.3.2,刀具长度补偿,G43，G44，G49,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,H01=-4.0（,偏移值）,O0001,N10 G91 G00 X120.0 Y80.0 M03 S500；,N20 G43 Z-32.0 H01；,N30 G01 Z-21.0 F1000；,N40 G04 P2000；,N50 G00 Z21.0；,N60 X30.0 Y-50.0；,N70 G01 Z-41.0；,N80 G00 Z41.0；,N90 X50.0 Y30.0；,N100 G01 Z-25.0；,N110 G04 P2000；,N120 G00 Z57.0 H00；,N130 X-200.0 Y-60.0 M05,M02,；,1、,段间过渡方式指令,G09，G61，G64,第,4,章数控铣床编程,4.3.3,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,(1)准停检验指令,G09，G61，G64。,格式：,G09；,一个包括,G09,的程序段在继续执行下个程序段前，准确停止在本程序段的终点。该功能用于加工尖锐的棱角。,G09,仅在其被规定的程序段中有效。,(2)精确停止检验,G61。,格式：,G61。,在,G61,后的各程序段的移动指令都要准确停止在该程序段的终点，然后再继续执行下个程序段。此时，编辑轮廓与实际轮廓相符。,G61,与,G09,的区别在于,G61,为模态指令。,G61,可由,G64,注销。,(3)连续切削方式,G64。,格式：,G64：,在,G64,之后的各程序段间轴的运动刚开始减速时就开始执行下一程序段，直到遇到,G61,为止。,第,4,章数控铣床编程,1、,段间过渡方式指令,G09，G61，G64,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,N10 G91 G01 G61 Y70 F200；,N20 X100；,N10 G91 G01 G64 Y70 F200,N20 X100,第,4,章数控铣床编程,2、,简化编程的指令,4.3.3,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,(1）镜像功能指令,G24，G25。,格式：,G24 X Y Z,M98 P,G25 X Y Z,G24,建立镜像，由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置，,G25,指令取消镜像。,G24、G25,为模态指令，可相互取消，,G25,为缺省值。,0003,主程序,N10 G91 G17 M03；,N20 M98 P100；,加工,N30 G24 X0；Y,轴镜像，位置为,X=0,N40 M98 P100；,式 加工,N50 G24 X0 Y0；X,、,Y,轴镜像，位置为（0，0）,N60 M98 P100；,加工,N70 G25 X0；,取消,Y,轴镜像,N80 G24 Y0；X,轴镜像,N90 M98 P100；,加工,N100 G25 Y0；,取消镜像,N110 M05；,N120 M30；,子程序（的加工程序）：,100,N200 G41 G00 X10.0 Y4.0 D01；,N210 Y1.0,N220 Z-98.0；,N230 G01 Z-7.0 F100；,N240 Y25.0；,N250 X10.0；,N260 G03 X10.0 Y-10.0 I10.0；,N270 G01 Y-10.0；,N280 X-25.0；,N290 G00 Z105.0；,N300 G40 X-5.0 Y-10.0；,N310 M99；,第,4,章数控铣床编程,2、,简化编程的指令,4.3.3,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,(2）,缩放功能指令,G50、G51,格式：,G51 X Y Z P,M98 P,G50,其中，,G51,中的,X,、,Y,、,Z,给出缩放中心的坐标值，,P,后跟缩放倍数。,G51,既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。,G51,指定缩放开，,G50,指定缩放关。,G51、G50,为模态指令，可,相互,注销，,G50,为缺省值。,例：如图所示的三角形,ABC，,顶点为,A(30，40)，B(70，40)，C(50，80)，,若,D(50，50),为中心，放大2倍，则缩放程序为,G51 X50,Y50,P2,第,4,章数控铣床编程,2、,简化编程的指令,4.3.3,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,(3）,旋转变换指令,G68，G69,G68,为坐标旋转功能指令，,G69,为取消坐标旋转功能指令。,在,XY,平面：,格式：,G68 X Y P,G69；,其中：,X、Y,为,XY,平面内的旋转中心坐标，,P,为旋转角度，单位是度，0,P360.000,。,其它平面内变换指令格式相同，只要把坐标轴作相应的变更就可以。,第,4,章数控铣床编程,2、,简化编程的指令,4.3.3,其他功能指令,4.3,数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令,(3）,旋转变换指令,G68，G69,%1 主程序,N10 G54,M03 S500；,N20 M98 P100；,加工,N30 G68 X0 Y0 P45；,旋转45,N40 M98 P100;,加工,N50 G69；,取消旋转,N60 G68 X0 Y0 P90；,旋转则90,M70 M98 P100；,加工,N80 G69 M05,M30；,取消旋转,子程序（的加工程序）,%100,N100 G01Z-5F100,G90 G01 X20 Y0 F100；,N110 G02 X30 Y0 I5；,N120 G03 X40 Y0 I5；,N130 X20 Y0I-10；,N140 G00 X0 Y0；,N150 M99；,第,4,章数控铣床编程,4.4.1,概述,4.4,固定循环,(1),在,XY,平面定位,(2),快速移动到,R,平面,(3),孔的切削加工,(4),孔底动作,(5),返回到,R,平面,(6),返回到起始点。,上述基本动作如右图所示。,常用的固定循环功能的基本动作,：,固定循环数据形式,第,4,章数控铣床编程,4.4.1,概述,4.4,固定循环,固定循环的程序格式如下：,G98（,或,G99）G73(,或,G74,或,G76,或,G80G89)X Y Z R Q P FK,式中第一个,G,代码（,G98,或,G99）,指定返回点平面，,G98,为返回初始平面，,G99,为返回,R,点平面。第二个,G,代码为孔加工方式，即固定循环代码,G73，G74，G76,和,G81G89,中的任一个。,X、Y,为孔位数据，指被加工孔的位置；,Z,为,R,点到孔底的距离（,G91,时）或孔底坐标（,G90,时）；,R,为初始点到,R,点的距离或,R,点的坐标值；,Q,指定每次进给深度（,G73,或,G83,时）或指定刀具位移增量（,G76,或,G87,时）；,P,指定刀具在孔底的暂停时间；,I、J,指定刀尖向反方向的移动量；,K,指定每次退刀（,G76,或,G87