数控铣削编程ppt课件

下面分两大块来介绍 一 数控铣床程序的编制 二 加工中心程序的编制 第七章数控铣削编程 1 图4 1XK5032型数控铣床 2 XD40型立式数控铣床 3 4 5 6 1 数控铣床的编程特点 1 解决复杂和难加工工件的加工问题 2 与普通机床相比 使用数控铣床加工某些零件 可以大大提高加工效率 2 数控铣床的数控装置具有多种插补方式 一般都具有直线插补和圆弧插补 有的还具有极坐标插补 抛物线插补 螺旋线插补等多种插补功能 编程时要合理充分地选择这些功能 以提高加工精度和效率 3 编程时要充分利用数控铣床齐全的功能 如刀具位置补偿 刀具长度补偿 刀具半径补偿和固定循环 对称加工等功能 以提高加工产品的质量和编程效率 4 对于非圆弧曲线 空间曲线和曲面的轮廓铣削加工 数学处理比较复杂 一般要采用计算机辅助计算和自动编程 可以减轻编程工作强度 一 数控铣床 7 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 8 3 数控铣床定义及应用范围数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床 它可以进行平面铣削 平面型腔铣削 外形轮廓铣削 三维及三维以上复杂型面铣削 如凸轮 样板 模具 螺旋槽等 还可进行钻削 镗削 螺纹切削等孔加工 加工中心 柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的 4 数控铣床编程时应注意的问题 1 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 2 熟悉零件的加工工艺 3 合理选择刀具 夹具及切削用量 切削液 4 编程尽量使用子程序 5 程序零点的选择要使数据计算的简单 9 5 数控系统和铣削加工的主要功能 1 点位控制功能此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工 2 连续轮廓控制功能此功能可以实现直线 圆弧的插补功能及非圆曲线的加工 3 刀具半径补偿功能此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程 而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸 从而减少编程时的复杂数值计算 4 刀具长度补偿功能此功能可以自动补偿刀具的长短 以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求 5 比例及镜像加工功能比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行 镜像加工又称轴对称加工 如果一个零件的形状关于坐标轴对称 那么只要编出一个或两个象限的程序 而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现 10 6 旋转功能该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行 7 子程序调用功能有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状 将这一轮廓形状的加工程序作为子程序 在需要的位置上重复调用 就可以完成对该零件的加工 8 宏程序功能该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令 并能对变量进行运算 使程序更具灵活性和方便性 11 二 数控铣床所用刀具及其工艺特点 刀具 数控铣床和加工中心上使用的刀具主要有铣削用刀具和孔加工用刀具两大类 12 1 铣刀的种类和工艺特点 面铣刀用于面积较大的平面铣削和比较平坦的立体轮廓的多坐标加工 面铣刀加工 圆柱铣刀加工 13 立铣刀立铣刀主要用于铣削面轮廓 槽面 台阶等 14 加工沟槽的铣刀 角度铣刀 键槽铣刀 立铣刀 三面刃铣刀 键槽铣刀键槽铣刀主要用于铣槽面 键槽等 15 锯片铣刀 锯片铣刀锯片铣刀主要用于大多数材料的切槽 切断 内外槽铣削 组合铣削 缺口试验槽加工 齿轮毛坯粗齿加工 16 成型铣刀 成型铣刀成型铣刀主要用为特定工件或者加工内容专门设计制造的 如角度面 凹槽 特形孔或台 17 2 孔加工刀具的类型 数控钻头 18 数控绞刀 直柄机用铰刀 锥柄机用铰刀 手用铰刀 可调节手用铰刀 套式机用铰刀 直柄莫氏圆锥铰刀 手用1 50 硬质合金锥柄机用铰刀 数控绞刀铰刀可以加工圆柱形孔 锥度铰刀可以加工锥度孔 19 镗刀 精镗刀 镗刀镗刀适合于各类型孔的加工 20 丝锥 丝锥丝锥适用于高效率螺纹丝孔的加工 21 扩孔钻 扩 锪 孔钻扩孔钻主要是在原有孔的基础上扩大孔的直径 为下一步孔的加工奠定基础 锪孔钻在加工沉头孔上应用比较广泛 22 复合刀具 复合孔加工数控刀具集合了钻头 铰刀 扩 锪 孔刀及挤压刀具的新结构 新技术 23 3 刀柄的种类和选用刀柄的种类 1 莫氏锥度刀柄它适用于莫氏锥度刀杆的钻头 铣刀等 莫式锥度刀柄 2 侧固式刀柄它采用侧向夹紧 适用于切削力大的加工 但一种尺寸的刀具需对应配备一种刀柄 规格较多 侧固式刀柄 24 ER卡簧 3 ER弹簧夹头刀柄它采用ER型卡簧 夹紧力不大 适用于夹持直径在16mm以下的铣刀 4 钻夹头式刀柄它有整体式和分离式两种 用于装夹直径在13mm以下的中心钻 直柄麻花钻等 钻夹头式刀柄 25 三 加工编程前的工艺处理1 工件零点的选择原则 总体原则 应与设计坐标系重合 方便测量 方便计算 具体时可以考虑 应选在零件图的尺寸基准上 应尽量选在精度较高的工件表面 对于对称的零件 工件零点应设在对称中心上 Z轴方向的零点 一般设在工件的上表面上 26 2 安全高度的确定对于铣削 加工中心 加工零件时 开始段和结束段采用快速移动定位 节省空刀时间 起刀点和退刀点必须离开零件表面一定的安全高度 避免撞刀 通常在安全高度之上完成刀具长度补偿 安全高度不能设得太小 也不能设得太大 如安全高度定为50mm 3 进刀 退刀方式的确定加工外轮廓时 立铣刀从安全高度下降到切削高度 应离开工件毛坯边缘一定距离 不能直接下刀切削到工件 以免发生危险 对于型腔的粗铣加工 立铣刀应从工艺孔进刀 再横向进行型腔加工 进刀段 退刀段通常沿轮廓的切线方向 通常在此建立或取消刀具半径补偿 因此 可把此段设为直线或直线加圆弧 27 4 顺铣和逆铣对加工的影响在铣削加工中 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 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 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 在切削部位刀齿的旋转方向和零件的进给方向相同时为顺铣 在切削部位刀齿的旋转方向和零件的进给方向相反时为逆铣 28 四 切削用量的选择 1 从刀具耐用度出发 切削用量的选择方法是 先选取背吃刀量或侧吃刀量 其次确定进给速度 最后确定切削速度 背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸 单位为mm 侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸 单位为mm 29 2 切削用量的确定切削用量包括主轴转速 切削速度 背吃刀量和进给量 对于不同的加工方法 需要选择不同的切削用量 并应编入程序单内 粗加工时 考虑经济性和加工成本 通常选择较大的背吃刀量和进给量 采用较低的切削速度 半精加工和精加工时 通常选择较小的背吃刀量和进给量 并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数 以尽可能提高切削速度 具体数值应根据机床说明书 切削用量手册并结合经验而定 30 主轴转速n r min 主要根据允许的切削速度 c m min 选取 式中 vc 切削速度 由刀具的耐用度决定 D 工件或刀具直径 mm 主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值 并填入程序单中 31 五 数控机床常用夹具及装夹方式在选用夹具时 通常需要考虑产品的生产批量 生产效率 质量保证及经济性 32 1 通用夹具装夹 三爪卡盘 机用虎钳 1 夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求 2 夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工 3 夹具的定位要可靠 定位元件应具有较高的定位精度 定位部位应便于清屑 无切屑积留 4 对刚度小的工件 应保证最小的夹紧变形 33 2 直接在数控铣床工作台上安装 压紧点的选择 34 3 利用角铁和V形铁装夹工件 角铁装夹工件 V铁装夹工件 35 4 组合夹具装夹工件 新型数控夹具体 36 六 进给路线 1 铣削外轮廓的进给路线 37 2 铣削内轮廓的进给路线 38 3 铣削内槽的进给路线 4 铣削曲面轮廓的进给路线 39 5 孔加工时进给路线的确定 1 确定xy平面内的进给路线 圆周均布孔的最短进给路线设计示例 40 定位要准确 41 2 确定Z向的进给路线 42 七 常用辅助功能 M功能 指令 M00 程序停止 执行该指令时 机床的主轴 进给及冷却液停止 而全部存在的模态信息保持不变 该指令用于加工过程中测量刀具和尺寸 工件调头 手动变速等固定手工操作 待操作完成后重新按 启动 键 继续执行后续程序 M01 选择停止 功能与M00相似 不同的是必须在面板上的 选择停止 按钮被按下后 M01才有效 否则机床仍然继续执行后续的程序段 M02 M30 程序结束指令 执行时机床主轴 进给 冷却液全部停止 并使系统复位加工结束 两者不同之处是M30还兼有使程序重新开始的作用 M03 主轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停转 M06 换刀 M07 切削液打开 雾状 M08 切削液开 液状 M09切削液关 M98 子程序调用 M99 子程序调用结束 43 1 坐标平面选择指令 G17 G18 G19 格式 G17 G18 G19说明 1 G17 G18 G19指令分别表示选XY ZX YZ平面为当前工作平面 如图所示 2 由于XY平面最常用 故G17可省略 对于两坐标控制的机床 如车床总是在XZ平面内运动 故无需使用平面指令 坐标平面选择 八 常用G功能指令及编程方法 44 2 G90 G91G90表示绝对坐标值 而G91表示相对坐标值 注意 1 绝对坐标方式编程时终点的坐标值在绝对坐标系中确定 增量坐标方式编程时终点的坐标值在增量坐标系中确定 2 在某些机床的增量坐标尺寸不用G91指定 而是在运动轨迹的起点建立平行于X Y Z的增量坐标系U V W 例1 请解释G90X20Y15和G91X20Y15的区别 45 3 快速点定位指令 G00格式 G00X Y Z 说明 1 G00一般用作为空行程运动 2 X Y Z为目标点的绝对或增量坐标 注意 1 G00指令中不需要指定速度 即F指令无效 2 在G00状态下 不同数控机床坐标轴的运动情况可能不同 3 编程前应了解机床数控系统的G00指令各坐标轴运动的规律和刀具运动轨迹 避免刀具与工件或夹具碰撞 46 4 直线插补指令 G01格式 G01X Y Z F 说明 1 X Y Z为目标点的绝对或增量坐标 2 F为沿插补方向的进给速度 注意 1 G01指令既可双坐标联动插补运动 又可三坐标联动插补运动 取决于数控系统的功能 2 G01程序段中必须含有进给速度F指令 否则机床不动作 3 G01和F指令均为模态指令 即续效指令 举例 见教材P28 例2 1 47 有些数控系统允许用半径参数R来代替圆心坐标参数I J K编程 因为在同一半径的情况下 从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性 因此在用半径值编程时 R带有 号 具体取法是 若圆弧对应的圆心角 180o 则R取正值 若l80o 360o 则只取负值 顺逆圆弧方向的判断 在圆弧插补中 沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看 刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02 是逆时针方向为G03 如上图所示 注意 整圆切削时不能用R进行编程 但是非整圆切削可以用I J K进行编程 5 圆弧插补指令 G02 G03格式 F 说明 G02表示顺时针圆弧 顺圆 插补 G03表示逆时针圆弧 逆圆 插补 I J K表示圆心相对于圆弧起点的增量坐标值 有正负之分 且不受G90控制 圆弧顺 逆的判断 48 6 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 1 格式 分为两种情况 与G00 G01指令配合使用时的编程格式为 与G02 G03指令配合使用时的编程格式为 取消刀具半径补偿的编程格式 G40 取消刀补 使刀具中心与编程轨迹重合 G40必须与G41 G42指令配合使用 X Y 为插补终点坐标值 R 为圆弧插补时圆弧的半径 D 为刀具半径补偿值寄存器的地址号 刀具半径补偿值在加工之前用MDI方式输入相应的寄存器 加工时由D指令调用 2 说明 G41 刀具左偏 指顺着刀具前进的方向观察 刀具偏在工件轮廓的左边 如右图所示 G42 刀具右偏 指顺着刀具前进的方向观察 刀具偏在工件轮廓的右边 如右图所示 49 3 刀具半径补偿的过程 如右图示 刀具半径补偿的建立 刀具半径补偿的进行 刀具半径补偿的取消 4 注意事项 使用G41 G42 G40指令本身不产生运动 必须与G00或G01指令之前才有效 刀补指令为模态指令 加工之前必须建立刀具半径补偿 加工之后才能取消刀具半径补偿 一般在下刀过程中不建立刀具半径补偿 在抬刀过程中不取消刀具半径补偿 在同一零件上加工内外轮廓的刀具半径补偿应该分别建立和取消 刀具半径补偿的建立过程 50 7 刀具长度补偿指令 G43 G44 G49 1 含义 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向 Z方向 的补偿 它可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值 即实际位移量 程序给定值 补偿值上式中 二值相加称为正补偿 用G43指令来表示 二值相减称为负补偿 用G44指令来表示 2 格式 Z H 3 说明 Z值是程序中给定的坐标值 H值是刀具长度补偿值寄存器的地址号 该寄存器中存放着补偿值 假定寄存器H内的补偿值为正 则G43 G44指令执行的结果 G43 刀具长度正补偿 即离开工件补偿 执行G43时 Z实际值 Z指令值 H 如上图 a 表示 G44 刀具长度负补偿 即趋向工件补偿 执行G44时 Z实际值 Z指令值 H 如上图 b 表示 刀具长度补偿指令G43 G44的注销用取消刀补指令G49或H00 G43 G44 G49均为模态指令 刀具长度补偿 51 4 举例 如果刀具长度偏置寄存器H01中存放的刀具长度值为10 则 数控铣床执行程序段 G90G0G43Z 15H01后 刀具实际运动到Z 15 10 Z 5 的位置 如下图 a 所示 数控铣床执行程序段 G90G0G44Z 15H01后 刀具实际运动到Z 15 10 Z 25 的位置 如下图 b 所示 刀具长度补偿 52 8 工件坐标系建立指令 G92和G54 G59 1 G92设定工件坐标系格式 G92X Y Z 说明 X Y Z 为刀位点在工件坐标系中的初始位置 为绝对坐标尺寸 即为整个程序的起刀点 该指令必须作为单独的一个程序段来使用 执行时机床上的移动部件不做任何移动 执行该指令之前 必须使机床刀具刀位点处于程序加工起始点位置 机床重新开机时G92建立的工件坐标系将消失 53 2 G54 G59设定工件坐标系格式 G54 G55 G56 G57 G58 G59说明 使用G54 G59设定工件坐标系时 其后没有任何尺寸字 使用时 必须测量出工件零点相对于机床坐标系原点的位置偏移量 并将各个轴方向上的偏移量通过MDI方式输入到数控系统的零点偏置寄存器中 在使用了G54 G59指令之后 控制刀具的第一个坐标点应采用绝对值的方式指定数据 不能采用增量值的方式指定数据 54 3 使用G92与G54 G59设定工件坐标系的异同点 编程格式不同 G92指令需后续坐标值指定当前工件坐标值 必须单独一个程序段指定 而G54 G59指令可单独使用 对刀过程不同 使用G92指令之前 必须保证机床处于加工起点该点称为对刀点 而G54 G59必须先用MDI方式输入该坐标系的坐标原点 执行结果不同 执行G92指令时机床移动部件不产生运动 而执行G54 G59指令时会产生运动 注意 要掌握在实际操作中如何建立工件坐标系的步骤 55 例1 加工下图所示的零件 毛坯上下表面已经过精加工 其直径为 80mm 长为100mm的棒料 试编写加工凸台的加工程序 设刀具直径为 12立铣刀 56 参考程序如下 O4001G54 T01 S1200M03 G90G00X60 Y30 Z100 G00Z3 G43G01Z 5 F50H01 G42G01X15 D01 X 15 G03X 30 Y15 R15 G01Y 15 G03X 15 Y 30 R15 G01X15 G03X30 Y 15 R15 G01Y15 G03X15 Y30 R15 G01X 15 G40G00X 60 G49Z100 X0 Y0 M05 M30 方法一 使用G54 G59建立工件坐标系 57 对刀的原因 1 确定工件坐标系 刀具刀心位置与机床坐标系之间的位置关系 2 确定几把刀具的刀位点 在同一个零件上对刀点的位置 对刀步骤 1 机床返回参考点 2 X Y轴工件原点的对刀 其原理见右图所示 对X 分别记录两个位置X1和X2的机床坐标值 再计算两者的中点坐标X0 X1 X2 2 即为X轴原点的位置 类似方法 计算Y轴原点所在的坐标值Y0 注意 仿真系统上必须使用基准工具中的对刀棒或寻边器 3 Z轴工件原点的对刀 得到Z轴原点的位置Z0 Z0 Z1 Z0注意 仿真系统上必须使用所使用的刀具进行对刀 即工件原点在机床坐标系中的位置为 X0 Y0 Z0 4 寻找程序加工的起刀点 注意事项 1 机床使用前必须回参考点一次 2 简单的计算必须准确 3 手轮的使用 58 参考程序如下 O4001G92X0 Y0 Z100 T01 S1200M03 G90G00X60 Y30 G00Z3 G43G01Z 5 F50H01 G42G01X15 D01 X 15 G03X 30 Y15 R15 G01Y 15 G03X 15 Y 30 R15 G01X15 G03X30 Y 15 R15 G01Y15 G03X15 Y30 R15 G01X 15 G40G00X 60 G49Z100 X0 Y0 M05 M30 方法二 使用G92建立工件坐标系 59 九 固定循环功能 1 固定循环指令简介 1 孔加工循环的组成动作如图所示 孔加工循环一般由以下六个动作组成 A B刀具快进至孔位坐标 x y 即循环初始点B B R刀具Z向快进至加工表面附近的及点平面 R E加工动作 如 钻 攻螺纹 镗等 E点孔底动作 如 进给暂停 刀具偏移 主轴准停 主轴反转等 E R返回到R点平面 R B返回到初始点B 孔加工循环的组成动作 2 与孔循环相关的平面 初始平面 是指初始点所在的与Z轴垂直的平面 是为安全下刀而规定的一个平面 R点平面 又称R参考平面 是指刀具下刀时自快进转为工进的高度平面 距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化 一般取为2 5mm 孔底平面 加工盲孔时孔底平面是指孔底的Z轴高度 加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离 以保证全部孔深度加工到尺寸 注意 孔加工循环与平面选择指令 G17 G18或G19 无关 即孔加工都是在XY平面上定位并在Z轴方向上钻孔 60 P用来指定刀具在孔底的暂停时间 以秒为单位 不使用小数点 F指定孔加工切削进给时的进给速度 单位为mm min 这个指令是模态的 即使取消了固定循环在其后的加工中仍然有效 K是孔加工重复的次数 K指定的参数仅在被指令的程序段中才有效 忽略这个参数时就认为是K1 3 孔加工循环指令格式 不同的孔加工指令其编程格式不同 要依照说明书规定 孔加工循环指令的一般格式如下 G90或G91 G98或G99 G X Y Z R Q P F K 说明 G98指令使刀具返回初始点B点 G99指令使刀具返回R点平面 如图所示 G 为各种孔加工循环方式指令 见表3 3 X Y为孔位坐标 可为绝对 增量坐标方式 Z为孔底坐标 增量坐标方式时为孔底相对R点平面的增量值 R为安全平面的Z坐标 增量坐标方式时为R点平面相对B点的增量值 Q在G73或G83方式中 用来指定每次的加工深度 在G76或G87方式中规定孔底刀具偏移量 增量值 G98和G99功能指令 61 表3 3固定循环功能 62 2 几种加工方式的图示说明 1 G81 钻削固定循环 如图所示格式 说明 主轴正转 刀具以进给速度向下运动钻孔 到达空底位置后 快速退回 无孔底动作 注意 如果Z的移动位置为零 该指令不执行 G81X Y Z R F G81指令循环动作 63 例3 加工如图所示零件 要求用G81加工所有的孔 其数控加工程序如下 O0003G92X0Y0Z30 建立工件坐标系T01M06 选用T01号刀具 10钻头 G90G00Z30M08 刀具到达安全高度 冷却液开G00X10Y10 刀具快速定位到 1孔S1000M03 设定主轴转速G99G81Z 15R5F70 钻 1孔X50 钻 2孔Y30 钻 3孔X10 钻 4孔G80 取消钻孔循环G00Z30 刀具到达安全高度G00X0Y0 刀具回原点M05 主轴停M30 程序结束 G81指令加工举例 64 2 G82 钻削固定循环指令 如图所示 格式 说明 与G81的主要区别是 在孔底增加了进给暂停动作 G82X Y Z R P F G82钻削固定循环 65 3 G73 钻深孔步进循环 如图所示为深孔钻削 格式 说明 采用间断进给 有利于排屑 每次切深为Q 退刀量为d 系统内部设定 末次进刀量 Q 为剩余量 G73X Y Z R Q F G73高速深孔钻削固定循环 66 4 G83 深孔钻削固定循环 如图所示 格式 说明 与G73的主要区别是 该指令在每次进刀Q距离后返回R点平面 有利于排屑 每次进给时 应在距已加工面d mm 处将快速进给转换为切削进给 由系统内部设定 G83X Y Z R Q F G82深孔钻削固定循环 67 5 G74 左旋攻螺纹循环 如图所示 格式 说明 G74攻反螺纹 左旋 时主轴反转 到孔底时主轴正转 然后退回 注意 攻螺纹时速度倍率 进给保持均不起作用 R应选在距工件表面7mm以上的地方 如果Z的位移量为零 该指令不执行 G74X Y Z R P F K G74左旋攻螺纹循环 68 注意 螺纹的旋向分为 左旋 沿轴线方向看逆时针旋转时旋入的螺纹 右旋 沿轴线方向看顺时针旋转时旋入的螺纹 螺纹旋向的判别 如图所示 将外螺纹轴线铅垂放置 螺纹可见部分自左向右升起为右旋螺纹 自右向左升起为左旋螺纹 螺纹旋向判别 69 6 G84 攻螺纹 右旋 循环 如图所示 格式 说明 G84攻螺纹时从R点到Z点主轴正转 在孔底暂停后 主轴反转 然后退回 注意 攻丝时速度倍率 进给保持均不起作用 R应选在距工件表面7mm以上的地方 如果Z的移动量为零 该指令不执行 G84X Y Z R P F G84攻螺纹循环 70 7 G76 精镗循环 如图所示 格式 说明 精镗至孔底后 有三个孔底动作 进给暂停 P 主轴定位停止 刀具偏移Q距离 然后退刀 这样可使刀头不划伤精镗表面 注意 如果Z的移动量为零 该指令不执行 G76X Y Z R P Q F K G76精镗循环 举例 使用G76指令编制如图3 65所示精镗加工程序 设刀具起点距工件上表面42mm 距孔底50mm 在距工件上表面2mm处 R点 由快进转换为工进 程序 O0076G92X0Y0Z50G91G00Z 2G99M03S600 G76X100R 40P2Q 6Z 10F200G00X0Y0Z50M05M30 71 8 G85 镗削固定循环 如图所示 为一般孔镗削加工循环指令 格式 说明 主轴正转 刀具以进给速度向下运动镗孔 到达空底位置后 立即以进给速度退出 没有孔底动作 G85X Y Z R F G85镗削固定循环 9 G86 退刀型镗削固定循环 为一般孔镗削加工循环指令 格式 说明 与G85的区别是 G86在到达孔底位置后 主轴停止转动 暂停一段时间后退出 G86X Y Z R P F 72 10 G87 背镗孔固定循环 如图所示 格式 说明 如图所示 刀具运动到起始点B X Y 后 主轴准停 刀具沿刀尖的反方向偏移Q值 然后快速运动到孔底位置 接着沿刀尖正方向偏移回E点 主轴正转 刀具向上进给运动 到R点 再主轴准停 刀具沿刀尖的反方向偏移Q值 快退 接着沿刀尖正方向偏移到B点 主轴正转 本加工循环结束 继续执行下一段程序 G87X Y Z R Q F G87背镗孔固定循环 11 G80 取消固定循环 该指令能取消固定循环 同时R点和Z点也被取消 73 3 使用固定循环时应注意以下几点 在固定循环指令前 应使用M03或M04指令使主轴回转 在固定循环程序段中 X Y Z R数据应至少指令一个才能进行孔加工 在使用控制主轴回转的固定循环 G74 G84 G76 中 如果连续加工一些孔间距比较小 或者初始平面到R点平面的距离比较短的孔时 会出现在进入孔的切削动作前时 主轴还没有达到正常转速的情况 遇到这种情况时 应在各孔的加工动作之间插入G04指令 以获得时间 使用G80 G00 G01 G02 G03可以取消固定循环 当用G00 G03指令注销固定循环时 若G00 G03指令和固定循环出现在同一程序段 按后出现的指令运行 在固定循环程序段中 如果指定了M 则在最初定位时送出M信号 等待M信号完成才能进行孔加工循环 孔加工固定循环中 刀具长度补偿指令在刀具至R点时生效 74 例2 使采用重复固定循环方式加工如图所示各孔 重复固定循环加工 参考程序 O0425 G80G54 T01 M03S100 G90G00X0 Y0 Z100 Z20 M08 G99G81Z 13 R3 F50 X40 Y40 X 40 G80G00X 80 Y 40 G91G81X20 Z 16 R0 F50K7 G90G80G00Z100 M09 X0 Y0 M05 M30 75 例3 加工如图所示的内外轮廓 用刀具程序 半径补偿指令编程 刀具直径 10 1 说明 外轮廓用左刀补 沿圆弧切线方向切入1 2 切出时也沿切线方向2 3 内轮廓采用右刀补 4 5为切入段 6 4为切出段 外轮廓加工完毕取消左刀补 待刀具至4点 再建立右刀补 2 参考程序如下 内外轮廓加工实例 O4004 G54 T01 S1500M03 G90G00X 50 Y 50 Z140 X20 Y 44 Z2 G01Z 4 F100 G41G01X0Y 40 D01 G02I0J40 G40G01X 20 Y 44 G00Z2 X0Y15 G01Z 4 G42X0Y0D01 G02X 30 Y0I 15 J0 G02X30 Y0I30 J0 G02X0Y0I 15 J0 G40G01X0Y15 G00Z100 M05 M30 76 十 特殊功能指令1 可编程镜像 G51 1 G50 1用编程的镜像指令可实现坐标轴的对称加工指令格式 G51 1X Y 镜像G50 1X Y 取消镜像 77 举例 使用镜像指令G51 1 G50 1编制下图所示零件的加工程序 78 参考程序主程序 O0030G54G90G80G49G40M03S600T01M08M98P0031G51 1X0M98P0031G50 1X0G51 1Y0M98P0031G50 1Y0G51 1X0Y0M98P0031G50 1X0Y0G00Z50 X0Y0M09M30 子程序 O0031G90G00X0Y0Z50 X18 Y18 Z2 G01Z 8 F10G90G41G1X18 Y10 F30D03X27 6586G03X31 2275Y15 8065R4 X15 8065Y31 2275R35 X10 Y27 6586R4 G01Y14 G03X14 Y10 R4 G01X20 G40X18 Y18 Z2 M99 79 2 旋转指令 G68 G69 注意 当 不编程时则G68程序段的刀具位置认为是旋转中心 80 举例 使用旋转指令G68 G69编制下图所示零件的加工程序 81 参考程序主程序 O0030G54G90G80G49G40M03S600T01M08M98P0031G68X0Y0R90 M98P0031G69G68X0Y0R180 M98P0031G69G68X0Y0R270 M98P0031G69G00Z50 X0Y0M09M30 子程序 O0031G90G00X0Y0Z50 X18 Y18 Z2 G01Z 8 F10G90G41G1X18 Y10 F30D03X27 6586G03X31 2275Y15 8065R4 X15 8065Y31 2275R35 X10 Y27 6586R4 G01Y14 G03X14 Y10 R4 G01X20 G40X18 Y18 Z2 M99 82 二 加工中心程序的编制 一 加工中心的编程特点 1 合理安排各工步加工顺序 有利于提高加工精度和生产率 2 根据加工批量决定采用换刀方法 如10件以上且刀具种类较多时 可用自动换刀 反之可用手工换刀 3 自动换刀要留出足够的空间 4 把不同工序内容的程序 分别安排到不同的子程序中 5 本次加工不用的刀具尽量不要挂在刀库上 6 尽量使用自动编程 以降低出错率 7 尽量使用一把刀具加工所有能加工的工位 83 二 编程指令概述加工中心都具有自动换刀装置 其编程方法与数控铣床基本相同 不同之处主要体现在刀具的交换上 1 刀具的选择刀具的选择是把刀库上的指定了刀号的刀具转到换刀位置 为下次换刀做好准备 这一动作的实现是通过选刀指令 T功能指令 实现的 在刀库刀具排满以后 主轴上无刀 此时主轴上刀号是T00 换刀后 刀库内无刀的刀套上刀号为T00 例如 T02号刀换到主轴上 此时 刀库上T02号的刀变成了T00 且该刀套上为空刀 若主轴上也装了一把刀 也可以把T00作为主轴上这把刀的刀号 换刀后 刀库内将无空刀套 2 刀具的交换刀具的交换是指刀库上正位于换刀位置的刀具与主轴上的刀具进行自动换刀 这一动作的实现是通过换刀指令M06实现的 84 3 自动换刀程序的编制编程时可以使用两种换刀方法 1 N G28Z M06T 执行本程序段时 首先执行G28指令 刀具沿Z轴自动返回参考点 然后执行主轴准停及换刀的动作 为避免执行T功能指令时占用加工时间 与M06写在一个程序段中的T指令是在换刀完成后再执行 在执行T功能指令的同时机床继续执行后面的程序 即执行T功能的辅助时间与机加工时间重合 该程序段执行后 所交换的刀具为前一次换刀指令执行后转至换刀位置的刀具 而本段指定的T 号刀在下一次刀具交换时使用 例如 在以下的程序中 N100G01X Y Z M06T01 N140G28Z M06T02 N170G28Z M06 N140段换的是在N100段选出的T01号刀 即在N140段和N170段之间加工所用的是T01号刀 N170段换的是在N140段选出的T02号刀 即在N170段之后开始用T02号刀加工 当执行N100段与N140段的T功能时 不占用加工时间 85 2 N G28Z T M06采用这种编程方式时 在Z轴返回参考点的同时 刀库也开始转位 然后进行刀具交换 换到主轴上的刀具为T 若刀具返回Z轴参考点的时间小于T功能的执行时间 则要等刀库中相应的刀具转到换刀刀位以后才能执行M06 因此 这种方法占用机动时间较长 例如以下的程序 N100G01X Y Z M03S N140G28Z T02M06 在执行N140时 在主轴Z返回参考点的同时 刀库转动 若主轴以回到Z向参考点而刀库还没有转出T02号刀 此时不执行M06 直到刀库转出T02号刀后 才执行M06 将T02号刀换到主轴上 86 三 加工中心编程实例例1 在加工中心上加工图所示的零件 请编写其加工程序 例1零件图 87 O1103 G40G49G80G90 G91G28Z0 M05M09 T1M06 S1200M03M08 G90G54G00Z100 X0 Y0 G43Z10 H01 G99G81Z 5 R2 F160 G80 G49G00Z100 G91G28Z0 M05M09 M01 T2M06 S600M03M08 G90G00Z100 X0 Y0 G43Z10 H02 G99G83Z 25 R2 Q3 F80 G80 G49G00Z100 G91G28Z0 M05M09 M01 T3M06 S600M03M08 G90G00Z100 X26 Y0 G43Z10 H3 G01Z 5 F80 G01G41X16 D03F200 G02I 16 G01G40X26 G01Z 10 F80 G01G41X16 D03F200 G02I 16 G01G40X26 G00Z100 X 40 Y 40 Z10 G01Z 5 F80 G01G41X 22 Y 16 D04F200 Y16 G02X 16 Y22 R6 G01X16 G02X22 Y16 R6 88 G01Y 16 G02X16 Y 22 R6 G01X 16 G02X 22 Y 16 R6 G01G40X 40 Y 40 G01Z 10 F80 G01G41X 22 Y 16 D04F200 Y16 G02X 16 Y22 R6 G01X16 G02X22 Y16 R6 G01Y 16 G02X16 Y 22 R6 G01X 16 G02X 22 Y 16 R6 G01G40X 40 Y 40 G01Z 15 F80 G01G41X 22 Y 16 D03F200 Y16 G02X 16 Y22 R6 G01X16 G02X22 Y16 R6 G01Y 16 G02X16 Y 22 R6 G01X 16 G02X 22 Y 16 R6 G01G40X 40 Y 40 G01Z 20 F80 G01G41X 22 Y 16 D03F200 Y16 G02X 16 Y22 R6 G01X16 G02X22 Y16 R6 G01Y 16 G02X16 Y 22 R6 G01X 16 G02X 22 Y 16 R6 G01G40X 40 Y 40 G49G00Z100 M05 M09 M30 89 例2 加工中心 毛坯为100mm 80mm 27mm的方形坯料 材料45钢 且底面和四个轮廓面均已加工好 要求在立式加工中心上加工顶面 孔及沟槽 90 1 加工部位分析分析 加工顶面 加工 32孔 加工 60沉孔及沟槽 加工4 M8 7H螺孔 加工2 12孔 加工3 6孔 91 2 工步设计 1 粗铣顶面 T1端面铣刀 1252 钻 32 12孔中心孔 T2中心钻 23 钻 32 12孔至 11 5 T3麻花钻 11 54 扩 32孔至 30 T4麻花钻 305 钻3 6孔至尺寸 T5麻花钻 66 粗铣 60沉孔及沟槽 T6立铣刀 18 2刃7 钻4 M8底孔至 6 8 T7麻花钻 6 88 镗 32孔至 31 7 T8镗刀 31 79 精铣顶面 T1端面铣刀 12510 铰 12孔至尺寸 T9铰刀 1211 精镗 32孔至尺寸 T10微调精镗刀 3212 精铣 60沉孔及沟槽至尺寸 T11立铣刀 18 4刃13 12孔口倒角 倒角刀 2014 3 6 M8孔口倒角 麻花钻 11 515 攻4 M8螺纹 T12丝锥M8 92 3 装夹 93 4 走刀路线与编程 工步1 粗铣顶面 O1011 N3G17G90G40G80G49G21 G91G28Z0 N5M06T01 N8G90G54G00X120 Y0 N9M03S240 N10G43Z100 H01 N11Z0 5 N12G01X 120 F300 N13G00Z100 M05 N14G91G28Z0 M05 M00 94 工步2 钻 32 12孔中心孔 N16M06T02 N19G90G54G00X0 Y0 N20M03S1000 N21G43Z100 H02 N22G99G81Z 5 R5 F100 N23X 36 Y26 N24G98X36 Y 26 N25G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 95 工步3 钻 32 12孔至 11 5 N27M06T03 N30G90G54G00X0 Y0 N31M03S550 N32G43Z100 H03 N33G99G81Z 30 R5 F110 N34X 36 Y26 N35G98X36 Y 26 N36G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 96 工步4 扩 32孔至 30 N38M06T04 N41G90G54G00X0 Y0 N42M03S280 N43G43Z100 H04 N44G98G81Z 35 R5 0F85 N45G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 97 工步5 钻3 6孔至尺寸 N47M06T05 N50G90G54G00X40 Y0 N51M03S1000 N52G43Z100 H05 N53G99G81Z 15 R5 F220 N54Y15 N55G98Y30 N56G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 98 工步6 粗铣 60沉孔及沟槽 4 走刀路线与编程 99 工步6 粗铣 60沉孔及沟槽 N73G01X 16 Y0 N74Z 4 7F1000 N75X 61 F110 N76X 56 5Y 41 586 N77X 12 213Y 16 017 N78X15 Y 15 F1000 N79G03X30 Y0 R15 F110 N80G01Y51 N81X0 N82Y16 N83G40Y0 F1000 N84G00Z100 M05 N85G91G28Z0 M00 N58M06T06 N61G90G54G00X0 Y0 N62M03S370 N63G43Z5 H06 N64G01Z 10 F1000 N65G41X8 Y 15 D06F110 N66G03X23 Y0 R15 N67I 23 N68X8 Y15 R15 G00G40X0Y0 N69G01G41X15 Y 15 D06 N70G03X30 Y0 R15 N71I 30 N72X15 Y15 R15 4 走刀路线与编程 100 工步7 钻4 M8底孔至 6 8 N87M06T07 N88G90G54G00X23 Y0 N91M03S950 N92G43Z100 H07 N93G98G81Z 30 R5 F140 N94X0 Y23 N95X 23 Y0 N96G98X0 Y 23 N97G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 101 工步8 镗 32孔至 31 7 N9M06T08 N102G90G54G00X0 Y0 N103M03S830 N100G43Z100 H08 N101G98G76Z 27 R5 Q0 1F120 N102G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 102 工步9 精铣顶面 N106M06T01 N107G90G54G00X120 Y0 N108M03S320 N109G43Z100 H01 N110Z0 N111G01X 120 F280 N112G00Z100 M05 N113G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 103 工步10 铰 12孔至尺寸 N115M06T09 N118G90G54G00X 36 Y26 N119M03S170 N120G43Z100 H09 N121G99G82Z 30 R5 P1000F42 N122G98X36 Y 26 N123G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 104 工步11 精镗 32孔至尺寸 N9M06T10 N102G90G54G00X0 Y0 N103M03S940 N100G43Z100 H10 N101G98G76Z 27 R5 Q0 1F75 N102G80G91G28Z0 M05 M00 4 走刀路线与编程 105 工步12 精铣 60沉孔及沟槽 4 走刀路线与编程 106 工步12 精铣 60沉孔及沟槽 N134M06T11 N137G90G54G00X0 Y0 N138M03S460 N139G43Z5 H11 N140G01Z 10 F1000 N141G41X8 Y 15 D11F80 N142X15 N143G03X30 Y0R15 N144I 30 N145X15 Y 15 R15 N146G01X 16 Y0 N147Z 5 F1000 N148X 61 F110 N149X 56 5Y 41 586 N150X 12 213Y 16 017 N151X15 Y 15 F1000 N152G03X30 Y0R15 F150 N153G01Y51 N154X0 N155Y16 N156G40Y0 F1000 N157G00Z100 M05 N158G91G28Z0 M00 4 走刀路线与编程 107 工步13 攻4 M8螺纹 N185M06T12 N187G90G54G00X23 Y0 N188M03S320 N190G43Z100 H12 N192G98G84Z 27 R10 F400 N193X0 Y23 N194X 23 Y0 N195X0 Y 23 N196G80G91G28Z0 N198G28X0 Y0 M30 4 走刀路线与编程 108 第五次作业 P287 7 47 6要求 采用Fanuc0i数控铣床 编制零件外轮廓的精加工程序 109