第6章 数控铣床的编程与加工

第6章数控铣床的编程与加工6.1数控铣床坐标系统以及对刀方法讲述:机床坐标系(编程坐标系)加工坐标系（工件坐标系）6.1.1数控铣床的原点与参考点1）数控机床的原点机床原点是指在机床上由制造者设置的一个固定点，一般取在X,Y,Z坐标的正向极限位置。2）数控铣床的原点（参考点）：与一般机床一致1工作台移动的“+”向6.1.2编程坐标系编程原点是根据零件图样与加工工艺选定的用于编程的原点36.1.3工件坐标系1）工件坐标系的确定（即工件坐标系的原点确定）一般的工件坐标系的原点应与编程坐标系的原点保持一致，但有时为了方便记录更多的工件（一次装夹多个工件），工件坐标系有多个（G54~G59）,此时每个工件坐标系的原点均与其对应的编程坐标系的原点对应。2）工件坐标系的设定方法（设定与确定（激活））以上图为例，设工件坐标系原点在机床坐标系数据是：X=-345.700mmY=-196.220mmZ=-53.165mm（1）用G54（～G59）设定工件坐标系将坐标值X=-345.700mmY=-196.220mmZ=-53.165mm输入到MDI操作屏中的G54栏中（按OFFSET），然后在程序中指定G54__激活该坐标系即可！45(2)确定工件坐标系（用G92可以临时指定）上图中设刀具的刀位点此时的位置与工件坐标系的原点相差值是：X=25.000mmY=15.000mmZ=10.000mm使用G92X25.000Y15.000Z10.000命令就可临时指定工件编程坐标系的原点为工件坐标系的原点。6.1.4数控加工中的对刀确定刀具与工件的相对位置是非常重要的一项工作，例如对于设定工件坐标系均至关重要。这项工作的完成过程就是对刀过程。对刀点一般应选择在工件坐标系的原点或与原点有确定尺寸联系的某一位置。（用计算达到目的）例：铣床X轴与Y轴的对刀值通过“寻边器”加上数控机床操作屏上POSITION命令显示的数据求得：（最后数据＝显示数据+寻边器固定半径）Z轴的数据通过“Z轴设定器”加上显示的数据求得（同上例）。利用“寻边器”对刀：见下图6用于Z轴用于X、Y轴机床夹持位置6.1.5数控铣床的加工范围1）平面类零件2）变斜角类零件加工面与水平面有一定角度称为“变斜角”3）曲面类零件6.1.6数控铣床的工艺装备1）夹具通用夹具组合夹具6.1.6数控铣削加工路线的确定1）在XY平面进刀避免引入反向间隙误差多走一点以避免反向误差一般的走法不能避免反向间隙2）在Z轴方向进刀注意提刀距离3）铣削内外轮廓刀具切入切出路线4）铣削内槽的进刀路线5）曲面轮廓进刀路线行切法环切法综合法手工编程较好的方法关键点后刀一定要压前刀6.2数控铣床系统指令介绍6.2.1加工程序的结构13％O0123程序的一般结构146.2.2辅助功能（M功能）1.程序暂停M00为方便进行刀具或工件尺寸的测量以及工件调头用此命令。重按面板上的“循环启动”按钮可取消暂停命令。2.程序结束M02此命令代表加工结束（下一个程序加工另一个不一样的零件）3.程序结束并且程序指针返回开始位置M30此命令对于加工同样的零件很方便4.主轴控制指令M03;M04;M05M03——主轴顺时针旋转M04——主轴逆时针旋转M05——主轴停止旋转155.换刀指令M06此命令用于换刀（安装多把刀具的加工中心）6.冷却控制指令M07;M08;M09M07——打开二号冷却系统M08——打开一号冷却系统M07——停止冷却系统7.子程序调用及返回指令M98/M99M98——与Pxx连用去调用xx为首的子程序M99——子程序的专用结尾指令字此命令可以简化程序的编制（后面再谈）166.2.3主轴速度控制S/进给速度F1.主轴速度控制S450此命令要求主轴的转速为450r/min。主轴速度的调整范围一般是120～8000r/min2.进给速度控制F40此命令要求刀具的进给速度为40mm/min（G94被激活）G94为默认值，或40mm/r（G95被激活）此命令在G01;G02;G03模式下有效3.刀具功能TXX此命令用于选刀，与M06配合还能换刀。选刀后刀具的一些参数被带入系统中（例如刀具长度和半径等）176.2.4准备功能（G代码）G代码组别功能说明附注1.G0001快速定位模态2.G0101直线插补模态3.G0201顺时针圆弧插补模态4.G0301逆时针圆弧插补模态5.G17～G1916插补平面选择XY/ZX/YZ模态6.G20/G2106英制单位（in）/公制单位（mm）模态7.G4007取消刀具半径补偿模态8.G4107激活刀具半径左补偿模态9.G4207激活刀具半径右补偿模态10.G4300刀具长度正补偿模态11.G4400刀具长度负补偿模态12.G4900取消刀具长度补偿模态13.G54～G5914选定第1～第6工件坐标系为当前坐标系模态18可以移刀G功能中具有模态属性的指令一但被激活就一直有效，直至被同组模态指令所取代或取消才失去效力（新的指令又开始生效），非模态指令仅在一句程序段中有效。几个特别重要的G代码（G功能）详解1.进给速度单位设定G94G95G94激活后表示Fxx的单位是mm/min；而G95则为mm/r2.绝对值编程模式G90相对值编程模式G91G90说明下面程序段中的坐标值以工件坐标系原点为参考点G91说明下面程序段中的坐标值以前一个轮廓端点为参考点3.即时（临时）确定工件坐标系的原点G92X__Y___Z__以当前刀位点为参考点来确定工件坐标系的原点（车床G50）例如G92X100.Y120.Z50.表示工件坐标系原点在当前刀位点的右向100mm后向120mm下方50mm的地方4.激活已经设定好的工件坐标系作为当前有效的工件坐标系G54G55G56G57G58G59194.快速定位指令G00X__Y__Z___此命令要刀具从当前点快速运动到指定点。运动轨迹如下：此命令容易“打刀”5.直线插补指令G01X__Y__Z___F___（形成直线轮廓）以F规定的速度从当前点运动到指定点，轨迹如下：6.顺时针/逆时针圆弧插补指令G02/G03(形成圆弧轮廓)G02X__Y__I__J__(R__)F__20G02顺园切削X()Y()I()J()『R()』终点坐标圆心相对于圆弧起点的偏移量R=(1)圆弧=1800R0(2)圆弧1800R0整园可不写终点坐标，但必须写I()J()G03逆园切削X()Y()I()J()R()例如：G03X10.Y40.I-30.J0.或：G03X10.Y40.R30.又如：G03X10.Y40.R-30.2140401010I=-30J=0R7、刀具半径补偿G41G42G40刀具半径补偿：刀具中心轨迹应偏离理论轨迹一个刀具半径.(由计算机自动完成)外包络线形成工件轮廓22(a)左刀补G41(b)右刀补G42面对刀具移动方向分“左右”23刀具半径补偿指令：G41---左刀补（左偏）G42---右刀补（右偏）G40---取消刀补（炒菜要先洗锅）G17---XY平面（刀补平面）G18---ZX平面G19---YZ平面T00,T01,…,T32---刀具“偏置”号（T代码）刀具的偏置半径在这里面24刀具半径补偿举例25要求切深10mm刀具直径：20，配置号：01(配置量：+10mm)%O0135N01G91G54G00X75.Y75.Z2T01;N02G41G01Z-10F12;N03X100.0Y170.0F10;N04X200.0;N05X60.0Y-70.0;N06Y-40.0;N07G02X-60.0Y-60.0I-60.0;(R60)N08G01X-300.0;N09Z10.问：切深？刀具离工件表面多少？N010G40G00X-75.0Y-75.0M02;26子程序的调用M98;M99M98PXXXX调用子程序的命令M99子程序的结尾并返回主程序=RETUAN%XXXX子程序N10XXXX％XXX………….…….M98PXXXM99Xxxxx……..27％O100G00X10Y10G01G42X10F1.5……M99%O001G91G00M03M98P100G51X0Y0M98P100G51X0Y0I-1000J-1000M98P100……288.镜像命令G51;取消镜像G50镜像的参考点9.旋转命令G68;取消旋转G69G90M03M98P100G68X0YOR45M98P100G69……%O100G00X50.Y0.Z5.G41G01Z-10F5G02I25G00Z5.M99X029a补上讲究衔接此句何意？3010.固定循环功能与子程序固定循环功能:用数控铣床加工如钻孔、锪孔、镗孔、铰孔、攻丝需要一套固定动作（编多句程序太麻烦）固定循环的动作：（1）X轴及Y轴定位（2）快进到参考平面（R平面）（3）以切削进给方式执行孔加工（4）在孔底刀具作动作（5）返回参考平面（6）快速返回初始点二选一G98/G99指令的用法31用一个G代码程序完成多个工步才能完成的动作32孔加工固定循环指令的形式及动作（1）G98(G99)G81G82G85：孔加工33G81X－Y－Z－R－F－普通孔G82X－Y－Z－R－P－F－沉孔加工特点：孔底有停留2G85X-Y-Z-R-F铰孔或精镗孔特点：以切削状态退刀，保持孔壁的清洁双刃镗刀G76X-Y-Z-R-Q-特点：精镗孔有退刀的动作退刀距离由Q值决定（自动找退刀方向高级机床）35单刃镗刀G88X-Y-Z-R-P-F-手工退刀的镗孔指令G89X-Y-Z-R-P-F切削退刀的精镗孔指令36G88G89G87：反镗孔（阶梯孔）特点：Z点在R点之上。37固定循环编程举例％O003G90G92X0Y0Z15M06T02G00Z20M03S500G98G85X0Y0R3Z-45F30镗φ40孔G80M06T03G00X-60Y0G43H03Z10M03S600G98G73X-60Y0R-15Z-48Q4F40G00X60Y0G98G73X60Y0R-15Z-48Q4F40G80M06T04G00X-60Y0钻φ13孔（先左后右）G43H03M03S350G98G82X-60Y0R-15Z-32P100F25X60唿钻φ13孔（先左后右）问：钻了多深？（10ｍｍ）G80G28G49Z0M05M3038例1：下图所示的是一盖板零件。该零件的毛坯是一块180mm×90mm×12mm板料，要求铣削成图中粗实线所示的外形。由图可知，各孔己加工完，各边都留有5mm的铣削余量。铣削时以其底面和2—Φ10H8的孔定位，从Φ60mm孔对工件进行压紧。在编程时，工件坐标系原点定在工件左下角A点，现以Φ10mm立铣刀进行轮廓加工，对刀点在工件坐标系中的位置为(一25，10，40)，刀具的切入点为B点，刀具中心的走刀路线为：对刀点1一下刀点顺时针方向切削。39值得商榷（A）先找这一点40％O0020这里有机关