第3章数控铣床编程与加工实例

第三章数控铣床与操作第3节数控铣床编程与加工实例教师：李爽2014/10/18一、数控铣床的编程基础二、数控铣床的编程指令三、数控铣床的编程实例目录一、数控铣床的编程基础解决的问题：1、在什么机床上加工？2、使用什么刀具？3、工艺流程如何排列？4、如何编程？数控铣床：多坐标控制（3-5个），通常为3轴工艺范围最宽在模具行业应用广泛是其他高性能数控镗铣类机床的基础一、数控铣床的编程基础一、数控铣床的编程基础1.1数控铣床的坐标系机床零点和机床坐标系机床零点参考点机床坐标系工件坐标系：编程人员在编程时建立的坐标系；加工坐标系：工件安装完毕由操作人员在工件上找出的坐标系（与工件坐标系重合）；工件坐标系设定：G54－G59；一、数控铣床的编程基础1.1数控铣床的坐标系1.2、数控铣床的主要功能及工艺范围（1）功能1）点位控制加工；2）轮廓控制加工；3）刀具半径自动补偿加工；4）镜像功能加工；5）固定循环：钻孔、镗孔……；6）模具高精度加工功能；7）大型零件加工；8）自适应控制加工；……一、数控铣床的编程基础（2）工艺范围1）平面类零件：2．5轴联动可以实现；2）倾斜面类零件：多轴联动；3）曲面类零件：三轴联动或2．5轴联动；一、数控铣床的编程基础1.2、数控铣床的主要功能及工艺范围1.3、数控机床的工艺装备（1）夹具：专用和通用；（2）刀具：由专门的制造商供应；分通用和成形等；OOORR2R1R2R1d1:6～1:20(a)(b)(c)(d)一、数控铣床的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析对刀：使用寻边器或其它工具确定工件在机床坐标系中的位置。一、数控铣床的编程基础换刀点：换刀时，将刀具移动至远离工件的合适点。切入切出路径：对外轮廓加工时，为避免在表面留下切削痕迹，应设置合适的切入切出路径。一、数控铣床的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析刀具半径补偿点的设置：距实际加工区有足够的距离有足够的距离可能会过切一、数控铣床的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析逆铣：刀具铣削点的旋转方向和工件的进给方向相反，切屑的厚度由小变大，切削力由小变大，振动比较大。加工表面硬度较高的工件时，可保护刀具切削刃顺铣：多采用的一种方式。(a)(b)VfVfVV逆铣顺铣一、数控铣床的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析刀具轨迹一、数控铣床的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析二、数控机床的编程指令2.1、华中数控系统基于IPC的、多轴、多通道高性能数控系统。具有螺旋线插补功能具有多种自动循环功能具有用户宏程序加工功能具有断点保护功能……2.2、程序段的格式程序段中功能字的排列顺序无严格要求！二、数控机床的编程指令每一个程序段的内容：N…G…F…S…T…M…；X..Y..Z..A..B..C..U..V..W..I..J..K..RH..D..程序段号准备功能尺寸字进给功能主轴转速功能刀具功能刀具补偿号辅助功能段结束符2.2、程序段的格式二、数控机床的编程指令2.3、基本编程指令（1）F、S、T指令F：进给速度指令，mm/minS：主轴速度指令，r/minT：刀具指令，T0101（2）辅助功能指令二、数控机床的编程指令1．暂停指令M00：暂停执行当前程序（停主轴、停进给）模态信息保持。进行刀具更换、工件的尺寸测量、手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止。若欲继续执行后续程序重按操作面板上的“启动键”即可。2．程序结束指令M02：执行到M02指令时停主轴、进给及冷却液。若要重新执行该程序就必须重新调用该程序。3．程序结束指令M30：程序结束并返回到零件程序头4．子程序调用及返回指令M98、M995．主轴控制指令M03、M04和M056．换刀指令M067．冷却液开停指令M08、M09（3）准备功能G指令①单位设定指令G20、G21、G22二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令②绝对值编程G90与相对值编程G91二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令③加工平面设定G17、G18、G19：系统默认G17二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令⑤坐标系设定指令：G54－G59G54－G59指令中的坐标值是坐标原点在机床坐标系中的坐标。在加工前进行设定。ZYXXYZG54原点G59原点G54坐标系G59坐标系工件零点偏置机床原点二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令在机床坐标系下从A－B如何？如何建立工件坐标系？已知：毛坯为80mm见方的材料，坐标系原点在毛坯的中心。1、建立工件坐标系可以使用G54～G59中的任何一个。2、工件坐标系需在数控系统中设置，其数值是该坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏移值。3、坐标系建立后，经过程序中调用才能生效，之后所有绝对和增量坐标均为该坐标系下的坐标值。举例：以G54为例说明：操作时首先起动主轴，并切换至手揺轮或手动状态。工件坐标系建立是在机床工作原点建立情况下进行。需要对X、Y、Z三个坐标分别测量确定。测量工具可以是分中棒、寻边器、加工刀具等。如：进行X方向对刀，先将刀具快速下降至工件一边合适的高度，再缓慢移动至与工件接触，记下此时的机床坐标值（X向）。提刀至安全高度，移动至工件另一边，重复同样操作!将两次记录的X坐标取均值，即为G54坐标系的X向数据。Z方向让旋转的刀具底面与工件上表面接触，此时的Z坐标值为G54的Z向参数。如果是已加工表面：使用标准试棒或塞尺⑥局部坐标系设定指令G52格式为：G52X_Y_Z_⑦G01直线插补指令格式为：G01X_Y_Z_F_模态指令。同一组有：G00、G01、G02、G03、G33注意：G00使用时的刀具轨迹，可能不是一条直线二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令⑧圆弧插补指令G02、G03顺圆、逆圆指的是从第三轴正向朝负方向看。如：X-Y平面内，从Z轴正向向负方向观察，顺时针转为顺圆，反之逆圆。二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令YXXZYIJKKJIRRRG19平面G18平面G17平面顺圆起点Z终点O圆心逆圆顺圆起点终点O圆心逆圆顺圆逆圆起点圆心终点O在不同平面内的表示方法：在不同的加工平面内，逆圆和顺圆方向的不同指令格式：X、Y、Z——圆弧终点的X、Y、Z坐标；I、J、K——圆心点相对于圆弧起点在X、Y、Z轴向的增量值；R——圆弧半径；F——进给速率。注意：在默认的平面内（G17），可以不标平面指令；使用R参数时注意180o的区别；圆弧180°R值为正，圆弧≥180°R值为负。例：对如图的圆弧编程如图所示，加工程序如何：G91、G90编程a圆弧：N100G91G18N110G03X30Z30R30F300b圆弧N100G91G18N110G03X30Z30I0K30F300举例：刀具轨迹A→B→C→DG90F200；G3X15Y0R15；G2X55Y0R20；G3X80Y-25R-25；说明：1、小数点2、段尾“；”例：整圆编程整圆编程时不可以使用R方式，只能用I、J、K方式⑨螺旋线进给指令G02/G03二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令螺旋线编程举例：如果，螺旋线的轴不是X、Y、Z中的一个，应进行坐标及平面变换等手段。⑩刀具半径补偿指令G40、G41、G42二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令注意事项：①如果有平面的切换，必须在刀具半径补偿取消的方式下才可以进行。②刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不得是G02或G03。③G00或G01必须是在所在平面内运动。④如果刀具半径大于轨迹半径会过切。过切示意图例：刀具距离工件上表面50mm，切削深度为2mm①加工前应先用手动方式对刀，将刀具移动到相对于编程原点(-10，-10，50)的对刀点处。②图中带箭头的实线为编程轮廓，不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。11刀具长度补偿指令G43、G44、G49G43：刀具长度正补偿G44：刀具长度负补偿G49：刀具长度补偿取消刀具长度补偿的建立和取消必须在G00或G01的功能下才可以生效。操作时以刀具的实际长度值进行补偿。二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令举例：设长度补偿值：H01(10),H02(10)G90G43G00Z20H01Z=30G90G44G00Z20H02Z=1012回参考点控制指令：G28X__Y__Z__X、Y、Z是中间点G29X__Y__Z__X、Y、Z是目标点二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令13暂停指令G04指令格式为：G04P_钻孔、镗孔时，加工终了时，在刀具继续旋转的同时停止刀具进给一段时间。例：G04P1进给运动暂停1秒。某些数控系统的设定单位为毫秒（mS）二、数控机床的编程指令（3）准备功能G指令用G90编程例：加工如图所示零件三角形各顶点坐标已知三、数控铣床编程与加工实例1．如题图所示，刀心起点为工件零点O，按“O→A→B→C→D→E”顺序运动，写出A、B、C、D、E各点的绝对、增量坐标值（所有的点均在XOY平面内）。2.用φ10mm的刀具铣如图所示的槽，刀心轨迹为虚线，槽深2mm，刀具位置如图，试编程。3.用φ6刀具铣图示三个字母，刀心轨迹为虚线、深2mm4.精铣题图所示的侧面，刀具直径φ10mm，采用刀具半径补偿指令编程。举例：型腔类零件加工材料：铝合金分析：槽宽14mm刀具直径8mm精度：粗、精加工一次加工：精加工使用刀补路线：粗加工精加工粗加工轨迹精加工轨迹6.请根据以下程序推出刀具所走的路线，并划出路线图N10G90G92X0Y0Z0M03S300N20G17G02X30Y0I15J0F300N30G01X0Y-40N40X-30Y0N50G02X0Y0I15J0N60M057.请根据以下程序推出刀具在X－Y平面内加工的路线，并划出路线图G92X0Y25Z5；G90G01Z-5F500M03；G02X-25Y0R25；X0Y-25R25；X25Y0R25；X0Y25R25；G02X0Y25I0J-25；G01Z5；M05；XXY8、确定程序的运行轨迹：N10G90G92X0Y50Z0；N20G01Z-2F100M03；N30G02X0Y50I0J-50F500；N40G01X110Y50；N50G02X110Y50I0J-50；N60G01X250Y50；N70G02X250Y-50I0J-50；N90G01Z0M05；N110M30；1、编制如下图形的铣削加工程序现场加工（1）已知工件的尺寸为100mm×80mm，刀具直径10mm。主轴转速500--800RPM，1.用G54建立工件坐标系，原点在工件顶面的中心。2.将工件的顶面铣掉2mm。3.在工件的上加工一个直径为30mm，深1mm的圆形孔。4.尝试使用刀具半径和长度补偿编程。现场加工（2）编程加工如下零件，提交加工程序。夹具铣刀轮廓