第二章第二节-数控系统铣削指令体系

1数控铣床的加工范围铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件的加工。平面类零件立体曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触，若采用其它刀具加工，易产生干涉而破坏邻近表面。可采用行切法或三坐标联动加工（空间直线插补）。2铣刀类型选择1）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀。数控铣床的刀具2）曲面类零件加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头铣刀。粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图所示。33）铣小平面或台阶面铣小平面或台阶面一般采用通用铣刀，如图所示。44）键槽铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图所示。55）孔加工孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示。6数控系统铣削指令体系G00快速移动定位G41刀具直径左偏G74左螺旋切削循环G01直线切削G30机床返回第2和第3原点G76精镗孔循环G88镗孔循环G02顺圆G40取消刀具直径偏移G80取消固定循环G89镗孔循环G03逆圆弧G42刀具直径右偏移G81中心钻循环G90使用绝对值命令G04暂停G43刀具长度+方向偏移G82反镗孔循环G91使用增量值命令G15/G16极坐标指令G44刀具长度-方向偏移G83深孔钻削循环G92设置工件坐标系G17XY面赋值G49取消刀具长度偏移G84右螺旋切削循环G98固定循环返回起始点G18XZ面赋值G53机床坐标系选择G85镗孔循环G99返回固定循环R点G19YZ面赋值G54~G59工件坐标系1~6选择G86镗孔循环G50,G51比例缩放G28机床回原点G73高速深孔钻削循环G87反向镗孔循环G68,G69坐标系旋转7铣削准备功能G代码准备功能G代码（指令）由G后一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、工件坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。G功能根据功能的不同分成非模态G功能（如G04、G28、G29、G92）、模态G功能（如G90、G91、G01等）。8功能：设定编程时的坐标值为增量值或者绝对值。说明：（1）G90绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G90为缺省值。（2）G91相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。（3）G90、G91是一对模态指令，在同一程序段中只能用一种。绝对坐标和相对坐标指令―――G90、G919+Y+XCBA501035O1090例：已知刀具中心轨迹为“A→B→C”，起点为A则：G90时：G90G00X35.Y50.;X90.;G91时：G91G00X25.Y40.;X55.Y0;101）坐标系设定，G92指令格式：G92X_Y_Z_；说明：程序中如使用G92指令，则该指令应位于程序的第一句；程序启动时，如果第一条程序是G92指令，那么执行后,机床不产生任何运动，只是当前点被置为X、Y、Z的设定值；G92要求坐标值X、Y、Z必须齐全，不可缺省，并且不能使用U、V、W编程。设定的加工原点与当前刀具位置有关，随刀具起始点的位置不同而改变，必须保证起刀点位置与程序中G92指令中的坐标值一致，重复加工时应特别注意；操作虽简单，但易出错。使用G92指令用来确定起刀点与编程原点的相对位置关系，从而建立加工坐标系。例：G92X0Y0Z100含义：刀具并不产生任何动作，只是将刀具所在的位置设为X0Y0Z100。即相当于确定了坐标系。坐标系设定―――G92、G54－G59112）坐标系设定，G54～G59说明：加工前，将测得的工件编程对应的G54～G59中，编程时，指令行里写入G54～G59既可。比G92稍麻烦些，但不易出错所谓零点偏置就是在编程过程中进行编程坐标系（工件坐标系）的平移变换，使编程坐标系的零点偏移到新的位置。也用来设定坐标系注意：使用G54-G59时，不用G92设定坐标系G54～G59和G92不能混用。图2.2工件零点偏置工件零点偏置G54原点图2.2，可建立G54～G59共6个加工坐标系。其中：G54——加工坐标系1，G55——加工坐标系2，G56——加工坐标系3，G57——加工坐标系4，G58——加工坐标系5，G59——加工坐标系6。12例:如图2.3所示，使用工件坐标系编程：要求刀具从当前点移动到A点，再从A点移动到B点。当前点ABO3303N01G54G00G90X40.Z30.；N02G59;N03G00X30.Z30.;N04M30;图2.3使用工件坐标系编程13图2.4机械偏心式寻边器图2.5光电式寻边器14当前位置显示15“offseting”下的工件坐标系设定161718XYxyOO机械坐标：（339,－183.6）绝对坐标：（－13.715,90.26）（机床坐标系）（工件坐标系）G54：（352.715,-273.86）是与零件图对应的坐标值19格式：G17（或G18，或G19）G17选择XOY平面插补G18选择XOZ平面插补G19选择YOZ平面插补说明：（1）适应于以下情况的平面定义：A、定义刀具半径补偿平面；B、定义螺旋线补偿的螺旋平面；C、定义圆弧插补平面。（2）当在G41、G42、G43、G44刀补时，不得变换定义平面；（3）一般的轨迹插补系统自动判别插补平面而无须定义平面；（4）三联动直线插补无平面选择问题；（5）系统上电时，自动处于G17状态；（6）注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“G17G01Z10”时，Z轴照样会移动。插补平面选择指令―――G17、G18、G1920格式：G00X___Y___Z____说明：所有编程轴同时以预先设定的速度移动，各轴可联动，也可以单独运动。不运动的坐标可以省略编程，省略的坐标不作任何运动。目标点坐标值可以用绝对值，也可用增量值。G00功能起作用时，其移动速度按参数中的参数设定值运行，也可由面板上的“快速修调”修正。G00也可写成G0。G00为续效指令。G00―――快速定位21格式：G01X___Y___Z____F___说明：(1)其中X、Y、Z是线性进给的终点坐标，F是合成进给速度；(2)不运动的坐标可以省略不写；(3)正数省略“+”号；(4)G01起作用时，其进给速度按所给的F值运行；(5)G01、F都是模态（续效）指令；(6)G01也可写成G1。G01―――直线插补22G91G01X15.Y-15.F60；G90G01X30.Y15.F100；假定刀具已经在起点A处，加工直线AB的轨迹相对坐标编程：绝对坐标编程：2301020304050600102030405060XYG00G01G54直线插补进给速度设为100mm/min，主轴转数800r/min，刀具恰在编程原点处。O1(G01,G90)N1G90G54G00X20.Y20.S800M03;N2G01Y50.F100;N3X50.;N4Y20.;N5X20.;N6G00X0Y0M05;N7M30;24参考介绍：格式：G17G02X_Y_I_J_FG03RG18G02X_Z_I_K_FG03RG19G02Y_Z_J_K_FG03RG02―――――顺时针圆弧插补说明：X、Y、Z在G90时，是圆弧终点相对编程零点的绝对坐标值。在G91时，是圆弧起点到圆弧终点的增量值。I、J、K是圆弧起点到圆心坐标的增量值，I是X方向，J是Y方向，K是Z方向。用G02指令编程时，可以直接编过象限圆、整圆等；注：过象限时，会自动进行间隙补偿，如果参数区未输入间隙补偿或参数区的间隙补偿与机床实际反向间隙相差悬殊，都会在工件上产生明显的切痕。以G17为例，铣整圆时注意：圆心坐标I、J不能同时为0；整圆不能用R编程;因为经过同一点，半径相同的圆有无数个。劣弧时，R为正值；优弧时，R为负值。25格式：G03X___Y___I___J___F__或G03X___Y___R___F___说明：除了圆弧旋转方向相反外，其余与G02指令完全相同。G02、G03的判断：逆着第三根轴看去，顺时针为G02，逆时针为G03G03――――－逆时针圆弧插补ZYXYXXZYIJKKJIRRRG19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O26ZXXZabR30R30起点终点OOR30AB图2优弧与劣弧的编程图3整圆的编程类别劣弧（a弧）优弧（b弧）增量编程绝对编程YG91G02X30.Y30.R30.F100；G91G02X30.Y30.I30.J0F100；G90G02X0Y30.R30.F100；G90G02X0Y30.I30.J0F100；G91G02X30.Y30.R-30.F100；G91G02X30.Y30.I0.J30.F100；G90G02X0Y30.R-30.F100；G90G02X0Y30.I0J30.F100；27表2整圆的程序类别从A点顺时针一周从B点逆时针一周增量编程G18G91G03X0Z0I-30.K0F100G18G91G02X0Z0I0K30.F100绝对编程G18G90G03X30.Z0I-30.K0F300G18G90G02X0Z-30.I0K30.F100ZXXZabR30R30起点终点OOR30AB28主轴转数1000r/min,进给速度100mm/min,A为起点，B为终点。刀具恰在编程原点处。-40-30-20-1001020304050-20-1001020图6圆弧插补XYG54ABO0002（G02，G03）N1G90G54G02I20.J0F100;N2G03X-20.Y20.I-20.J0;(R20.)N3G03X-10.Y10.I0J-10.;(R-10.)29Z轴移动在实际加工中，刀具不能只在XOY平面内移动，否则刀具平行移动时将与工件、夹具发生干涉，另外在切削型腔时刀具也不能直接快速运动到所需切深，所以必须对Z轴移动有所控制。注：在起刀点和退刀点时应注意，尽量避免三轴联动，要将Z轴的运动和XOY平面内的运动分成两行写，以避免三轴联动引起的不必要的碰撞。G90G54G00Z100.0;Z5.0;G01Z-10.0F50;(切深10.0mm，Z向进给应慢些，平面进给时可提速）。。。G00Z100.0;30R15R10252860150753020φ302510R1012020204-φ8801201510101515251020150160对刀点，对刀点同图（a）如图所示零件，以φ30的孔定位精铣外轮廓，暂不考虑刀具补偿。%0001G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0Z-2.0S100M03G01X75.0F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0G09Y0X45.0X75.0Y20.0Y65.0G00X100.0Y60.0Z120.0X150.0Y160.0M05M3031N10G92X0Y0Z50；N20M03S500；N30G00X19Y24；N40Z5；N50G01Z-3F40；N60Y56；N70G02X29Y66R10；(N70G02X29Y66I10)N80G01X71；N90G02X81Y56R10；(N90G02X81Y56J-10)N100G01Y24；N110G02X71Y14R10；(N110G02X71Y14I-10)N120G01X29；N130G0