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第六章 数控铣床编程. 理论学时:6学时. 主 讲:程胜文. 湖北职业技术学院机电工程系. 第6章 数控铣床编程. 数控铣床加工的特点 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. 第6章 数控铣床编程. 6.1 数控铣床加工的特点. 6.1.1 数控铣床加工的对象. 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。. 6.1.2 数控铣床加工的特点.

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Presentation Transcript
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第六章 数控铣床编程

理论学时:6学时

主 讲:程胜文

湖北职业技术学院机电工程系

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第6章 数控铣床编程

数控铣床加工的特点

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

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第6章 数控铣床编程

6.1 数控铣床加工的特点

6.1.1 数控铣床加工的对象

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。

6.1.2 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。

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第6章 数控铣床编程

6.1 数控铣床加工的特点

6.1.3 数控铣床编程时应注意的问题

*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。

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.1 刀具半径补偿 G40,G41,G42

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;D为刀补号地址

G40 为取消刀具半径补偿

G41刀具左补偿(顺铣)

G42刀具右补偿(逆铣)

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.1 刀具半径补偿 G40,G41,G42

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

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.2 刀具长度补偿 G43,G44,G49

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H00~H99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。

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.2 刀具长度补偿 G43,G44,G49

H01=-4.0(偏移值)

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 M03;

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

1、段间过渡方式指令G09,G61,G64

(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。

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

1、段间过渡方式指令G09,G61,G64

N10 G91 G01 G61 Y70 F200;

N20 X100;

N10 G91 G01 G64 Y70 F200

N20 X100

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

2、简化编程的指令

子程序(①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;

%0003 主程序

N10 G91 G17 M03;

N20 M98 P100; 加工①

N30 G24 X0; Y轴镜像,位置为X=0

N40 M98 P100;式 加工②

N50 G24 X0 Y0; X、Y轴镜像,位置为(0,0)

N60 M98 P100; 加工③

N70 G25 X0; 取消Y轴镜像

N80 G24 Y0; X轴镜像

N90 M98 P100; 加工④

N100 G25 Y0; 取消镜像

N110 M05;

N120 M30;

(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。

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

2、简化编程的指令

(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

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

2、简化编程的指令

(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,0P360.000°。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。

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第6章 数控铣床编程

6.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令

6.2.3 其他功能指令

2、简化编程的指令

(3)旋转变换指令G68,G69

%1 主程序

N10 G90 G17 M03;

N20 M98 P100; 加工

N30 G68 X0 Y0 P45; 旋转45°

N40 M98 P100; 加工②

N50 G69; 取消旋转

N60 G68 X0 Y0 P90; 旋转则90°

M70 M98 P100; 加工③

N80 G69 M05 M30; 取消旋转

子程序(①的加工程序)

%100

N100 G90 G01 X20 Y0 F100;

N110 G02 X30 Y0 15;

N120 G03 X40 Y0 15;

N130 X20 Y0-10;

N140 G00 X0 Y0;

N150 M99;

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.1 概述

图6.10 固定循环数据形式

图6.9 孔加工固定循环

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.1 概述

固定循环的程序格式如下:

G98(或G99)G73(或G74或G76或G80~G89)X Y Z R Q P I J K F L

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G81~G89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时)刀具位移增量;F为切削进给速度;L指定固定循环的次数。G73、G74、G76和G81~G89、Z、R、P、F、Q、I、J都是模态指令。G80、G01~G03等代码可以取消循环固定循环。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.2 钻孔循环

1、高速深孔加工循环G73

该固定循环用于Z轴的间歇进给,使深孔加工时容易排屑,减少退刀量,提高加工效率。Q值为每次的进给深度,退刀用快速,其值K为每次的退刀量。

%0073

N10 G92 X0 Y0 Z80

N20 G00

N30 G98 G73 G90 X100 G90 R40 P2 Q-10 K5 G90 Z0 L2 F200

N40 G00 X0Y0 Z80

N50 M02

注意:如果Z、K、Q移动量为零时该指令不执行

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.2 钻孔循环

2、钻孔循环(钻中心孔) G81

G81指令的循环动作如图所示,包括X、Y坐标定位、快进、工进和快速返回等动作。

%0081

N10 G92 X0 Y0 Z80

N15 G00

N20 G99 G81 G90 X100 G90 R40 G90 Z0 P2 F200 I2

N30 G90 G00 X0 Y0 Z80

N40 M02

注意:如果Z移动位置为零该指令不执行。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.2 钻孔循环

3、带停顿的钻孔循环 G82

该指令除了要在孔底暂停外,其它动作与G81相同。暂停时间由地址P给出。此指令主要用于加工盲孔,以提高孔深精度。

%082

N10 G92 X0 Y0 Z80

N15 G00

N20 G99 G82 G90 X100 G90 R40 P2 G90 Z0 F200 I2

N30 G90 G00 X0 Y0 Z80

N40 M02

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.2 钻孔循环

4、深孔加工循环 G83

深孔加工指令G83的循环动作如图6.13所示,每次进刀量用地址Q给出,其值q为增量值。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,d是由参数确定的。

%0083

N10 G92 X0 Y0 Z80

N15 G00

N20 G99 G83 G91 X100 G90 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200 I2;

N30 G90 G00 X0 Y0 Z80

N40 M02

注意:如果Z、Q、K为零该指令不执行。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.3 镗孔循环

1、精镗循环 G76

G76指令的循环动作如图所示。精镗时,主轴在孔底定向停止后,向刀尖反方向移动,然后快速退刀。刀尖反向位移量用地址Q指定,其值只能为正值。

%0076

N10 G92 X0 Y0 Z80

N15 G00

N20 G99 G76 G91 X100 G91 R-40 P2 I-20 G91 Z-40 I2 F200

N30 G00 X0 Y0 Z80

N40 M02

注意:如果Z、Q、K为零该指令不执行。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.3 镗孔循环

2、镗孔循环 G86

G86指令与G81相同,但在孔底时主轴停止,然后快速退回。

%0086

N10 G92 X0 Y0 Z80

N15 G00

N20 G98 G86 G90 X100 G90 R40 Q-10 K5 P2 G90 Z0 F200 I2

N30 G90 G00 X0 Y0 Z80

N40 M02

注意:如果Z的移动位置为零,该指令不执行。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.4 攻螺纹

攻丝循环指令G84的循环动作如图6.15所示。从R点到Z点攻丝时,刀具正向进给,主轴正转。到孔底部时,主轴反转,刀具以反向进给速度退出(这里:进给速度F=转速(r/min)×螺矩(mm),R应选在距工件表面7mm以上的地方)。G84指令中进给倍率不起作用;进给保持只能在返回动作结束后执行。

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第6章 数控铣床编程

6.3 固定循环

6.3.5 取消固定循环

取消固定循环G80。该指令能取消固定循环,同时R点和Z点也被取消。

使用固定循环指令时应注意以下几点:

①在固定循环中,定位速度由前面的指令决定。

②固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转。

③各固定循环指令中的参数均为非模态值,因此每句指令的各项参数应写全。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。

④控制主轴回转的固定循环(G74、G84、G86)中,如果连续加工一些孔间距较小,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。

⑤用G00~G03指令之一注销固定循环时,若G00~G03指令之一和固定循环出现在同一程序段,且程序格式为

G00 (G02,G03) G X Y Z R Q P I J F L时,按G00(或G02,G03)进行X、Y移动。

⑥在固定循环程序段中,如果指定了辅助功能M,则在最初定位时送出M信号,等待M信号完成,才能进行加工循环。

⑦固定循环中定位方式取决于上次是G00还是G01,因此如果希望快速定位则在上一程序段或本程序段加G00。

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第6章 数控铣床编程

6.4 数控铣编程加工实例

例1:加工如图所示孔的钻孔循环程序(设Z轴开始点距工作表面100mm处,切削深度为20mm)。

%0001

N10 G91 G00 S300 M03

N20 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22.0

R-98.0 F200

N30 G99 G81 Y30.0 Z-22 R-98

N40 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22 R-98

N50 G99 G81 X10.0 Z-22 R-98

N60 G98 G81 X10.0 Y20.0 Z-22 R-98

N70 G80 X-40.0 Y-30.0 M05

N80 M02

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第6章 数控铣床编程

6.4 数控铣编程加工实例

例2:加工如图所示螺纹孔的加工程序(设Z轴开始点距工作表面100mm处,切削深度为20mm)。

①先用G81钻孔

%0101

N10 G91 G00 M03

N20 C98 G81 X40.0 Y40.0 Z-22.0

R-98.0 F100

N30 G98 G81 X-120.0 Z-22.0 R-98 L3

N40 G98 G81 X-120.0 Y50.0 Z-22.0

R-98

N50 G98 G81 X40.0 Z-22.0 R-98 L3

N60 G80 X-160.0 Y-90.0 M05

N70 M02

②再用G84攻螺纹

%0102

N100 G91 G00 M03

N110 G99 G84 X40.0 Y40.0 Z-27.0

R-93.0 F280

N120 G99 G84 X40.0 Z-27.0 R93 L3

N130 G99 G98 X-120.0 Y50.0 Z-27 R-93

N140 G99 G84 X40.0 Z-27.0 R-93 L3

N150 G80 Z93.0 N81 X-160.0

Y-90.0 M05

N160 M02

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第6章 数控铣床编程

6.4 数控铣编程加工实例

例3:如图所示为某企业生产的自动扶梯的链轮轮廓的示意简图。链轮由24个齿均布,由局部放大图中可见,链轮的每一个齿廓都由6个不同曲率半径的拐点相接而成。

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第6章 数控铣床编程

6.4 数控铣编程加工实例

工艺分析:在实际加工中,每铣一个齿后,将坐标系旋转一定的角度,再继续铣削,降低了编程的工作量。为使程序简化,使用相对坐标指令G91来旋转坐标系,可以省略每一齿调用子程序的编写。编程时,以加工一个齿形为基准,一个齿形加工程序的终点作为下一齿形加工的起点,如此循环24次,完成链轮的加工。使用ф10mm的硬质合金立铣刀进行加工。

数据计算:从图可以看出,用手工计算节点是不现实的,可以使用AutoCAD绘制。在AutoCAD中使用偏移指令,将链轮正上方的一个齿的轮廓线偏移一个刀具半径值5mm(这样可以不使用刀具半径补偿),得到如图中双点划线所示图形。标注各交点的坐标和各段圆弧半径,如图所示。

加工坐标原点:

X:链轮的圆心

Y:链轮的圆心

Z:链轮的下表面

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第6章 数控铣床编程

6.4 数控铣编程加工实例

加工程序:

O0063(主程序)

G54 G90 G00 X-75 Y450

M03 1500

M08

G00 Z5

G01 Z0 F100

G01 X-71.97 Y418.862

M98 P0163 L24

G00 Z100 M09

G69

G90 G00 X100 Y0

M05

M02

O0136(子程序)

G91 G68 R15

M98P1136

M99

O1136(子程序)

G90 G02 X-38.892 Y423.217 R425

X-26.725 Z404.722 R42.293

G03 X-16.119 Z385.965 R62.78

X16.119 Z385.965 R21.18

X26.725 Z404.722 R62.78

G02 X38.892 Y423.217 R42.293

M99