数控编程固定循环(23页).doc
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1、-数控编程固定循环-第 23 页第三章 数控铣床的编程第三节 基本编程方法(2)一、组织教学:考勤、学习准备等。二、复习旧课:(一)、复习上学期学过的内容,进一步巩固所学过的知识。(二)、复习刀具半径补偿指令G40、G41、G421、指令格式为: ;G01 G40 X_Y_;其中:G41左偏半径补偿,指沿着刀具前进方向,向左侧偏移一个刀具半径, G42右偏半径补偿,指沿着刀具前进方向,向右侧补偿一个刀具半径,X,Y建立刀补直线段的终点坐标值。D 数控系统存放刀具半径值的内存地址,后有两位数字。如:D01代表了存储在刀补内存表第1号中的刀具的半径值。刀具的半径值需预先用手工输入。 G40刀具半径
2、补偿撤消指令。 注意:刀具半径补偿平面的切换,必须在补偿取消方式下进行。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。2、通过实例进一步巩固刀具半径补偿指令的应用,如图1所示零件的加工程序。要求建立如图所示的工件坐标系,按箭头所指示的路径进行加工。设加工开始时刀具距离工件上表面50mm,切削深度为2mm。图1 刀补指令的应用解:一个完整的零件程序如表1。 表1 刀具半径补偿指令的应用程 序说 明%8031程序名N10 G92 X-10 Y-10 Z50确定对刀点N20 G90 G17在XY平面,绝对坐标编程N30 G42 G00 X4 Y10 D01右刀补,进刀
3、到(4,10)的位置N40 Z2 M03 S900Z轴进到离表面2mm的位置,主轴正转N50 G01 Z-2 F800进给切削深度N60 X30插补直线ABN70 G03 X40 Y20 I0 J10插补圆弧BCN80 G02 X30 Y30 I0 J10插补圆弧CDN90 G01 X10 Y20插补直线DEN100 Y5插补直线E(10,5)N110 G00 Z50 M05返回Z方向的安全高度,主轴停转N120 G40 X-10 Y-10返回到对刀点N130 M02程序结束注意: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。图中带箭头的实线为编程轮廓
4、,不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。3、刀具长度补偿指令G43、G44、G49 G43使刀具在终点坐标处向正方向多移动一个偏差量e;G44则把刀具在终点坐标值减去一个偏差量e(向负方向移动e);G49(或D00)撤销刀具长度补偿。其格式与刀具半径补偿指令相类似。三、引入新课:引子:利用刀具半径补偿指令G40、G41、G42引出拐角圆弧插补G39指令。(一)、拐角圆弧插补G39指令1、G39代码在刀具半径补偿B功能的偏移方式中指定,实现工件拐角加工的圆弧过渡。该指令为非模态指令。其指令格式为: G39;所形成拐角圆弧终点的适量垂直于下一个程序段的起点。或G39 拐角圆弧终点的矢量垂直于由I、J
5、、K确定的矢量。前面已指定的G41或G42代码决定了G39是顺时针拐角圆弧插补还是逆时针拐角圆弧插补。含有G39的程序段不能指定运动指令。2、例如:图2所示N2 G39; N2 G;N3 X-10; N3 X-10.0 Y20.0;N1偏移矢量0,10N2编程轨迹N3刀具中心轨迹-10,10XYYXN10,10N2偏移矢量N3刀具中心轨迹I=-1,J=2编程轨迹-10,20图2 拐角圆弧插补G39指令3、布置作业。(二)、坐标系设定指令1、工件坐标系设定指令G92 指令格式为:G92 X_ Y_ Z_G92并不驱使机床刀具或工作台运动,数控系统通过G92命令确定刀具当前机床坐标位置相对于加工原
6、点(编程起点)的距离关系,以求建立起工件坐标系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀点相对于工件原定的位置。G92指令一般放在一个零件程序的第一段。2、工件坐标系选择指令G54G59G54G59 是系统预定的6 个工件坐标系,可根据需要任意选用。这6 个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值(工件零点偏置值)可用MDI 方式输入,系统自动记忆。工件坐标系一旦选定,后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对此工件坐标系原点的值。采用G54G59选择工件坐标系方式如图3所示。图3 选择坐标系指令G54G59在图4a)所示坐标系中,要求刀具从当前点移动到A 点,再从A 点移动到B 点。使用工件坐标系G54
7、和G59的程序如图4b)所示。在使用G54G59时应注意,用该组指令前,应先用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值。图4 G54G59的使用3、局部坐标系设定指令G52指令格式为:G52 X_Y_Z_A_其中X 、Y、 Z 、A 是局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。G52 指令能在所有的工件坐标系(G92、G54G59)内形成子坐标系,即局部坐标系。含有G52 指令的程序段中,绝对值编程方式的指令值就是在该局部坐标系中的坐标值。设定局部坐标系后,工件坐标系和机床坐标系保持不变。G52 指令为非模态指令。在缩放及旋转功能下不能使用G52指令,但在G52下能进行缩放及坐标
8、系旋转。4、直接机床坐标系编程指令G53指令格式为:G53 X_ Y_ Z_G53 是机床坐标系编程,该指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。在含有G53 的程序段中,应采用绝对值编程。且X、Y、Z均为负值。(三)、固定循环指令1、孔加工固定循环的运动与动作对工件孔加工时,根据刀具的运动位置可以分为四个平面(如图5所示):初始平面、R平面、工件平面和孔底平面。在孔加工过程中,刀具的运动由6个动作组成:图5.1孔加工循环的平面图5.2 固定循环的动作动作1快速定位至初始点 X、Y表示了初始点在初始平面中的位置;动作2快速定位至R点 刀具自初始点快速进给到R点;动作3孔加工 以切削进给的方
9、式执行孔加工的动作;动作4在孔底的相应动作 包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作;动作5返回到R点 继续孔加工时刀具返回到R点平面;动作6快速返回到初始点 孔加工完成后返回初始点平面。 为了保证孔加工的加工质量,有的孔加工固定循环指令需要主轴准停、刀具移位。下图表示了在孔加工固定循环中刀具的运动与动作,图中的虚线表示快速进给,实线表示切削进给。(1)初始平面 初始平面是为安全操作而设定的定位刀具的平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定。若使用同一把刀具加工若干个孔,当孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成时,用G98指令使刀具返回到初始平面;否则,在中间加工过程中可用G99指令使刀具返回到R点
10、平面,这样可缩短加工辅助时间。(2)R点平面 R点平面又叫R参考平面。这个平面表示刀具从快进转为工进的转折位置,R点平面距工件表面的距离主要考虑工件表面形状的变化,一般可取2-5mm。(3)孔底平面 Z表示孔底平面的位置,加工通孔时刀具伸出工件孔底平面一段距离,保证通孔全部加工到位,钻削盲孔时应考虑钻头钻尖对孔深的影响。2、选择加工平面及孔加工轴线 选择加工平面有G17、G18和G19三条指令,对应XOY、XOZ和YOZ三个加工平面,以及对应孔加工轴线分别为Z轴、Y轴和X轴。立式数控铣床孔加工时,只能在XOY平面内使用Z轴作为孔加工轴线,与平面选择指令无关。下面主要讨论立式数控铣床孔加工固定循
11、环指令。3、孔加工固定循环指令格式指令格式:G90 G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G90 G98 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G91 G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G91 G98 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_指令功能:孔加工固定循环指令说明:(1) 在G90或G91指令中,Z坐标值有不同的定义。(2) G98、G99为返回点平面选择指令,G98指令表示刀具返回到初始点平面,G99指令表示刀具返回到R点平面,如上图5.2所示;(3)孔加工方式G73G89指令
12、,孔加工方式对应指令见下表;(4)X_ Y_ 指定加工孔的位置,(与G90或G91指令的选择有关);Z_ 指定孔底平面的位置(与G90或G91指令的选择有关);R_ 指定R点平面的位置(与G90或G91指令的选择有关);Q_ 在G73或G83指令中定义每次进刀加工深度,在G76或G87指令中定义位移量,Q值为增量值,与G90或G91指令的选择无关;P_ 指定刀具在孔底的暂停时间,用整数表示,单位为ms;F_ 指定孔加工切削进给速度。该指令为模态指令,即使取消了固定循环,在其后的加工程序中仍然有效;L_ 指定孔加工的重复加工次数,执行一次L1可以省略。如果程序中选G90指令,刀具在原来孔的位置上
13、重复加工,如果选择G91指令,则用一个程序段对分布在一条直线上的若干个等距孔进行加工。L指令仅在被指定的程段中有效。表2 固定循环功能表如图6左图所示,选用绝对坐标方式G90指令,Z表示孔底平面相对坐标原点的距离,R表示R点平面相对坐标原点的距离;如图6右图所示,选用相对坐标方式G91指令,R表示初始点平面至R点平面的距离,Z表示R点平面至孔底平面的距离。孔加工方式指令以及指令中Z、R、Q、P等指令都是模态指令。图6 G90与G91的坐标计算(四)、各种孔加工方式说明1、高速深孔加工循环指令G73格式: G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_ ;其中:Q每次进给深度;K每
14、次退刀距离。图7.1 G73循环 图7.2 深孔加工实例G73 用于Z轴的间歇进给,使深孔加工时容易排屑,减少退刀量,可以进行高效率的加工。G73 指令动作循环见图7.1所示。注意当Z、K、Q的移动量为零时,该指令不执行。【例】 使用G73 指令编制如图7.2所示深孔加工程序,设刀具起点距工件上表面42mm,距孔底80mm,在距工件上表面2mm处(R点)由快进转换为工进,每次进给深度10mm,每次退刀距离5mm。解:深孔的加工程序见表3。表3 深孔的加工程序程序说明%8071程序名N10 G92 X0 Y0 Z80设置刀具起点N20 G00 G90 M03 S600主轴正转N30 G98 G7
15、3 X100 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200深孔加工,返回初始平面N40 G00 X0 Y0 Z80返回起点N60 M05N70 M30程序结束6、深孔往复排屑钻G83指令指令格式:G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 孔加工动作如下图右图所示。与G73指令略有不同的是每次刀具间歇进给后回退至R点平面,这种退刀方式排屑畅通,此处的d表示刀具间断进给每次下降时由快进转为工进的那一点至前一次切削进给下降的点之间的距离,d值由数控系统内部设定。由此可见这种钻削方式适宜加工深孔。图8 G73循环与G83循环四、小结本循环所学的内容。1、钻孔循环中,注意分析深孔钻循环的两个参数:每次
16、切削深度Q、排屑退刀量d。2、螺纹加工循环中,注意分析加工右旋螺纹和左旋螺纹时,主轴运动方向和编程区别。3、镗孔循环中,注意分析孔底动作。五、布置作业。第三节 基本编程方法(3)一、组织教学:考勤、学习准备等。二、复习旧课:进一步巩固上一循环所学过的知识。三、引入新课:(一)、固定循环指令1、反攻丝循环指令G74格式: G74 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ;利用G74攻反螺纹时,主轴反转,到孔底时主轴正转,然后退回。G74 指令动作循环如图9所示。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,则该指令不执行。图 反攻丝循环
17、图9.2 反攻丝循环实例【例】 使用G74 指令编制如图9.2所示的反螺纹攻丝加工程序,设刀具起点距工件上表面48mm,距孔底60mm,在距工件上表面8mm处(R点)由快进转换为工进。解:螺纹的加工程序见表4。螺纹的加工程序程 序说 明%8081程序名N10 G92 X0 Y0 Z60设置刀具的起点N20 G91 G00 M04 S500主轴反转,转速500r/minN30 G98 G74 X100 R-40 P4 F200攻丝,孔底停留4个单位时间,返回初始平面N35 G90 Z0N40 G0 X0 Y0 Z60返回到起点N50 M05N60 M30程序结束2、攻丝循环指令G84格式: G8
18、4 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ;利用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。G84 指令动作循环如图10所示。图10 G84攻螺纹指令注意: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方向的移动量为零该指令不执行。3、精镗孔G76指令指令格式:G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 孔加工动作如图11所示。图中OSS表示主轴准停,Q表示刀具移动量(规定为正值,若使用了负值则负号被忽略)。在孔底主轴定向停止后,刀头按地址Q所指定的偏移量移动,然后提刀,刀头的偏移量在G76指令中设定。采用这种镗孔方式可以高精度
19、、高效率地完成孔加工而不损伤工件表面。图11.1 精镗孔图图11.2 钻孔与锪孔4、精镗孔G85指令与精镗阶梯孔G89指令G85的指令格式为:G85 X_ Y_ Z_ R_ F_;G89的指令格式为:G89 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_; 如图12所示,这两种孔加工方式,刀具以切削进给的方式加工到孔底,然后又以切削进给的方式返回R点平面,因此适用于精镗孔等情况,G89指令在孔底增加了暂停,提高了阶梯孔台阶表面的加工质量。图 12 精镗孔与精镗阶梯孔5、镗孔G86指令指令格式:G86 X_ Y_ Z_ R_ F_ 如图13所示,加工到孔底后主轴停止,返回初始平面或R点平面后,主轴再重新启动
20、。采用这种方式,如果连续加工的孔间距较小,可能出现刀具已经定位到下一个孔加工的位置而主轴尚未到达指定的转速,为此可以在各孔动作之间加入暂停G04指令,使主轴获得指定的转速。 图13 镗孔G86指令图14 反镗孔反镗孔G87指令6、反镗孔G87指令指令格式:G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 如图14所示,X轴和Y轴定位后,主轴停止,刀具以与刀尖相反方向按指令Q设定的偏移量偏移,并快速定位到孔底,在该位置刀具按原偏移量返回,然后主轴正转,沿Z轴正向加工到Z点,在此位置主轴再次停止后,刀具再次按原偏移量反向位移,然后主轴向上快速移动到达初始平面,并按原偏移量返回后主轴正转,继续执行下一个
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- 数控 编程 固定 循环 23
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