数控 第3章.ppt

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1、第三章 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 4.1.1 数控铣床加工的对象 4.1 4.1 数控数控铣铣床加工的特点床加工的特点 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、铰和镗孔加工。4.1.2 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

2、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。4.1.3 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。一、数控铣床刀具补偿的含义 在数控铣床上，由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合，它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短刀具半径和刀具长短的差别，为此就需要根据实

3、际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标，据此来控制加工。4.2 4.2 数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令数控铣加工的刀具补偿及其他功能指令 二、数控铣床刀具补偿类型 刀具半径补偿:补偿刀具半径对工件轮廓尺寸的影响.刀具长度补偿:补偿刀具长度方向尺寸的变化.三、刀具补偿的方法 人工预刀补：人工计算刀补量进行编程 机床自动刀补：数控系统具有刀具补偿功能。1、刀具半径补偿的作用 在数控铣床上进行轮廓铣削时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。人工计算刀具中心轨迹编程，计算相当复杂，且刀具直径变化时必须重新计算，修改程序。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，

4、数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值半径值，即进行刀具半径补偿。4.2.1 刀具半径补偿 G40，G41，G42 分为三步：1、刀补的建立刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。2、刀补进行刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。3、刀补取消刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。2、刀具半径补偿的过程、刀具半径补偿的过程 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 G

5、41(或G42)G00(或G01)Y_Z_D_；为刀补号地址G40：为取消刀具半径补偿41刀具左补偿（顺铣）刀具左补偿（顺铣）42刀具右补偿（逆铣）刀具右补偿（逆铣）（1）、在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。（2）、刀补的引入和取消要求应在G00或G01程序段，不要在G02/G03程序段上进行。（3）、当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。（4）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。（5）、G40G40、G41G41、G42G42都是模态代码，可相互注销。都是模态

6、代码，可相互注销。指令的几点说明：指令的几点说明：按增量方式编程：O0001N10 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 F200N40 X30.0N50 Y-30.0N60 X-40.0N70 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05 解除刀补N80 M02 刀具半径补偿应用：利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀不同大小的刀具补偿半径值具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。1、刀具长度补偿的作用：用于刀具轴向(Z向)

7、的补偿.使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量.刀具长度尺寸变化时，可以在不改动程序的情况下，通过改变偏置量达到加工尺寸.利用该功能，还可在加工深度方向上进行分层铣削，即通过改变刀具长度补偿值的大小，通过多次运行程序而实现。4.2.2 刀具长度补偿 G43，G44，G49 2、刀具长度补偿的方法将不同长度刀具通过对刀操作获取差值。通过MDI方式将刀具长度参数输入刀具参数表。执行程序中刀具长度补偿指令。3、刀具长度补偿指令刀具长度补偿G43，G44，G49G43G44G00G01Z HG49G00G01Z （1）格式）格式G43 刀具长度正补偿刀具长度正补偿 G44 刀具长度负

8、补偿刀具长度负补偿 G49取消刀长度补偿取消刀长度补偿 G43 G44 G49 均为模态指令均为模态指令 其中其中Z Z为指令终点位置，为指令终点位置，H H为刀补号地址，用为刀补号地址，用H00H00H99H99来来指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。执行执行G43时，时，（刀具长时，离开工件补偿）（刀具长时，离开工件补偿）Z实际值实际值=Z指令值指令值+（H xx）执行执行G44时，时，（刀具短时，趋近工件补偿）（刀具短时，趋近工件补偿）Z实际值实际值=Z指令值指令值-（H xx）其中（其中（Hxx）是指是指xx寄寄存器中的补偿量，其存器中的

9、补偿量，其值可以是正值或者是值可以是正值或者是负值。当刀长补偿量负值。当刀长补偿量取负值时，取负值时，G43和和G44的功效将互换。的功效将互换。4.2.2 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

10、P2000；N120 G00 Z57.0 H00；N130 X-200.0 Y-60.0 M05 M03；1、段间过渡方式指令G09，G61，G64 4.2.3 其他功能指令(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。G61与G09的区别在于G61G61为模态指令为模态指令。G61可由G64注销。(3)连续切削方式G64。格式：

11、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。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 F200N20 X100 2、简化编程的指令(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。0003 主程序N10 G54 G90 G17 M03 S500；N20 M98 P10

12、0；加工N30 G24 X0；Y轴镜像，位置为X=0N40 M98 P100；加工N50 G24 X0 Y0；X、Y轴镜像，位置为（0，0）N60 M98 P100；加工N70 G25 X0；取消Y轴镜像N80 G24 Y0；X轴镜像N90 M98 P100；加工N100 G25 Y0；取消镜像N110 M05；N120 M30；子程序（的加工程序）：100N200 G90 G00 X0 Y0；N210 G01 Z-5 F100;N220 G41 X10 Y5 D01 F150；N230 G01 X10 Y30 F150；N240 X20 Y30；N250 G03 X30 Y20 R10；N2

13、60 G01 X30 Y10；N270 X5 Y10；N280 G40 X0 Y0；N290 G00 Z10；N300 M99；(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(3）旋转变换指令G68

14、，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为旋旋转转角角度度，单位是度，0=P=360.000。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。%1 主程序N10 G90 G54 G17 M03 S500；N20 M98 P100；加工N30 G68 X0 Y0 P45；旋转45N40 M98 P100;加工N50 G69；取消旋转N60 G68 X0 Y0 P90；旋转则90M70 M98 P100；加工N80 G69 M05 M30；取消旋转子程序（的加工程序）%1

15、00N100 G90 G01 X0 Y0 F300；N110 Z-5 F100；N120 G41 X20 Y-2 D01 F150；N130 G01 X20 Y0；N140 G02 X40 Y0 R10；N150 G02 X30 Y0 R5；N160 G03 X20 Y0 R5;N170 G01 X20 Y-2;N180 G00 Z10;N190 G40 X0 Y0;N200 M99;4.3.1 概述 4.3 4.3 固定循环固定循环 图6.9 孔加工固定循环图6.10 固定循环数据形式式式中中第第一一个个G G代代码码（G98G98或或G99G99）指指定定返返回回点点平平面面，G98G98

16、为为返返回回初初始始平平面面，G99G99为为返返回回R R点点平平面面。第第二二个个G G代代码码为为孔孔加加工工方方式式，即即固固定定循循环环代代码码G73G73，G74G74，G76G76和和G81G81G89G89中的任一个。中的任一个。X X、Y Y为孔位数据为孔位数据，指被加工孔的位置；，指被加工孔的位置；Z Z为为R R点到孔底的距离点到孔底的距离（G91G91时）时）或或孔底坐标孔底坐标（G90G90时）；时）；R R为初始点到为初始点到R R点的距离或点的距离或R R点的坐标值点的坐标值；Q Q指定每指定每次进给深度次进给深度（G73G73或或G83G83时）或指定刀具位移增

17、量（时）或指定刀具位移增量（G76G76或或G87G87时）；时）；P P指定指定刀具在孔底的刀具在孔底的暂停时间暂停时间；I I、J J指定刀尖向反方向的指定刀尖向反方向的移动量移动量；K K指定指定每次退每次退刀刀（G76G76或或G87G87时）刀具位移增量；时）刀具位移增量；F F为切削进给速度；为切削进给速度；L L指定固定循环的指定固定循环的次数次数。G73G73、G74G74、G76G76和和G81G81G89G89、Z Z、R R、P P、F F、Q Q、I I、J J都是模态指令。都是模态指令。G80G80、G01G01G03G03等代码可以取消循环固定循环。等代码可以取消循

18、环固定循环。固定循环的程序格式如下：固定循环的程序格式如下：G98（或或G99）G73(或或G74或或G76或或G80G89)X_Y_Z_R_Q_P_I_J_K_F_ L_ 4.3.2 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。%0073N10 G92 X0 Y0 Z80N20 G00N30 G98 G73 G90 X100 G90 R40 P2 Q-10 K5 G90 Z0 L2 F200N40 G00 X0Y0 Z80N50 M02注意：如果Z、K、Q移动量为零时

19、该指令不执行 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。0081N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G81 G90 X100 R40 Z0 P2 F200 L2N30 G90 G00 X0 Y0 Z80N40 M02注意：如果Z移动位置为零该指令不执行。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。%082N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G82 G90 X100 R40 P2

20、 Z0 F200 L2N30 G00 X0 Y0 Z80N40 M024、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。0083N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G83 G91 X100 G90 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200 L2；N30 G90 G00 X0 Y0 Z80N40 M02注意：如果Z、Q、K为零该指令不执行。4.3.3 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

21、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。0076N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G99 G76 G91 X100 G91 R-40 P2 I-20 G91 Z-40 L2 F200N30 G00 X0 Y0 Z80N40 M02 注意：注意：如果如果Z Z、Q Q、K K为为零零该该指令不指令不执执行。行。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。0086N10 G92 X0 Y0 Z80N15 G00N20 G98 G86 G90 X100 G90 R40 Q-10 K5 P2

22、 G90 Z0 F200 L2N30 G90 G00 X0 Y0 Z80N40 M02注意：如果Z的移动位置为零，该指令不执行。4.3.4 攻螺纹 攻丝循环指令G84G84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：进进给给速速 度度 F F 转转 速速（r/minr/min）螺螺 矩矩（mmmm），R应选在距工件表面7mm以上的地方）。G84指令中进进给给倍倍率率不不起起作作用用；进给保持只能在返回动作结束后执行。4.3.5 取消固定循环 取消固定循环G80G80。该指令能取消固定循环，同时R点和Z点也被取消。使

23、用固定循环指令时应注意以下几点：在固定循环中，定位速度由前面的指令决定。固定循环指令前应使用M03M03或或M04M04指令使主轴回转。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。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G04G04指令，以获得时间。用G00G03指令之一注销固定循环时，若G00G03指令之一和固定循环出现在同一

24、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。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。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。4.4 4.4 数控铣编程加工实例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）。0001N10 G91 G00 S300 M03N20 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22.0

25、 R-98.0 F200N30 G99 G81 Y30.0 Z-22 R-98N40 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22 R-98N50 G99 G81 X10.0 Z-22 R-98N60 G98 G81 X10.0 Y20.0 Z-22 R-98 N70 G80 X-40.0 Y-30.0 M05 N80 M02 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）。先用G81钻孔 0101 N10 G91 G00 M03 S600 N20 C98 G81 X40.0 Y40.0 Z-22.0 R-98.0 F100 N30 G98

26、G81 X40.0 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再用G84攻螺纹 0102 N100 G91 G00 M03 S150 N110 G99 G84 X40.0 Y40.0 Z-27.0 R-93.0 F280 N120 G99 G84 X40.0 Z-27.0 R-93 L3 N130 G99 G84 X-120.0 Y50.0 Z-27 R-93 N140 G99 G84 X40.0

27、Z-27.0 R-93 L3 N150 G80 Z93.0 N160 X-160.0 Y-90.0 M05 N170 M02加工程序：O0063(主程序)G54 G90 G00 X-75 Y450M03 S1500M08G00 Z5G01 Z0 F100G01 X-71.97 Y418.862 M98 P0163 L24G00 Z100 M09G69G90 G00 X100 Y0M05 M02O0136(子程序)G91 G68 R15M98P1136M99O1136(子程序)G90 G02 X-38.892 Y423.217 R425X-26.725 Y404.722 R42.293G03 X-16.119 Y385.965 R62.78X16.119 Y385.965 R21.18X26.725 Y404.722 R62.78G02 X38.892 Y423.217 R42.293M99