数控加工编程与操作(第四章)

数控加工编程与操作page1编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.1数控铣床简介数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及三维复杂形面的铣削加工。加工中心和柔性加工单元是在数控铣床的基础上产生和发展的，其主要加工也是铣削加工。数控加工编程与操作page2编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.1.1数控铣床的组成一、主轴箱二、进给伺服系统三、控制系统四、辅助装置五、机床基础件数控加工编程与操作page3编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.1.2数控铣床的分类一、按主轴的布置形式分类1、数控立式铣床数控加工编程与操作page4编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作2、数控卧式铣床数控加工编程与操作page5编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作3、数控龙门铣床对于大尺寸的数控铣床，一般采用对称的双立柱结构，保证机床的整体刚性和强度，即数控龙门铣床，有工作台移动和龙门架移动两种形式。数控加工编程与操作page6编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4、立、卧两用数控铣床立、卧两用数控铣床主轴的方向可以更换，能达到在一台机床上既能进行立式加工，又能进行卧式加工。数控加工编程与操作page7编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作二、按数控系统的功能分类数控铣床可为经济型数控铣床、全功能数控铣床和高速铣削数控铣床等。1、经济型数控铣床2、全功能数控铣床采用半闭环控制或闭环控制，数控系统功能丰富，一般可以实现4坐标以上联动，加工适应性强，应用最广泛。3、高速铣削数控铣床高速铣削是数控加工的一个发展方向，技术已经比较成熟，已逐渐得到广泛的应用。数控加工编程与操作page8编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.1.2主要加工对象1、平面轮廓零件零件的被加工表面平行、垂直于水平面或被加工面与水平面的夹角为定角的零件称为平面类零件。数控加工编程与操作page9编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作斜面加工方法：1、斜面垫平加工2、行切法加工3、用五坐标数控铣床的主轴摆角加工数控加工编程与操作page10编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作2、变斜角类零件零件被加工表面与水平面夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。这类零件一般为飞机上的零部件，如飞机的大梁桁架框等。数控加工编程与操作page11编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作3、曲面类零件零件被加工表面为空间曲面的零件称为曲面类零件。曲面可以是公式曲面，如抛物面、双曲面等，也可以是列表曲面。一般采用行切法用球头铣刀铣削加工。数控加工编程与操作page12编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4、孔孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔、台阶孔、深孔等。加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔以及攻螺纹等。数控加工编程与操作page13编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.2数控铣床编程的方法和特点本节以配置FANUC0i数控系统的XK0816A数控铣床为例介绍数控铣床的编程。4.2.1编程特点1、铣削是机械加工中最常用的方法之一。它包括平面铣削和轮廓铣削。2、数控铣床的数控装置具有多种插补功能，一般都具有直线插补和圆弧插补功能。3、编程时要充分熟悉机床的所有性能和功能。4、复杂工件数值处理一般要采用计算机辅助计算和自动编程。数控加工编程与操作page14编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.2.2常用辅助功能和其他功能一、常用辅助功能（M指令）数控加工编程与操作page15编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作M00—程序停止。用以停止主轴转动，进给和冷却液，以便执行某一固定的手动操作。如手动变速，换刀，工件调头等。M01—计划停止。该指令与M00基本相似，所不同的是，只有在操作面板上的“任意停止”按键被按下时，M01才有效，否则这个指令不起作用。该指令常用于工件关键尺寸的停机抽样检查或其它需要临时停车才场合。当检查完成后，按启动键继续执行以后的程序。数控加工编程与操作page16编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作M02—程序结束。当全部程序结束后。用此指令使主轴、进给、冷却全部停止，并使数控系统处于复位状态。该指令必须出现在程序的最后一个程序段中。M03，M04，M05—分别命令主轴正转，反转，和停转数控加工编程与操作page17编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作M06—换刀指令。用于数控机床的自动换刀，对于具有刀库的加工中心机床，自动换刀有两个过程，分别为选刀和换刀。选刀是指把刀库上指定了刀号的刀具转到换刀的位置，以便为进行自动交换，这一动作是通过换刀指令T实现的。换刀是指刀库上正位于换刀位置的刀具与主轴上的刀具进行自动交换，这一动作是通过换刀指令M06实现的。格式：（1）M06TXX（2）TXXM06数控加工编程与操作page18编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作M08—切削液开M09—冷切削停M18—主轴定向解除M19—主轴定向M30—程序结束。和M02相似，但M30可使程序返回到开始状态。M29—刚性攻丝格式：M29SXXXX机床进入刚性攻丝模态，在刚性攻丝模态下，Z轴的进给和主轴的转速建立起严格的位置关系。数控加工编程与操作page19编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作二、T代码当系统具有换刀功能时，用以选择刀具。格式：TXX三、S代码用来指定主轴的速度,该代码为续效代码。格式：SXXXX一般设为：20-6000r/min四、F代码切削进给出现在G01、G02/G03以及固定循环中的加工进给的情况下，切削进给的速度由地址F给定。格式:FXXXX（F的最大值由527号参数控制）数控加工编程与操作page20编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.2.3准备功能指令（G指令）数控加工编程与操作page21编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.2.3准备功能指令（G指令）数控加工编程与操作page22编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作4.2.3准备功能指令（G指令）数控加工编程与操作page23编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作一、G92—设定工件坐标系格式：G92X_Y_Z_注：与G50功能一致例：如图G92X20Y10Z10数控加工编程与操作page24编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作二、G54～G59—零点偏置指令格式：G54/G56/G57/G58/G59注：将机床零点（参考点）与要设定的工件零点间的偏置坐标值，即工件坐标原点在机床坐标系中的数值用手动数据输入方式输入，事先存储在机床存储器内然后用G54～G59任一指令调用。如下图。数控加工编程与操作page25编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作数控加工编程与操作page26编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作例：如右图，编程。N10G90G54N20G00X30Y20N30G55N40G00X40Y30数控加工编程与操作page27编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作三、G90—绝对坐标、G91—增量坐标格式：G90/G91例：现假定AB已加工完毕，要加工BC段，刀具在B点。绝对坐标方式：G90G01X50Y30增量坐标方式：G91G01X-30Y-40数控加工编程与操作page28编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作四、G17、G18、G19—坐标平面选择指令格式：G17/G18/G19注：G17表示选择XY平面，G18表示选择ZX平面，G19表示选择YZ平面。数控加工编程与操作page29编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作五、运动控制指令G00快速点定位指令G01直线插补指令G02顺时针圆弧插补指令G03逆时针圆弧插补指令注：在数控车床中已经介绍，略。数控加工编程与操作page30编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作六、G04—暂停指令格式：G04β_注：字符β表示地址符，常用的地址符有X、U、P等。G04为非模态指令。例：锪孔加工，孔底有粗糙度要求。N10G91G01Z-7F60N20G04X5N30G00Z7N40M02数控加工编程与操作page31编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作七、刀具补偿指令1、刀尖半径补偿—G40、G41、G42任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧,它的半径值是个难于准确测量的值，如图所示。数控加工编程与操作page32编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作刀尖圆弧半径补偿由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能。数控加工编程与操作page33编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作刀具半径补偿的实施（1）G40－取消刀具半径指令（2）G41－刀具半径左补偿指令，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧。（3）G42－刀具半径右补偿指令，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧。数控加工编程与操作page34编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作格式一：G00/G01G41/G42X～Y～D～//建立补偿程序段……//轮廓切削程序段……G00/G01G40X～Y～//补偿撤消程序段格式二：G41/G42D__//建立补偿程序段G02/G03X__Y__R__//轮廓切削程序段……G00/G01G40X～Y～//补偿撤消程序段数控加工编程与操作page35编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作另：灵活运用刀具半径补偿功能做加工过程中的其它工作。1、刀具磨损或重磨后半径变小，这时只需手工输入新的刀具半径值到程序的D功能字指定的存储器即可，而不必修改程序。2、可利用刀具半径自动补偿功能作粗、精加工余量补偿，如图所示。3、利用刀补功能进行凸凹模具的加工。用G41指今可得到凸模轨迹，用G42指令可得到凹模轨迹。数控加工编程与操作page36编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作例题：已知某零件外形轮廓如图所示。厚度为5mm，要求精加工其外形轮廓，试编写加工程序。数控加工编程与操作page37编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作第一步：建立工件坐标系，如图。其中工件上平面为Z0。数控加工编程与操作page38编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作第二步：确定工艺路线A—1—2—3—4—5—6—7—8—9—1—B采用顺时针加工，即采用刀具半径左补偿方式加工。刀具选择：R5立铣刀，刀具号取H01安全高度：10mm第三步：取各基点坐标值数控加工编程与操作page39编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作第四步：编写程序O1001N10G54G90G00X20Y-35T01;AN20Z10S500M03N50G01Z-5F300M08N60G41X0Y-35D01;1N70G02X-5Y-30R5;2N80G03X-30Y-5R25;3N90G02Y5R5;4N100G03X-5Y30R25;5N110G02X5R5;6N120G03X30Y5R25;7N130G02Y-5R5;8N140G03X5Y-30R25;9N150G02X0Y-35R5;1N160G40G01X-20;BN170G91G28Z0M09N180M05M30数控加工编程与操作page40编制：曾绍平第四章数控铣床的编程与操作练习一:选择题1、对刀时，必须把刀具移动到（）。(A)工件坐标原点(B)机床坐标原点(C)已知坐标值的对刀点(D)任何一点2、非模态代码是指（）(A)一经在一个程序段中指定，直到出现同组的另一个代码时才失效(B)有续效作用的代码(C)只在写有该代码的程序段中有效(D)不能独立使用的代码3、辅助功能M05代码表示（）。(A)程序停止(B)主轴停止(C)换刀(D)切削液开4、数控系统常