第三章-数控铣床和加工中心

第3章数控铣床和加工中心程序编制基础数控铣床的主要功能1、点位控制功能2、连续轮廓控制功能3、刀具半径补偿功能4、刀具长度补偿功能5、比例及镜像加工功能6、旋转功能7、子程序调用功能8、宏程序功能X10301030Y缩放后缩放前缩放中心R10O第3章数控铣床和加工中心程序编制基础3.1数控铣床的加工工艺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。1、平面类零件平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件。2、直纹曲面类零件直纹曲面类零件是指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础3、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。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础曲面的三坐标、五坐标加工第3章数控铣床和加工中心程序编制基础刀具铣刀类型选择：被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据.1）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，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础铣较大平面时，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第3章数控铣床和加工中心程序编制基础铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用键槽铣刀第3章数控铣床和加工中心程序编制基础孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具第3章数控铣床和加工中心程序编制基础在数控铣床上加工零件，为获得较低的表面粗糙度和较高的加工精度，还应注意以下几点：①合理设计切入、切出程序段：对于平面轮廓，一般是利用立铣刀周刃进行切削的，为了避免在轮廓的切入和切出处留下刃痕，刀具应沿零件轮廓的延长线切向切入和切出。若受结构、尺寸等限制，平面轮廓内形不允许沿其切向切入切出时，则应沿零件轮廓的法向切入和切出，而切入、切出点要尽可能选用零件轮廓相邻两几何元素的交点。②避免在切削过程中进给停顿:否则会在轮廓表面留下刀痕；若在被加工表面范围内垂直下刀和抬刀，也会划伤表面。如用立铣刀周齿铣削平面轮廓，就应避免在铣削表面范围内沿刀具轴线下刀和抬刀。③采用多次走刀和顺铣加工：因为在相同的切削条件下，顺铣能获得较低的表面粗糙度。④选择工件在加工后变形小的走刀路线。对横截面积小的细长零件或薄板零件，应采用多次走刀加工达到最后尺寸；或采用对称去余量法安排走刀路线。编制数控铣削程序时应注意的问题1．零件尺寸公差对编程的影响如图所示，由于零件轮廓各处尺寸公差带不同，如用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工，就很难保证各处尺寸在公差范围之内。图5-27零件尺寸公差对编程的影响还有一些封闭尺寸，为了同时保证这三个孔的孔间距公差，直接按名义尺寸编程是不行的，在编程时必须通过尺寸链的计算，对原孔位尺寸进行适当调整，保证加工后的孔距尺寸符合公差要求。实际生产中有许多与此相类似情况，编程时一定要引起注意。图5-28零件的封闭尺寸对编程的影响（2）统一内壁圆弧的尺寸加工轮廓上内壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。1）内壁转接圆弧半径R第3章数控铣床和加工中心程序编制基础2）内壁与底面转接圆弧半径r3、保证基准统一的原则4、分析零件的变形情况第3章数控铣床和加工中心程序编制基础改进零件结构提高工艺性第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础（2）顺铣和逆铣对加工影响第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础在下列情况下，建议采用逆铣：a)铣床工作台丝杆与螺母的间隙较大又不便调整时；b)工件表面有硬质层、积渣或硬度不均匀时；c)工件表面凸凹不平较显著时；d)工件材料过硬时；e)阶梯铣削时；f)切削深度较大时。在下列情况下，建议采用顺铣：a)铣削不易夹牢或薄而长的工件时；b)精铣时；c)切断胶木、塑料、有机玻璃等材料时。零件的加工路线:（1）铣削轮廓表面在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。对于二维轮廓加工，通常采用的加工路线为：1)从起刀点下刀到下刀点2)沿切向切入工件；3)轮廓切削；4)刀具向上抬刀，退离工件；5)返回起刀点。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础1234567起止高度安全高度X、Y向安全间隙Z向安全间隙切削过程示意图刀具直径与工件宽度的关系第3章数控铣床和加工中心程序编制基础单向多次切削第3章数控铣床和加工中心程序编制基础双向多次切削第3章数控铣床和加工中心程序编制基础编程注意：a)在工件外移动刀具到所需深度；b)若表面质量比较重要，在工件外改变刀具方向；c)保证刀具中点在工件区域内；d)刀具直径为切削宽度的1.5倍；e)编程中的运动方向是刀具相对于工件的运动方向；参考点操作G28、G29格式：G28X...Y...Z...经指令中间点再自动回参考点。G29X...Y...Z...从参考点经中间点返回指令点。G28、G29指令通常应用于换刀前后。在换刀程序前，先执行G28指令回参考点(换刀点)；执行换刀程序后，再用G29指令往新的目标点移动。绝对坐标G90编程方式时，G28指令中的XYZ坐标是中间点在当前坐标系中的坐标值。G29指令中的XYZ坐标是从参考点出发将要移到的目标点在当前坐标系中的坐标值。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础第3章数控铣床和加工中心程序编制基础20030070040010001500ABRCXYG28和G29指令应用的例子G28G90X1000.0Y700.0；返回参考点（A→B→R）T1111；在参考点换刀G29X1500.0Y200.0；从参考点返回（R→B→C）由于G28、G29是采用G00一样的移动方式，其行走轨迹常为折线，较难预计，因此在使用上经常将XY和Z分开来用。先用G28Z...提刀并回Z轴参考点位置，然后再用G28X...Y...回到XY方向的参考点。自动编程软件往往采用G91G28Z0；G91G28X0Y0；以当前点为中间点的方式生成程序。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础工件原点W中间点参考点返回点WXYXY中间点MZ中间点ZZYX(X,Y,Z)11221ZXX333MZ2yy中间点返回点(X3,Y3,Z3)Z工件原点WXYX1X2Y1Z1Y2WXYZZ2Z中间点XY中间点M参考点M(a)(b)第3章数控铣床和加工中心程序编制基础G28X2...Y2...Z2...G29X3...Y3...Z3...加工多个几何形状相同的工件时可以简化编程，提高工作效率。一般用G91编程。指令格式：辅助功能：M98P——L——；M98PXXXXXXXX(子程序号)重复调用次数（最大999）M99意义：M98：调用子程序——在主程序中；M99：返回主程序——在子程序中；P：子程序号，如：P1000；L：调用次数，如：L3——调用3次子程序，一般L1可省略不写。1子程序第3章数控铣床和加工中心程序编制基础子程序的结构：OXXXXN_….;子程序的加工内容….N_M99;子程序结束指令子程序的调用：OXXXX….M98PXXXXX调用子程序….M02/M30;程序结束指令第3章数控铣床和加工中心程序编制基础子程序的调用：OXXXX….M98PXXXXX调用子程序….M02/M30;程序结束指令O0001…M98P1000…M30O1000…M98P2000…M99O2000…M98P3000…M99O3000…M98P4000…M99子程序的结构：OXXXXN_….;子程序的加工内容….N_M99;子程序结束指令子程序的应用实例例如：如图，已知铣削两个形状相同的工件的切深为12MM，初始平面为Z100MM，参考平面为Z2MM，试用子程序编程。Y8070605040302010020406080100120140160180X子程序：O1019；N05G91Z-98.0；N10G41X60.0Y20.0D01；N15G01Z-12.0F100；N20Y30.0；N25X-10.0；N30X10.0Y30.0；N35X40.0；N40X10.0Y-30.0；N45X-10.0；N50Y-20.0；N55X-50.0；N60G00Z110.0；N65G40X-50.0Y-30.0；N70M99；主程序：O1018；N05G90G54G00X0Y0S600M03；N10Z100.0；N15M98P1019（L1）；N20G90G00X160.0；N25M98P1019（L1）；N30G90G00X0Y0；N35M05;N40M30；Y8070605040302010020406080100120140160180X注意事项：1一般，主程序用绝对坐标G90编程；子程序用相对坐标G91编程。2一般可嵌套用4层，且主程序号﹤子程序号。3一般地返回主程序后应再出现一个G90以把子程序中的G91模式再变回来。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础XXYZ20601015151015151010WW25%O0310N10G00X0Y0Z40N20G97S800M03N30G90X-5.0Y-10.0M08N40Z20.0N50M98P1001L4N60G90G00Z40.0M05N70X0Y0M09N80M02%O1001N210G91G00Z-2.5N220M98P1002L3N230G00X-75.0M99%O1002N310G91G00X25.0N320G41X5.0N330G01Y80.0F100N340X-10.0N350Y-80.0N360G40G00X5.0N80M992旋转指令（G68、G69）格式：G17G68XYR坐标旋转开始G69：取消坐标系旋转指令。旋转角度（R）（α,β）旋转中心YX第3章数控铣床和加工中心程序编制基础N10G92X-5Y-5N20G68G90X7Y3R60N30G01X0Y0D01F200N40G91X10N50G02Y10R10N60G03X-10I-5J-5N70G01Y-10N80G69G90X-5Y-5N90M02%1000主程序N10G90G17G00X0Y0M03；N20M98P1001；加工1N30G68X0Y0R45旋转45°N40M98P1001;加工②N50G69；取消旋转N60G68X0Y0R90；旋转90°M70M98P1001；加工③N80G69M05N90M30；取消旋转子程序（①的加工程序）O1001N100G90G01X20Y0F100；N110G02X30Y0R5；N120G03X40Y0R5；N130X20Y0R10；N140G00X0Y0；N150M99；例：第3章数控铣床和加工中心程序编制基础注意：坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系:旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内先进行坐标旋转，再进行刀具半径补偿。第3章数控铣床和加工中心程序编制基础X1030­10­30­10­301030YR101243当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分3镜像加工编程G24、G25指令格式：G24X-Y-Z-；建立镜像┇M98P-；G25X-Y-Z-；取消镜像注：X-Y-Z—镜像点的坐标。常用格式1：G24X0以Y轴为对称轴建立镜像┇M98P-；G25X0；取消镜像格式2：G24Y0以X轴为对称轴建立镜像┇M98P-；G25Y0；取消镜像G24、G25为模态指令，可相互注销，G25为缺省值。当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。注：在指定平面对某个轴镜像时使下列指令发生变化指令说明圆弧指令G02和G03被互换刀具半径补偿G41和G42被互换坐标旋转旋转方向被互换镜像加工举例：工件厚度5mm%O0037N10G90G5