第三周-2--数控铣削加工程序手工编制--2012-3-2

浙江工业大学第3章数控机床加工程序编制Tel:15068125631（525631）E-mail:[e-mail]主讲教师：陈建专业方向：数字化设计与制造办公室地点：机械楼A701、A715浙江工业大学数控铣削加工技术主要内容数控铣削加工工艺特点加工程序的编制浙江工业大学数控铣削加工技术数控铣床的加工工艺范围1）平面类零件浙江工业大学数控铣削加工技术数控铣床的加工工艺范围2）变斜角类零件浙江工业大学数控铣削加工技术数控铣床的加工工艺范围3）曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。如螺旋浆、飞机翼、复杂的模具型腔等。浙江工业大学数控铣削加工技术数控铣床的刀具1）刀具的分类铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。浙江工业大学数控铣削加工技术圆柱形铣刀用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。浙江工业大学数控铣削加工技术面铣刀用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面，端面和圆周上均有刀齿,有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。镶齿式是焊接在上面的，可转位式是分离的，刀粒可以拆下来整体式刀片可转位使用的镶齿铣刀浙江工业大学数控铣削加工技术立铣刀用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给。球头立铣刀螺旋立铣刀浙江工业大学数控铣削加工技术三面刃铣刀用于加工各种沟槽和台阶面,其两侧面和圆周上均有刀齿。角度铣刀用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。浙江工业大学数控铣削加工技术锯片铣刀用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外,还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。浙江工业大学数控铣削加工技术(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,如图所示：浙江工业大学数控铣削加工技术(2）铣较大平面时，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀：刀具的尺寸要与被加工工件的表面尺寸和形状相适应：精铣时，可选大直径铣刀，并尽量包容工件加工面的宽度，以提高效率和加工表面质量。粗铣平面时，因切削力大，故宜选较小直径的铣刀，以减少切削扭矩；浙江工业大学数控铣削加工技术(3）铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。浙江工业大学数控铣削加工技术(4）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。浙江工业大学数控铣削加工技术(5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示。数控钻孔一般无钻模，钻孔刚度差，应使钻头直径D满足L／D≤5(L为钻孔深度)。钻大孔时，可采用刚度较大的硬质合金扁钻；钻浅孔时(L／D≤2)宜采用硬质合金的浅孔钻，以提高效率和加工质量。•钻头是上下运动的，其刀刃是钻头前面部分；•铣刀是通过运动侧面切削金属的，所以其刀刃是侧面；浙江工业大学数控铣削加工技术铣刀安装过程换刀具装入刀具浙江工业大学数控铣削加工技术刀具补偿在零件轮廓铣削加工时，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。浙江工业大学数控铣削加工技术a、无刀具补偿铣削外形b、无刀具补偿铣削型腔浙江工业大学数控铣削加工技术G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见下图所示。刀具半径左补偿的判断方法浙江工业大学数控铣削加工技术G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，见下图所示。刀具半径右补偿的判断方法浙江工业大学数控铣削加工技术编程格式:……………G00/G01G41/G42XYD；……......G00/G01G40XY；…………..其中：1）X、Y的值是建立补偿直线段的终点坐标值；2）D是刀具半径补偿代号地址字（数控系统的内存地址），后跟两位数字表示。浙江工业大学数控铣削加工技术1）不能和G02、G03一起使用，只能与G00或G01一起使用，且刀具必须要移动（即激活刀径补正指令，必须在前一单节激活）；2）程序制作时，程序中只给予刀径补正号码.如D11、D12…而此铣刀半径值是加工时，预先由操作者键入控制系统之刀具补偿号码画面之相对应号码内；使用刀补时应注意以下事项：3）一般键入补正值（即铣刀半径值）皆采用正值较合理；浙江工业大学数控铣削加工技术工件当刀具装上刀柄及装在主轴上时，在同一基准上，刀具伸出的长度不一致。浙江工业大学数控铣削加工技术CNC铣床或MC所使用的刀具，因每把刀具的长度皆不相同，故使用每一把刀具时都必须作刀长补偿，使每一把刀加工出来的深度皆正确、相同。浙江工业大学数控铣削加工技术1、编程格式（1）G43—刀具长度正补偿G44—刀具长度负补偿（很少使用）G49—取消刀长补偿（2）程序格式：G00/G01G43/G44ZH；……......G49；浙江工业大学数控铣削加工技术其中：1）Z的值是指令欲定位至Z轴的坐标位置；2）H是刀具长度补偿代号地址字（数控系统的内存地址），后跟两位数字表示。注意：使用G43或G44指令刀具长度时，只能有Z轴的移动量（而且必须要Z轴移动才能补偿），若有其它轴向的移动，则会出现警示画面。浙江工业大学数控铣削加工技术浙江工业大学数控铣削加工技术分析下列程序段中刀具实际到达位置：•N003G90G43Z100.0H01=10•N005G91G43Z-113.5H02=15•N007G90G44Z-32.0H03=-14浙江工业大学数控铣削加工技术加工坐标系的建立1、G92--设置加工坐标系•编程格式：G92X～Y～Z～G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。•若程序格式为：G92XaYbZc则将加工原点设定到距刀具起始点距离为X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。浙江工业大学数控铣削加工技术•例：G92X20Y10Z10则：其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上,如图1所示。加工坐标系的建立浙江工业大学数控铣削加工技术2、G53--选择机床坐标系•编程格式：G53G90X～Y～Z～；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。•例：G53G90X-100Y-100Z-20则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图2所示。浙江工业大学数控铣削加工技术则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图所示。G53G90X-100Y-100Z-20浙江工业大学数控铣削加工技术3、G54--G59选择1～6号加工坐标系这些指令可以分别用来选择相应的加工坐标系编程格式：G54G90G00(G01)X～Y～Z～(F～)；该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。浙江工业大学数控铣削加工技术例：在图中，用CRT/MDI在参数设置方式下设置了两个加工坐标系：这时，建立了原点在O′的G54加工坐标系和原点在O″的G55加工坐标系。G54：X-50Y-50Z-10G55：X-100Y-100Z-20浙江工业大学数控铣削加工技术•若执行下述程序段：N10G53G90X0Y0Z0N20G54G90G01X50Y0Z0F100N30G55G90G01X100Y0Z0F100则刀尖点的所到达的位置分别为图中的A、B点。浙江工业大学数控铣削加工技术（1）G54与G55～G59的区别利用G55～G59设置加工坐标系的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示零值。利用G54设置机床原点的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示为G54的设定值，且符号均为正；浙江工业大学数控铣削加工技术G92：是指定刀具当前点在工件坐标中的绝对值来建立坐标系原点（2）G92与G54～G59的区别G54：是在机床上找一个固点（即：机械坐标）作为工件坐标系的原点。浙江工业大学数控铣削加工技术（3）G54～G59的修改G54～G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI方式修改。浙江工业大学数控铣削加工技术4、常见错误当执行程序段“G92X10Y10”时，常会认为是刀具在运行程序后到达X10Y10点上。其实，G92指令程序段只是设定加工坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的X10Y10点上。浙江工业大学数控铣削加工技术如G54G90G01X10Y10时，运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后，无论刀具当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的X10Y10点上。G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令组合浙江工业大学数控铣削加工技术数控加工典型案例浙江工业大学1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3【例1】图示零件，要求在一块100*110*20的材料上铣出图中的四个外形，加工时一次装夹、对刀，试完成对该零件的加工。浙江工业大学1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3O1111;N10G54G40G49G80G21G90;N20G28;N30M06T01;N40M03S2000;N50G00Z100.0;N60G43G01Z10.0H01F500;N70Z5.0;N80G00X-80.0Y-80.0;N90G01G42X-60.0D01F1000;N100X-10.0浙江工业大学N101Y-60.0;N104Y0.0;N106Z-2.0；N110X15.0;N120G03X15.0Y20.0R10.0;N130G01X0.0;N140Y-5.0;N150G01G49Z100.0F1000;N160G00G40X-75.0Y-75.0;N161M05;1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3浙江工业大学1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3N180G55;N182G28;N184M06T02;N186M03S2000;N190G00X90.0Y80.0;N191G01G43Z30.0H02F800;浙江工业大学N192Z10.0;N193G01G42X75.0Y50.0D02F1000;N200X60.0Y0.0;N201G01Z-2.0F500;N210G02X20.0Y0.0R20.0;N230G03X20.0Y0.0I-20.0J0.0;N240G02X40.0Y20.0R20.0;N250G00Z100.0;N260G40X90.0Y80.0;1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3浙江工业大学1101005551015R10φ408025402020R1010404025O4OO1O2O3N280G56G90;N290G00X-40.0Y-40.0Z20.0;N300G01G42X-25.0Y-20.0D03;N310G01Z-2.0F100;N320X20.0;N330Y20.0;N340X-20.0;N350Y-20.0;N360G01Z20.0F300;N370G01G40X0.0Y0.0;浙