第二章 數(shù)控機床

第二章數(shù)控機床的程序編制 程序編制方法一般分為兩大類 1 手工編程 2 自動編程 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識一 數(shù)控編程的概念在數(shù)控機床上加工零件時 程序員根據(jù)加工零件的圖樣和加工工藝 將零件加工的工藝過程及加工過程中需要的輔助動作 如換刀 冷卻 夾緊 主軸正反轉(zhuǎn)等 按照加工順序和數(shù)控機床中規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單 再將程序單中的全部內(nèi)容輸入到機床數(shù)控裝置中 自動控制數(shù)控機床完成工件的全部加工 根據(jù)零件圖樣和加工工藝編制成加工指令并輸入到數(shù)控裝置的過程稱為數(shù)控程序編制 程序編制的一般內(nèi)容和過程如圖2 1所示 圖2 1程序編制的一般內(nèi)容和過程 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 1 分析零件圖樣 確定加工工藝根據(jù)零件圖樣 對零件的形狀 尺寸 精度 表面質(zhì)量 材料 毛坯種類 熱處理和工藝方案等進行詳細分析 制定加工工藝 2 刀具運動軌跡計算在編制程序前要進行運動軌跡的基點 圓弧線段的圓心等坐標值計算 這些坐標值是編制程序時需要輸入的數(shù)據(jù) 所謂基點就是運動軌跡相鄰幾何要素間的交點 3 編寫加工程序單根據(jù)計算出的運動軌跡坐標值和已確定的加工順序 加工路線 切削參數(shù)以及輔助動作等 按照數(shù)控機床規(guī)定使用的功能代碼及程序格式 逐段編寫加工程序單 4 制備控制介質(zhì)簡單程序可以直接使用鍵盤輸入數(shù)控裝置 比較復(fù)雜的程序一般通過通信方式輸入數(shù)控裝置 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 5 程序校驗和首件試切校驗的一般方法是 1 在不裝夾工件情況下起動數(shù)控機床 進行空運行 觀察運動軌跡是否正確 2 在具有CRT屏幕圖形顯示功能的數(shù)控機床上 進行工件圖形的模擬加工 檢查工件圖形的正確性 然后進行首件試切 進一步考察程序單或控制介質(zhì)的正確性 并檢查是否滿足加工精度要求 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 二 數(shù)控編程的字符與代碼字符 Character 是一個關(guān)于信息交換的術(shù)語 它的定義是 用來組織 控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號 如數(shù)字 字母 標點符號 數(shù)學運算符等 字符是機器能進行存儲或傳送的記號 字符也是我們所要研究的加工程序的最小組成單位 常規(guī)加工程序用的字符分四類 一類是字母 它由大寫26個英文字母組成 第二類是數(shù)字和小數(shù)點 它由0 9共10個阿拉伯數(shù)字及一個小數(shù)點組成 第三類是符號 由正 號和負 號組成 第四類是功能字符 它由程序開始 結(jié)束 符 如 程序段結(jié)束符 如 跳過任選程序段符 如 等組成 代碼由字符組成 數(shù)控機床功能代碼的標準有EIA 美國電子工業(yè)協(xié)會 制定的EIARS 244和ISO 國際標準化協(xié)會 制定的ISORS 840兩種標準 國際上大都采用ISO代碼 現(xiàn)在我國規(guī)定新產(chǎn)品一律采用ISO代碼 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 三 準備功能G代碼和輔助功能M代碼用G M指令來描述工藝過程的各種操作和運動特征 1 準備功能G指令準備功能G指令是用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡 即插補功能 機床坐標系 坐標平面 刀具補償 坐標偏置等多種加工操作 G指令由地址符G及其后面的二位數(shù)字組成 共有100種G指令 G00 G99 如表2 2示 G代碼有模態(tài)與非模態(tài)兩種 表2 2第2欄中 標有字母的表示對應(yīng)的G代碼為模態(tài)代碼 又稱續(xù)效代碼 模態(tài)代碼按功能分為若干組 標有相同字母的為同組 標有 的表示對應(yīng)的G代碼為非模態(tài)代碼 又稱非續(xù)效代碼 其意義見表2 2 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 表2 2模態(tài)與非模態(tài)的意義 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 2 輔助功能M指令輔助功能M指令是控制數(shù)控機床 開 關(guān) 功能的指令 主要用于完成加工操作時的輔助動作 M指令由地址符M及其后面的二位數(shù)字組成 共有100種M指令 M00 M99 如表2 3所示 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 表2 3M功能代碼表 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 1 程序暫停指令 M00功能 M00使程序停在本段狀態(tài) 不執(zhí)行下段 當按下循環(huán)啟動鍵后 可繼續(xù)執(zhí)行下一程序段 應(yīng)用 該指令可應(yīng)用于自動加工過程中 停車進行某些固定的手動操作 如手動變速 換刀等 2 程序計劃暫停指令 M01功能 與M00相似 預(yù)先按下 任選停止 開關(guān) 當執(zhí)行到M01時 程序即停止 若不按下 任選停止 開關(guān) 則M01不起作用 程序繼續(xù)執(zhí)行 應(yīng)用 該指令常用于關(guān)鍵尺寸的抽樣或臨時停車 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 3 程序結(jié)束指令 M02功能 該指令表示加工程序全部結(jié)束 它使主軸 進給 切削液都停止 機床復(fù)位 它比M00功能多了一項 復(fù)位 功能 應(yīng)用 該指令必須編在最后一個程序段中 4 主軸正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 停指令 M03 M04 M05功能 M03 正轉(zhuǎn) M04 反轉(zhuǎn) M05 停轉(zhuǎn) 5 換刀指令 M06功能 自動換刀 應(yīng)用 用于具有自動換刀裝置的機床 加工中心 數(shù)控車床等 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 四 數(shù)控程序結(jié)構(gòu)與程序段格式1 程序的結(jié)構(gòu)一個完整的數(shù)控加工程序由程序號 程序段和程序結(jié)束符三部分組成 2 程序段格式N G X Y Z F S T M LF N 為程序地址字 G 為準備功能字 X Y Z 及U V W I J K 等為坐標軸地址 后面的數(shù)字表示刀具在相應(yīng)坐標軸上的移動距離或坐標值 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 F 為進給功能字 S 為主軸轉(zhuǎn)速功能字 T 為刀具功能字 M 為輔助功能 LF為程序段結(jié)束符 3 主程序和子程序在一個零件的加工程序中 若有一定數(shù)量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn) 可將這些重復(fù)的程序段按一定的格式做成子程序 并存入到子程序存儲器中 如圖2 2 第一節(jié)程序編制的基礎(chǔ)知識 圖2 2主程序與子程序關(guān)系圖 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 一 數(shù)控機床的坐標系與運動方向1 刀具相對于靜止工件而運動的原則假定刀具 動 相對于靜止的工件 靜 運動 2 標準 機床 坐標系的規(guī)定 1 機床坐標系的規(guī)定標準的機床坐標系是一個右手笛卡爾坐標系 如圖2 3所示 規(guī)定了X Y Z三個直角坐標軸的方向 這個坐標系的各個坐標軸與機床的主要導(dǎo)軌平行 根據(jù)右手螺旋法則 我們可以很方便地確定出A B C三個旋轉(zhuǎn)坐標的方向 如圖2 3 圖2 3右手笛卡兒坐標系 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 3 運動方向的確定 1 Z坐標的確定Z坐標的運動由傳遞切削力的主軸所決定 與主軸軸線平行的標準坐標軸即為Z坐標 正方向是刀具遠離工件的方向 2 X坐標的確定X坐標運動一般是水平的 它平行于工件的裝夾平面 是刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標 3 Y坐標的確定Y X ZX軸逆時針旋轉(zhuǎn)900得到Y(jié)軸 4 旋轉(zhuǎn)運動坐標系X A Y B Z C 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 圖2 4數(shù)控車床坐標系 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 圖2 5數(shù)控銑床坐標系 圖2 6數(shù)控鏜銑床坐標系 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 二 機床坐標系與工件坐標系機床原點是機床固有的點 以該點為原點與機床的主要坐標建立的直角坐標系 稱為機床坐標系 機床坐標系是制造機床時用以確定各零部件相對位置而建立起來的 工件坐標系是指編程人員以零件圖紙上的某一點 工件原點或編程原點 為坐標原點建立的坐標系 編程時用來確定編程尺寸 如圖2 7所示 圖2 7機床坐標系與工件坐標系 第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) 三 絕對坐標系統(tǒng)與增量 相對 坐標系統(tǒng)絕對坐標是表示刀具 或機床 運動位置的坐標值 是相對于固定的坐標原點給出的 如圖2 8a增量坐標所表示的刀具 或機床 運動位置的坐標值是相對于前一位置的 而不是相對于固定的坐標原點的 如圖2 8b 圖2 8絕對坐標系與增量 相對 坐標值 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 一 常用準備功能G1 坐標指令 G90 G91 G92 1 G90 絕對尺寸指令程序段中的尺寸字為絕對坐標值 即從編程零點開始的坐標值 2 G91 增量尺寸指令程序段中的尺寸字為增量坐標值 即刀具運動的終點相對于起點坐標值的增量 用G91編程時程序為 G90G01X30Y60F100 用G91編程時程序為 G91G01X 40Y30F100 在實際編程中 是選用G90還是選用G91 要根據(jù)具體的零件確定 圖2 10a的尺寸都是根據(jù)零件上某一設(shè)計基準給定的 這時我們可以選用G90編程 圖2 10b的尺寸我們就應(yīng)該選用G91編程 這樣就避免了在編程時各點坐標的計算 圖2 9G90 G91編程舉例 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 10G90 G91的選擇 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 G92 坐標系設(shè)定指令格式 G92X Y Z G92的作用是以工件坐標系的原點為基準點 設(shè)定刀具起始點的坐標值 數(shù)控機床執(zhí)行命令時 從該點開始動作 所以刀具起始點就是程序的起始點 有時也作為對刀點或換刀點 執(zhí)行G92指令時 機床不動作 即X Y Z軸均不移動 坐標值X Y Z均不得省略 如圖2 11所示 G92X 10 0Y 10 0Z0 0 圖2 11G92建立工件坐標系 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 2 快速點定位指令 G00格式 G00X Y Z G00指令要求刀具以點位控制方式從刀具所在位置用最快的速度移動到指定位置 如圖2 12所示 用G00編寫一個程序 程序的起始點是坐標原點O 先從O點快速移動到參考點A 緊接著快速移至參考點B 移動軌跡如圖2 12所示 其程序如下 絕對值編程方式GOOX20Y20G90G01X90 0Y70 0F100 增量值編程方式GOOX20Y20G91G01X70 0Y50 0F100 G00是模態(tài)指令 快速點定位速度不能用程序指令 它的速度由數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定 圖2 12快速點定位 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 直線插補指令 G01和F都是模態(tài)指令 如圖2 13所示 G01X96Y70F100以100mm min進給速度直線插補也稱直線切削 刀具以直線插補運算聯(lián)動方式由某坐標點移動到另一坐標點 移動速度由進給功能指令F設(shè)定 機床執(zhí)行G01指令時 在該程序段中必須含有F指令 G01加工直線AB 如圖2 13X168Y50以100mm min進給速度加工直線BC X24Y30以100mm min進給速度加工直線CA 圖2 13G01直線插補 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 4 圓弧插補指令 G02 G03圓弧插補G02 G03分別是順時針和逆時針方向圓弧插補指令 用于指令刀具相對于工件在指定的平面 G17 G18 G19 內(nèi) 以給定的進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補 各坐標平面的圓弧插補方向如圖所示 即沿垂直于圓弧所在的平面的坐標軸的負向觀察 來判斷圓弧的順 逆方向 如圖2 14 在XY坐標平面上程序段格式 G17G02 G03 XYIJF 或G17G02 G03 XYRF 在XZ坐標平面上程序段格式 G18G02 G03 XZIKF 或G18G02 G03 XZRF 在YZ坐標平面上程序段格式 G19G02 G03 YZJKF 或G19G02 G03 YZRF 圖2 14不同坐標平面G02 G03的判斷 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 機床只有一個平面時平面指令可省略 當機床有三個坐標平面時 通常在XY平面內(nèi)加工平面輪廓曲線 開機后自動進入G17指令狀態(tài) 在編寫程序時 也可以省略 采用圓弧R編程時規(guī)定 當圓弧小于或等于1800時 R取正值 當圓弧大于 1800時R取負值 采用圓心相對圓弧起點坐標位置編程時 I J K分別為圓心相對于圓弧起點在X Y Z軸方向的坐標增量 若圓弧是一個封閉整圓 則只能使用I J K編程圓弧線的終點坐標可采用絕對值表示 也可以采用終點相對起點的增量值表示 如圖2 15所示 圓弧的起點為A點 終點為B點 G90G03X70Y75I19J30F100G91G03X35Y55I19J30F100 圖2 15圓弧編程 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 5 刀具半徑自動補償指令 G41 G42 G40刀具在移動加工過程中 刀具的中心與被加工工件的輪廓之間始終保持刀具的半徑值 通常稱為刀具半徑補償 即刀具中心軌跡相對于零件輪廓讓開一個刀具半徑的距離 編程時 只需按照工件圖標定的輪廓尺寸編寫程序 而將刀具的半徑作為工件輪廓的補償量 由操作者預(yù)先存入數(shù)控裝置的指定存儲單元 在執(zhí)行加工程序時 半徑自動補償指令將存儲單元中存放的補償量調(diào)出 并計算刀具中心軌跡 加工出符合零件圖樣輪廓的工件 G41是刀具半徑左補償指令 G42是刀具半徑右補償指令 G40是取消半徑補償指令 G41是指順著刀具前進方向觀察 刀具偏移在工件輪廓線的左側(cè) G42是指刀具偏移在工件輪廓線的右側(cè) G41和G42為模態(tài)指令 如圖2 16所示 使用G41或G42完成輪廓加工之后 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 16G41 G42的判斷 圖2 17G41 G42 G40的應(yīng)用 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 必須用G40指令消去補償量 使刀具中心軌跡和編程軌跡重合 如圖2 16所示 圖中細實線是編程軌跡 點劃線是刀具中心軌跡 圖a為G41刀具半徑左補償過程 圖b為G42刀具半徑左補償過程 程序段格式 G00 G01G41 G42XYDFG00 G01G40XY其中 D為刀具半徑補償?shù)刂?地址中存放的是刀具半徑的補償量 刀具半徑補償?shù)倪^程分三步 即刀補的建立 刀補執(zhí)行和刀補取消 OB為建立刀補段 G41G01X50 Y40 F100D01 OC段為取消刀補段 G40G01X0 Y0 F100 或G40G00X0 Y0 B C段為刀補的進行 G40必須和G41或G42成對使用 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 6 刀具長度補償指令 G43 G44刀具長度偏置指令用來補償?shù)毒唛L度方向尺寸的變化 數(shù)控機床規(guī)定傳遞切削動力的主軸為數(shù)控機床的Z軸 所以通常是在Z軸方向進行刀具長度補償 在編寫工件加工程序時 無需考慮實際刀具的長度 而是按照標準刀具長度或確定一個編程參考點進行編程 如果實際刀具長度和標準刀具長度不一致 可以通過刀具長度偏置功能實現(xiàn)刀具長度差值的補償 G43指令實現(xiàn)正向補償 G44指令實現(xiàn)負向補償 它們也是模態(tài)指令 可由G40指令取消補償 有時也用G49指令取消補償 編程格式為 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 G91G00G43 G44 ZH G90G00G43 G44 ZH H是存放長度補償偏置量的地址 用于存放實際刀具長度和標準編程長度的差值 即補償值或偏置量 下圖是刀具長度補償實例 在編程時以主軸端部為編程參考點 可以認為是標準刀具長度為零 刀具安裝在主軸上后 測得刀尖到主軸端部 編程參考點 的距離為100mm 將100mm作為長度偏置量存入H01地址單元中 加工程序為 G92X0Y0Z0 G90G43G00Z0H01 Z 250S500 G01Z 270F300 G00G40Z0 圖2 18刀具長度補償 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 7 暫停指令 G04暫停指令G04可使刀具在短時內(nèi)實現(xiàn)無進給光整加工 用于锪孔 車槽 車臺階軸清根等加工 暫停結(jié)束后 繼續(xù)執(zhí)行下一段程序 其程序格式為 G04 符號 是地址 常用X F等表示 停留時間單位是s或ms 也可用工件旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)表示暫停時間的長短 不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)定 G04是非模態(tài)指令 只在本程序段有效 例如 圖2 19為锪孔加工 孔底有表面粗糙度要求 程序如下 N40G91G01Z 7 F60 N50G04X5 N60G00Z7 圖2 19锪孔加工 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 二 數(shù)控車床加工程序編制數(shù)控車床是當今使用最為廣泛的數(shù)控設(shè)備之一 主要用于軸類 盤類等回轉(zhuǎn)體零件的加工 通過程序控制 可以自動完成內(nèi)外圓柱面 錐面 圓弧面 螺紋等工序的車削加工 也可以進行鉆 鏜 鉸孔等孔類加工 1 數(shù)控車床編程特點 1 使用G50設(shè)定工件坐標系 2 使用坐標地址X Z時為絕對值編程方式 使用坐標地址U W時為增量值編程方式 坐標值可以用絕對值 也可以用增量值 或二者混用 3 采用絕對值編程時 X的編程值用直徑大小表示 采用增量編程時 U的編程值應(yīng)是X軸方向增量值的二倍 4 為提高徑向尺寸精度 X軸方向的脈沖當量常取Z軸的一半 2 固定循環(huán)指令由于車削毛坯常用棒料或鍛件 加工余量比較大 因而數(shù)控車床常有不同形式的固定循環(huán) 利用固定循環(huán)指令 只要編出最終走刀路線 給出每次切除的余量深度或循環(huán)的次數(shù) 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 機床即可自動地重復(fù)切削 直到工件完成為止 如FANUCOMC系統(tǒng)的固定循環(huán)如表2 4所示 1 橫向粗車削循環(huán)指令G71如圖2 20所示 程序段格式 G71PnsQnfU uW wD d F S T P 開始循環(huán)的程序段號ns Q 最后循環(huán)的程序段號nf U X軸方向上的精車余量 u W W軸方向上的精車余量 w 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 D 粗加工每次切深 d F S T僅在本程序段有效 圖2 20橫向粗車削循環(huán)軌跡 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 2 縱向車削循環(huán)粗加工循環(huán)指令G72如圖2 21所示 圖2 21縱向粗車削循環(huán)軌跡 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 G73 成形車削固定循環(huán)如圖2 22所示 程序段格式 G73P ns Q nf I i K k U u W w D d F f S s T t P 開始循環(huán)的程序段號ns Q 最后循環(huán)的程序段號nf I X軸方向坐標的預(yù)留量 i 半徑值 K Z軸方向坐標的預(yù)留量 k U X軸方向上的精車余量 u W W軸方向上的精車余量 w D 切削次數(shù) d F S T僅在本程序段有效 G73指令規(guī)定的成形車削固定循環(huán)結(jié)束后 可用G70指令實現(xiàn)精車循環(huán) 完成工件的精加工 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 22成形車削固定循環(huán) 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 4 G76 螺紋車削固定循環(huán)程序段格式 G76XZIKDFAP X 螺紋加工終點處X軸坐標值 Z 螺紋加工終點處Z軸坐標值 I 螺紋加工起點和終點的差值 若I O時 進行圓柱螺紋切削 K 螺紋牙型高度 取半徑值 D 第一次循環(huán)時切削深度 d F 螺紋導(dǎo)程 A 螺紋牙型頂角角度 P 指定的切削方式 G76的切削路徑如圖2 23所示 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 23螺紋車削固定循環(huán)軌跡 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 數(shù)控車床編程實例如圖2 24所示數(shù)控車床車削零件 材料為45號鋼 零件的毛坯為 90mm的棒料 在數(shù)控車床上進行粗 精加工 試編寫加工程序 1 確定工藝方案及路線因零件有較大的加工余量 所以采用成形切削循環(huán)指令加工零件的外形輪廓 使程序簡化 加工路線為 先采用成形切削循環(huán)指令進行粗加工 然后進行精加工 最后加工螺紋 2 選擇刀具及切削用量根據(jù)加工要求 需要兩把刀具 T01外圓車刀加工輪廓 并建立刀補 T02切斷刀 T03螺紋車刀加工螺紋 A點為換刀點 粗加工時 主軸轉(zhuǎn)速為1000r min 進給速度為150mm min 精加工時 主軸轉(zhuǎn)速為2000r min 進給速度為250mm min 加工螺紋時 主軸轉(zhuǎn)速為2000r min 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 24車削加工實例 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 編寫程序 0001N0010G50X200Z350N0020G00S1000M03T0101M08N0030X120Z200N0040G94X0Z290F200N0050G71P0060Q0150U2 0W2 0D2 0F150N0060G0OX41 8Z292N0070G01X48Z289N0080Z227N0090X50N0100X62W 60N0110Z155N0120X78N0130X80W 1N0140W 19 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N0150G02X80W 60R70N0160G01Z65N0170X90N0180G70P0060Q0150S2000F250N0190M09N0200G00X200Z350T0100N0210M06T0202N0220M03S1000N0230G00X51Z227M08N0240G01X45F200N0250G00X51N0260X200Z350T0200M09N0270M06T0303N0280S800M03N0290G76X46 38Z228 5K0 81D1 0F1 5A60N0300M09N0310G00X200Z350T0300N0320M02 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 三 數(shù)控銑床加工程序編制數(shù)控銑床是數(shù)控加工中最常用的數(shù)控加工設(shè)備之一 它可以進行平面輪廓曲線和空間三維曲面加工 而且換上孔加工刀具 也可以進行數(shù)控鉆 鏜 鉸 锪 及擴孔等孔加工 1 數(shù)控銑床編程特點 1 使用G92設(shè)定工件坐標系 2 使用G90定義絕對值編程方式 G91定義增量值編程方式 3 使用G40取消刀具半徑補償 G49取消刀具長度補償 2 數(shù)控銑床編程要點 1 了解數(shù)控系統(tǒng)功能及機床規(guī)格 2 分析零件圖 合理安排工藝路線 確定走刀路線 3 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點 合理確定編程原點 使各點的坐標計算簡化 4 合理選擇程序起始點 程序起始點不能使刀具與工件或夾具發(fā)生干碰撞 在數(shù)控銑床上 一般選在工件的設(shè)計基準或工藝基準上 5 合理選擇刀具 夾具 切削用量 切削液 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 數(shù)控銑床編程實例在數(shù)控銑床上 用立銑刀加工圖2 25所示的凸輪零件 毛坯已加工 編寫加工程序 圖2 25銑削加工實例 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 1 確定工藝方案及路線加工時以 30mm中心孔定位 裝夾在通用夾具上 對刀點選在距離零件表面40mm的中心孔 30mm上 下刀后沿零件輪廓的AB段圓弧的A點切向工件 逆時針方向加工 最后沿第二象限切出工件 建立工件坐標系如圖2 25所示 2 選擇刀具及切削用量選擇T01立銑刀 直徑為 10mm 主軸轉(zhuǎn)速為1000r min 進給速度為80mm min 3 坐標計算 絕對坐標值 O1 37 28 235 86 O2 65 75 20 93 O3 1 07 16 00 O4 215 18 96 93 O5 63 70 0 27 A 63 80 0 B 9 96 63 02 C 5 57 63 76 D 63 99 0 28 E 63 72 0 03 F 44 79 19 60 G 14 79 59 18 H 55 62 25 05 I 63 02 9 97 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 4 編寫程序 0002N0010G92X0Y0Z40N0020G90T01S1000M03N0030G00X 73 80Y10N0040G01Z 16F300N0050G01G42X 63 80Y0F100N0060G03X 9 96Y 63 02I63 80J0N0070G02X 5 57Y 63 76I 27 32J 172 84N0080G03X63 99Y 0 28I5 57J63 76N0090X63 72Y0 03I 0 29J0 01N0100G02X44 79Y19 60I2 03J20 9NO110G03X14 79Y59 18I 45 86J 3 60N0120X 55 62Y25 05I 14 79J 59 18N0130G02X 63 02Y9 97I 159 56J71 88N0140G03X 63 80Y0I63 02J 9 97N0150G01G40X 73 80Y10F300N0160G00Z40N0170X0Y0N0180M02 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 四 加工中心程序編制加工中心是高效 高精度數(shù)控機床 工件在一次裝夾中便可完成多道工序的加工 同時還備有刀具庫 并且有自動換刀功能 加工中心是一種工藝范圍較廣的數(shù)控加工機床 能進行銑削 鏜削 鉆削和螺紋加工等多項工作 適宜于加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜 工序多 精度要求高的零件 其加工的主要對象有箱體類零件 復(fù)雜曲面 異形件 盤套板類零件和特殊加工等五類 以配置FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的VNC1000C加工中心說明加工中心程序編制 1 加工中心編程要點加工中心的編程方法與數(shù)控銑床的編程方法基本相同 加工坐標系的設(shè)置方法也一樣 但要注意換刀程序的應(yīng)用 下面將主要介紹加工中心的加工固定循環(huán)功能 圖2 26固定循環(huán)動作 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 2 固定循環(huán)指令在前面介紹的加工指令中 每一個G指令對應(yīng)機床的一個動作 在有一些數(shù)控系統(tǒng)中 為了進一步提高編程效率 將一些典型加工 如鏜孔 鉆孔 攻螺紋等 中幾個固定 連續(xù)的動作用一個G指令來指定 并用固定循環(huán)指令來選擇 FANUC 0i系統(tǒng)的固定循環(huán)如表2 5所示 這些循環(huán)通常包括以下六個基本動作 如圖2 26所示 動作1 在XY平面定位動作2 快速移動到R點動作3 孔加工動作4 孔底位置的動作 如暫停加工 動作5 返回到R點 動作6 快速返回到起始點 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 G73 G89固定循環(huán)指令的程序段的格式 G9O G91G98 G99GXYZRQPFG90為絕對坐標方式輸入 G91為增量坐標方式輸入 G98返回到始平面高度 G99返回到安全平面高度 X Y 孔中心位置坐標 可以用絕對坐標值 也可以用相對坐標值 Z 孔底位置或孔的深度 R 安全平面高度 Q 深孔加工 G73 G83 時 指定每次進給的深度 或鏜孔 G76 G87 時 刀具的橫向偏移量 圖2 27鉆孔循環(huán)P 刀具在孔底停留時間 F 切削進給速度 例如 鉆加工如圖2 27所示零件上的 10mm孔 選擇直徑為 10mm的麻花鉆頭 機床坐標 工件坐標 編程原點 與起刀點在圖上標出 采用刀具長度補償G43 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 G73 G89固定循環(huán)指令的程序段的格式 G9O G91G98 G99GXYZRQPFG90為絕對坐標方式輸入 G91為增量坐標方式輸入 G98返回到初始平面高度 G99返回到安全平面高度 X Y 孔中心位置坐標 可以用絕對坐標值 也可以用相對坐標值 Z 孔底位置或孔的深度 R 安全平面高度 Q 深孔加工 G73 G83 時 指定每次進給的深度 或鏜孔 G76 G87 時 刀具的橫向偏移量 圖2 27鉆孔循環(huán)P 刀具在孔底停留時間 F 切削進給速度 例如 鉆加工如圖2 27所示零件上的 10mm孔 選擇直徑為 10mm的麻花鉆頭 機床坐標 工件坐標 編程原點 與起刀點在圖上標出 采用刀具長度補償G43 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 O0010 N010G92X0Y0Z50 N020T01M06 選用T01號刀具 10鉆頭 N030G90S1000M03 啟動主軸正轉(zhuǎn)1000r minN040G00X0 Y0 Z30 M08 N050G81G99X10 Y10 Z 15 R5 F20 在 10 10 處鉆孔 孔深15mm 參考面高度5mm 鉆孔循環(huán)結(jié)束返回參考平面 N060X50 在 50 10 處鉆孔 G81為模態(tài) N070Y30 在 50 30 處鉆孔N080X10 在 10 30 處鉆孔N090G80 取消鉆孔循環(huán)N100G00Z30 N110M30 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圖2 27鉆孔循環(huán) 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 3 零件的編程實例在VNC1000C加工中心加工如圖2 28所示零件 圖2 28加工中心加工實例 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 分析 該零件加工有外輪廓直線和圓弧加工 并要銑削內(nèi)方孔和內(nèi)圓孔 最后要鉆三個 4mm深8mm的孔 N10G55G21G28X0Y0Z0設(shè)定單位為 mm 回參考點為 0 0 0 N20G40M06T01取消刀具半徑補償 換1號刀N30G43G00X 10Y 8Z5H01快速定位 并在運動過程中建立長度補償N40G01Z 4S1000M03F100N50G41X0D01N60Y60F80N70X30N80G17G02X70Y60I20J0N90G01X100N100Y20N110G02X80Y0R20 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N120G01X12N130X0Y20N140X 8N150G00Z5M05N160G28X0Y0Z0N170G49G40M06T02N180G90G43X50Y60Z2H02S1200M03N190G01Z 2F35N200G91G03X0Y0I0J 2F75N210G01Y5N220G03X0Y0I0J 7N230G01Y5N240G03X0Y0I0J 12N250G90G01Z5N260G00X27Y47N270G01Z 5F35 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N280G91X 14F75N290Y 5N300X14N310Y 5N320X 14N330Y 5N340X14N350Y 5N360X 14N370Y 5N380X14N390G90Y47N400X13N410Y23N420X27N430G00Z5M05N440G28X0Y0Z0 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 圓弧加工 并要銑內(nèi)方孔和內(nèi)圓孔 最后要鉆三個 4mm深8mm的孔 N10G55G21G28X0Y0Z0設(shè)定單位為 mm 回參考點為 0 0 0 N20G40M06T01取消刀具半徑補償 換1號刀N30G43G00X 10Y 8Z5H01快速定位 并在運動過程中建長度補償N40G01Z 4S1000M03F100N50G41X0D01N60Y60F80N70X30N80G17G02X70Y60I20J0N90G01X100N100Y20N110G02X80Y0R20 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N120G01X12N130X0Y20N140X 8N150G00Z5M05N160G28X0Y0Z0N170G49G40M06T02N180G90G43X50Y60Z2H02S1200M03N190G01Z 2F35N200G91G03X0Y0I0J 2F75N210G01Y5N220G03X0Y0I0J 7N230G01Y5N240G03X0Y0I0J 12N250G90G01Z5N260G00X27Y47 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N270G01Z 5F35N280G91X 14F75N290Y 5N300X14N310Y 5N320X 14N330Y 5N340X14N350Y 5N360X 14N370Y 5N380X14N390G90Y47N400X13N410Y23N420X27 第三節(jié)數(shù)控加工程序編制 N430G00Z5M05N440G28X0Y0Z0N450G49G40M06T03N460G90G43X60Y30Z10H03S1000M03N470G99G83X60Y30Z 8Q4R2F100N480X80Y40N490Y20N500G00G80Z20M05N510G28X0Y0Z0N520M30 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 一 MasterCAM系統(tǒng)簡介MasterCAM是美國專門從事CNC程序軟件開發(fā)的專業(yè)化公司 CNCSoftwareINC研制開發(fā)的CAD CAM一體化軟件 可以完成二維繪圖 三維線框造型和三維實體造型 可以實現(xiàn)平面加工和三維加工多種功能 能在顯示屏幕上對加工過程進行動態(tài)模擬 具有多種后置處理程序 MasterCAM是運行于WINDOWS95以上的視窗操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAD CAM系統(tǒng) 啟動MasterCAM以后 計算機屏幕上出現(xiàn)以下的工作界面 如圖2 29所示 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 圖2 29MasterCAM工作環(huán)境 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 1 主菜單區(qū)MasterCAM提供了10項主功能菜單 單擊各項 即可進入所選菜單的功能或下一級菜單 MasterCAM的CAD CAM功能操作主要通過主菜單和子菜單完成的 主菜單如表2 6所示 2 輔助菜單區(qū)該區(qū)域主要用來設(shè)定繪圖和加工的輔助功能 如表2 7所示 3 工具條區(qū)在MasterCAM環(huán)境中也可以通過選擇工具欄中的圖標項選擇各項功能 工具欄的功能與屏幕菜單功能完全相似 且更為方便 4 繪圖區(qū)設(shè)計工件的幾何圖形 5 菜單提示行為用戶提供了當前的操作命令提示 也叫命令提示信息 6 信息交互區(qū)給出菜單功能的提示信息 并可輸入相關(guān)數(shù)據(jù) 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 二 MasterCAM自動編程實例以圖2 25為例 說明MasterCAM自動編程方法 1 圖形繪制步驟1 進入MasterCAMMill系統(tǒng) 步驟2 構(gòu)造圖形 繪圖的方法與AUTOCAD基本相似 這里不再敘述 構(gòu)造圖形如圖2 30所示 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 圖2 30應(yīng)用舉例 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 步驟3 存盤 圖2 31 外形銑削 框圖 第四節(jié)數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介 在主菜單上選擇 文檔 存檔 文件名2 加工參數(shù)設(shè)定步驟1 設(shè)定刀具路徑 1 單擊 主功能表 T刀具路徑 C外形加工 2 從外形 選擇 串聯(lián) 4 在工件輪廓線上選取一點 凸輪外輪廓全被選中 5 單擊串聯(lián)菜單中 D執(zhí)行 出現(xiàn) 外形銑削 框圖 如圖2 31所示 步驟2 選擇刀具 1 在圖2 31窗口中 單擊右鍵 出現(xiàn)圖2 32對話框 從資料庫中取刀具資料建立新的刀具工作設(shè)定 第四節(jié)數(shù)控自動