數(shù)控編程固定循環(huán).doc

第三章 數(shù)控銑床的編程第三節(jié) 基本編程方法（2）一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、復(fù)習(xí)舊課：（一）、復(fù)習(xí)上學(xué)期學(xué)過的內(nèi)容，進(jìn)一步鞏固所學(xué)過的知識。（二）、復(fù)習(xí)刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G421、指令格式為： ；G01 G40 X_Y_；其中：G41左偏半徑補(bǔ)償，指沿著刀具前進(jìn)方向，向左側(cè)偏移一個刀具半徑， G42右偏半徑補(bǔ)償，指沿著刀具前進(jìn)方向，向右側(cè)補(bǔ)償一個刀具半徑，X,Y建立刀補(bǔ)直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值。D 數(shù)控系統(tǒng)存放刀具半徑值的內(nèi)存地址，后有兩位數(shù)字。如：D01代表了存儲在刀補(bǔ)內(nèi)存表第1號中的刀具的半徑值。刀具的半徑值需預(yù)先用手工輸入。 G40刀具半徑補(bǔ)償撤消指令。 注意：刀具半徑補(bǔ)償平面的切換，必須在補(bǔ)償取消方式下進(jìn)行。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消只能用G00 或G01 指令，不得是G02 或G03。2、通過實例進(jìn)一步鞏固刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用，如圖1所示零件的加工程序。要求建立如圖所示的工件坐標(biāo)系，按箭頭所指示的路徑進(jìn)行加工。設(shè)加工開始時刀具距離工件上表面50mm，切削深度為2mm。圖1 刀補(bǔ)指令的應(yīng)用解：一個完整的零件程序如表1。 表1 刀具半徑補(bǔ)償指令的應(yīng)用程 序說 明%8031程序名N10 G92 X-10 Y-10 Z50確定對刀點(diǎn)N20 G90 G17在XY平面，絕對坐標(biāo)編程N(yùn)30 G42 G00 X4 Y10 D01右刀補(bǔ)，進(jìn)刀到（4，10）的位置N40 Z2 M03 S900Z軸進(jìn)到離表面2mm的位置，主軸正轉(zhuǎn)N50 G01 Z-2 F800進(jìn)給切削深度N60 X30插補(bǔ)直線ABN70 G03 X40 Y20 I0 J10插補(bǔ)圓弧BCN80 G02 X30 Y30 I0 J10插補(bǔ)圓弧CDN90 G01 X10 Y20插補(bǔ)直線DEN100 Y5插補(bǔ)直線E（10，5）N110 G00 Z50 M05返回Z方向的安全高度，主軸停轉(zhuǎn)N120 G40 X-10 Y-10返回到對刀點(diǎn)N130 M02程序結(jié)束注意：加工前應(yīng)先用手動方式對刀，將刀具移動到相對于編程原點(diǎn)(-10，-10，50)的對刀點(diǎn)處。圖中帶箭頭的實線為編程輪廓，不帶箭頭的虛線為刀具中心的實際路線。3、刀具長度補(bǔ)償指令G43、G44、G49 G43使刀具在終點(diǎn)坐標(biāo)處向正方向多移動一個偏差量e；G44則把刀具在終點(diǎn)坐標(biāo)值減去一個偏差量e（向負(fù)方向移動e）；G49（或D00）撤銷刀具長度補(bǔ)償。其格式與刀具半徑補(bǔ)償指令相類似。三、引入新課：引子：利用刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42引出拐角圓弧插補(bǔ)G39指令。（一）、拐角圓弧插補(bǔ)G39指令1、G39代碼在刀具半徑補(bǔ)償B功能的偏移方式中指定，實現(xiàn)工件拐角加工的圓弧過渡。該指令為非模態(tài)指令。其指令格式為： G39；所形成拐角圓弧終點(diǎn)的適量垂直于下一個程序段的起點(diǎn)?；騁39 拐角圓弧終點(diǎn)的矢量垂直于由I、J、K確定的矢量。前面已指定的G41或G42代碼決定了G39是順時針拐角圓弧插補(bǔ)還是逆時針拐角圓弧插補(bǔ)。含有G39的程序段不能指定運(yùn)動指令。2、例如：圖2所示N1 Y10.0； N1 Y10.0；N2 G39； N2 G39 I-1.0 J2.0；N3 X-10； N3 X-10.0 Y20.0；N1偏移矢量0,10N2編程軌跡N3刀具中心軌跡-10,10XYYXN10,10N2偏移矢量N3刀具中心軌跡I=-1,J=2編程軌跡-10,20圖2 拐角圓弧插補(bǔ)G39指令3、布置作業(yè)。（二）、坐標(biāo)系設(shè)定指令1、工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92 指令格式為：G92 X_ Y_ Z_G92并不驅(qū)使機(jī)床刀具或工作臺運(yùn)動，數(shù)控系統(tǒng)通過G92命令確定刀具當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)位置相對于加工原點(diǎn)（編程起點(diǎn)）的距離關(guān)系，以求建立起工件坐標(biāo)系。格式中的尺寸字X、Y、Z指定起刀點(diǎn)相對于工件原定的位置。G92指令一般放在一個零件程序的第一段。2、工件坐標(biāo)系選擇指令G54G59G54G59 是系統(tǒng)預(yù)定的6 個工件坐標(biāo)系，可根據(jù)需要任意選用。這6 個預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值(工件零點(diǎn)偏置值)可用MDI 方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時的指令值均為相對此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的值。采用G54G59選擇工件坐標(biāo)系方式如圖3所示。圖3 選擇坐標(biāo)系指令G54G59在圖4a)所示坐標(biāo)系中，要求刀具從當(dāng)前點(diǎn)移動到A 點(diǎn)，再從A 點(diǎn)移動到B 點(diǎn)。使用工件坐標(biāo)系G54和G59的程序如圖4b)所示。在使用G54G59時應(yīng)注意，用該組指令前，應(yīng)先用MDI方式輸入各坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。圖4 G54G59的使用3、局部坐標(biāo)系設(shè)定指令G52指令格式為：G52 X_Y_Z_A_其中X 、Y、 Z 、A 是局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在當(dāng)前工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。G52 指令能在所有的工件坐標(biāo)系(G92、G54G59)內(nèi)形成子坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)系。含有G52 指令的程序段中，絕對值編程方式的指令值就是在該局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。設(shè)定局部坐標(biāo)系后，工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系保持不變。G52 指令為非模態(tài)指令。在縮放及旋轉(zhuǎn)功能下不能使用G52指令，但在G52下能進(jìn)行縮放及坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)。4、直接機(jī)床坐標(biāo)系編程指令G53指令格式為：G53 X_ Y_ Z_G53 是機(jī)床坐標(biāo)系編程，該指令使刀具快速定位到機(jī)床坐標(biāo)系中的指定位置上。在含有G53 的程序段中，應(yīng)采用絕對值編程。且X、Y、Z均為負(fù)值。（三）、固定循環(huán)指令1、孔加工固定循環(huán)的運(yùn)動與動作對工件孔加工時，根據(jù)刀具的運(yùn)動位置可以分為四個平面（如圖5所示）：初始平面、R平面、工件平面和孔底平面。在孔加工過程中，刀具的運(yùn)動由6個動作組成： 圖5.1孔加工循環(huán)的平面圖5.2 固定循環(huán)的動作動作1快速定位至初始點(diǎn) X、Y表示了初始點(diǎn)在初始平面中的位置；動作2快速定位至R點(diǎn) 刀具自初始點(diǎn)快速進(jìn)給到R點(diǎn)；動作3孔加工 以切削進(jìn)給的方式執(zhí)行孔加工的動作；動作4在孔底的相應(yīng)動作 包括暫停、主軸準(zhǔn)停、刀具移位等動作；動作5返回到R點(diǎn) 繼續(xù)孔加工時刀具返回到R點(diǎn)平面；動作6快速返回到初始點(diǎn) 孔加工完成后返回初始點(diǎn)平面。 為了保證孔加工的加工質(zhì)量，有的孔加工固定循環(huán)指令需要主軸準(zhǔn)停、刀具移位。下圖表示了在孔加工固定循環(huán)中刀具的運(yùn)動與動作，圖中的虛線表示快速進(jìn)給，實線表示切削進(jìn)給。(1)初始平面 初始平面是為安全操作而設(shè)定的定位刀具的平面。初始平面到零件表面的距離可以任意設(shè)定。若使用同一把刀具加工若干個孔，當(dāng)孔間存在障礙需要跳躍或全部孔加工完成時，用G98指令使刀具返回到初始平面;否則，在中間加工過程中可用G99指令使刀具返回到R點(diǎn)平面，這樣可縮短加工輔助時間。(2)R點(diǎn)平面 R點(diǎn)平面又叫R參考平面。這個平面表示刀具從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的轉(zhuǎn)折位置，R點(diǎn)平面距工件表面的距離主要考慮工件表面形狀的變化，一般可取2-5mm。(3)孔底平面 Z表示孔底平面的位置，加工通孔時刀具伸出工件孔底平面一段距離，保證通孔全部加工到位，鉆削盲孔時應(yīng)考慮鉆頭鉆尖對孔深的影響。2、選擇加工平面及孔加工軸線 選擇加工平面有G17、G18和G19三條指令，對應(yīng)XOY、XOZ和YOZ三個加工平面，以及對應(yīng)孔加工軸線分別為Z軸、Y軸和X軸。立式數(shù)控銑床孔加工時，只能在XOY平面內(nèi)使用Z軸作為孔加工軸線，與平面選擇指令無關(guān)。下面主要討論立式數(shù)控銑床孔加工固定循環(huán)指令。3、孔加工固定循環(huán)指令格式指令格式:G90 G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G90 G98 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G91 G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_G91 G98 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_指令功能:孔加工固定循環(huán)指令說明:(1) 在G90或G91指令中，Z坐標(biāo)值有不同的定義。(2) G98、G99為返回點(diǎn)平面選擇指令，G98指令表示刀具返回到初始點(diǎn)平面，G99指令表示刀具返回到R點(diǎn)平面，如上圖5.2所示；(3)孔加工方式G73G89指令，孔加工方式對應(yīng)指令見下表；(4)X_ Y_ 指定加工孔的位置，（與G90或G91指令的選擇有關(guān)）；Z_ 指定孔底平面的位置（與G90或G91指令的選擇有關(guān)）；R_ 指定R點(diǎn)平面的位置（與G90或G91指令的選擇有關(guān)）；Q_ 在G73或G83指令中定義每次進(jìn)刀加工深度，在G76或G87指令中定義位移量，Q值為增量值，與G90或G91指令的選擇無關(guān)；P_ 指定刀具在孔底的暫停時間，用整數(shù)表示，單位為ms；F_ 指定孔加工切削進(jìn)給速度。該指令為模態(tài)指令，即使取消了固定循環(huán)，在其后的加工程序中仍然有效;L_ 指定孔加工的重復(fù)加工次數(shù)，執(zhí)行一次L1可以省略。如果程序中選G90指令，刀具在原來孔的位置上重復(fù)加工，如果選擇G91指令，則用一個程序段對分布在一條直線上的若干個等距孔進(jìn)行加工。L指令僅在被指定的程段中有效。表2 固定循環(huán)功能表如圖6左圖所示，選用絕對坐標(biāo)方式G90指令，Z表示孔底平面相對坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，R表示R點(diǎn)平面相對坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；如圖6右圖所示，選用相對坐標(biāo)方式G91指令，R表示初始點(diǎn)平面至R點(diǎn)平面的距離，Z表示R點(diǎn)平面至孔底平面的距離?？准庸し绞街噶钜约爸噶钪衂、R、Q、P等指令都是模態(tài)指令。圖6 G90與G91的坐標(biāo)計算（四）、各種孔加工方式說明1、高速深孔加工循環(huán)指令G73格式： G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ K_ F_ L_ ；其中：Q每次進(jìn)給深度；K每次退刀距離。 圖7.1 G73循環(huán) 圖7.2 深孔加工實例G73 用于Z軸的間歇進(jìn)給，使深孔加工時容易排屑，減少退刀量，可以進(jìn)行高效率的加工。G73 指令動作循環(huán)見圖7.1所示。注意當(dāng)Z、K、Q的移動量為零時，該指令不執(zhí)行?！纠?使用G73 指令編制如圖7.2所示深孔加工程序，設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面42mm，距孔底80mm，在距工件上表面2mm處(R點(diǎn))由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)，每次進(jìn)給深度10mm，每次退刀距離5mm。解：深孔的加工程序見表3。表3 深孔的加工程序程序說明%8071程序名N10 G92 X0 Y0 Z80設(shè)置刀具起點(diǎn)N20 G00 G90 M03 S600主軸正轉(zhuǎn)N30 G98 G73 X100 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200深孔加工，返回初始平面N40 G00 X0 Y0 Z80返回起點(diǎn)N60 M05N70 M30程序結(jié)束6、深孔往復(fù)排屑鉆G83指令指令格式：G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ 孔加工動作如下圖右圖所示。與G73指令略有不同的是每次刀具間歇進(jìn)給后回退至R點(diǎn)平面，這種退刀方式排屑暢通，此處的d表示刀具間斷進(jìn)給每次下降時由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的那一點(diǎn)至前一次切削進(jìn)給下降的點(diǎn)之間的距離，d值由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定。由此可見這種鉆削方式適宜加工深孔。圖8 G73循環(huán)與G83循環(huán)四、小結(jié)本循環(huán)所學(xué)的內(nèi)容。1、鉆孔循環(huán)中，注意分析深孔鉆循環(huán)的兩個參數(shù)：每次切削深度Q、排屑退刀量d。2、螺紋加工循環(huán)中，注意分析加工右旋螺紋和左旋螺紋時，主軸運(yùn)動方向和編程區(qū)別。3、鏜孔循環(huán)中，注意分析孔底動作。五、布置作業(yè)。第三節(jié) 基本編程方法（3）一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、復(fù)習(xí)舊課：進(jìn)一步鞏固上一循環(huán)所學(xué)過的知識。三、引入新課：（一）、固定循環(huán)指令1、反攻絲循環(huán)指令G74格式： G74 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ；利用G74攻反螺紋時，主軸反轉(zhuǎn)，到孔底時主軸正轉(zhuǎn)，然后退回。G74 指令動作循環(huán)如圖9所示。注意：攻絲時速度倍率、進(jìn)給保持均不起作用。R 應(yīng)選在距工件表面7mm 以上的地方。如果Z的移動量為零，則該指令不執(zhí)行。 圖9.1 反攻絲循環(huán) 圖9.2 反攻絲循環(huán)實例【例】 使用G74 指令編制如圖9.2所示的反螺紋攻絲加工程序，設(shè)刀具起點(diǎn)距工件上表面48mm，距孔底60mm，在距工件上表面8mm處(R點(diǎn))由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)。解：螺紋的加工程序見表4。螺紋的加工程序程 序說 明%8081程序名N10 G92 X0 Y0 Z60設(shè)置刀具的起點(diǎn)N20 G91 G00 M04 S500主軸反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/minN30 G98 G74 X100 R-40 P4 F200攻絲，孔底停留4個單位時間，返回初始平面N35 G90 Z0N40 G0 X0 Y0 Z60返回到起點(diǎn)N50 M05N60 M30程序結(jié)束2、攻絲循環(huán)指令G84格式： G84 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ；利用G84攻螺紋時，從R點(diǎn)到Z點(diǎn)主軸正轉(zhuǎn)，在孔底暫停后，主軸反轉(zhuǎn)，然后退回。G84 指令動作循環(huán)如圖10所示。圖10 G84攻螺紋指令注意：攻絲時速度倍率、進(jìn)給保持均不起作用。R應(yīng)選在距工件表面7mm以上的地方。如果Z方向的移動量為零該指令不執(zhí)行。3、精鏜孔G76指令指令格式：G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 孔加工動作如圖11所示。圖中OSS表示主軸準(zhǔn)停，Q表示刀具移動量（規(guī)定為正值，若使用了負(fù)值則負(fù)號被忽略）。在孔底主軸定向停止后，刀頭按地址Q所指定的偏移量移動，然后提刀，刀頭的偏移量在G76指令中設(shè)定。采用這種鏜孔方式可以高精度、高效率地完成孔加工而不損傷工件表面。 圖11.1 精鏜孔圖圖11.2 鉆孔與锪孔4、精鏜孔G85指令與精鏜階梯孔G89指令G85的指令格式為：G85 X_ Y_ Z_ R_ F_;G89的指令格式為:G89 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_; 如圖12所示，這兩種孔加工方式，刀具以切削進(jìn)給的方式加工到孔底，然后又以切削進(jìn)給的方式返回R點(diǎn)平面，因此適用于精鏜孔等情況，G89指令在孔底增加了暫停，提高了階梯孔臺階表面的加工質(zhì)量。圖 12 精鏜孔與精鏜階梯孔5、鏜孔G86指令指令格式：G86 X_ Y_ Z_ R_ F_ 如圖13所示，加工到孔底后主軸停止，返回初始平面或R點(diǎn)平面后，主軸再重新啟動。采用這種方式，如果連續(xù)加工的孔間距較小，可能出現(xiàn)刀具已經(jīng)定位到下一個孔加工的位置而主軸尚未到達(dá)指定的轉(zhuǎn)速，為此可以在各孔動作之間加入暫停G04指令，使主軸獲得指定的轉(zhuǎn)速。 圖13 鏜孔G86指令圖14 反鏜孔反鏜孔G87指令6、反鏜孔G87指令指令格式：G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 如圖14所示，X軸和Y軸定位后，主軸停止，刀具以與刀尖相反方向按指令Q設(shè)定的偏移量偏移，并快速定位到孔底，在該位置刀具按原偏移量返回，然后主軸正轉(zhuǎn)，沿Z軸正向加工到Z點(diǎn)，在此位置主軸再次停止后，刀具再次按原偏移量反向位移，然后主軸向上快速移動到達(dá)初始平面，并按原偏移量返回后主軸正轉(zhuǎn)，繼續(xù)執(zhí)行下一個程序段。采用這種循環(huán)方式，刀具只能返回到初始平面而不能返回到R點(diǎn)平面。7、鏜孔G88指令指令格式：G88 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_;如圖15所示，刀具到達(dá)孔底后暫停，暫停結(jié)束后主軸停止且系統(tǒng)進(jìn)入進(jìn)給保持狀態(tài)，在此情況下可以執(zhí)行手動操作，但為了安全，應(yīng)先把刀具從孔中退出，再啟動加工按循環(huán)啟動按紐，刀具快速返回到R點(diǎn)平面或初始點(diǎn)平面，然后主軸正轉(zhuǎn)。圖15 鏜孔G88指令8、鉆孔循環(huán)(中心鉆)指令G81格式： G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_ ；G81鉆孔動作循環(huán)，包括X，Y坐標(biāo)定位、快進(jìn)、工進(jìn)和快速返回等動作。注意的是，如果Z方向的移動量為零，則該指令不執(zhí)行。G81指令動作循環(huán)如圖16所示。圖16 G81鉆孔循環(huán)指令 10、帶停頓的鉆孔循環(huán)指令G82格式： G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_ L_ ；G82 指令除了要在孔底暫停外，其他動作與G81 相同。暫停時間由地址P給出。G82 指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。注意的是，如果Z方向的移動量為零，則該指令不執(zhí)行。11、重復(fù)固定循環(huán)簡單應(yīng)用例題：鉆削如圖17中的后4個孔，編制加工程序。G90 G00 X20 Y10G91 G98 G81 X10 Y5 Z-20 R-5 L4 F80圖17 重復(fù)固定循環(huán)簡單應(yīng)用 當(dāng)加工很多相同的孔時，應(yīng)仔細(xì)分析孔的分布規(guī)律，合理使用重復(fù)固定循環(huán)，盡量簡化編程。本例中各孔按等間距線性分布，可以使用重復(fù)固定循環(huán)加工，即用地址L規(guī)定重復(fù)次數(shù)。采用這種方式編程，在進(jìn)入固定循環(huán)之前，刀具不能直接定位在第一個孔的位置，而應(yīng)向前移動一個孔的位置。因為在執(zhí)行固定循環(huán)時，刀具要先定位后再執(zhí)行鉆孔動作。12、取消固定循環(huán)指令G80該指令能取消固定循環(huán)，同時R點(diǎn)和Z點(diǎn)也被取消。使用固定循環(huán)時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在固定循環(huán)指令前應(yīng)使用M03或M04指令使主軸回轉(zhuǎn)。在固定循環(huán)程序段中，X, Y, Z, R 數(shù)據(jù)應(yīng)至少指令一個才能進(jìn)行孔加工。在使用控制主軸回轉(zhuǎn)的固定循環(huán)(G74 G84 G86)中，如果連續(xù)加工一些孔間距比較小，或者初始平面到R點(diǎn)平面的距離比較短的孔時，會出現(xiàn)在進(jìn)入孔的切削動作前，主軸還沒有達(dá)到正常轉(zhuǎn)速的情況。遇到這種情況時，應(yīng)在各孔的加工動作之間插入G04指令，以獲得時間。當(dāng)用G00G03指令注銷固定循環(huán)時，若G00G03指令和固定循環(huán)出現(xiàn)在同一程序段，則按后出現(xiàn)的指令運(yùn)行在固定循環(huán)程序段中，如果指定了M，則在最初定位時送出M信號，等待M信號完成后，才能進(jìn)行孔加工循環(huán)。四、小結(jié)本循環(huán)所學(xué)的內(nèi)容。五、布置作業(yè)。第三節(jié) 基本編程方法（4）一、組織教學(xué)：考勤、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備等。二、復(fù)習(xí)舊課：進(jìn)一步鞏固上一循環(huán)所學(xué)過的知識。三、引入新課：（一）、子程序 1、子程序的概念 在一個加工程序中，如果其中有些加工內(nèi)容完全相同或相似，為了簡化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出，并按一定的格式編寫成子程序。主程序在執(zhí)行過程中如果需要某一子程序，通過調(diào)用指令來調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完后又返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。(1)子程序的嵌套為了進(jìn)一步簡化程序，可以讓子程序調(diào)用另一個子程序，這種程序的結(jié)構(gòu)稱為子程序嵌套。在編程中使用較多的是二重嵌套，其程序的執(zhí)行情況如圖4.32所示。圖18 子程序的嵌套(2)子程序的應(yīng)用1)零件上若干處具有相同的輪廓形狀,在這種情況下，只要編寫一個加工該輪廓形狀的子程序，然后用主程序多次調(diào)用該子程序的方法完成對工件的加工。2)加工中反復(fù)出現(xiàn)具有相同軌跡的走刀路線,如果相同軌跡的走刀路線出現(xiàn)在某個加工區(qū)域或在這個區(qū)域的各個層面上，采用子程序編寫加工程序比較方便，在程序中常用增量值確定切入深度。3)在加工較復(fù)雜的零件時，往往包含許多獨(dú)立的工序，有時工序之間需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，為了優(yōu)化加工程序，把每一個獨(dú)立的工序編成一個子程序，這樣形成了模塊式的程序結(jié)構(gòu)，便于對加工順序的調(diào)整，主程序中只有換刀和調(diào)用子程序等指令。2、調(diào)用子程序M98指令指令格式：M98 P_ 指令功能：調(diào)用子程序指令說明：P_為要調(diào)用的子程序號。為重復(fù)調(diào)用子程序的次數(shù)，若只調(diào)用一 次子程序可省略不寫，系統(tǒng)允許重復(fù)調(diào)用次數(shù)為19999次。3、子程序結(jié)束M99指令指令格式：M99指令功能：子程序運(yùn)行結(jié)束，返回主程序指令說明：(1)執(zhí)行到子程序結(jié)束M99指令后，返回至主程序，繼續(xù)執(zhí)行M98 P_程序段下面的主程序；(2)若子程序結(jié)束指令用M99 P_格式時，表示執(zhí)行完子程序后，返回到主程序中由P_指定的程序段；(3)若在主程序中插入M99程序段，則執(zhí)行完該指令后返回到主程序的起點(diǎn)。4、子程序的格式O（或：）M99格式說明：其中O（或：）為子程序號，“O”是EIA代碼，“：”是ISO代碼（二）固定循環(huán)指令應(yīng)用1、 圖19所示為專用夾具。在其它機(jī)床上已把零件的輪廓加工好，在加工中心上進(jìn)行孔加工（其中#11與#12的孔壁有粗糙度要求）。加工程序如下：圖19 固定循環(huán)指令舉例O6005N05 G90 G94 G21 G17 G40 G49N10 M6 T1換上1號刀，麻花鉆N20 G54 G90 G0 G43 H1 Z20在Z方向調(diào)入刀具長度補(bǔ)償N30 M3 S800主軸正轉(zhuǎn)N40 M8切削液開N50 G99 G83 X130 Y40 Z50 R10 Q3 F100用G83指令鉆#1孔，返回R平面N60 Y0鉆#2孔N70 Y-40鉆#3孔N80 X-100 Y-20 Z-34.5 Q5鉆#8孔，返回R平面N90 G98 Y20鉆#7孔，返回初始面N100 G99 G83 X0 Y40 Z-50 R5 Q5鉆#11孔，返回R平面N110 Y-40鉆#12孔N120 G83 X100 Y-20 Z-34.5 R-10 Q5鉆#9孔N130 Y20鉆#10孔N140 X130 Y40 Z-50 Q3鉆#6孔N150 Y0鉆#5孔N160 G98 Y40鉆#4孔，返回初始面N170 G0 Z200 M9取消固定循環(huán)，切削液關(guān)N180 G49 Z108.5取消長度補(bǔ)償N190 M5主軸停轉(zhuǎn)N200 M19主軸定向N210 M6 T2換上2號刀，鍵槽銑刀N220 G0 G43 H2 Z20調(diào)入刀具長度補(bǔ)償N230 M3 S600主軸正轉(zhuǎn)N240 M8N250 G99 G82 X100Y20 Z35 R10 P1000 F80锪#7孔，在孔底暫停1sN260 G98 Y20锪#8孔，返回初始面N270 G99 X100锪#9孔N280 G98 Y20锪#10孔，返回初始面N290 G0 X0 Y40定位到#11孔中心上方N300 Z1.5N310 M98 P83106擴(kuò)#11孔N320 G90 G0 Z1.5N330 Y40定位到#12孔中心上方N340 M98 P83106擴(kuò)#12孔N350 G90 G0 Z200 M9N360 G49 Z108.5N370 M5N380 M19N390 M6 T3換上3號刀，微調(diào)鏜刀N400 G0 G43 H3 Z20N410 M3 S600N420 M8N430 G99 G85 X0 Y40 Z45.5 R5 F50精鏜#11孔，返回點(diǎn)R平面N440 G98 Y40精鏜#12孔，返回初始點(diǎn)平面N450 G90 G0 Z200 M9N460 G49 Z108.5N470 M5N480 M19N490 M6 T4換上4號刀，M12mm機(jī)用絲錐N500 G0 G43 H4 Z20N510 M3 S200N520 M8N530 G99 G84 X130 Y40 Z50 R10 F350攻#1右旋螺紋，螺距為1.75mmN540 G4 X2暫停2s，讓主軸達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速N550 Y0攻#2右旋螺紋N560 G4 X2N570 G98 Y40攻#3右旋螺紋，返回初始點(diǎn)平面N580 G99 X130攻#4右旋螺紋， N590 G4 X2N600 Y0攻#5右旋螺紋N610 G4 X2N620 G98 Y40攻#6右旋螺紋，返回初始點(diǎn)平面N630 G90 G0 Z200 M9N640 G49 Z108.5N650 M30程序結(jié)束O3106子程序名N10 G91 G1 Z6 F50在40的孔中向下進(jìn)給6mmN20 X9.8沿X方向進(jìn)給9.8mmN30 G3 I9.8 F20加工40孔，單邊精加工余量0.2mmN40 G1 X9.8 F80回到孔中心N50 M992、 編制如圖20所示的螺紋加工程序，設(shè)刀具起點(diǎn)距工作表面100mm處，螺紋切削深度為10mm。圖20 固定循環(huán)綜合編程解：在工件上加工孔螺紋，應(yīng)先在工件上鉆孔，鉆孔的深度應(yīng)大于螺紋深（定為12mm），鉆孔的直徑應(yīng)略小于內(nèi)徑（定為8mm）。螺紋的加工程序見表5。表5 螺紋的加工程序程 序說 明%8091 先用G81 鉆孔的主程序N10 G92 X0 Y0 Z100N20 G91 G00 M03 S600N30 G99 G81 X40 Y40 G90 R-98 Z-112 F200N50 G91 X40 L3N60 Y50N70 X-40 L3N80 G90 G80 X0 Y0 Z100 M05N90 M30%8092用G84 攻絲的程序N210 G92 X0 Y0 Z0N220 G91 G00 M03 S300N230 G99 G84 X40 Y40 G90 R-93 Z-110 F100N240 G91 X40 L3N250 Y50N260 X-40 L3N270 G90 G80 X0 Y0 Z100 M05N280 M30（三）、數(shù)控銑床編程實例1、槽形零件的銑削如圖21所示的槽形零件，其毛坯為四周已加工的鋁錠（厚為20mm），槽深2mm。編寫該槽形零件加工程序。圖21 槽形零件（1）工藝和操作清單。該槽形零件除了槽的加工外，還有螺紋孔的加工。其工藝安排為“鉆孔擴(kuò)孔攻螺紋銑槽” ，其工藝和操作清單見表6。表6 槽形零件的工藝清單材料鋁零件號001程序號0030操作序號內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（rmin）進(jìn)給速度（mmin）刀 具號數(shù)類型直徑（mm）1中心鉆15008014mm鉆頭42擴(kuò)鉆200010025mm鉆頭53攻螺紋2002003M6攻螺紋64銑斜槽2300100、18046mm銑刀6(2)程序清單及說明。該工件在數(shù)控銑鉆床ZJK7532A-2上進(jìn)行加工，程序見表7。表7 槽形零件的加工程序程 序說 明N10 G21設(shè)定單位為mmN20 G40 G49 G80 H00取消刀補(bǔ)和循環(huán)加工N30 G28 X0 Y0 Z50回參考點(diǎn)N40 M00開始5mm鉆孔N50 M03 S1500N60 G90 G43 H0l G00 X0 Y20.0 Z10.0快速進(jìn)到R點(diǎn)，建立長度補(bǔ)償N70 G8l G99 X0 Y20.0 Z7.0 R2.0 F80G81循環(huán)鉆孔，孔深7mm，返回R點(diǎn)N80 G99 X17.32 Y10.0N90 G99 Y10.0N100 G99 X0 Y20.0N110 G99 X17.32 Y10.0N120 G98 Y10.0N130 G80 M05取消循環(huán)鉆孔指令、主軸停N140 G28 X0 Y0 Z50回參考點(diǎn)N150 G49 M00開始擴(kuò)孔N160 M03 S2000N170 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0N180 G83 G99 X0 Y20.0 Z12.0 R2.0 Q7.0 F100G83循環(huán)擴(kuò)孔N190 G99 X17.32 Y10.0N200 G99 Y10.0N210 G99 X0 Y20.0N220 G99 X17.32 Y10.0N230 G98 Y10.0N240 G80 M05取消循環(huán)擴(kuò)孔指令、主軸停N250 G28 X0 Y0 Z50N260 G49 M00開始攻螺紋N270 M03 S200N280 G90 G43 H03 G00 X0 Y20.0 Z10.0N290 G84 G99 X0 Y20.0 Z8.0 R5.0 F200G84循環(huán)攻螺紋N300 G99 X17.32 Y10.0N310 G99 X0 Y20.0N320 G99 X17.32 Y10.0N330 G98 Y10.0N340 G80 M05取消螺紋循環(huán)指令、主軸停N350 G28 X0 Y0 Z50N360 G49 M00銑槽程序N370 M03 S2300N380 G90 G43 G00 X30.0 Y10.0 Z10.0 H04N390 Z2.0N400 G01 Z0 F180N410 X0 Y40.0 Z2.0N420 X30.0 Y10.0 Z0N430 G00 Z2.0N440 X30.0 Y30.0N450 G01 Z2.0 F100N460 X30.0N470 G00 Z10.0 M05N480 G28 X0 Y0 Z50N490 M302、平面凸輪的數(shù)控銑削工藝分析及程序編制平面凸輪零件圖如圖22所示，工件的上、下底面及內(nèi)孔、端面已加工。完成凸輪輪廓的程序編制。圖22 凸輪零件圖解：(1)工藝分析。從圖22的要求可以看出，凸輪曲線分別由幾段圓弧組成，內(nèi)孔為設(shè)計基準(zhǔn)，其余表面包括4-13H7孔均已加工。故取內(nèi)孔和一個端面為主要定位面，在聯(lián)接孔13的一個孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因為孔是設(shè)計和定位的基準(zhǔn)，所以對刀點(diǎn)選在孔中心線與端面的交點(diǎn)上，這樣很容易確定刀具中心與零件的相對位置。(2)加工調(diào)整。零件加工坐標(biāo)系X、Y位于工作臺中間，在G53坐標(biāo)系中取X=-400，Y=-100。Z坐標(biāo)可以按刀具長度和夾具、零件高度決定，如選用20的立銑刀，零件上端面為Z向坐標(biāo)零點(diǎn)，該點(diǎn)在G53坐標(biāo)系中的位置為Z=-80處，將上述三個數(shù)值設(shè)置到G54加工坐標(biāo)系中。凸輪輪廓加工工序卡見表8。表8 銑凸輪輪廓加工工序卡材料45#零件號812程序號8121操作序號內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（rmin）進(jìn)給速度（mmin）刀 具號數(shù)類型直徑（mm）1銑凸輪輪廓200080、200120mm立銑刀20（3）數(shù)學(xué)處理。該凸輪加工的輪廓均為圓弧組成，因而只要計算出基點(diǎn)坐標(biāo)，才可編制程序。在加工坐標(biāo)系中，各點(diǎn)的計算坐標(biāo)如下：BC弧的中心O1點(diǎn)： X=-(175+63.8) sin859=-37.28 Y=-(175+63.8) cos 859=-235.86EF弧的中心O2點(diǎn)： X2+Y2=692 (X-64)2+Y2=212解之得 X=65.75，Y=20.93HI弧的中心O4點(diǎn)： X=-(175+61)cos2415=-215.18 Y=(175+61)sin2415=96.93DE弧的中心O5點(diǎn)：X2+Y2=63.72 (X-65.75)2+(Y-20.93)2=21.302解之得 X=63.70，Y=-0.27B點(diǎn)： X=-63.8sin859=-9.96 Y=-63.8cos859=-63.02C點(diǎn)： X2+Y2=642 (X+37.28)2+(Y+235.86)2=1752解之得 X=-5.57，Y=-63.76D點(diǎn)： (X-63.70)2+(Y+0.27)2=0.32 X2+Y2=642解之得 X=63.99，Y=-0.28E點(diǎn)： (X-63.7)2+(Y+0.27)2=0.32 (X-65.75)2+(Y-20.93)2=212解之得 X=63.72，Y=-0.03F點(diǎn)： (X+1.07)2+(Y-16)2=462 (X-65.75)2+(Y-20.93)2=212解之得 X=44.79，Y=19.6G點(diǎn)： (X+1.07)2+(Y-16)2=462 X2+Y2=612解之得 X=14.79，Y=59.18H點(diǎn)： X=-61 cos2415=-55.62 Y=61sin 2415=25.05I點(diǎn)： X2+Y2=63.802 (X+215.18)2+(Y-96.93)2=1752解之得 X=-63.02，Y=9.97根據(jù)上面的數(shù)值計算，可畫出凸輪加工走刀路線圖，如圖23所示。圖23 凸輪加工走刀路線圖（4）編寫加工程序。凸輪加工的程序及說明見表9。表9 凸輪加工的程序程 序說 明N10 G54 X0 Y0 Z40進(jìn)入加工坐標(biāo)系N20 G90 G00 G17 X-73.8 Y20由起刀點(diǎn)到加工開始點(diǎn)N30 M03 S1000啟動主軸，主軸正轉(zhuǎn)（順銑）N40 G00 Z0下刀至零件上表面N50 G01 Z-16 F200下刀切入工件，深度為工件厚度+1mmN60 G42 G01 X-63.8 Y10 F80 H01刀具半徑右補(bǔ)償N70 G01 X-63.8 Y0切入零件至A點(diǎn)N80 G03 X-9.96 Y-63.02 R63.8切削ABN90 G02 X-5.57 Y-63.76 R175切削BCN100 G03 X63.99 Y-0.28 R64切削CDN110 G03 X63.72 Y0.03 R0.3切削DEN120 G02 X44.79 Y19.6 R21切削EFN130 G03 X14.79 Y59.18 R46切削FGN140 G03 X-55.26 Y25.05 R61 切削GHN150 G02 X-63.02 Y9.97 R175切削HIN160 G03 X-63.80 Y0 R63.8 切削IAN170 G01 X-63.80 Y-10切削零件N180 G01 G40 X-73.8 Y-20取消刀具補(bǔ)償N190 G00 Z40Z向抬刀N200 G00 X0 Y0 M05返回加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，并停住軸N210 M30 程序結(jié)束附： 參數(shù)設(shè)置：H01=10； G54：X=-400，Y=-100，Z=-80。3、用直徑為20mm的立銑刀，加工如下圖所示零件。要求每次最大切削深度不超過20mm。(1)工藝分析 零件厚度為40mm，根據(jù)加工要求，每次切削深度為20mm，分2次切削加工，在這兩次切深過程中，刀具在XOY平面上的運(yùn)動軌跡完全一致，故把其切削過程編寫成子程序，通過主程序兩次調(diào)用該子程序完成零件的切削加工，中間兩孔為已加工的工藝孔，設(shè)圖23示零件上表面的左下角為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。(2)加工程序圖23 輪廓銑削O1000 程序號N010 G90 G92 X0 Y0 Z300 使用絕對坐標(biāo)方式編程,建立工件坐標(biāo)系N020 G00 X-50 Y-50 S800 M03 快速進(jìn)給至X=-50, Y=-50，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minN030 G01 Z-20 F150 Z軸工進(jìn)至Z=-20，進(jìn)給速度150mm/minN040 M98 P1010 調(diào)用子程序O1010N050 Z-45 F300 Z軸工進(jìn)至Z=-45，進(jìn)給速度300mm/minN060 M98 P1010 調(diào)用子程序O1010N070 G00 X0 Y0 Z300 快速進(jìn)給至X=0，Y=0，Z=300N100 M30 主程序結(jié)束O1010 子程序號N010 G42 G01 X-30 Y0 F300 H02 M08 切削液開，直線插補(bǔ)至X=-30，Y=0，刀具半徑右補(bǔ)償H02=10mmN020 X100 直線插補(bǔ)至X=100，Y=0N030 G02 X300 R100 順圓插補(bǔ)至X=300，Y=0N040 G01 X400 直線插補(bǔ)至X=400，Y=0N050 Y300 直線插補(bǔ)至X=400，Y=300N060 G03 X0 R200 逆圓插補(bǔ)至X=0，Y=300N070 G01 Y-30 直線插補(bǔ)至X=0，Y=-30N080 G40 G01 X-50 Y-50 直線插補(bǔ)至X=-50，Y=-50，取消刀具半徑補(bǔ)償N090 M09 切削液關(guān)N100 M99 子程序結(jié)束并返回主程序4、用直徑為8mm的立銑刀，粗銑如圖24所示工件的型腔。(1)工藝分析確定工藝路線。 如下圖25所示，采用行切法，刀心軌跡BCDEF作為一個循環(huán)單元，反復(fù)循環(huán)多次，設(shè)圖示零件上表面的左