數(shù)控機床及編程

1、http:/Made:Chen Tianxiang數(shù)控機床及編程天津濱海職業(yè)學(xué)院陳天祥Made:Chen Tianxiang第六章 數(shù)控銑床編程6-1 數(shù)控銑削編程基礎(chǔ)q數(shù)控銑削編程的工藝基礎(chǔ) q數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向q絕對坐標(biāo)及增量尺寸編程6-2 數(shù)控銑削編程指令介紹q直線和圓弧插補指令q插補平面選擇指令q自動返回參考點指令6-3 刀具補償及補償指令q刀具半徑補償q刀具長度補償6-4 循環(huán)加工指令介紹Made:Chen Tianxiang數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ) 銑削加工是機械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削，也可以對零件進(jìn)行鉆、擴、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數(shù)控銑

2、削主要適合于平面類零件 、 直紋曲面類零件 和 立體曲面類零件的加工。 1、工藝分析 （1）熟悉零件在產(chǎn)品中的位置、作用、裝配關(guān)系和工作條件，明確各項技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響。 （2）分析零件圖的尺寸標(biāo)注方法。 （3）分析零件圖的完整性和正確性。 （4）分析零件的技術(shù)要求。Made:Chen Tianxiang2、 數(shù)控機床工件裝夾定位及夾具選用 （1）機床夾具概述 在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品；可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備

3、。機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。 （2）夾具的組成數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)夾具的組成 定位裝置：作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。夾緊裝置：作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 夾具體：將夾具上的所有組成部分，聯(lián)接成為一個整體的基礎(chǔ)件。其它裝置或元件：包含對刀元件、導(dǎo)向元件、分度裝置、連接元件等。Made:Chen Tianxiang（3）夾具的分類 1）按適用機床分類 車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具 2）按用途分類 通用夾具、專用夾具、可調(diào)

4、夾具、組合夾具、成組夾具（4）組合夾具的選用 優(yōu)點：使用組合夾具可節(jié)省夾具的材料費、設(shè)計費、制造費，方便庫存保管；另外，其組合時間短，能夠縮短生產(chǎn)周期，反復(fù)拆裝，不受零件尺寸改動限制，可以隨時更換夾具定位易磨損件； 缺點：組合夾具需要經(jīng)常拆卸和組裝；其結(jié)構(gòu)與專用夾具相比顯得復(fù)雜、笨重；對于定型產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時，組合夾具的生產(chǎn)效率不如專用夾具生產(chǎn)效率高。 適用范圍：a) 組合夾具適用于新產(chǎn)品研制，單件、小批量生產(chǎn)，適用于產(chǎn)品品種多，生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。b) 機床設(shè)備適用于鉆床、加工中心、鏜床、銑床、磨床，也可以組合成裝配工裝、檢查的檢具和焊接夾具。數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)Made:Chen Tia

5、nxiang孔系組合夾具孔系組合夾具應(yīng)用實例數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)Made:Chen Tianxiang槽系組合夾具槽系組合夾具l一長方形基礎(chǔ)板；2一方形支撐件；3一菱形定位盤；4一快換鉆套；5一叉形壓板；6一螺栓；7一手柄桿；8一分度合件槽系組合夾具應(yīng)用實例數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)Made:Chen Tianxiang （5） 通用具夾的選用 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn) 。上一頁上一頁下一頁下一頁液壓 三爪卡盤：用于回轉(zhuǎn)工件的自動裝卡四爪單動卡盤：用于非回轉(zhuǎn)體或偏心件的裝卡平口鉗

6、分固定側(cè)與活動側(cè)，固定側(cè)與底面作為定位面，活動側(cè)用于夾緊。正弦平口鉗，通過鉗身上的孔及滑槽來改變角度，可用于斜面零件的裝夾數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)Made:Chen Tianxiang （6）專用夾具 專用夾具：指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批大量生產(chǎn)上一頁上一頁下一頁下一頁連桿加工專用夾具：該夾具靠工作臺T形槽和夾具體上定位鍵確定其在數(shù)控銑床上的位置，并用T形螺栓緊固。連桿加工專用銑槽夾具結(jié)構(gòu)夾具l一夾具體；2一壓板；3、7一螺母；4、5一墊圈：6一螺栓；8一彈簧；9一定位鍵；10一菱形銷；11一圓柱銷 數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)Made:Che

7、n Tianxiang3、 加工路線的確定 （1）銑削輪廓表面 在銑削輪廓表面時一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削。對于二維輪廓加工，通常采用的加工路線為：從起刀點下刀到下刀點沿切向切入工件輪廓切削刀具向上抬刀，退離工件返回起刀點數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ)刀具的進(jìn)、退刀方式刀具的進(jìn)、退刀方式入 刀 軌跡刀 具 軌跡工件刀具出刀(a) 側(cè)向進(jìn)刀側(cè)向進(jìn)刀入 刀 軌跡刀 具 軌跡工件刀具出刀(b) 圓弧進(jìn)刀圓弧進(jìn)刀YG00G00G01XZX起始高度安全高度刀具下刀方式刀具下刀方式切削底部距離應(yīng)大于刀具半徑Made:Chen Tianxiang數(shù)控銑削編程工藝基礎(chǔ) （2）順銑和逆銑對加工影響 在銑削加工中，采用

8、順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時切削力F的水平分力Fx的方向與進(jìn)給運動Vf方向相反，順銑時切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運動Vf的方向相同。為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，對于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。但如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時采用逆銑較為合理。通常，由于數(shù)控機床傳動采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。順銑逆銑Made:Chen Tianxiang1、機床坐標(biāo)系 機床坐標(biāo)系是機床本身所固有的坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸的關(guān)系符合右手笛卡兒坐標(biāo)系準(zhǔn)則 。機床坐標(biāo)系是機床生產(chǎn)廠家設(shè)計時

9、自定的，其位置機械擋塊決定，不能隨意改變。 機床坐標(biāo)系是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向Made:Chen Tianxiang2 2、工件坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系 （）工件坐標(biāo)系是編程人員在編寫程序時，在工件上建立的坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系的原點位置為工件零點。理論上工件零點設(shè)置是任意的，但實際上，它是編程人員根據(jù)零件特點為了編程方便以及尺寸的直觀性而設(shè)定的。 （）選擇工件坐標(biāo)系時應(yīng)注意 1）工件零點應(yīng)選在零件的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計算，并減少錯誤； 2）工件零點盡量選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度； 3）對于對稱零件，工件零點設(shè)在對稱中心上； 4）對

10、于一般零件，工件零點設(shè)在工件輪廓某一角上； 5）Z軸方向上零點一般設(shè)在工件表面； 6）對于臥式加工中心最好把工件零點設(shè)在回轉(zhuǎn)中心上，即設(shè)置在工作臺回轉(zhuǎn)中心與Z軸連線適當(dāng)位置上； 7）編程時，應(yīng)將刀具起點和程序原點設(shè)在同一處，這樣可以簡化程序，便于計算。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向Made:Chen Tianxiang3、坐標(biāo)系系統(tǒng)的設(shè)定 （）機床坐標(biāo)系（G53）：以機床零點為原點的坐標(biāo)系叫機床坐標(biāo)系。 （）工件坐標(biāo)系設(shè)定（G92、G54G59） 1）G92指令設(shè)定加工坐標(biāo)系，指令格式：G90 G92 X_Y_Z_ ； 2）用G54G59選擇工件坐標(biāo)系，在絕對值移動時，與刀具位置無關(guān)，不需操作者修

11、改程序。 （）局部坐標(biāo)系（G52） 在工件坐標(biāo)系中編程時，對某些圖形若用另一個坐標(biāo)系描述更簡便，如不想將原坐標(biāo)系偏移時，可用局部坐標(biāo)系設(shè)定指令。指令格式： G52 X_Y_Z_ ；它適合于所有的工件坐標(biāo)系16。因是局部坐標(biāo)系，只在指令的工件坐標(biāo)系內(nèi)有效，而不影響其余的工件坐標(biāo)系，因其使用方便而被廣泛使用。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向Made:Chen Tianxiang1、絕對值、增量值方式(G90、G91)在G90方式下，刀具運動的終點坐標(biāo)一律用該點在工作坐標(biāo)系下相對于坐標(biāo)原點的坐標(biāo)值表示；在G91方式下，刀具運動的終點坐標(biāo)是執(zhí)行本程序段時刀具終點相對于起點的增量值，G90、G91均為模態(tài)代碼

12、。、極坐標(biāo)指令（G15、G16）數(shù)控加工程序可以用極坐標(biāo)輸入終點的坐標(biāo)值（半徑和角度）。指令格式為： G15 極坐標(biāo)系指令取消 G16 極坐標(biāo)系指令有效、尺寸單位選擇G20、G21 G20英制輸人，G21公制制輸人。這兩個G代碼必須在程序的開頭，坐標(biāo)系設(shè)定之前用單獨的程序段指令。 說明： （1）接通電源時為公制單位； （2）G20、G21不能在程序的中途切換。絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編成Made:Chen Tianxiang1、快速移動定位（G00） 用G00快速點定位指令，命令刀具以點位控制方式，從刀具所在點以最快的速度移動到目標(biāo)點。 三軸聯(lián)動時的程序格式： G00 X Y Z ； 其中X、Y、Z

13、軸也可單獨移動或任意組合。 由于是快速移動，所以只用于空程，不能用于切削。直線和圓弧插補指令Made:Chen Tianxiang2、直線插補（G01） 刀具以直線插補的方式按照該程序段中指定的速度作進(jìn)給運動，用于加工直線軌跡。三軸聯(lián)動的程序格式： G01 XY ZF； XYZ為目標(biāo)點坐標(biāo)值，F(xiàn)為進(jìn)給速度，各軸實際進(jìn)給速度是F在該軸投影分量。 直線和圓弧插補指令Made:Chen Tianxiang 、 圓弧插補（G02、G03） 圓弧插補指令可以自動加工圓弧曲線，G02為順時針圓弧插補，G03為逆時針圓弧插補，圓弧順、逆方向的判斷方法以及用矢量I、J、K表示圓心的編程方法，與數(shù)控銑床圓弧插補

14、的判斷方法相同。指令格式： 說明： 1）G17、G18、G19表示選擇圓弧插補平面，分別表示選擇在XOY、ZOX、YOZ平面進(jìn)行圓弧插補； 2）X、Y、Z表示圓弧的終點坐標(biāo)，其坐標(biāo)值采用絕對坐標(biāo)還是增量坐標(biāo)，取決于G90或G91的狀態(tài)，G91狀態(tài)下終點坐標(biāo)為相對圓弧起點的增量值； 3）R為圓弧半徑值。F_ ；G17G18G19G02G03X_ Y_ Z_ X_ Y_ Z_R_I_ J_ K_ I_ J_ K_直線和圓弧插補指令Made:Chen Tianxiang 用半徑法編寫圓弧加工程序時應(yīng)注意，在使用同一半徑R的情況下，從起點A到終點B的圓弧可能有兩個即圓弧a與圓弧b，編程時它們的起始點及

15、半徑都一樣，為區(qū)分二者，規(guī)定圓弧所對應(yīng)的圓心角小于180時（圓弧段a）用“R”表示半徑，圓心角大于180時（圓弧b）用“-R”表示半徑。圓心角等于180時用“R”或“-R”均可。 直線和圓弧插補指令Made:Chen Tianxiang插補平面選擇指令 該組指令用于選擇圓弧插補和刀具半徑補償平面，該組指令為模態(tài)指令，系統(tǒng)初始狀態(tài)為G17狀態(tài)，其中直線移動指令與平面選擇無關(guān)。鉆削銑削時的平面和坐標(biāo)軸布置XG17G19G18ZYD_；G17G18G19G00G01G41G42X Y_ Z_ X_Y_ Z_Made:Chen Tianxiang自動返回參考點、返回參考點校驗G27 程序格式： G27

16、 X Y Z ； 指令中X_ YZ代表參考點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。執(zhí)行該指令后，如果刀具可以定位到參考點上，則相應(yīng)軸的參考點指示燈就亮。、自動返回參考點G28程序格式： G28 X Y Z ；執(zhí)行G28指令，可以使刀具以點位方式經(jīng)中間點快速返回到參考點，中間點的位置由該指令后面的XYZ坐標(biāo)值決定。、自動從參考點返回G29 執(zhí)行G29指令，可使刀具從參考點出發(fā)經(jīng)過一個中間點，到達(dá)由這個指令后面XYZ坐標(biāo)值所指令的位置，中間點的坐標(biāo)值由前面的G28所規(guī)定。因此這條指令須和G28成對使用，但在使用G28之后，這條指令不是必須的，使用G00定位有時更方便。Made:Chen Tianxiang自動返

17、回參考點返回機床Z軸機械原點中間點的確定100100100PMade:Chen Tianxiang刀具功能與換刀指令1、刀具功能（ T功能）T功能是用來進(jìn)行選擇刀具的功能，它是把指令了刀號的刀具轉(zhuǎn)換到換刀位置，為下次換刀做好準(zhǔn)備。T功能指令用T xx（xx表示刀具號）表示，T xx是為下次換刀使用的，本次所用刀具應(yīng)在前面程序段中寫出。刀具交換是指刀庫上正位于換刀位置的刀具與主軸上的刀具進(jìn)行自動換刀，這一動作是通過換刀指令M06來實現(xiàn)的，有些機床則不需要指定M06也可實現(xiàn)換刀動作。2、M06自動換刀主軸刀具與刀庫上位于換刀位置的刀具交換，執(zhí)行時先完成主軸準(zhǔn)停的動作，然后才執(zhí)行換刀動作。Made:

18、Chen Tianxiang刀具補償及補償指令1、半徑補償（G40、G41、G42 ）在編制輪廓切削加工的場合，一般以工件的輪廓尺寸為編程軌跡，這樣編制加工程序比較簡單，即假設(shè)刀具中心運動軌跡是沿工件輪廓運動的，而實際的刀具運動軌跡要與工件輪廓有一個偏移量（刀具半徑）。利用刀具半徑補償功能可以方便的實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變,簡化程序的編制,機床可以自動判別補償?shù)姆较蚝脱a償值的大小，自動計算出實際刀具中心軌跡,并按刀心軌跡運動。 （1） G40 取消刀具半徑補償，G41 刀具左補償（判別： G41左補償指令是沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具在工件輪廓的左邊）刀具沒有引入刀具半徑補償引入G41銑外輪廓銑內(nèi)槽G41

19、的判定與選擇刀具前進(jìn)方向主軸旋轉(zhuǎn)方向刀具偏移方向偏移量順銑與刀具M(jìn)ade:Chen Tianxiang刀具補償及補償指令 （2）G42 刀具右補償（判別： G42左補償指令是沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具在工件輪廓的右邊） G41、G42為續(xù)效指令，建立和取消半徑補償需與G01或G00指令配合使用。例如：G01 G41 X_ Y_ D_ F_；G01 G40 X_ Y_ ；G42的判定與選擇刀具沒有引入刀具半徑補償引入G42銑外輪廓銑內(nèi)槽刀具前進(jìn)方向主軸旋轉(zhuǎn)方向刀具偏移方向偏移量逆銑與刀具M(jìn)ade:Chen Tianxiang刀具補償及補償指令 2、刀具長度補償（G43、G44、G49）刀具長度

20、補償可以分為正向補償和負(fù)向補償，G43指令為正向刀補，G44指令為負(fù)向刀補。 刀具長度補償原理：Made:Chen Tianxiang刀具補償及補償指令刀具長度補償編程格式： （1）G43 ZH ； (刀具正向補償） （2）G44 ZH ； (刀具負(fù)向補償）（3）G49指令是刀具長度補償取消指令。 當(dāng)程序段中調(diào)用G49時，則G43和G44均從該程序段起被取消。H00也可以作為G43和G44的取消指令。正向補償方法Z0刀長120+刀長120G90 G54 G43 G00 Z0 H1；G90 G54 G00 Z0；G90 G54 G43 G00 Z120 H1；Made:Chen Tianxian

21、g循環(huán)指令介紹一、固定循環(huán)指令在數(shù)控加工中，某些加工動作已經(jīng)典型化，例如鉆孔、鏜孔的動作順序是孔位平面定位，快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等，這一系列動作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲在內(nèi)存中，可用包含代碼的一個程序調(diào)用，從而簡化了編程工作，這種包含了典型動作循環(huán)的代碼稱為循環(huán)指令。、高速深孔往復(fù)排屑鉆G73 程序格式： G73 XY Z RQ F G73指令用于深孔加工，該固定循環(huán)用于Z軸方向的間歇進(jìn)給，使深孔加工時可以較容易地實現(xiàn)斷屑和排屑，減少退刀量，進(jìn)行高效率的加工。值為每次的背吃刀量（增量值且用正值表示），必須保證d，退刀用快速，退刀量“d”由參數(shù)設(shè)定。Made:Chen Tianxiang高

22、速深孔往復(fù)排屑鉆G73Made:Chen Tianxiang2、深孔往復(fù)排屑鉆G83格式：G83 XY ZRQF G83指令同樣用于深孔加工，孔加工動作如圖所示，與G73略有不同的是每次刀具間歇進(jìn)給后退至R點平面，此處的“d”表示刀具間歇進(jìn)給每次下降時由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的那一點至前一次切削進(jìn)給下降的點之間的距離，距離由參數(shù)來設(shè)定。深孔往復(fù)排屑鉆G83Made:Chen Tianxiang鉆孔G81和锪孔G823、鉆孔G81和锪孔G82程序格式： G81 XYZRF； G82 XYZRPF； G8l指令的動作循環(huán)為，X、Y坐標(biāo)定位、快進(jìn)、工進(jìn)和快速返回等動作。 G82與G81動作相似，唯一不同之處是

23、G82在孔底增加了暫停，因而適用于盲孔、锪孔或鏜階梯孔的加工，以提高孔底表面加工精度，而G81 只適用于一般孔的加工。 Made:Chen Tianxiang4、攻右旋螺紋G84與左旋螺紋G74程序格式： G84 X YZRF； G74 X Y Z R F； G84指令使主軸從R點至Z點時，刀具正向進(jìn)給，主軸正轉(zhuǎn)，到孔底時主軸反轉(zhuǎn)，返回到R點平面后主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。 G74指令使主軸攻螺紋時反轉(zhuǎn)，到孔底正轉(zhuǎn)，返回到R點時恢復(fù)反轉(zhuǎn)。 攻右旋螺紋G84與左旋螺紋G74Made:Chen Tianxiang5、精鏜孔G76程序格式： C76 XYZRQP F ； 孔加工的動作如圖所示，圖中P表示在孔底有

24、暫停，0SS表示主軸有準(zhǔn)停，Q表示刀具移動量。精鏜時為了不使刀具在退刀過程中劃傷孔的表面，可以使用精鏜循環(huán)G76指令。機床執(zhí)行G76時，刀具從初始點移至R點，并開始進(jìn)行精鏜切削，直至孔底主軸停止，向刀尖反方向移動（偏移一個Q值），然后快速退刀，刀具復(fù)位，Q值總是為正值，若使用負(fù)值，負(fù)號將被忽略。偏移時刀頭移動的方向預(yù)先由參數(shù)設(shè)定。 精鏜孔G76Made:Chen Tianxiang6、精鏜孔G85與精鏜階梯孔G89程序格式： G85 XYZRF； G89 X YZ RPF； 這兩種孔的加工方式，刀具是以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后又以切削進(jìn)給方式返回到R點平面，因此適用于精鏜孔，G89在孔底有暫停。 精鏜孔G85與精鏜階梯孔G89Made:Chen Tianxiang7、鏜孔G86程序格式： G86 XYZRF 該指令是指刀具加工到孔底后，主軸停止