第章精简数控铣床及加工中心的程序编制.docx

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第章精简数控铣床及加工中心的程序编制

第4章数控铣床及加工中心的程序编制

4.1概述

1．数控镗铣床和加工中心（MC，MachineCenter）区别主要在于数控镗铣床没有自动刀具交换装置（ATC,AutomaticToosChanger）及刀具库。

2．数控铣床与加工中心工艺特点P.102

加工中心是一种功能较全的数控机床，它集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹于一身。

出现的新问题：

如，刀具应具有更高的强度、硬度和耐磨性和良好的刚性；易造成切屑堆积，会缠绕在工件或刀具上，影响加工顺利进行，需要采取断屑措施和及时清理切屑；加工中心机床价格高，一次性投资大，机床的加工台时费用高，零件的加工成本高。

3．数控铣床与加工中心分类及主要加工对象

4.2数控铣床及加工中心工艺处理

数控铣削需要考虑机床的运动过程、工件的加工工艺过程、刀具的选择、切削用量的选择、走刀路线等多方面的工艺问题。

1．数控刀具的选择

●车削刀具：

外圆、内孔、螺纹、成形车刀等

●铣削刀具：

面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等

●钻削刀具：

钻头、铰刀、丝锥等

●镗削刀具：

粗镗刀、精镗刀等

2.加工路线的确定P.117

确定走刀路线的一般原则是：

（1）保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。

（2）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。

（3）方便数值计算，减少编程工作量。

（4）尽量减少程序段数。

孔和内螺纹加工p.119

孔加工的方法比较多，有钻削、扩削、铰削、铣削和镗削等。

对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗→半精镗→孔口倒角→精镗的加工方案，孔径较大的可采用立铣刀粗铣—精铣加工方案。

孔内的退刀槽可用锯片铣刀在孔半精镗之后、精镗之前铣削完成，也可用镗刀进行单刀镗削，但单刀镗削效率较低。

对于直径小于φ30mm无底孔的孔加工，通常采用锪平端面→打中心孔→钻→扩→孔口倒角→铰加工方案，对有同轴度要求的小孔，需采用锪平端面→打中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗（或铰）加工方案。

为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需安排打中心孔工步。

孔口倒角一般安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。

内螺纹的加工根据孔径的大小，一般情况下，M6～M20之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。

M20以上的内螺纹，可采用铣削（或镗削）加工。

另外，还可铣外螺纹。

3.切削用量的选择

切削用量包括：

切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。

具体的选择原则与普通铣削相同。

合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大，这在实际加工中往往是很难掌握的，必须要有丰富的实践经验才能够掌握好切削用量的选择。

因此，在编程时只能根据一般情况，根据加工条件大致选择切削用量。

在实际加工中，根据具体加工情况进行调整。

4.3数控铣床及加工中心编程指令

4．3．1轮廓指令

1．G00

2．G01有F单位：

mm/min

3．G02&G03P.55

G02XYRF

G02XYIJF

X、Y—表示圆弧终点坐标。

I、J—表示圆心相对于圆弧起点坐标在X、Y轴上的坐标增量

I=圆心X—起点XJ=圆心Y—起点Y

M指令

M01M02M03、M04、M05M06M07、M08、M09M30

举例

1）如图所示，已知材料为45＃钢，毛坯50×50×14，编写铣上表面的加工程序。

2）铣不等边五边形槽。

键槽刀

3）铣工件上的“S”字，深3mm。

T01M06

G54G90S1000M03

M08

G00X40Y35

G43H01G00Z10

G01Z-3F80

G03X35Y40I-5J0F100

G91G01X-20Y0

G03X-5Y-5I0J-5

G01X0Y-5

G03X5Y-5I5J0

G01X20Y0

G02X5Y-5I0J-5

G01X0Y-5

G02X-5Y-5I-5J0

G01X-20Y0

G02X-5Y5I0J5

G01Z13F200

G00Z153M09

M05M30

4．G04（同车削）

5．G41、G42＆G40

●命令格式G01/G00G41/G42/G40D

●左、右补偿的判断:

刀具方向

●半径补偿的三步,切线进入和切出

●应用

●左、右补偿与顺、逆铣的关系

G41选择在刀具左侧进行补偿，即沿刀具运动轨迹看去，刀具中心在零件轮廓的左侧。

铣削时对于工件产生顺铣效果，故常用于精铣。

G42选择在刀具右侧进行补偿，亦沿刀具运动轨迹看去，刀具中心在零件轮廓的右侧。

铣削时对于工件产生逆铣效果，故常用于粗铣。

刀具半径补偿的过程分为三步：

建立刀补、执行刀补、取消刀补

G40必须和G41或G42成对使用。

在建立刀补与取消刀补的过程中，必须注意刀具与工件之间的相互位置，避免撞刀。

刀具半径补偿的应用：

1）编程时直接按工件轮廓尺寸编程。

刀具在磨损、重磨或更换后直径会发生变化，但不必修改程序，只需改变半径补偿参数。

2）刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值，同一加工程序，采用同一刀具可通过修改刀补的办法实现对工件轮廓的粗、精加工；同时也可通过修改半径补偿值获得所需要的尺寸精度。

解释顺铣和逆铣的区别

6．G43、G44＆G49p.125

其中：

G43表示长度正补偿，G44表示长度负补偿；Z指令Z轴移动坐标值；H指令长度补偿号。

注意：

⑴G43、G44是续效代码，如欲取消刀补，可以用G49、H00、G28、M30和RESET键，这里H00的偏置量固定为0。

⑵建立长度补偿时，必须伴随着运动，且只能有Z轴方向的运动，若有其它轴运动机床会报警。

长度补偿量的确定

（1）事先通过对刀仪测量出刀具长度（图中的H01和H02），作为刀具长度补偿值（该值为正），输入到对应的刀具补偿参数中。

（2）先将工件坐标系（G54~G59）中的Z值偏置值设定为零，即Z向的工件原点与机床原点重合，通过机内对刀测量出刀具Z轴返回机床原点时刀位点相对工件基准面的距离，作为刀具长度补偿值。

（3）先将其中一把刀具作为基准刀，其长度补偿值为零，其它刀具的长度补偿值为与基准刀的长度差值（可通过对刀仪测量）。

此时应先通过机内对刀法测量出基准刀在Z轴返回机床原点时刀位点相对于工件基准面的距离，并输入到工件坐标系中的Z值的偏置参数中。

7．G90&G91

8．G17、G18、G19

9．子程序调用

M98P_L_

子程序返回M99

10．G92：

坐标系设定指令，确定起刀点在坐标系中的位置。

11．基准点的定义和返回

返回参考点检查G27

指令格式：

G27X（U）_Z（W）_

式中：

X、Z—是机床参考点在工件坐标系中的绝对坐标；

U、W—是机床参考点相对于刀具目前所在的位置增量坐标。

说明：

（1）该指令用于检查刀具是否能够正确返回到参考点。

执行G27指令的前提是机床在通电后刀具返回过一次参考点（手动返回或自动返回）。

（2）使用该指令前，如果先前用G41或G42指令建立了刀具半径补偿，必须用G40指令取消刀具半径补偿，方可使用G27指令。

自动返回参考点G28

指令格式：

G28X（U）_Z（W）_

式中:

X、Z—是指刀具经过中间点的绝对坐标；

U、W—是指刀具经过的中间点相对于起点的增量坐标。

说明：

执行该指令时，刀具先快速移动到指令指定的中间点位置，然后自动返回到参考点，到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。

车床：

G28X40，Z50表示刀具快速从当前点，经过中间点（40，50），移动到参考点。

铣床：

G91G28Z0刀具快速从当前点移动到Z方向参考点

G28X0Y0刀具快速从当前点移动到X,Y方向参考点

从参考点返回G29

指令格式：

G29X_Z_

式中：

X、Z—是返回点的坐标值；

说明：

该指令使刀具由参考点经过中间点（在前面由G28指定的中间点）返回指定点，

例1加工平面凸轮零件。

应用三角、几何及解析几何的数学方法，求出图形中各几何元素相交或相切的基点坐标值，并按确定的走刀路线计算出P1、P2、…、P10各点的坐标。

P1（-50，160）

P2（-10，130）

P3（0，130）

P4（46.351，98.750）

P5（74.162，30）

P6（74.162，-30）

P7（46.35l，-98.750）

编写程序单按程序格式编写凸轮零件加工程序单如下：

T01M06

G54G90S1500M03

M08

G00X-160Y-160

G43H01G00Z100

G00Z10

G01Z-8F80

G41D01G01X-130Y-160

G01Y0

G02X0Y130I130J0

G02X46.3512Y98.75I0J-50

G01X74.162Y30

G02X74.162Y-30R50

G01X46.3512Y-98.75

G02X0Y-130I-46.3512J18.75

G02X-130Y0I0J130

G01X-130Y160

G40G01X-160

G01Z10F300

G00Z100M05

M09

M30

例2某连杆零件如图所示。

试编写对连杆轮廓进行精铣数控加工的程序。

（1）刀具选择：

φ16立铣刀

（2）安全面高度：

10ｍｍ

（3）工艺路线安排：

一致采用左刀补，由A点进刀，再由B点退出加工φ40的圆；由C点进刀，再由D点退出加工φ24的圆；最后由A点进刀，再由B点退出加工整个轮廓。

（4）关键点坐标计算：

点1（-82，0）；点2（0，0）；点3（-94，0）；

点4（-83.165，-11.943）；点5（-1.951，-19.905）；

点6（-1.951，19.905）；点7（-83.165，11.943）；点8（20，0）。

（5）程序如下：

O0001

G21

T01M06

G54G90G00X28Y20S1000M03M08

G43H01Z10

G01Z-8F200

G41D01X20Y0F100

G02YOJ-20J0

G40G01X28Y-20

G00Z10

X-102Y-20

G01Z-8F200

G41D01X-94Y0F100

G02I12J0

G40G01X102Y20

G00Z10

G00X28Y20

G01Z-21F200

G41D01Z20Y0F100

G02X-1.951Y-19.905I-20J0

G01X-83.165Y-11.943

G02Y11.943I1.165J11.943

G01X-1.951Y19.905

G02X20Y0I1.195J19.905

G40G01X28Y-20

G00Z10M05M09

G91G49G28Z0

G28X0Y0

M30

例3已知某零件外形轮廓如图所示，厚5mm，要求精加工其外形轮廓，试编写精铣数控加工的程序。

（1）刀具选择：

φ10立铣刀，刀具号02

（2）安全面高度：

5ｍｍ

（3）工艺路线安排：

采用顺时针加工，上平面为Z＝0

（4）程序如下：

4．3．2固定循环指令编程方法

掌握：

1．孔加工命令格式、类型（钻、镗、铰、攻螺纹）、所用刀具

2．加工过程共性：