第5章 数控铣床的编程

第五章数控铣床的编程 5 1数控铣床概述 5 2数控铣床编程的基本方法 5 3数控铣削加工编程实例 目的 了解数控铣床的功能和加工工艺范围 掌握数控铣床程序的编制方法 如比例 镜像 旋转等功能重点 熟悉比例 镜像 旋转等功能 编制常见工件的加工程序 立式数控铣床 5 1数控铣床概述 卧式数控铣床 龙门式铣床 5 1数控铣床概述 5 1 1数控铣床的加工工艺范围 铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一 主要用来铣削平面 按加工时工件所处的位置分为水平面 垂直面 斜面 铣削轮廓 台阶面 沟槽 键槽 燕尾槽 T形槽等 也可进行钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 锪孔及螺纹加工 加工中心 柔性制造单元都是在数控铣床基础上产生和发展起来的 数控铣削加工录像 铣削主要加工范围 平面类零件 挖槽加工 需要两轴联动的数控铣床 曲面类零件的加工 变斜角类零件的加工 5 1 2数控铣床的主要功能 1 点位控制功能2 连续轮廓控制功能3 刀具半径补偿功能4 刀具长度补偿功能5 比例缩放及镜像加工功能6 旋转功能7 子程序调用功能 孔系加工 点位控制功能 平面轮廓加工 需要两轴联动的数控铣床 空间曲面类零件加工 需用三轴联动的数控铣床和球头铣刀 5 1 3数控铣床的坐标系 Z轴由传递切削力的主轴所决定 X轴平行于工件的装夹平面 一般在水平面内 Y坐标 根据X Z坐标用右手直角坐标系来确定 X Y Z轴的相互关系由右手直角笛卡尔坐标系决定 数控铣床和加工中心都可以用G90指令设定X Y Z为绝对编程 用G91指令设定X Y Z为增量编程 一般不用混合编程 不同于数控车床 而且在X方向与在Y Z方向的脉冲量一样 不同于数控车床 在X方向是直径值编程 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 1绝对值编程和增量编程 编程格式 G92X Y Z 该指令是将工件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 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 2G92 设置工件坐标系 例如 G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点为X 20 Y 10 Z 10的位置上 G54 G59分别代表 工件坐标系1 工件坐标系6 这6个预定工件坐标系的坐标原点在机床坐标系中的值 工件零点偏置值 可用MDI方式输入 系统自动记忆 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 3工件坐标系选择 G54 G59 工件坐标系一旦选定 后续程序段中的绝对坐标值均为相对此工件坐标系原点的值 G54 G59和G92均为模态功能 可相互注销 G54为缺省值 例如 图示的使用工件坐标系的程序N01G54G00G90X30Y40刀具从当前点移动到A点N02G59建立新的工件坐标系N03G00X30Y30刀具从A点移动到B点 可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 4比例缩放功能 G50 G51 其中 G51 建立比例缩放 G50 取消比例缩放 P 比例系数 缩放倍数 1时为放大 X Y Z 比例中心的坐标值 缺省为工件原点 可以是X Y Z中的任意两个 由当前平面选择指令G17 G18 G19中的一个确定 格式 G51X Y Z P M98P G50 G51既可指定平面缩放也可指定空间缩放 在G51后运动指令的坐标值以X Y Z为比例缩放中心 按P规定的缩放比例进行计算 使用G51指令可用一个程序加工出形状相同 尺寸不同的工件 如图示三角形ABC 顶点A 30 40 B 70 40 C 50 80 若缩放中心为P 50 50 缩放程序为 G51X50Y50P2 执行该程序时数控系统将自动计算DEF 从而获得放大一倍的三角形 请问D E F三点的坐标分别为 D 10 30 E 90 30 F 50 110 例 用缩放功能编制轮廓的加工程序 其缩放中心为 0 0 缩放系数为2倍 设刀具起点距工件上表面为100mm 镜像加工又称轴对称加工 如果一个零件关于坐标轴对称 那么只要编出一个或两个象限的程序 而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 5镜像加工功能 G24 G25 其中 G24 建立镜像 由指令坐标轴后的坐标值X Y Z A 指定镜像位置 G25 取消镜像 格式 G24X Y Z A M98P G25X Y Z A 例如 使用镜像功能编制如图所示轮廓的加工程序 设刀具起点距工件上表面100mm 切削深度5mm 子程序 注意 增量值编程 该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度 G68表示坐标系开始旋转 G69用于撤销旋转功能 5 2数控铣床编程的基本方法 5 2 6坐标系旋转功能 G68 G69 其中 X Y Z 旋转中心坐标值 缺省为工件原点 可为X Y Z中的任意两个 由G17 G18 G19中的一个确定 R 旋转角度 逆时针旋转定义为正方向 格式 G17 G18 G19G68X Y Z R M98P G69 例 用旋转功能编制如图所示轮廓的加工程序 设刀具起点距工件上表面50mm 切削深度为5mm 练习 用旋转变换功能及子程序编写加工左图轮廓形状的程序 铣刀初始位置在 0 0 50 点 考虑刀具半径补偿 不考虑补偿量 设刀具起点距工件上表面50mm 切削深度5mm 1 切削条件选择 影响切削条件的因素有 工艺系统的刚性 工件的尺寸精度 形位精度及表面质量 刀具耐用度及工件生产纲领 切削液 切削用量 2 工艺分析与刀具切削路径工艺分析首先要了解所有的切削加工方法 如钻削 车削 镗削 等 然后结合实际加工经验 并能正确使用刀具 夹具 量具等 工艺分析的顺序如下 1 分析零件图 2 将同一刀具的加工部位分类 3 按零件结构特点选择程序零点 4 列出使用的刀具表 程序分析表 5 模拟或试车并修正 5 3数控铣削加工编程实例 3 编程要点 1 了解数控系统功能及机床规格 2 熟悉加工顺序 3 合理选择刀具 夹具及切削用量 切削液 4 编程尽量使用子程序及宏指令 5 注意小数点的使用 6 程序零点要选择在易计算的确定位置 7 换刀点选择在无换刀干涉的位置 5 3数控铣削加工编程实例 练习 如图所示 立铣刀直径20mm 请编写加工程序 Z 例2 见课本218页 作业 1 G54 G59指令的含意是什么 比较一下它们和G92之间的区别 如何预置G54 G59的值 2 数控铣床的圆弧插补编程有什么特点 圆弧的顺逆应如何判断 试写出在XY平面上铣切一个 40的整圆的程序行 3 画图表示刀具直径补偿的引入 引出过程 说说刀具直径补偿编程