第二章 数控机床

第二章数控机床的程序编制 程序编制方法一般分为两大类 1 手工编程 2 自动编程 第一节程序编制的基础知识一 数控编程的概念在数控机床上加工零件时 程序员根据加工零件的图样和加工工艺 将零件加工的工艺过程及加工过程中需要的辅助动作 如换刀 冷却 夹紧 主轴正反转等 按照加工顺序和数控机床中规定的指令代码及程序格式编成加工程序单 再将程序单中的全部内容输入到机床数控装置中 自动控制数控机床完成工件的全部加工 根据零件图样和加工工艺编制成加工指令并输入到数控装置的过程称为数控程序编制 程序编制的一般内容和过程如图2 1所示 图2 1程序编制的一般内容和过程 第一节程序编制的基础知识 1 分析零件图样 确定加工工艺根据零件图样 对零件的形状 尺寸 精度 表面质量 材料 毛坯种类 热处理和工艺方案等进行详细分析 制定加工工艺 2 刀具运动轨迹计算在编制程序前要进行运动轨迹的基点 圆弧线段的圆心等坐标值计算 这些坐标值是编制程序时需要输入的数据 所谓基点就是运动轨迹相邻几何要素间的交点 3 编写加工程序单根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的加工顺序 加工路线 切削参数以及辅助动作等 按照数控机床规定使用的功能代码及程序格式 逐段编写加工程序单 4 制备控制介质简单程序可以直接使用键盘输入数控装置 比较复杂的程序一般通过通信方式输入数控装置 第一节程序编制的基础知识 5 程序校验和首件试切校验的一般方法是 1 在不装夹工件情况下起动数控机床 进行空运行 观察运动轨迹是否正确 2 在具有CRT屏幕图形显示功能的数控机床上 进行工件图形的模拟加工 检查工件图形的正确性 然后进行首件试切 进一步考察程序单或控制介质的正确性 并检查是否满足加工精度要求 第一节程序编制的基础知识 二 数控编程的字符与代码字符 Character 是一个关于信息交换的术语 它的定义是 用来组织 控制或表示数据的一些符号 如数字 字母 标点符号 数学运算符等 字符是机器能进行存储或传送的记号 字符也是我们所要研究的加工程序的最小组成单位 常规加工程序用的字符分四类 一类是字母 它由大写26个英文字母组成 第二类是数字和小数点 它由0 9共10个阿拉伯数字及一个小数点组成 第三类是符号 由正 号和负 号组成 第四类是功能字符 它由程序开始 结束 符 如 程序段结束符 如 跳过任选程序段符 如 等组成 代码由字符组成 数控机床功能代码的标准有EIA 美国电子工业协会 制定的EIARS 244和ISO 国际标准化协会 制定的ISORS 840两种标准 国际上大都采用ISO代码 现在我国规定新产品一律采用ISO代码 第一节程序编制的基础知识 三 准备功能G代码和辅助功能M代码用G M指令来描述工艺过程的各种操作和运动特征 1 准备功能G指令准备功能G指令是用来规定刀具和工件的相对运动轨迹 即插补功能 机床坐标系 坐标平面 刀具补偿 坐标偏置等多种加工操作 G指令由地址符G及其后面的二位数字组成 共有100种G指令 G00 G99 如表2 2示 G代码有模态与非模态两种 表2 2第2栏中 标有字母的表示对应的G代码为模态代码 又称续效代码 模态代码按功能分为若干组 标有相同字母的为同组 标有 的表示对应的G代码为非模态代码 又称非续效代码 其意义见表2 2 第一节程序编制的基础知识 表2 2模态与非模态的意义 第一节程序编制的基础知识 2 辅助功能M指令辅助功能M指令是控制数控机床 开 关 功能的指令 主要用于完成加工操作时的辅助动作 M指令由地址符M及其后面的二位数字组成 共有100种M指令 M00 M99 如表2 3所示 第一节程序编制的基础知识 表2 3M功能代码表 第一节程序编制的基础知识 1 程序暂停指令 M00功能 M00使程序停在本段状态 不执行下段 当按下循环启动键后 可继续执行下一程序段 应用 该指令可应用于自动加工过程中 停车进行某些固定的手动操作 如手动变速 换刀等 2 程序计划暂停指令 M01功能 与M00相似 预先按下 任选停止 开关 当执行到M01时 程序即停止 若不按下 任选停止 开关 则M01不起作用 程序继续执行 应用 该指令常用于关键尺寸的抽样或临时停车 第一节程序编制的基础知识 3 程序结束指令 M02功能 该指令表示加工程序全部结束 它使主轴 进给 切削液都停止 机床复位 它比M00功能多了一项 复位 功能 应用 该指令必须编在最后一个程序段中 4 主轴正转 反转 停指令 M03 M04 M05功能 M03 正转 M04 反转 M05 停转 5 换刀指令 M06功能 自动换刀 应用 用于具有自动换刀装置的机床 加工中心 数控车床等 第一节程序编制的基础知识 四 数控程序结构与程序段格式1 程序的结构一个完整的数控加工程序由程序号 程序段和程序结束符三部分组成 2 程序段格式N G X Y Z F S T M LF N 为程序地址字 G 为准备功能字 X Y Z 及U V W I J K 等为坐标轴地址 后面的数字表示刀具在相应坐标轴上的移动距离或坐标值 第一节程序编制的基础知识 F 为进给功能字 S 为主轴转速功能字 T 为刀具功能字 M 为辅助功能 LF为程序段结束符 3 主程序和子程序在一个零件的加工程序中 若有一定数量的连续的程序段在几处完全重复出现 可将这些重复的程序段按一定的格式做成子程序 并存入到子程序存储器中 如图2 2 第一节程序编制的基础知识 图2 2主程序与子程序关系图 第二节数控机床的坐标系统 一 数控机床的坐标系与运动方向1 刀具相对于静止工件而运动的原则假定刀具 动 相对于静止的工件 静 运动 2 标准 机床 坐标系的规定 1 机床坐标系的规定标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔坐标系 如图2 3所示 规定了X Y Z三个直角坐标轴的方向 这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨平行 根据右手螺旋法则 我们可以很方便地确定出A B C三个旋转坐标的方向 如图2 3 图2 3右手笛卡儿坐标系 第二节数控机床的坐标系统 3 运动方向的确定 1 Z坐标的确定Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定 与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标 正方向是刀具远离工件的方向 2 X坐标的确定X坐标运动一般是水平的 它平行于工件的装夹平面 是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标 3 Y坐标的确定Y X ZX轴逆时针旋转900得到Y轴 4 旋转运动坐标系X A Y B Z C 第二节数控机床的坐标系统 图2 4数控车床坐标系 第二节数控机床的坐标系统 图2 5数控铣床坐标系 图2 6数控镗铣床坐标系 第二节数控机床的坐标系统 二 机床坐标系与工件坐标系机床原点是机床固有的点 以该点为原点与机床的主要坐标建立的直角坐标系 称为机床坐标系 机床坐标系是制造机床时用以确定各零部件相对位置而建立起来的 工件坐标系是指编程人员以零件图纸上的某一点 工件原点或编程原点 为坐标原点建立的坐标系 编程时用来确定编程尺寸 如图2 7所示 图2 7机床坐标系与工件坐标系 第二节数控机床的坐标系统 三 绝对坐标系统与增量 相对 坐标系统绝对坐标是表示刀具 或机床 运动位置的坐标值 是相对于固定的坐标原点给出的 如图2 8a增量坐标所表示的刀具 或机床 运动位置的坐标值是相对于前一位置的 而不是相对于固定的坐标原点的 如图2 8b 图2 8绝对坐标系与增量 相对 坐标值 第三节数控加工程序编制 一 常用准备功能G1 坐标指令 G90 G91 G92 1 G90 绝对尺寸指令程序段中的尺寸字为绝对坐标值 即从编程零点开始的坐标值 2 G91 增量尺寸指令程序段中的尺寸字为增量坐标值 即刀具运动的终点相对于起点坐标值的增量 用G91编程时程序为 G90G01X30Y60F100 用G91编程时程序为 G91G01X 40Y30F100 在实际编程中 是选用G90还是选用G91 要根据具体的零件确定 图2 10a的尺寸都是根据零件上某一设计基准给定的 这时我们可以选用G90编程 图2 10b的尺寸我们就应该选用G91编程 这样就避免了在编程时各点坐标的计算 图2 9G90 G91编程举例 第三节数控加工程序编制 图2 10G90 G91的选择 第三节数控加工程序编制 3 G92 坐标系设定指令格式 G92X Y Z G92的作用是以工件坐标系的原点为基准点 设定刀具起始点的坐标值 数控机床执行命令时 从该点开始动作 所以刀具起始点就是程序的起始点 有时也作为对刀点或换刀点 执行G92指令时 机床不动作 即X Y Z轴均不移动 坐标值X Y Z均不得省略 如图2 11所示 G92X 10 0Y 10 0Z0 0 图2 11G92建立工件坐标系 第三节数控加工程序编制 2 快速点定位指令 G00格式 G00X Y Z G00指令要求刀具以点位控制方式从刀具所在位置用最快的速度移动到指定位置 如图2 12所示 用G00编写一个程序 程序的起始点是坐标原点O 先从O点快速移动到参考点A 紧接着快速移至参考点B 移动轨迹如图2 12所示 其程序如下 绝对值编程方式GOOX20Y20G90G01X90 0Y70 0F100 增量值编程方式GOOX20Y20G91G01X70 0Y50 0F100 G00是模态指令 快速点定位速度不能用程序指令 它的速度由数控系统预先设定 图2 12快速点定位 第三节数控加工程序编制 3 直线插补指令 G01和F都是模态指令 如图2 13所示 G01X96Y70F100以100mm min进给速度直线插补也称直线切削 刀具以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点 移动速度由进给功能指令F设定 机床执行G01指令时 在该程序段中必须含有F指令 G01加工直线AB 如图2 13X168Y50以100mm min进给速度加工直线BC X24Y30以100mm min进给速度加工直线CA 图2 13G01直线插补 第三节数控加工程序编制 4 圆弧插补指令 G02 G03圆弧插补G02 G03分别是顺时针和逆时针方向圆弧插补指令 用于指令刀具相对于工件在指定的平面 G17 G18 G19 内 以给定的进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行圆弧插补 各坐标平面的圆弧插补方向如图所示 即沿垂直于圆弧所在的平面的坐标轴的负向观察 来判断圆弧的顺 逆方向 如图2 14 在XY坐标平面上程序段格式 G17G02 G03 XYIJF 或G17G02 G03 XYRF 在XZ坐标平面上程序段格式 G18G02 G03 XZIKF 或G18G02 G03 XZRF 在YZ坐标平面上程序段格式 G19G02 G03 YZJKF 或G19G02 G03 YZRF 图2 14不同坐标平面G02 G03的判断 第三节数控加工程序编制 机床只有一个平面时平面指令可省略 当机床有三个坐标平面时 通常在XY平面内加工平面轮廓曲线 开机后自动进入G17指令状态 在编写程序时 也可以省略 采用圆弧R编程时规定 当圆弧小于或等于1800时 R取正值 当圆弧大于 1800时R取负值 采用圆心相对圆弧起点坐标位置编程时 I J K分别为圆心相对于圆弧起点在X Y Z轴方向的坐标增量 若圆弧是一个封闭整圆 则只能使用I J K编程圆弧线的终点坐标可采用绝对值表示 也可以采用终点相对起点的增量值表示 如图2 15所示 圆弧的起点为A点 终点为B点 G90G03X70Y75I19J30F100G91G03X35Y55I19J30F100 图2 15圆弧编程 第三节数控加工程序编制 5 刀具半径自动补偿指令 G41 G42 G40刀具在移动加工过程中 刀具的中心与被加工工件的轮廓之间始终保持刀具的半径值 通常称为刀具半径补偿 即刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离 编程时 只需按照工件图标定的轮廓尺寸编写程序 而将刀具的半径作为工件轮廓的补偿量 由操作者预先存入数控装置的指定存储单元 在执行加工程序时 半径自动补偿指令将存储单元中存放的补偿量调出 并计算刀具中心轨迹 加工出符合零件图样轮廓的工件 G41是刀具半径左补偿指令 G42是刀具半径右补偿指令 G40是取消半径补偿指令 G41是指顺着刀具前进方向观察 刀具偏移在工件轮廓线的左侧 G42是指刀具偏移在工件轮廓线的右侧 G41和G42为模态指令 如图2 16所示 使用G41或G42完成轮廓加工之后 第三节数控加工程序编制 图2 16G41 G42的判断 图2 17G41 G42 G40的应用 第三节数控加工程序编制 必须用G40指令消去补偿量 使刀具中心轨迹和编程轨迹重合 如图2 16所示 图中细实线是编程轨迹 点划线是刀具中心轨迹 图a为G41刀具半径左补偿过程 图b为G42刀具半径左补偿过程 程序段格式 G00 G01G41 G42XYDFG00 G01G40XY其中 D为刀具半径补偿地址 地址中存放的是刀具半径的补偿量 刀具半径补偿的过程分三步 即刀补的建立 刀补执行和刀补取消 OB为建立刀补段 G41G01X50 Y40 F100D01 OC段为取消刀补段 G40G01X0 Y0 F100 或G40G00X0 Y0 B C段为刀补的进行 G40必须和G41或G42成对使用 第三节数控加工程序编制 6 刀具长度补偿指令 G43 G44刀具长度偏置指令用来补偿刀具长度方向尺寸的变化 数控机床规定传递切削动力的主轴为数控机床的Z轴 所以通常是在Z轴方向进行刀具长度补偿 在编写工件加工程序时 无需考虑实际刀具的长度 而是按照标准刀具长度或确定一个编程参考点进行编程 如果实际刀具长度和标准刀具长度不一致 可以通过刀具长度偏置功能实现刀具长度差值的补偿 G43指令实现正向补偿 G44指令实现负向补偿 它们也是模态指令 可由G40指令取消补偿 有时也用G49指令取消补偿 编程格式为 第三节数控加工程序编制 G91G00G43 G44 ZH G90G00G43 G44 ZH H是存放长度补偿偏置量的地址 用于存放实际刀具长度和标准编程长度的差值 即补偿值或偏置量 下图是刀具长度补偿实例 在编程时以主轴端部为编程参考点 可以认为是标准刀具长度为零 刀具安装在主轴上后 测得刀尖到主轴端部 编程参考点 的距离为100mm 将100mm作为长度偏置量存入H01地址单元中 加工程序为 G92X0Y0Z0 G90G43G00Z0H01 Z 250S500 G01Z 270F300 G00G40Z0 图2 18刀具长度补偿 第三节数控加工程序编制 7 暂停指令 G04暂停指令G04可使刀具在短时内实现无进给光整加工 用于锪孔 车槽 车台阶轴清根等加工 暂停结束后 继续执行下一段程序 其程序格式为 G04 符号 是地址 常用X F等表示 停留时间单位是s或ms 也可用工件旋转的转数表示暂停时间的长短 不同的数控系统有不同的规定 G04是非模态指令 只在本程序段有效 例如 图2 19为锪孔加工 孔底有表面粗糙度要求 程序如下 N40G91G01Z 7 F60 N50G04X5 N60G00Z7 图2 19锪孔加工 第三节数控加工程序编制 二 数控车床加工程序编制数控车床是当今使用最为广泛的数控设备之一 主要用于轴类 盘类等回转体零件的加工 通过程序控制 可以自动完成内外圆柱面 锥面 圆弧面 螺纹等工序的车削加工 也可以进行钻 镗 铰孔等孔类加工 1 数控车床编程特点 1 使用G50设定工件坐标系 2 使用坐标地址X Z时为绝对值编程方式 使用坐标地址U W时为增量值编程方式 坐标值可以用绝对值 也可以用增量值 或二者混用 3 采用绝对值编程时 X的编程值用直径大小表示 采用增量编程时 U的编程值应是X轴方向增量值的二倍 4 为提高径向尺寸精度 X轴方向的脉冲当量常取Z轴的一半 2 固定循环指令由于车削毛坯常用棒料或锻件 加工余量比较大 因而数控车床常有不同形式的固定循环 利用固定循环指令 只要编出最终走刀路线 给出每次切除的余量深度或循环的次数 第三节数控加工程序编制 机床即可自动地重复切削 直到工件完成为止 如FANUCOMC系统的固定循环如表2 4所示 1 横向粗车削循环指令G71如图2 20所示 程序段格式 G71PnsQnfU uW wD d F S T P 开始循环的程序段号ns Q 最后循环的程序段号nf U X轴方向上的精车余量 u W W轴方向上的精车余量 w 第三节数控加工程序编制 D 粗加工每次切深 d F S T仅在本程序段有效 图2 20横向粗车削循环轨迹 第三节数控加工程序编制 2 纵向车削循环粗加工循环指令G72如图2 21所示 图2 21纵向粗车削循环轨迹 第三节数控加工程序编制 3 G73 成形车削固定循环如图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 开始循环的程序段号ns Q 最后循环的程序段号nf I X轴方向坐标的预留量 i 半径值 K Z轴方向坐标的预留量 k U X轴方向上的精车余量 u W W轴方向上的精车余量 w D 切削次数 d F S T仅在本程序段有效 G73指令规定的成形车削固定循环结束后 可用G70指令实现精车循环 完成工件的精加工 第三节数控加工程序编制 图2 22成形车削固定循环 第三节数控加工程序编制 4 G76 螺纹车削固定循环程序段格式 G76XZIKDFAP X 螺纹加工终点处X轴坐标值 Z 螺纹加工终点处Z轴坐标值 I 螺纹加工起点和终点的差值 若I O时 进行圆柱螺纹切削 K 螺纹牙型高度 取半径值 D 第一次循环时切削深度 d F 螺纹导程 A 螺纹牙型顶角角度 P 指定的切削方式 G76的切削路径如图2 23所示 第三节数控加工程序编制 图2 23螺纹车削固定循环轨迹 第三节数控加工程序编制 3 数控车床编程实例如图2 24所示数控车床车削零件 材料为45号钢 零件的毛坯为 90mm的棒料 在数控车床上进行粗 精加工 试编写加工程序 1 确定工艺方案及路线因零件有较大的加工余量 所以采用成形切削循环指令加工零件的外形轮廓 使程序简化 加工路线为 先采用成形切削循环指令进行粗加工 然后进行精加工 最后加工螺纹 2 选择刀具及切削用量根据加工要求 需要两把刀具 T01外圆车刀加工轮廓 并建立刀补 T02切断刀 T03螺纹车刀加工螺纹 A点为换刀点 粗加工时 主轴转速为1000r min 进给速度为150mm min 精加工时 主轴转速为2000r min 进给速度为250mm min 加工螺纹时 主轴转速为2000r min 第三节数控加工程序编制 图2 24车削加工实例 第三节数控加工程序编制 3 编写程序 0001N0010G50X200Z350N0020G00S1000M03T0101M08N0030X120Z200N0040G94X0Z290F200N0050G71P0060Q0150U2 0W2 0D2 0F150N0060G0OX41 8Z292N0070G01X48Z289N0080Z227N0090X50N0100X62W 60N0110Z155N0120X78N0130X80W 1N0140W 19 第三节数控加工程序编制 N0150G02X80W 60R70N0160G01Z65N0170X90N0180G70P0060Q0150S2000F250N0190M09N0200G00X200Z350T0100N0210M06T0202N0220M03S1000N0230G00X51Z227M08N0240G01X45F200N0250G00X51N0260X200Z350T0200M09N0270M06T0303N0280S800M03N0290G76X46 38Z228 5K0 81D1 0F1 5A60N0300M09N0310G00X200Z350T0300N0320M02 第三节数控加工程序编制 三 数控铣床加工程序编制数控铣床是数控加工中最常用的数控加工设备之一 它可以进行平面轮廓曲线和空间三维曲面加工 而且换上孔加工刀具 也可以进行数控钻 镗 铰 锪 及扩孔等孔加工 1 数控铣床编程特点 1 使用G92设定工件坐标系 2 使用G90定义绝对值编程方式 G91定义增量值编程方式 3 使用G40取消刀具半径补偿 G49取消刀具长度补偿 2 数控铣床编程要点 1 了解数控系统功能及机床规格 2 分析零件图 合理安排工艺路线 确定走刀路线 3 根据零件结构特点 合理确定编程原点 使各点的坐标计算简化 4 合理选择程序起始点 程序起始点不能使刀具与工件或夹具发生干碰撞 在数控铣床上 一般选在工件的设计基准或工艺基准上 5 合理选择刀具 夹具 切削用量 切削液 第三节数控加工程序编制 3 数控铣床编程实例在数控铣床上 用立铣刀加工图2 25所示的凸轮零件 毛坯已加工 编写加工程序 图2 25铣削加工实例 第三节数控加工程序编制 1 确定工艺方案及路线加工时以 30mm中心孔定位 装夹在通用夹具上 对刀点选在距离零件表面40mm的中心孔 30mm上 下刀后沿零件轮廓的AB段圆弧的A点切向工件 逆时针方向加工 最后沿第二象限切出工件 建立工件坐标系如图2 25所示 2 选择刀具及切削用量选择T01立铣刀 直径为 10mm 主轴转速为1000r min 进给速度为80mm min 3 坐标计算 绝对坐标值 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 第三节数控加工程序编制 4 编写程序 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 第三节数控加工程序编制 四 加工中心程序编制加工中心是高效 高精度数控机床 工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工 同时还备有刀具库 并且有自动换刀功能 加工中心是一种工艺范围较广的数控加工机床 能进行铣削 镗削 钻削和螺纹加工等多项工作 适宜于加工结构复杂 工序多 精度要求高的零件 其加工的主要对象有箱体类零件 复杂曲面 异形件 盘套板类零件和特殊加工等五类 以配置FANUC 0i数控系统的VNC1000C加工中心说明加工中心程序编制 1 加工中心编程要点加工中心的编程方法与数控铣床的编程方法基本相同 加工坐标系的设置方法也一样 但要注意换刀程序的应用 下面将主要介绍加工中心的加工固定循环功能 图2 26固定循环动作 第三节数控加工程序编制 2 固定循环指令在前面介绍的加工指令中 每一个G指令对应机床的一个动作 在有一些数控系统中 为了进一步提高编程效率 将一些典型加工 如镗孔 钻孔 攻螺纹等 中几个固定 连续的动作用一个G指令来指定 并用固定循环指令来选择 FANUC 0i系统的固定循环如表2 5所示 这些循环通常包括以下六个基本动作 如图2 26所示 动作1 在XY平面定位动作2 快速移动到R点动作3 孔加工动作4 孔底位置的动作 如暂停加工 动作5 返回到R点 动作6 快速返回到起始点 第三节数控加工程序编制 G73 G89固定循环指令的程序段的格式 G9O G91G98 G99GXYZRQPFG90为绝对坐标方式输入 G91为增量坐标方式输入 G98返回到始平面高度 G99返回到安全平面高度 X Y 孔中心位置坐标 可以用绝对坐标值 也可以用相对坐标值 Z 孔底位置或孔的深度 R 安全平面高度 Q 深孔加工 G73 G83 时 指定每次进给的深度 或镗孔 G76 G87 时 刀具的横向偏移量 图2 27钻孔循环P 刀具在孔底停留时间 F 切削进给速度 例如 钻加工如图2 27所示零件上的 10mm孔 选择直径为 10mm的麻花钻头 机床坐标 工件坐标 编程原点 与起刀点在图上标出 采用刀具长度补偿G43 第三节数控加工程序编制 G73 G89固定循环指令的程序段的格式 G9O G91G98 G99GXYZRQPFG90为绝对坐标方式输入 G91为增量坐标方式输入 G98返回到初始平面高度 G99返回到安全平面高度 X Y 孔中心位置坐标 可以用绝对坐标值 也可以用相对坐标值 Z 孔底位置或孔的深度 R 安全平面高度 Q 深孔加工 G73 G83 时 指定每次进给的深度 或镗孔 G76 G87 时 刀具的横向偏移量 图2 27钻孔循环P 刀具在孔底停留时间 F 切削进给速度 例如 钻加工如图2 27所示零件上的 10mm孔 选择直径为 10mm的麻花钻头 机床坐标 工件坐标 编程原点 与起刀点在图上标出 采用刀具长度补偿G43 第三节数控加工程序编制 O0010 N010G92X0Y0Z50 N020T01M06 选用T01号刀具 10钻头 N030G90S1000M03 启动主轴正转1000r minN040G00X0 Y0 Z30 M08 N050G81G99X10 Y10 Z 15 R5 F20 在 10 10 处钻孔 孔深15mm 参考面高度5mm 钻孔循环结束返回参考平面 N060X50 在 50 10 处钻孔 G81为模态 N070Y30 在 50 30 处钻孔N080X10 在 10 30 处钻孔N090G80 取消钻孔循环N100G00Z30 N110M30 第三节数控加工程序编制 图2 27钻孔循环 第三节数控加工程序编制 3 零件的编程实例在VNC1000C加工中心加工如图2 28所示零件 图2 28加工中心加工实例 第三节数控加工程序编制 分析 该零件加工有外轮廓直线和圆弧加工 并要铣削内方孔和内圆孔 最后要钻三个 4mm深8mm的孔 N10G55G21G28X0Y0Z0设定单位为 mm 回参考点为 0 0 0 N20G40M06T01取消刀具半径补偿 换1号刀N30G43G00X 10Y 8Z5H01快速定位 并在运动过程中建立长度补偿N40G01Z 4S1000M03F100N50G41X0D01N60Y60F80N70X30N80G17G02X70Y60I20J0N90G01X100N100Y20N110G02X80Y0R20 第三节数控加工程序编制 N120G01X12N130X0Y20N140X 8N150G00Z5M05N160G28X0Y0Z0N170G49G40M06T02N180G90G43X50Y60Z2H02S1200M03N190G01Z 2F35N200G91G03X0Y0I0J 2F75N210G01Y5N220G03X0Y0I0J 7N230G01Y5N240G03X0Y0I0J 12N250G90G01Z5N260G00X27Y47N270G01Z 5F35 第三节数控加工程序编制 N280G91X 14F75N290Y 5N300X14N310Y 5N320X 14N330Y 5N340X14N350Y 5N360X 14N370Y 5N380X14N390G90Y47N400X13N410Y23N420X27N430G00Z5M05N440G28X0Y0Z0 第三节数控加工程序编制 圆弧加工 并要铣内方孔和内圆孔 最后要钻三个 4mm深8mm的孔 N10G55G21G28X0Y0Z0设定单位为 mm 回参考点为 0 0 0 N20G40M06T01取消刀具半径补偿 换1号刀N30G43G00X 10Y 8Z5H01快速定位 并在运动过程中建长度补偿N40G01Z 4S1000M03F100N50G41X0D01N60Y60F80N70X30N80G17G02X70Y60I20J0N90G01X100N100Y20N110G02X80Y0R20 第三节数控加工程序编制 N120G01X12N130X0Y20N140X 8N150G00Z5M05N160G28X0Y0Z0N170G49G40M06T02N180G90G43X50Y60Z2H02S1200M03N190G01Z 2F35N200G91G03X0Y0I0J 2F75N210G01Y5N220G03X0Y0I0J 7N230G01Y5N240G03X0Y0I0J 12N250G90G01Z5N260G00X27Y47 第三节数控加工程序编制 N270G01Z 5F35N280G91X 14F75N290Y 5N300X14N310Y 5N320X 14N330Y 5N340X14N350Y 5N360X 14N370Y 5N380X14N390G90Y47N400X13N410Y23N420X27 第三节数控加工程序编制 N430G00Z5M05N440G28X0Y0Z0N450G49G40M06T03N460G90G43X60Y30Z10H03S1000M03N470G99G83X60Y30Z 8Q4R2F100N480X80Y40N490Y20N500G00G80Z20M05N510G28X0Y0Z0N520M30 第四节数控自动编程应用简介 一 MasterCAM系统简介MasterCAM是美国专门从事CNC程序软件开发的专业化公司 CNCSoftwareINC研制开发的CAD CAM一体化软件 可以完成二维绘图 三维线框造型和三维实体造型 可以实现平面加工和三维加工多种功能 能在显示屏幕上对加工过程进行动态模拟 具有多种后置处理程序 MasterCAM是运行于WINDOWS95以上的视窗操作系统环境下的CAD CAM系统 启动MasterCAM以后 计算机屏幕上出现以下的工作界面 如图2 29所示 第四节数控自动编程应用简介 图2 29MasterCAM工作环境 第四节数控自动编程应用简介 1 主菜单区MasterCAM提供了10项主功能菜单 单击各项 即可进入所选菜单的功能或下一级菜单 MasterCAM的CAD CAM功能操作主要通过主菜单和子菜单完成的 主菜单如表2 6所示 2 辅助菜单区该区域主要用来设定绘图和加工的辅助功能 如表2 7所示 3 工具条区在MasterCAM环境中也可以通过选择工具栏中的图标项选择各项功能 工具栏的功能与屏幕菜单功能完全相似 且更为方便 4 绘图区设计工件的几何图形 5 菜单提示行为用户提供了当前的操作命令提示 也叫命令提示信息 6 信息交互区给出菜单功能的提示信息 并可输入相关数据 第四节数控自动编程应用简介 二 MasterCAM自动编程实例以图2 25为例 说明MasterCAM自动编程方法 1 图形绘制步骤1 进入MasterCAMMill系统 步骤2 构造图形 绘图的方法与AUTOCAD基本相似 这里不再叙述 构造图形如图2 30所示 第四节数控自动编程应用简介 图2 30应用举例 第四节数控自动编程应用简介 步骤3 存盘 图2 31 外形铣削 框图 第四节数控自动编程应用简介 在主菜单上选择 文档 存档 文件名2 加工参数设定步骤1 设定刀具路径 1 单击 主功能表 T刀具路径 C外形加工 2 从外形 选择 串联 4 在工件轮廓线上选取一点 凸轮外轮廓全被选中 5 单击串联菜单中 D执行 出现 外形铣削 框图 如图2 31所示 步骤2 选择刀具 1 在图2 31窗口中 单击右键 出现图2 32对话框 从资料库中取刀具资料建立新的刀具工作设定 第四节数控自动