课题十一 数控铣---槽的编程与加工

1、课题十一 数控铣-槽的编程与加工教学目的:1.掌握G92、G54、G91、G90、G00、G01、G43、G44、G49指令的功能及应用。2掌握插补平面选择指令的功能及应用格式。3掌握圆弧插补指令的功能及应用格式。4掌握螺旋线插补指令的功能及应用格式。 5初步掌握简单程序的编写重 点:各种指令的功能及应用格式;插补平面选择指令及圆弧插补指令的功能及应用难 点:G92、G54指令的功能及应用;螺旋线插补指令的功能及应用一、旧课复习1、数控机床开机后必须进行什么操作？2、数控机床开机后除了进行回参考点操作外还要进行什么操作？3、试述对刀的操作过程。二、新课教学内容(一）直槽的编程与加工1设置工件坐

2、标系（）功能：G92指令是规定工件坐标系坐标原点（程序零点）的指令。以刀具的当前位置为参考点，建立的坐标系。（）格式：G92 X Y Z 说明：坐标值x、y、z为刀具中心点在工件坐标系中（相对于程序零点）的坐标。图11-1 建立工件坐标系·· 若刀具的当前点在点：G92X0Y0Z0（）说明：G92为非模态指令，一般放在一个零件程序的第一段工件坐标系选取指令G54G59 （又称零点偏置）（）功能：所谓零点偏置就是在编程过程中进行编程坐标系（工件坐标系）的平移变换，使编程坐标系的零点偏移到新的位置。一般的数控系统可以选择个空间坐标系，如图，G54G59编程时可以交替使用其中：G

3、54加工坐标系1，G55加工坐标系2，G56加工坐标系3，G57加工坐标系4，G58加工坐标系5，G59加工坐标系6。图工件零点偏置个空间坐标系都是以机床坐标系原点为参考点建立的。每个工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值就是该坐标系的偏置值，该偏置值必须在加工前提前输入到数控机床的数控系统中。如图所示。（）注意：· 使用G54-G59时，不用G92设定坐标系。G54-G59和G92不能混用。 · G54-G59为模态指令，可相互注销，G54为缺省值。图工件零点偏置绝对值G90与增量值G91（）格式G90 X _ Y ZG91 X _ Y Z（）说明· G90：绝

4、对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。· G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。· G90、G91为模态代码，G90为缺省值。· G90、G91出现在同一程序段中，则各自在指定的地方有效，这一点和其他的同组G代码相比是一个特殊点。例1：如图11-4所示，已知刀具中心轨迹为“ABC”，使用绝对坐标方式与增量坐标方式时各动点的坐标分别为：G90时：A（10，10）、B（35，50）、C（90，50）；G91时：B（25，40）、C（55，0）若从A B编程时：G90 X35 Y50或G91 X25

5、Y40或G90 X35 G91 Y40图11-4 绝对、增量坐标4快速点位运动G00（1）功能：刀具以快速移动速度，从刀具当前点移动到目标点。（2）格式：G00 X Y Z （3）说明：· 机床的快速移动速度由系统内部的参数确定，也可以通过机床操作面板的快速进给倍率开关调节。· G00指令的运动轨迹不一定是直线，且移动速度非常快，应格外小心，以免引起刀具、工件、夹具的干涉，常见的做法是将Z轴移动到安全高度，在放心执行G00指令· 常见G00轨迹如图11-5所示。例2：如图11-5所示，使用 G00指令编程：要求刀具从A点快速定位到D点。从A D快速定位： G90

6、G00 X40 Y40或 G91 G00 X40 Y40当X轴和Y轴的进给速度相同时，从A D的快速定位路径为A D，即以折线的方式到达D点，而不是以直线方式从A D图11-5 铣床G00轨迹4直线插补G01（1）功能：刀具以指定的进给速度，从当前点沿直线移动到目标点。（2)格式：G01 X _ Y Z F 例：如图所示，刀具从A点直线插补到B点。G90 G01 X45 Y30 F100 或 G91 G01 X35 Y15 F100 图1 直线插补（) 说明：· 每次加工开始时，自动处于G01状态；· X、Y、Z为目标点坐标值，可以用绝对值和增量值表示， F 为合成进给速度

7、；· 第一个G01指令，其后一定写上F 的数值；· G01也可以写成G1；· G01是模态代码，可由G0、 G0、 G0、 G功能注销。5刀具长度补偿G43、G44、G49（）功能: 在编制零件加工程序时,一般不考虑刀具的外形尺寸,而且一般回用到多把刀具,而且每把刀具的直径和长度不相同,若在加工中不改变程序,这就用到刀具补偿功能。 刀具长度补偿可以使每把刀具都有一个长度补偿值,如果刀具长度变换后,只需要变更长度补偿代码中的值即可。（2）指令： G43 建立刀具长度正补偿 G44 建立刀具长度负补偿 G49 取消刀具长度补偿（3）格式： G00(G01) G43（G

8、44） Z H G00(G01) G49 （4）说明：· 垂直与G17、G18、G19所选平面的轴受到长度补偿;· H为长度补偿偏置号（ H H）, H的数值是偏置存储器地址, H中的数值是0,它的功能和G49的功能是相同的;· G43、G44、G49为模态代码，可相互注销;· 不论在G90还是G91方式, G43指令的结果是将偏置代码中的补偿值与Z轴指令的终点值相加作为Z轴的最终指令值,而G44指令的结果是用Z轴指令的终点值减去偏置代码中的值作为Z轴的最终指令值,如G00G43 Z100 H02 Z50.0; H02 的设定值是-100.5,相当与G0

9、0 Z· 偏置号改变时,新的偏置值并不加到旧偏置值上,例如:设H1的偏置值为20, H2的偏置值 为30,则 G90 G00(G01) G43 Z100 H01; Z将达到120 G90 G00(G01) G43 Z100 H02; Z将达到130（4）刀具长度补偿的设定方法· 设定方法一:刀具的补偿值即为刀具的长度值 有对刀仪的机床用户使用此方法比较方便,因为可以直接获得刀具的长度值，将该值输入到对应的H中即可，这时工件坐标系Z向0点偏置值即为它在机床坐标系的实际值。工件坐标系0点位于工件上表面上，它位于机床0点的下方，偏置值为负值，设主轴端面和零件表面的距离是500，G

10、54工件坐标系的Z轴偏置值Z=-500.0,设刀具长度为200,即H01中存放的为200.0,那么指令结果为:G00G43H01Z0 G00Z0 非引入长度补偿功能注意: 这时如果忘写G43、G44指令或者H代码，或者刀具补偿地址中的刀具补偿值未输入，就会出现C刀具位置的情况，即刀具和工件相碰撞，这非常危险,建议初学者不使用这种方法。图刀具的补偿值即为刀具的长度值· 设定方法二:刀具的补偿值即为刀尖到向编辑零点的距离没有刀仪的机床用户，一般在机床上直接对刀，可采用此方法设定刀具的长度补偿如图所示：虽然工件坐标系相对于机床坐标原点有一段距离，我们仅把它作为向的编程零点，而设定工件坐标系

11、时，将轴的偏置值设为，刀具的补偿值即为刀尖到向编辑零点的距离，即图中尺寸。若，（），当执行下面程序段时，执行结果为：；刀具在工件表面位置第二种设定方法好处在于便于在机床上直接对刀，而且编程中遗漏了指令，刀具处于远离工件表面的位置，即刀具处于图中的位置，不宜造成加工失误。例4：考虑刀具长度补偿，编制图11-9所示零件的加工程序：要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工。图9刀具长度补偿加工%1150G92X0Y0Z0G91G00X120Y80M03S600G43Z-32H01G01Z-21F300G04P2G00Z21X30Y-50G01Z-41G00Z41X50Y30G01Z-

12、25G04P2G00G49Z57X-200Y-60M05M306 案例分析 如图所示槽形，进给速度设为F=100mm/min，主轴转速S=1000r/min，用ø6的铣刀，试编写其加工程序。（工件零点选择在工件中心）图10案例程序1： 用绝对值指令编程程 序说 明O1212N1 G90 G54 G00X0 Y0 ；N2 G43T01H01；N3 M03 S1000；N4 G00 X-30 Y-25 Z1 ；N5 G01 Y25Z-2 F50；N6 X30F100；N7 Y-25；N9 X-30 ；N10 G00 Z100；N11 X0 Y0G49；N12 M05；N13 M02 程序

13、名设置工件零件于O点选择刀具，建立刀具长度补偿主轴正转，转速为1000 r/min刀具快速降至（-30，-25，1）刀具斜线下刀至Z-2mm处直线插补直线插补直线插补刀具Z向快退刀具回起刀点，取消长度补偿主轴停转程序结束 程序2：用增量值指令编程程 序说 明O2222N1 G90 G92 X0 Y0 Z100；N3 M03 S1000N4 G00 X20 Y20 Z2 ；N5 G91 G01 Z-5 F50；N6 Y30 F100；N7 X40；N8 Y-30；N9 X-40；N10 G90 G00 Z100；N11 X0 Y0 M05；N12 M02；程序名设置工件零件于O点主轴正转，转速为

14、1000 r/min刀具快速降至（20，20，2）刀具工进至深3mm处直线插补直线插补直线插补直线插补刀具Z向快退刀具回起刀点，主轴停转程序结束(二） 圆弧槽的编程与加工1.插补平面选择G17、G18、G19功能：该组指令用于选择直线、圆弧插补的平面。G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19选择YZ平面如图11-11所示。机床默认G17,且可省略。图11-11 插补平面选择 2圆弧插补G02、G03(1)功能：使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。G02为顺时针圆弧，G03为逆时针圆弧。判断方法：从Z轴的正方向往负方向看XY平面，由此决定XY平面的“顺时针”“逆时针”方向。其它平面方法

15、相同,如图11-12所示。图11-12 插补平面选择(2)格式：G17G02(G03) X_ _ R _ (I_ J_ )F_ G18G02(G03)_ X _ R_ (I_ K_ ) F_G1G02(G03) _ R_ (J _ K_ ) F_ （）说明：· G17、G18、 G1为平面选择指令，在这里用来确定圆弧所在的平面。 X、后的数值是圆弧终点的坐标值，在G90时是圆弧终点的实际坐标值，在G91方式下是终点相对于起点的增量值。· G02G03指令的选用如图3所示， G17时，圆弧在X平面，沿轴的正方向向负看时，顺时针用G02，逆时针用G03。同理，在G1时，圆弧在X

16、平面，沿轴的正方向向负看时，顺时针用G02，逆时针用G03。在G1时，圆弧在平面，圆弧的顺逆也是这样判别。图11-13 不同平面的G02与G03选择圆弧编程有两种方法： R 和I 、J 、K，其中R为圆弧的半径，如果一个程序段中，R 和I 、J 、K都指令，则R有效， I 、J 、K无效。用R编程比较简单但应注意：使用R指令编程时，由于确定的起点、终点和半径可以画出两个圆弧，当圆弧所对应的圆心角小于180°时， R就是正值，否则为负值。当指令整圆的时候，不能使用R进行编程。图11-14 R数值的确定· I 、J 、K后的数值为圆心相对于圆弧起点的偏移值（圆心坐标-起点坐标）

17、， I 、J 、K是有正负号的， I 0、J 0、K0可以省略不写。在G90/G91时都是以增量方式指定。图11-15 I、J、K 的选择例5：若起点为G，终点为P，则程序为：· G90G0220.0 I J F100 若起点为P ，终点为G ，则程序为： · G90G0254.14 J F100图11-16 I 、J 、K数值的确定· 指令整圆时，使用I 、J 、K表示圆弧半径，而不能使用 R。例如： G17G0225.0 I 0J F100可简化为： G02J F100· 以后见到G02(G03)I_ (K_ ) F_；的指令，都是指令整圆的插补指令

18、。而G02(G03) R _ F_；则表示O点的圆。 图11-17 整圆的确定· 圆弧指令格式中的F后的数值是刀具沿圆弧切线方向的移动速度。例6：使用G02对图11-18所示的劣弧a和优弧b编程。· 圆弧aG91G02X30Y30R30F300G91G02X30Y30I30J0F300G90G02X0Y30R30F300G90G02X0Y30I30J0F300· 圆弧bG91G02X30Y30R-30F300G91G02X30Y30I0J30F300G90G02X0Y30R-30F300G90G02X0Y30I0J30F300图11-18 圆弧编程3螺旋线插补G02 G03 功能: 在圆弧插补时,垂直插补平面的直线轴同步运动,构成螺旋线插补运动,如图11-19所示。G02、G03分别表示顺时针、逆时针螺旋线插补, 判断方向的方法同圆弧插补图11-19 螺旋线切削4、案例分析 图11-20槽形，进给F=100mm/min，主轴转速S=800r/min，用ø6的铣刀，试编程：工件零点选择在毛坯左下角，选用6的立铣刀，采用逆铣。考虑到立铣刀不能垂直切入工件，下刀点选择在S图形的左下角，采用螺旋线切入工件图11-20 案例图数控加工程序程 序说 明O3333N1 G90 G54 G00 X0 Y0 ；N2 T01