五数控铣削加工及其编程

PAGE数控编程与操作-PAGE5-5数控铣削加工及其编程5.１数控铣削编程概述主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，复杂模具型腔，进行钻、扩、铰、锪、镗和螺纹加工。主要加工以下几类零件:平面类零件直纹曲面类零件立体曲面类零件５.１.1数控铣削加工特点点位控制数控机床为点到点控制,刀具从某一位置向另一位置移动时,不管中间的轨迹如何,只要刀具最后能正确到达目标位置的控制方式，称为点位控制。在从点到点的移动过程中,只作快速空程的定位运动，因此不能用于加工过程的控制.这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。５.1点位控制原理图例下图钻孔工作，如图点位运动，刀具可按ｅq\ｏ＼ａｃ（○，1）、ｅｑ＼o\ａc(○，2）、ｅq\ｏ\aｃ（○,3）、eq\ｏ\ac（○，4)、eq\o＼ａc（○，５)中的任意一条轨迹运动.5.2直线控制数控机床称为直线切削控制或平行切削控制.除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要.可控制刀具相对于工作台以适当的进给速度,沿着平行于某一坐标轴方向或与坐标轴成4５°的斜线方向作直线轨迹的加工。这种方式是一次同时只有某一轴在运动,或让两轴以相同的速度同时运动以形成45°的斜线，所以其控制难度不大,系统结构比较简单。一般地,都是将点位与直线控制方式结合起来，组成点位直线控制系统而用于机床上。简易数控车床、数控镗铣床，一般有２3个可控坐标轴,但同时控制的坐标轴只有一个。５。3轮廓控制的数控机床能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制,因而可进行曲线或曲面的加工。可控制刀具相对于工件作连续轨迹的运动,能加工任意斜率的直线,任意大小的圆弧，配以自动编程计算，可加工任意形状的曲线和曲面。典型的轮廓控制型机床有数控铣床、功能完善的数控车床、数控磨床、数控电加工机床。５.４(a）点位控制(ｂ）直线控制(ｃ）轮廓控制数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以坐标数据来进行控制的。象数控车床、数控线切割机床等是属于两坐标控制的，数控铣床则是三坐标控制的，还有四坐标轴、五坐标轴甚至更多的坐标轴控制的加工中心等.坐标联动加工是指数控机床的几个坐标轴能够同时进行移动，从而获得平面直线、平面圆弧、空间直线、空间螺旋线等复杂加工轨迹的能力。当然也有一些早期的数控机床尽管具有三个坐标轴，但能够同时进行联动控制的可能只是其中两个坐标轴，那就属于两坐标联动的三坐标机床。象这类机床就不能获得空间直线、空间螺旋线等复杂加工轨迹。要想加工复杂的曲面,只能采用在某平面内进行联动控制，第三轴作单独周期性进给的“两维半”加工方式。两坐标和多坐标加工：一台数控机床,所谓的坐标系是指有几个运动采用了数字控制。两坐标数控车床：在坐标系中,两个方向的运动采用了数字控制三坐标数控铣床:在坐标系中,三个方向的运动采用了数字控制两坐标加工：只能控制任意两坐标联动，实现两坐标加工，也可能是三坐标数控铣床。三坐标加工(3轴控制）：能控制三坐标联动，实现三坐标加工,刀具在空间的任意方向都可移动.2．5坐标加工:某两坐标联动,另一坐标周期进给，将立体形面转化为平面轮廓加工,即两坐标联动的三坐标机床加工。5.5两轴联动，同时控制两个坐标３轴控制是指同时控制Ｘ、Y、Z三个坐标，刀具在空间的任意方向都可移动.４轴控制是指同时控制四个坐标，即在三个移动坐标之外，再加一个旋转坐标A、B、C。5．65.75轴控制是指同时控制5个坐标，即在三个移动坐标之外,再加旋转坐标A、Ｂ、C中的任意两个.5．8５．1.2工件坐标系建立工件固定不动，刀具移动对称零件,工件原点设在对称中心上一般零件,工件原点设在工件轮廓某一角上Ｚ轴方向上零点一般设在工件表面编程时，把刀具起点和程序员点设在同一处,便于计算。５。1。3数控铣削加工工艺加工路线是指刀具刀位点相对于工件运动的轨迹和方向。数控机床上确定工艺方案、工艺路线的原则是:尽量缩短加工路线，减少空行程时间和换刀次数，以提高生产率.５．9为保证工件轮廓表面加工后粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。５.1０（a）为行切法，图(b)为环切法，图（c）为先用行切法若为封闭凹槽，图（ａ）为行切法,图(b)为环切法，图（c）为先用行切法，最后用环切法一刀光整轮廓表面。内轮廓（型腔）加工的下刀要求：eq＼ｏ\aｃ（○,1)先钻一个工艺孔至底面（留一定精加工余量),并扩孔，以便使所有的立铣刀能从工艺孔进刀,进行型腔粗加工.ｅq\o\ac（○，2）铣刀下降至工艺孔内，由工艺孔开始进刀eq＼o\ａｃ(○,3）型腔一般由中心向四周扩展进行加工合理选取起刀点、切入点和切入方式,保证切入过程平稳,没有冲击.进、退刀位置应选在不大重要的位置，并且使刀具尽量沿切线方向进、退刀,避免采用法向进、退刀和进给中途停顿而产生刀痕.在连续铣削平面零件内外轮廓时,应安排好刀具的切入、切出路线。尽量沿轮廓曲线的延长线切入、切出,以免交接处出现刀痕如图（ａ)(ｂ)所示，铣削外表面轮廓时，铣刀的切入、切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出零件表面，而不应法向直接切入零件，引入点选在尖点处较妥。如图(c）所示，铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿法线方向切入和切出或加引入引出弧改向，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处。但是,在法向切入切出时，还应避免产生过切的可能性。保证加工过程的安全性,避免刀具与非加工面的干涉。尽量使数值计算方便，程序段少,以减少编程工作量。对于曲面铣削，常用球头铣刀采用“行切法”进行加工。如图所示大叶片类零件，当采用图５。１3（ａ）所示沿横向来回切削的加工路线时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后的检验,叶形准确度高,但程序较多。当采用图(b）所示沿纵向来回切削的加工路线时,每次沿母线方向加工,刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。实际生产两种方案结合(Ｃ）,从里到外环切，减少工件加工过程变形。加工位置精度要求高的孔时,镗孔路线安排要得当,否则会影响孔位置精度.型腔较深的零件采用钻削形式进行粗加工.表面有硬化层的零件进行粗加工,采用逆铣较好，避免产生崩刃.为保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。如铣削轮廓时，应尽量采用顺铣方式,可减少机床的“颤振”，提高加工质量。图逆铣顺铣安全高度的确定(１）目的:起刀和退刀必须在零件上表面一定高度内进行,以防刀具在行进过程中与夹具或零件表面发生碰撞(干涉），在安全高度位置时刀具中心或刀尖所在的平面称为安全面（２）选择：安全高度一般要大于零件表面最高位置50mm以上5.1。4铣削工艺切削用量选择按ａp-—－f———ν的次序来进行。背吃刀量的确定铣削加工有两个背吃刀量,b切削宽度,H铣削深度。D为刀具直径轮廓粗加工，为确保刀具加工刚性：b=D×（50%～７5％）；H=Ｄ×（１／２~1／3)。轮廓精加工,为确保刀具加工刚性和表面质量：ｂ=0。1~０。５mm；Ｈ=工件的轮廓高度。端面铣刀对平面粗加工：b=D×(７０％~８０％)；H=Ｌ×（1／2~１／３）；L刀片切削刃长度。端面铣刀对平面精加工:ｂ=D×(７0％～８0％）；H＝0．5～1mｍ。球头刀对曲面进行加工粗加工：Ｈ＝b＝0．３～0.5mm精加工：H＝b＝0。1～0.2mm进给量确定F＝ｆ×z×n;F进给速度;f每刃的切削深度；z刀具的刃数;n主轴转速。表2-14部分刀具材料铣削不同工件材料轮廓时的进给量推荐表。表1－６硬质合金端面铣刀铣削平面的切削用量推荐表。切削速度5.1.5数控加工的刀具半径补偿对于铣削和车削数控加工，尽管二维刀具半径补偿的原理相同，但由于刀具形状和加工方法区别较大，刀具半径补偿方法仍有一定的区别，刀具半径补偿的目的刀具半径补偿—-数控装置使刀具中心偏移零件轮廓一个指定的刀具半径值目的——刀具实际不是一个点，有直径，直接编程会出现过切(内轮廓和外轮廓的情况)解决办法——直接计算实际刀具中心的轨迹,但计算麻烦,或使用刀具半径补偿指令在数控铣床上进行轮廓的铣削加工时，由于刀具半径的存在,刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程,即在编程时给出刀具的中心轨迹,如图1．9。1所示的点划线轨迹，其计算相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹,修改程序,这样既繁琐,又不易保证加工精度.当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，如图１．９．１中的粗实线轨迹，数控系统会自动计算刀心轨迹,使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。图1.9．1图1．9．２刀具半径补偿的方法数控系统的刀具半径补偿(ＣｕｔｔerRａｄiusCompｅnｓａｔion）就是将计算刀具中心轨迹的过程交由CNC系统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程,因此这种编程方法也称为对零件的编程(Pｒoｇraｍｍiｎgｔhehn）,而实际的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄存器中,在加工过程中，ＣＮC系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹,完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时，不需要修改零件程序，只需修改存放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径值或者选用存放在另一个刀具半径偏置寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。现代CＮC系统一般都设置有若干(16,3２,６4或更多)个可编程刀具半径偏置寄存器,并对其进行编号,专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数（刀具长度、刀具半径等）存入这些寄存器中。进行数控编程时，只需调用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可,加工时,CNC系统将该编号对应的刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿（CuｔtｅrRaｄｉusCoｍｐｅnｓatiｏnLeR),用Ｇ41定义，和刀具半径右补偿（CuttｅrＲadｉusComｐenｓａtionRｉg;ht），用G4２定义，使用非零的D#＃代码选择正确的刀具半径偏置寄存器号。根据ISO标准，当刀具中心轨迹沿前进方向位于零件轮廓右边时称为刀具半径右补偿：反之称为刀具半径左补偿,如图１－26所示；当不需要进行刀具半径补偿时，则用G40取消刀具半径补偿.G41——刀具半径左补偿，即刀具中心轨迹沿前进方向位于零件轮廓左边。G42——刀具半径右补偿，即刀具中心轨迹沿前进方向位于零件轮廓右边G４0-－取消刀具半径补偿，按程序路径进给.D＃#代码—刀具半径补偿值寄存器号。刀具半径补偿只能在一个平面中进行，如：G１7、G１8、Ｇ19平面的选择.指令格式：Ｇ00／G01G41/Ｇ４２ＸYD；进刀／退刀方式的确定(1)进刀/退刀要求——二维轮廓加工eq＼o\ac（○,1)进刀:侧向(轮廓的延长线）进刀或沿切线方向进刀eｑ\o\ac(○,2）退刀:侧向(轮廓的延长线）退刀或沿切线方向退刀注意：尽量避免垂直进刀。（２）外轮廓加工的下刀要求：刀具从安全面高度下降到切削高度时，应离开工件毛坯边缘一个距离,不能直接贴着加工零件理论轮廓直接下刀，以免发生危险（该位置应距离毛坯至少一个刀具半径）,再进行轮廓切削注:上图第2步实际也可让刀具以G０0形式先下降到距工件表面2ｍm左右的高度再以G01形式下降至目标点刀具半径补偿的建立(要求)刀具应远离零件轮廓一定的距离(大于2倍刀具直径)和正确的方向刀具半径补偿的建立和取消均以G00或G０１形式进行(推荐G０1)图b)刀具补偿起刀点设置方向不对,由走刀轨迹可以看出会在切入点发生过切.G42指令建立右刀补,产生逆铣效果，用于粗铣。Ｇ４１指令建立左刀补,产生顺铣效果,用于精铣.使用G４0指令时，最好是铣刀已远离工件。铣刀半径补偿的建立如图刀具从位于轮廓外的开始点Ｓ以切削进给速度向工件运动并到达切入点Ｏ,程序数据给出的是开始点S和工件轮廓上切入点O的坐标,而刀具实际是运动到距切入点一个刀具半径的点A，即到达正确的切削位置,建立刀具半径补偿。刀具半径补偿的建立与撤消必须用G０0/Ｇ01。程序如下:S90０Ｍ03G00G9０X－20Y-２0刀具运动到开始点SＧ17Ｇ0１G41X0Y0D01F200(在A点切入工件，建立刀具左补偿,刀具半径补偿值寄存在0１半径补偿的执行除非用Ｇ40取消,一旦刀具半径补偿建立后就一直有效，刀具始终保持正确的刀具中心运动轨迹。程序如下：N40X0Y５0A——BＮ5０Ｘ5０Y５0B——CN6０Ｘ50Y０C—－ＤＮ7０X0Ｙ0D—-E半径补偿的撤消当工件轮廓加工完成，要从切出点E或A回到开始点Ｓ,这时就要取消刀具半径补偿,恢复到未补偿的状态，程序如下：N80G01Ｇ刀具半径的确定选择主要依据:零件凹轮廓处的最小曲率半径或圆弧半径要求：刀具半径应小于零件凹轮廓的最小曲率半径或圆弧半径,否则会产生干涉。注：上图刀具半径(r）应小于轮廓半径（Ｒ5）半径补偿产生干涉现象刀具半径补偿过程中的刀心轨迹外轮廓加工如图所示，刀具左补偿加工外轮廓。编程轨迹为Ａ—Ｂ—C，数控系统自动计算刀心轨迹，两直线轮廓相交处的刀心轨迹一般有两种。图a为延长线过渡，刀心轨迹为Ｐ1—Ｐ2—Ｐ3—P4—P５；图ｂ为圆弧过渡,刀心轨迹为Ｐ１—Ｐ２-P3－Ｐ4.内轮廓加工如图所示,刀具右补偿加工内轮廓.编程轨迹为A—B—C,按理论刀心轨迹为P1－P2－P3-P4，会产生过切现象,损坏工件,如图a所示;图b为刀具补偿处理后的刀心轨迹为P1-Ｐ2-P3，无过切.从上图可以看出，采用刀具半径补偿进行内轮廓加工，由于轮廓直线之间的夹角〈１80。，不能按理论刀心轨迹进行加工，实际刀心轨迹比理论刀心轨迹要短。因此,如果工件轮廓的长度太短的话,将无法进行刀具半径补偿，数控系统运行到该段程序时会产生报警。这种情况一般发生在内轮廓曲线加工过程中,其中曲线用直线插补,且插补直线段非常短（比如0.1ｍm左右)，而刀具半径又比较大。刀具半径补偿功能的应用刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径改变后,不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如图所示，1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用同一程序。刀具直径变化，加工程序不变用同一程序、同一尺寸的刀具,利用刀具半径补偿，可进行粗精加工。如图所示,刀具半径r，精加工余量Δ。粗加工时，输入刀具直径Ｄ＝2(r+Δ)，则加工出虚线轮廓；精加工时,有同一程序，同一刀具，但输入刀具直径Ｄ=2r,则加工出实线轮廓.5。2程序原点的设置与偏移一般机床都要回零操作，即使机床回到机床原点或机床参考点。但一般每次开机启动后,或当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重新启动时,都应该先让各轴回参考点.回零操作后机床控制系统进行了初始化,即机床运动坐标Ｘ、Ｙ、Z、A、B等的显示为零.工件在机床上固定后,程序原点与机床参考点的偏移量必须通过测量来确定，一般配有工件测量头,如果没有要用碰刀的方式进行，把测量值存入G54~G59原点偏置寄存器中。如图一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法。方法一采用Ｇ9２实现原点偏移的有关指令为：Ｎ1０ﻩﻩG90刀具位于机床参考点Ｎ20ﻩ G92Ｘ６Y6Z0…N5０ﻩG00N６０ ﻩG9２Ｘ4Y3…N9０ﻩN10０ﻩﻩG92X４．5Ｙ-１．2程序原点都是前一点相对于后一点的坐标值,即Ｒ相对于Ｗ1，W1相对于W2，Ｗ2相对于W3的坐标。注意:用G92建立坐标系无断电记忆功能，加工中一旦停电，必须重新对刀。方法二采用Ｇ５４～Ｇ５9实现原点偏移的有关指令为:首先设置Ｇ５４~G59原点偏置寄存器：对于零件1:G54X－６Y-6Z0对于零件2:Ｇ5５Ｘ-1０Y-9Ｚ0对于零件３:G５5X-14．5Y-7.8Z0原点的寄存都是测量点相对于参考点的坐标.然后调用:Ｎ1G9０Ｇ…ﻩﻩﻩﻩﻩ加工第一个零件N7G５５…ﻩﻩﻩﻩﻩ加工第二个零件ﻩN10G5６…ﻩﻩﻩﻩﻩ加工第三个零件显然后一种方法方便。对于编程员只要知道工件上的程序原点就够了，与机床原点、机床参考点及装夹原点无关,也与数控机床型号无关。对于机床操作者，必须清楚各原点之间的关系，要参考机床用户手册。数控机床的原点的偏移实质上是机床参考点对程序原点的偏移.多程序原点的的应用在编程的过程中,有时为了避免尺寸的换算，须多次平移工件坐标系,将工件原点平移至工艺基准处，称为程序原点的偏置。例：如图所示，图形为四个独立的二位凸台轮廓曲线，每个轮廓均有各自的尺寸基准,而整个图形的坐标原点为O.为了避免尺寸的换算，在编制四个局部轮廓的数控加工程序时,分别将工艺原点偏置到O1、O2、Ｏ3、Ｏ4点。分别用G54、G55、G56和G57四个原点偏置寄存器存放O１、O２、Ｏ３和O4四个点相对于机床参考坐标系的坐标。凸台高度为2mm,其数控加工程序如下:程序原点的偏置G54S１00０Ｍ03Ｇ90GＸ—10Y－5Z2M08Ｇ42X０Y０G01Z—２ＦＸ15F１00Ｇ03X15Y20I0J１0G01X0Y0Z2G4０G00Z10０G55X３０Y－30Z２G01Z—2G4２X2０Y0G0２Ｘ２0Y0I－20J0FG0１Z2Ｇ40G０0Z100G56Ｘ2０Ｙ20Ｚ２Ｇ01Z－2ＦG４2Ｘ１1.5４７X２3。904Ｙ０FX1１．547Y－2０X—1１.５４7X—2３．０9４Y０X—11.54７Ｙ20X11。547Z2Ｇ4０G00Z1０0G５7Ｘ—10Y－10Ｚ2Ｇ01Z—2G４２X0Y0X40FY20X３0G０2Ｘ20Y３0Ｉ0J10G01Y40X0Y0Z2G0０Z100M0２5．3常用基本指令快速点定位G00格式-—G00XYZ;ＸＹZ快速点定位终点坐标值。直线插补G0１格式——G01XＹZＦ；XYZ目标点坐标值。圆弧插补G０2／Ｇ0３XY平面圆弧：G１7G0２/G0３XYIJF或G１７G02/G０3XYRFＸ、Y、Ｚ为圆弧终点坐标，I、J、K为圆心坐标相对圆弧起点的相对坐标，R为圆弧的半径。Α〉18０，Ｒ取负值，整圆不能用Ｒ编程.举例：5-１圆弧插补程序举例例5-2半径补偿加工程序举例ﻬ5。4立式加工中心仿真软件的操作本节使用宇航数控仿真软件完成数控铣床的操作演示和模拟加工一、宇航软件简介1．模拟数控铣床型号--ＦＡNUＣＯi-Ｍ２。工具栏简介-—与数控车床仿真软件基本相同(1）观察工具１）截面观察功能——提供三视图观察零件的加工结果2)刀具交换装置显示——如使用的是数控铣床可将其关闭（2)文件管理及机床加工操作设置１)刀具库管理eｑ＼o\ac(○,１)各刀具的功能eq＼o\aｃ（○,2）刀具的添加和相关参数的设置eｑ\ｏ＼ac（○，３)将刀具添加到主轴2)工件参数的设置eq\o＼aｃ（○，１)工件大小及原点的设置原点的设置为快速对刀方法—-仅用于仿真软件的操作更换工件—-可选择该项重新更换新工件eｑ\o\ａc(○，２)工件装夹（３）数控铣床显示框1）床身——三维视角观察２)数控面板—-无变化3)机床控制面板——宇航面板（无变化）4)手轮——仿真时一般不用(实际机床操作要用到）二、数控面板与操作1．主要按键与功能(1）PＯＳ-—位置功能键(２）ＰROG-—程序功能键1)用户程序的创建-—程序名为O开头2)DIR功能的使用（３）OFFSETＳETTING——刀具补偿功能键１）补正——设置刀具直径（用于刀具半径补偿的预先设置）２）坐标系——设置编程原点(常用G54）对于仿真软件上可以使用快速对刀来替代该项操作２.对刀操作及练习（1)实际对刀操作方法-—编程原点在零件上表面中心通过试切对刀将编程原点（刀具中心)的机床坐标值输入至G54.画图说明具体操作过程(FＡＮUC系统使用测量操作，SIＥＭEＮＳ系统直接将坐标输入）。（２）模拟软件快速对刀操作——仅用于仿真软件的操作如需将编程原点设置在零件上表面中心,则直接对工件参数设置，将原点值(G５4）设置为Ｘ=0，Y＝0,Z=当前刀具的长度，通过MＤI编程对其验证（使用G0０ＸYZ）。（３）将编程原点设置在零件下表面面中心直接对工件参数设置，将原点值（Ｇ54)设置为X=０,Y＝０，Ｚ=当前刀具的长度－工件的高度,通过ＭＤI编程对其验证（使用G00XYZ）三、机床操作面板与操作1.主要按键与功能—-简介2.基本操作练习（1）EDIT方式与程序的创建(２)MＤI方式与程序的编写和调试(３）回参考点操作(4)JＯG手动方式与坐标轴控制３.数控铣床加工操作(模拟仿真)（1)设置毛坯大小、装夹方式（工艺板装夹）和主轴当前刀具（端面铣刀Ф12）（2)对刀并设置编程原点（G54)和刀具参数（刀具直径）（3)编辑程序——可直接用记事本编写程序后再调用（４）切换至AUTＯ状态加工（５）观察加工结果并虚拟测量四｜、ＦＡNUC0ｉ系统数控铣床例题图５．４－１毛坯尺寸：φ６0×60×15，Ｏ点为（—15,-15），加工所示零件凸台的外轮廓,采用刀具半径补偿的指令进行编程。工件原点：设在零件毛坯的左上角W点.这是因为该毛坯的六个免疫加工好，可以用底面和侧面作为定位和测量的基准.刀具选择：选一把Ф２0的棒铣刀。将坐标原点放在偏置寄存器G５４中。确定安全高度:Z=３0mm,即离开毛坯上表面15mm处.进退刀方式:切向进刀和退刀的方式，起初点定在O点，其坐标为（－15,—15）.装夹刀具:将Ф２0的棒铣刀直径值存入01号刀具寄存器中工艺路线：接近——铣削外轮廓——退刀使用FAＮUC0ｉ铣床系统时程序为：编程:采用刀具半径右补偿的方式进行加工G5４G90Ｇ00ＺS1００0M03Z２Ｘ0Ｙ0Ｘ—15Ｙ-１5G01Ｚ-2FG42Ｄ１Ｙ10F50X５０Y30G０3X3０Y５０I-20J０G０１X１0Ｙ－１5G４0X-15G00Z30M０2操作步骤为:一、分析工件,编制工艺,并选择刀具,在草稿上编辑好程序.二、打开软件中的FANUC0i铣床系统。回零(回参考点)选择参考点模式：回参考点→Z轴回零→Ｘ轴回零→Ｙ轴回零→回参考点完毕。选择刀具刀具库管理（左侧工具条)出现如图5。4—2界面，选择直径为20的端铣刀：图5。4－2图5.４－３选择需要的刀具添加到刀盘的刀位号０１处,点击确定即完成选刀.工件的装夹选工艺板装夹，如图5.4—3:设定毛坯大小左侧工具条中的“工件大小、原点”→设定工件大小、原点,如图5。４－4。根据零件图把工件的大小为６０×６0×15，同时选中“更换工件”→单击“确定”即完成工件的大小设置。图５。4-４对刀试切对刀法手动模式→使刀具沿Ｚ方向与工件上表面接触→按进入参数输入界面，(形状）D为刀具值径值，本题刀具值径为20ｍm,所以输入２0。如图5。4－5:图5．4—5图５.4－6按出现图5.４-6，移动光标至G5４坐标系处→输入Z0→→此时,Z轴即对刀完毕。移动刀具,使刀具在X轴的正方向与工件相切→按进入参数输入界面（如图5．４-7）按→移动光标至G54坐标系处→输入主轴中心到所要设定的工件坐标系原点之间的距离值（本例题的值为Ｘ-１0，因为系统识别的是刀具的中心轨迹)→→此时，X轴即对刀完毕.用同样的方法给Ｙ轴对刀：移动刀具，使刀具在Y的正方向与工件相切→按进入参数输入界面（如图５。4－7)→→移动光标至G54坐标系处→输入主轴中心到所要设定的工件坐标系原点之间的距离值(本例题的值为Y－１0）→→此时,Y轴即对刀完毕→对完刀后如图5．4—7所示:图５．4-7图5．4—8快速对刀法在图5．4—4中选择G5４或Ｇ５5～G5９，在长度和宽度上输入-30,因为系统是以图示中心为参考点的相对坐标值，高度上输入刀具长度１00,点击确定即对刀完毕，即设置左上角为编程原点。刀补的设置在图5．4—５（形状）Ｄ中输入半径值,即为Ｄ１.程序输入程序编辑模式→→如图5。4-8，输入新建程序名O０055→插入（新程序名就创建好了)，将在草稿编好的程序输入→程序输入完成，如图5．4-9所示。图5。４—９加工零件自动模式→循环启动→程序将自动运行直至完毕。测量工件工具条中测量→特征线→完成测量。工件模拟加工完成编程原点设在上表面中心的加工程序毛坯尺寸：φ6０×6０×15，O点为(－45，—45）使用FANUC0i铣床系统时程序为：编程:采用刀具半径右补偿的方式进行加工.G54G90GＳ１00０Ｍ03Z２Ｘ０Y０X-４5Y-45Ｇ01Z-2Ｆ30MG42D１Ｙ—20FX20Y0Ｇ03X0Y2０I—２0J0G０１X-2０Y-４5Ｇ4０X－４5G０0Ｚ30M02将编程原点设置在零件下表面左下角毛坯尺寸:φ６0×6０×１5,Ｏ点为(-15，—１5）使用FAＮUC0ｉ铣床系统时程序为：编程：采用刀具半径右补偿的方式进行加工。Ｇ54G9０GS1０0０M0３Z１７Ｘ0Ｙ０X-１5Ｙ-15G01Z１３F30MG4２D１Ｙ1０F5０X５0Y3０G03X30Ｙ5０I－２０J0G01Ｘ10Y－1５G４0X-1５G00Ｚ100Ｍ0２将编程原点设置在零件下表面中心毛坯尺寸:φ６0×60×15，O点为(—４5,-４5)使用FANUＣ0i铣床系统时程序为:编程：采用刀具半径右补偿的方式进行加工。G５4G9０GS1000M０3Z１7X0Y0X—45Y－45G01Z13F30MG42Ｄ１Ｙ－20F50Ｘ２0Y0G03Ｘ0Ｙ２0I-２0Ｊ０Ｇ01X－20Y—45Ｇ４0X—45G00Ｚ100M０２问题的延伸,假如选择Φ12的刀具该如何设置？首先设置（形状)D＝2×（r+△）＝２×(６+8）=２8,零件加工完后，再设置Ｄ为1２,再加工一遍。作业:使用半径为R5ｍm的刀具加工如图所示的零件,加工深度为５mm，加工程序编制如下：Ｏ10ﻫＧ5４Ｇ9０Ｇ01Z4０Ｆ200０//进入2号加工坐标系ﻫM0３S５00／／主轴启动ﻫＧ01X－5０Ｙ0／/到达X,Y坐标起始点ﻫG０1Z—5F100/／到达Ｚ坐标起始点ﻫG01G42X—10Y0Ｈ01//建立右偏刀具半径补偿

G01X６0Y0/／切入轮廓

Ｇ03X８0Y２0R20/／切削轮廓ﻫG03X４0Y60R40/／切削轮廓

Ｇ01X0Ｙ４０//切削轮廓

G0１Ｘ0Ｙ－10//切出轮廓ﻫG０１G40Ｘ0Y—4０//撤消刀具半径补偿ﻫG01Ｚ40Ｆ２000／/Z坐标退刀ﻫM05／/主轴停ﻫ5.５常用基本指令（续)Ｇ0２/G03顺圆、逆圆螺旋线插补指令在Ｚ方向上进行螺旋线插补，格式：Ｇ１7G0２／G0３XYＩJＺF或Ｇ17G02/G０3ＸＹRZF在XY平面上进行圆弧插补的同时，在Z方向上有一个轴向移动，由这两个运动合成为Ｚ方向的螺旋线进给。G４3、G４４、Ｇ4９数控加工的刀具长度补偿指令:G4３/G4４G０0ZH；G49G00Ｚ;取消刀具长度补偿G43为刀具长度正(posｉｔiｖe）补偿,Ｇ4４为刀具长度负(negaｔiｖe）补偿G49取消刀具长度补偿Z补偿轴的终点值H为刀具长度偏移量的存储器地址刀具长度补偿只能在刀具的长度方向(Z坐标方向)进行。为了简化零件的数控加工编程，使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关。现代CNＣ系统除了具有刀具半径补偿功能外,还具有刀具长度补偿(toollenｇtｈcoｍpensatｉoｎ)功能。刀具长度补偿使刀具垂直于走刀平面(比如ＸY平面,由Ｇ1７指定）偏移一个刀具长度修正值,因此在数控编程过程中，一般无需考虑刀具长度.刀具长度补偿要视情况而定。一般而言，刀具长度补偿对于二坐标和三坐标联动数控加工是有效的,但对于刀具摆动的四、五坐标联动数控加工，刀具长度补偿则无效，在进行刀位计算时可以不考虑刀具长度，但后置处理计算过程中必须考虑刀具长度。G４3-—正向偏置,刀具变短，坐标值+补偿值；G４4-—负向偏置,刀具变长，坐标值-补偿值；G４3含义G4４含义如：G91G０0Ｇ指令移动量-150长度补偿量H０125实际刀具移动量A-12５如：G９1G00G4４Z—15０Ｈ01；表示指令移动量－１50长度补偿量Ｈ０1２5实际刀具移动量B－１7５例：用刀具长度补偿指令编写数控加工程序,H０1＝—4.0G91Ｇ00Ｚ50G00Ｘ1２０Y8０ＭG43Z—3２Ｈ01G01Ｚ—2１FG０4P2０00G00Ｚ21Ｘ3０Ｙ—５０G０1Ｚ－４1G0０Ｚ４1X５0Y30Ｇ01Ｚ-2５G04P2000Ｇ0０Z57G49X－２0０Y-６０M05Ｍ30Ｎ1０ﻩG９0Ｇ54GN20ﻩG００Z50N3０ﻩM0３S8００N40ﻩＧ43H0１Z１0Ｎ50 Ｇ00Ｘ２５Ｙ15Z１N6０ﻩG02Ｘ1５Ｙ25R10Ｚ-2F50Ｎ70ﻩＧ03X25Y15Ｒ１0Ｎ8０ﻩG０1Ｘ４５F1０0N９0 G03X４５Ｙ３５R10Ｎ10０ﻩG01X２５Ｎ11０ G０２X２5Y55R1０N12０ G０1Ｘ45F100Ｎ130ﻩG02X５5Y45Ｒ10N1４0ﻩG00Z１0０Ｎ１5０ﻩX0Y０Ｇ4９N1６０ﻩM０5Ｎ170ﻩＭ30自动返回参考点指令（G2８)格式——G28XYZＸ、Ｙ、Z坐标为返回参考点时所经过中间点坐标值。执行该指令时刀具将以最大速度经过中间点返回机床原点。如图所示用增量编程:G９１Ｇ2８X1０0Ｙ１00用绝对编程：G90G54Ｇ注意：在使用G2８之前应首先取消刀补。如需要坐标轴从目标位置直接返回参考点，可用增量方式:G91G２8Z0;G９1G2８X0Ｙ０;G２9从参考点返回G２9XＹZM９８、M９９子程序调用在一个加工程序中,若有几个一连串的程序段完全相同,为了缩短程序，可把重复的程序段单独抽出,编成“子程序”。调用子程序的程序称为“主程序。调用子程序M98指令指令:M98PP－-—-可指定8为数字，前四位数为子程序调用次数，后四位数表示子程序号。M９9为子程序结束,并返回主程序。子程序的格式:O(或：）XＸＸＸ……Ｍ99Ｏ(或：)为子程序号，表示子程序开始；G5１、G５０比例缩放功能指令格式:G51ＸYZＰ；…….;Ｇ５０；G５１激活缩放功能，Ｘ、Y、Ｚ指定图形缩放的中心的绝对坐标；p指定缩放比例。Ｇ5０取消缩放。只对形状缩放不对刀具缩放。Ｇ68、G６9旋转功能指令格式：Ｇ68XYＲ；。.。；G69G68为激活旋转功能;G69取消旋转功能；ＸY指定旋转中心的绝对坐标位置Ｒ指定旋转角度,逆时针为正，顺时针为负.旋转功能可使原编程尺寸按指定坐标中心作旋转。已知槽宽为5mm，槽深2mm，工件坐标系如图所示,选用直径为５mm的高速钢槽铣刀,加工顺序为1－2-3。主程序:O５67８G５４G9０GG00Z１00Ｍ98P100０Ｇ68X０Ｙ0R45Ｍ９８P1０00G６9Ｇ６8X０Y０Ｒ90M９8P100０Ｇ69Ｇ00Ｚ100M05M02子程序Ｏ1０00Ｇ00Z5Ｇ01G4２Ｘ１0Y0FX20G01Z-２F10０G02Ｘ３０Y0R5G03X40Y0R5Ｇ０３Ｘ２０Y0R1０G01GＧ00Ｚ５M9９镜像加工将数控加工刀具轨迹沿某坐标轴作镜像变换而形成加工轴对称零件的刀具轨迹，对称轴可以是X轴或Y轴或原点.可编程镜像指令：G51。１ＩＰ;。。.。；G５０.1IP;G51．1激活镜像编程；IP指镜像对称点位置或对称轴，用在Ｇ５0.1为指定镜像的对称轴５。6孔加工固定循环指令孔加工是最常用的加工工序,现代CNC系统一般都配备钻孔、镗孔和攻螺纹加工循环功能。孔加工循环指令为模态指令，用G8０取消孔加工循环。孔加工一般由以下６个动作组成,如图所示。孔加工循环的６个组成动作AB刀具快速定位到孔加工循环起点B；ＢＲ刀具沿Z方向快速运动到参考平面R；RE孔加工过程（如钻孔、镗孔和攻螺纹）；E点孔底动作（如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移等）;ER刀具快速退回到参考平面Ｒ；RＢ刀具快速退回到循环起点B。G9８——－-返回起点B，为缺省方式;Ｇ９9－———返回参考平面R。编程时尽量采用绝对坐标。钻孔钻孔循环指令G8１功能：主轴正转，刀具以进给速度向下运动钻孔,到达孔底位置后，快速退回，无孔底动作。指令:G８1(ＸY）ＺFＲＺ为孔底位置，Ｆ为进给速度（ｍｍ／ｍin），Ｒ为参考平面位置。（X,Y）为孔的位置，可以包含在G81指令中,放在G81指令前表示第一个孔的位置,放在G81指令后，表示需要加工的其他孔的位置.例：如所示零件,毛坯6０X４0X20,要求用Ｇ81加工所有的孔,程序如下：孔加工零件G５4Ｇ90ＧG00Ｚ3０MＸ0Ｙ０G81X10Y１０Z-15R５FＸ50Y３0X10G80Ｇ０0Z３０M30钻孔循环指令Ｇ８2功能：Ｇ８2在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不做进给运动,并保持旋转状态,使孔的表面更光滑。指令:G8２（ＸY）ZFＲPP在孔底位置的暂停时间，单位为ms(毫秒)该指令一般用于扩孔和沉头孔加工.深孔钻孔循环指令G8３功能：深孔加工采用间歇进给（分多次进给),有利于排屑.每次进给深度为Q，为正值,在孔底加进给暂停.如图所示。指令：Ｇ８3（XY)ＺFＲPQ深孔钻孔加工循环攻螺纹攻螺纹循环指令Ｇ84功能：攻螺纹进给时主轴正转，退出时主轴反转。指令：Ｇ８4(ＸY)ZFR与钻孔加工循环不同的是，攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动，而是以进给速度反转退出。攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格的比例关系,因此，编程时要求根据主轴转速计算进给速度。进给速度F=主轴转速n×导程p例：对钻孔例题中的４个孔进行攻螺纹，攻螺纹深度为10ｍm,其数控加工程序如下：Ｇ5４G90G９9SG00Z３０MX0Y0G84X1０Y10Ｚ-1５Ｒ5ＦX5０Ｙ30Ｘ10G80G00Z３0M３0左旋攻螺纹循环指令G74功能：攻螺纹进给时主轴反转,退出时主轴正转.指令：G74（XY)ＺFR镗孔镗孔循环指令G８5功能:主轴正转，刀具以进给速度向下运动镗孔,到达孔底位置后,以进给速度退回，无孔底动作.如图所示。指令：Ｇ８5（XY）ZFＲ图G８5镗孔加工循环图Ｇ７6精镗加工循环镗孔循环指令G86功能：到达孔底位置后，主轴停止,并快速退出。指令:G８６（ＸY）ZFR镗孔循环指令G89功能：到达孔底位置后，加进给暂停。指令:G８６(XＹ）ＺＦＲＰ精镗孔循环指令G７6功能:G7６在孔底有三个动作：进给暂停、主轴准停、刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速退出,以保证刀具不划伤孔的表面.如图所示。指令：G86(XＹ)ZFRPQQ为偏移值。ﻬ５．７子程序的应用在一个加工程序中,若有几个一连串的程序段完全相同，为了缩短程序,可把重复的程序段单独抽出,编成“子程序"。调用子程序的程序称为“主程序.调用子程序M98指令指令:Ｍ９８PＸXXXP为重复调用子程序的次数ＸXＸX为所调用的子程序号。子程序的格式:O（或：)XＸXX……Ｍ99Ｏ（或：)为子程序号，表示子程序开始；M9９为子程序结束,并返回主程序。例:螺纹孔加工编程，零件如图所示,其数控程序如下：螺纹孔加工零件图O０011G5４GＴ０1M０6ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ中心钻S2０0０M03MM９8P０200ﻩ ﻩﻩT0２M０６ ﻩﻩﻩﻩ Ф８ｍｍ钻头S1０00M03MM98Ｐ0300Ｔ04Ｍ０6ﻩ ﻩﻩﻩ 倒角S1０00M0３MM98P０４０0T０3M06ﻩﻩﻩﻩﻩ 丝锥Ｓ10０0Ｍ03ＭＭ９8P050０G28M３０子程序：O0２00Ｎ1０G8１Ｘ－４0Ｙ0R1Z-1。５F１0Ｍ98P01０0M９9Ｏ0300Ｎ1０G81Ｘ－4０Y０Ｒ1Ｚ—2Ｍ９８P０１00Ｍ99O0400N1０G８１Ｘ－40Ｙ0Ｒ1Ｚ—1。０FM98P0１0０M99O0500N10G84X-40Y0R1Z－１5FＭ９８P0１０0M９9O０100Ｎ20X０Ｙ40N30X40Ｙ０N４０X0Y—４０M99二、常用编程指令的