《数控机床编程与操作》-项目３

３.１数控铣床编程基础３.１.１数控铣床的坐标系坐标轴和运动方向的命名原则。数控铣床采用右手空间笛卡尔坐标系，如图３－１所示。坐标轴运动方向命名原则：原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动，即假设刀具运动而工件静止。原则二：刀具远离工件的方向是坐标轴的正方向。坐标轴正方向判断顺序先Ｚ后Ｘ再Ｙ。下一页返回３.１数控铣床编程基础对于单立柱立式铣床（加工中心）而言，由于其为有旋转主轴的机床，故先确定Ｚ轴方向：主轴轴线方向为Ｚ轴方向，刀具离开工件的方向为Ｚ轴正方向。然后确定Ｘ轴方向：操作者面向立柱时，在工作台移动方向中，刀具相对于工件向右移动的方向为Ｘ轴正方向。再确定Ｙ轴方向：根据右手定则即可确定刀具相对于工件向立柱移动的方向为Ｙ轴正方向。单立柱立式铣床的坐标轴及其方向如图３－２所示。数控卧式铣床的坐标轴及其方向如图３－３所示。图３－４所示为立式五轴联动数控铣床标准坐标系。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础３.１.２机床坐标系和工件坐标系机床坐标系是机床运动控制的参考基准，而工件坐标系是编程时的参考基准。机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点；而工件坐标系建立在工件上，根据编程习惯位置可变。在加工时通过对刀手段确定工件原点与机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床坐标系建立固联关系。机床坐标系是机床生产厂家设定并固定的，使用者不能改变；工件坐标系是编程人员和操作者为了简化编程而设定的，可以随着操作者的需要而改变。图３－５所示为机床坐标系与工件坐标系的对比。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础３.１.３数控铣床的对刀方法一、数控铣床手动试切法对刀的基本原理数控机床的机床坐标系是唯一固定的，ＣＲＴ显示的是切削刀刀位点的机床坐标，但为计算方便和简化编程，在编程时都需设定工件坐标系，它是以零件上的某一点为坐标原点建立起来的Ｘ、Ｙ、Ｚ直角坐标系统。因此，数控铣床对刀的实质是确定随编程变化的工件坐标系程序原点（工件零点）的机床坐标值。程序原点应尽量选在工件顶面，以提高被加工零件的加工精度。如图３－６所示，对于坐标尺寸标注的零件，程序原点应该设在尺寸标注的基准点。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础如图３－７所示，对于对称标注的零件，程序原点应该设在对称中心线或圆心上。确定方形工件程序原点机床坐标的方法：（１）方形工件，程序原点在顶面中心，毛坯四侧有较多的加工余量，粗略对齐。方法：先用直尺和划针在毛坯表面划出方形对角线的交点，机床回零，主轴正转，用点动＋步进方式，让铣刀中心在Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向大致对准毛坯顶面对角线交点，则此时ＣＲＴ显示的坐标为程序原点的机床坐标。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（２）方形工件，程序原点在方形顶面的一个角点，如左角点Ａ，毛坯四侧有较多的加工余量，准确对齐。方法：机床回零→主轴正转→将刀具下降到低于蜡模上表面处→Ｙ方向手动控制刀具边缘从工件前端移动切入工件左侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｘ坐标→Ｘ方向手动控制刀具边缘从工件左端移动切入工件前侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｙ坐标→Ｚ方向手动控制刀具底部接触蜡模上表面，从ＣＲＴ读取Ｚ坐标并记录→根据记录的Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标，计算出程序原点Ａ的机床坐标，即ＸＡ＝Ｘ＋Ｒ；ＹＡ＝Ｙ＋Ｒ；ＺＡ＝Ｚ（Ｒ为铣刀半径）。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础(3)方形工件，程序原点在顶面中心A，工件四侧已加工，准确对齐。方法：机床回零→主轴正转→将刀具下降到低于蜡模上表面处→Ｙ方向手动控制刀具边缘从工件前端移动切入工件左侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｘ１坐标；退刀，Ｙ方向手动控制刀具边缘从工件前端移动切入工件右侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｘ２坐标→Ｘ方向手动控制刀具边缘从工件左端移动切入工件前侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｙ１坐标；退刀，Ｘ方向手动控制刀具边缘从工件左端移动切入工件后侧面，记录ＣＲＴ显示不变的Ｙ２坐标→Ｚ方向手动控制刀具底部接触蜡模上表面，从ＣＲＴ读取Ｚ坐标并记录→根据记录的Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标，计算出程序原点Ａ的机床坐标，即ＸＡ＝Ｘ１＋Ｘ２；ＹＡ＝Ｙ１＋Ｙ２；ＺＡ＝Ｚ。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（４）圆形对称工件，程序原点在顶面中心。对于对称工件，可按图３－８的顺序移动Ｘ轴或Ｙ轴，通过刀具与工件外表面接触，此时按Ｆ９—Ｆ３—Ｆ４（相对坐标系）—Ｆ５（相对值零点）—Ｙ，然后返回，向相反的对面外表面接近，记录位置数据，提高刀具，返回两表面距离１／２处的中心位置。回零，反复几次，定中心结束。然后Ｚ轴对刀，使刀具中心与编程工件坐标原点重合，此时再将坐标系设为机床坐标系，并记录Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的坐标数据。二、数控铣床手动试切法对刀的基本步骤１.Ｇ９２ＸαＹβＺγ指令对刀上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础要点：自动加工程序前，铣刀要求一定要准确停在程序起点位置。方法一：（１）根据上述的步骤，确定程序原点的机床坐标；再根据程序原点的机床坐标计算出程序起点Ｈ（对刀点）的机床坐标ＸＨ＝ＸＡ＋α；ＹＨ＝ＹＡ＋β；ＺＨ＝ＺＡ＋γ。（２）用ＭＤＩ功能，运行Ｇ５３ＸＨＹＨＺＨ，将刀具自动移动到对刀点。方法二：（１）根据上述的步骤，确定程序原点的机床坐标；用点动＋步进方式，将铣刀中心对齐程序原点。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（２）用ＭＤＩ功能，运行Ｇ９１Ｇ００ＸαＹβＺγ，将刀具自动移动到对刀点。２.Ｇ５４～Ｇ５９指令对刀要点：自动加工程序前，需要将程序原点的机床坐标输入到数控系统软件的坐标系中。方法：根据上述步骤，确定了程序原点的机床坐标后：（１）在ＭＤＩ功能子菜单下按“Ｆ３”键，进入坐标系手动数据输入方式，图形显示窗口首先显示Ｇ５４坐标系数据。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（２）按“Ｐｇｄｎ”或“Ｐｇｕｐ”键选择要输入的数据类型，如Ｇ５５、Ｇ５６、Ｇ５７、Ｇ５、Ｇ５９坐标系，当前工件坐标系的偏置值（坐标系零点相对于机床零点的值）或当前相对值零点。（３）如图３－９所示，在ＭＤＩ命令行输入所需程序原点的机床坐标，如“Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿”，并按“Ｅｎｔｅｒ”键，设置Ｇ５４坐标系的Ｘ、Ｙ、Ｚ偏置。（４）若输入正确，图形显示窗口相应位置将显示修改过的值；否则原值不变。（５）将机床工作方式设为自动方式，按下“循环启动”键，则软件界面右侧的工件坐标零点显示的数据与输入的数据一致。上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础３.１.４项目任务针对不同形状零件熟练掌握Ｇ５４～Ｇ５９指令试切对刀操作及检验方法。操作步骤：（１）上电：机床电源→系统电源→伺服电源；（２）回参考点；（３）毛坯装夹；（４）刀具装夹；（５）起动主轴；上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（６）手动控制刀具的不同位置触碰工件的不同位置，并将不同位置的坐标值记录下来，计算出程序原点的机床坐标；（７）用ＭＤＩ功能运行Ｇ９１Ｇ００ＸαＹβＺγ，将刀具自动移动到对刀点；（８）在坐标系设定界面下，用ＭＤＩ命令行输入所需程序原点的机床坐标，如“Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿”，并按“Ｅｎｔｅｒ”键，设置选中的坐标系（Ｇ５４～Ｇ５９）的Ｘ、Ｙ、Ｚ偏置。注意事项（１）工件、刀具装夹要紧、正；上一页下一页返回３.１数控铣床编程基础（２）对刀过程中要保持清晰的思路；（３）注意观察显示屏上的各种信息；（４）做到安全、文明操作；（５）实习结束前要收拾好工、量具，主轴和工作台移动到位，关闭电源；（６）清扫机床及场地卫生。上一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.１铣削简单凹槽类零件【任务一】如图３－１０所示，用Φ８ｍｍ的刀具，沿双点画线加工深３ｍｍ的凹槽。一、准备功能Ｇ代码准备功能Ｇ指令由Ｇ后一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标偏置等多种加工操作。华中世纪星ＨＮＣ－２１Ｍ数控装置Ｇ功能指令如表３－１所示。下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ功能有非模态Ｇ功能和模态Ｇ功能之分，其介绍同数控车床。模态Ｇ功能组中包含一个默认Ｇ功能（表3-１中有▲标记者），没有共同参数的不同组Ｇ代码可以放在同一程序段中，而且与顺序无关。二、绝对值编程Ｇ９０与相对值编程Ｇ９１指令格式：Ｇ９０Ｇ９１说明：Ｇ９０：绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作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为模态功能，可相互注销；Ｇ９０为默认值。Ｇ９０、Ｇ９１可用于同一程序段中，但要注意其顺序所造成的差异。选择合适的编程方式可使编程简化。当图纸尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对方式编程较为方便；而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的间距给出时，采用相对方式编程较为方便。三、快速定位Ｇ００指令格式：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ００Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ａ＿＿说明：Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ：快速定位终点，Ｇ９０时为终点在工件坐标系中的坐标；Ｇ９１时为终点相对于起点的位移量。Ｇ００指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。Ｇ００指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用Ｆ规定。Ｇ００一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ００为模态功能，可由Ｇ０１、Ｇ０２、Ｇ０３或Ｇ３４功能注销。注意：在执行Ｇ００指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是将Ｚ轴移动到安全高度，再执行Ｇ００指令。四、线性进给Ｇ０１指令格式：Ｇ０１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ａ＿＿Ｆ＿＿说明：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ：线性进给终点，在Ｇ９０时为终点在工件坐标系中的坐标；在Ｇ９１时为终点相对于起点的位移量；Ｆ：合成进给速度。Ｇ０１指令刀具以联动的方式，按Ｆ规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线（联动直线轴的合成轨迹为直线）移动到程序段指令的终点。Ｇ０１是模态代码，可由Ｇ００、Ｇ０２、Ｇ０３或Ｇ３４功能注销。五、圆弧进给Ｇ０２／Ｇ０３指令格式：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作说明：“／”表示“或”的含义；Ｇ０２：顺时针圆弧插补（见图３－１５）；Ｇ０３：逆时针圆弧插补（见图３－１５）；Ｇ１７：ＸＹ平面的圆弧；Ｇ１８：ＺＸ平面的圆弧；Ｇ１９：ＹＺ平面的圆弧；上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｘ，Ｙ，Ｚ：Ｇ９０时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标；Ｇ９１时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；Ｉ，Ｊ，Ｋ：圆心相对于圆弧起点的有向距离（见图３－１６）无论是绝对编程还是增量编程都是以增量方式指定；整圆编程时不可以使用“Ｒ”，只能用“Ｉ、Ｊ、Ｋ”。Ｒ：圆弧半径。当圆弧圆心角小于１８０°为劣弧时，Ｒ为正值；当圆弧圆心角大于１８０°为优弧时，Ｒ为负值。Ｆ：被编程的两个轴的合成进给速度。注：不是整圆编程时，定义Ｒ方式与定义Ｉ、Ｊ、Ｋ方式只需选择一种。当两种方式都定义，则以Ｒ方式有效。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.２利用刀具补偿加工简单铣削零件【任务二】如图３－２２所示，用８ｍｍ的刀具加工２ｍｍ高凸台，运用刀具补偿功能完成凸台的编程加工。一、刀具半径补偿Ｇ４０、Ｇ４１、Ｇ４２指令格式：Ｇ１７／Ｇ１８／Ｇ１９Ｇ４０／Ｇ４１／Ｇ４２Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｄ＿＿说明：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ４０：取消刀具半径补偿；Ｇ４１：左刀补（在刀具前进方向左侧补偿），如图３－２３（ａ）所示；Ｇ４２：右刀补（在刀具前进方向右侧补偿），如图３－２３（ｂ）所示；Ｇ１７：刀具半径补偿平面为ＸＹ平面；Ｇ１８：刀具半径补偿平面为ＺＸ平面；Ｇ１９：刀具半径补偿平面为ＹＺ平面；Ｘ，Ｙ，Ｚ：Ｇ００／Ｇ０１的参数，即刀补建立或取消的终点（注：投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿）；上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｄ：方式一：刀补表中刀补号码（Ｄ００～Ｄ９９），它代表了刀补表中对应的半径补偿值；方式二：＃１００～＃１９９全局变量定义的半径补偿量。Ｇ４０、Ｇ４１、Ｇ４２都是模态代码，可相互注销。注意：（１）刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；（２）刀具半径补偿的建立与取消只能用Ｇ００或Ｇ０１指令，不得采用Ｇ０２或Ｇ０３指令。二、刀具长度补偿Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４９指令格式：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ１７／Ｇ１８／Ｇ１９Ｇ４３／Ｇ４４／Ｇ４９Ｇ００／Ｇ０１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｈ＿＿说明：“／”表示“或”的含义；Ｇ１７：刀具长度补偿轴为Ｚ轴；Ｇ１８：刀具长度补偿轴为Ｙ轴；Ｇ１９：刀具长度补偿轴为Ｘ轴；Ｇ４９：取消刀具长度补偿；Ｇ４３：正向偏置（补偿轴终点加上偏置值）；Ｇ４４：负向偏置（补偿轴终点减去偏置值）；上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｘ，Ｙ，Ｚ：Ｇ００／Ｇ０１的参数，即刀补建立或取消的终点；Ｈ：Ｇ４３／Ｇ４４的参数，即刀具长度补偿偏置号（Ｈ００～Ｈ９９），它代表了刀补表中对应的长度补偿值。Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４９都是模态代码，可相互注销。三、ＲＴＣＰ刀具长度补偿功能在五坐标数控机床上进行加工时，刀具会相对工件做旋转运动，为使刀具中心点沿编程轨迹运动，需要以刀具中心点为基准，根据刀具的长度矢量，对刀具的控制点位置进行自动补偿。此功能一般称为ＲＴＣＰ（ＲｏｔａｔｉｏｎＴｏｏｌＣｅｎｔｅｒＰｏｉｎｔＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ），如图３－２８所示。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作使用本功能后，可以在Ｘ、Ｙ、Ｚ三个正交轴之外，在具有刀具旋转的机床中，一边改变刀具的姿势，一边补偿刀具长度而进行加工，刀具对工件的方向即使改变，仍然沿着刀具中心点所指定的路径移动。在刀具中心点控制中可以使用的指令有直线插补Ｇ０１指令、快速定位Ｇ００指令和圆弧插补Ｇ０２／Ｇ０３指令。该功能的实现使得在ＣＡＭ编程时，可以直接使用刀具中心进行编程，而不需要考虑转轴中心，转轴中心独立于编程，但在执行程序前需由显示终端输入。同时，也无须为了更改刀具长度而重新定位程序。该功能的使用格式与方法和三轴铣床系统Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４９的长度补偿指令及刀具长度参数设置接口一致。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.３利用刀具半径补偿功能加工同心轮廓零件【任务三】运用刀具半径补偿完成同心凸台的编程加工。零件如图３－３８所示，用Φ１０ｍｍ的平底铣刀加工如图３－３８所示的双凸台，台高均为２ｍｍ。任务三图３－３８加工程序：将程序不完整处补全。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.４运用子程序铣削简单零件【任务四】用Φ１０ｍｍ的平底铣刀加工如图３－４１中的凹槽，每次切深２ｍｍ一、子程序的定义在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它，这种典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。二、使用子程序的目的和作用上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作使用子程序可以减少不必要的编程重复，从而达到简化编程的目的。主程序可以调用子程序，一个子程序也可以调用下一级的子程序。子程序必须在主程序结束指令后建立，其作用相当于一个固定循环。三、子程序的调用在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段，其格式随具体的数控系统而定，华中数控系统子程序调用格式为Ｍ９８Ｐ＿＿Ｌ＿＿说明：Ｍ９８：子程序调用；Ｐ：子程序号；上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｌ：子程序重复调用次数。由此可见，子程序由程序调用字、子程序号重复调用次数组成。四、子程序的返回子程序返回主程序采用指令Ｍ９９，它表示“子程序运行结束，请返回到主程序”。五、子程序的嵌套子程序调用下一级子程序称为嵌套。上一级子程序与下一级于程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。子程序可以嵌套多少层由具体的数控系统决定，在华中系统中，子程序可以嵌套九层。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.５运用刀具补偿与子程序嵌套功能铣削双层同心轮廓零件【任务五】利用子程序嵌套，用Φ１０ｍｍ的平底铣刀加工如图３－４３所示的双凸台，台高均为２ｍｍ。工件坐标系的坐标原点取在工件上表面对称中心，Ｄ０１地址中输入的数值为５.任务五图３－４３加工程序：将程序不完整处补充完整。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.６运用镜像指令铣削简单轮廓零件【任务六】运用镜像指令完成凸台的编程与加工。如图３－５１所示，铣削５ｍｍ高凸台。镜像功能Ｇ２４、Ｇ２５指令。格式：Ｇ２４Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ａ＿＿Ｍ９８Ｐ＿＿Ｇ２５Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ａ＿＿上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作说明：Ｇ２４：建立镜像；Ｇ２５：取消镜像；Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ：镜像位置。当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，却能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能。当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。Ｇ２４、Ｇ２５为模态指令，可相互注销；Ｇ２５为默认值。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.７运用旋转指令加工简单轮廓零件【任务七】运用旋转指令完成凸台的编程与加工。如图３－５４所示，铣削５ｍｍ高凸台。旋转变换Ｇ６８、Ｇ６９指令。格式：Ｇ１７Ｇ６８Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｐ＿＿Ｇ１８Ｇ６８Ｘ＿＿Ｚ＿＿Ｐ＿＿Ｇ１９Ｇ６８Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｐ＿＿Ｍ９８Ｐ＿＿上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ６９说明：Ｇ６８：建立旋转；Ｇ６９：取消旋转；Ｘ，Ｙ，Ｚ：旋转中心的坐标值；Ｐ：旋转角度，单位是（°），０°≤Ｐ≤３６０°。在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补（刀具半径补偿、长度补偿）；在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。Ｇ６８、Ｇ６９为模态指令，可相互注销；Ｇ６９为默认值。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.８运用旋转、镜像及子程序嵌套功能完成简单轮廓零件的编程与加工【任务八】运用子程序嵌套的方法完成如图３－５９所示２ｍｍ高凸台的编程加工。任务八图３－５９加工程序：将程序不完整处补全。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作３.２.９运用孔的固定循环完成简单零件的编程与加工【任务九】使用Ｇ８４指令编制如图３－６２所示的螺纹加工程序，设刀具起点距工作表面１００ｍｍ处，切削深度为１０ｍｍ。一、固定循环概述数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给和快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用称为固定循环的一个Ｇ代码程序段调用，从而简化编程工作。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作孔加工固定循环指令有Ｇ７３、Ｇ７４、Ｇ７６、Ｇ８０～Ｇ８９，通常由下述６个动作构成，如图３－６３（ａ）所示。（１）Ｘ、Ｙ轴定位；（２）定位到Ｒ点（定位方式取决于上次是Ｇ００还是Ｇ０１）；（３）孔加工；（４）在孔底的动作；（５）退回到Ｒ点（参考点）；（６）快速返回到初始点。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作固定循环的数据表达形式可以用绝对坐标（Ｇ９０）和相对坐标（Ｇ９１）表示，如图３－６３所示，其中图３－６３（ｂ）是采用Ｇ９０的表示，图３－６３（ｃ）是采用Ｇ９１的表示。固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式（Ｇ９０或Ｇ９１）在程序开始时就已指定，因此，在固定循环程序格式中可不注出。固定循环的程序格式如下：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作说明：“／”表示“或”的含义Ｇ９８：返回初始平面；Ｇ９９：返回Ｒ点平面；Ｇ：固定循环代码Ｇ７３、Ｇ７４、Ｇ７６和Ｇ８１～Ｇ８９之一；Ｘ，Ｙ：加工起点到孔位的距离（Ｇ９１）或孔位坐标（Ｇ９０）；Ｒ：初始点到Ｒ点的距离（Ｇ９１）或Ｒ点的坐标（Ｇ９０）；Ｚ：Ｒ点到孔底的距离（Ｇ９１）或孔底坐标（Ｇ９０）；Ｑ：每次进给深度（Ｇ７３／Ｇ８３）；上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｉ，Ｊ：刀具在轴反向位移增量（Ｇ７６／Ｇ８７）；Ｐ：刀具在孔底的暂停时间；Ｆ：切削进给速度；Ｌ：固定循环的次数。Ｇ７３、Ｇ７４、Ｇ７６和Ｇ８１～Ｇ８９是同组的模态指令，其中定义的Ｚ、Ｒ、Ｐ、Ｆ、Ｑ、Ｉ、Ｊ、Ｋ地址，在各个指令中是模态值，改变指令需重新定义。Ｇ８０、Ｇ０１～Ｇ０３等代码可以取消固定循环。用Ｇ９８／Ｇ９９对如图３－６４所示的零件进行编程加工。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作加工程序：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作二、Ｇ８１：钻孔循环（中心钻）格式：Ｇ９８／Ｇ９９Ｇ８１Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｒ＿＿Ｆ＿＿Ｌ＿＿Ｐ＿＿功能：钻孔循环指令Ｇ８１如图３－６５所示，包括Ｘ、Ｙ坐标定位及快进、工进和快速返回等动作。说明：“／”表示“或”的含义上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｘ、Ｙ：绝对编程时是孔中心在ＸＹ平面内的坐标位置；增量编程时是孔中心在ＸＹ平面内相对于起点的增量值。Ｚ：绝对编程时是孔底Ｚ点的坐标值；增量编程时是孔底Ｚ点相对于参照Ｒ点的增量值。Ｒ：绝对编程时是参照Ｒ点的坐标值；增量编程时是参照Ｒ点相对于初始Ｂ点的增量值。Ｆ：钻孔进给速度。Ｌ：循环次数（一般用于多孔加工，故Ｘ或Ｙ应为增量值）。Ｐ：在Ｒ点暂停时间，单位为秒；当“Ｐ”没定义或为零时，不暂停。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作工作步骤：（１）刀位点快移到孔中心上方Ｂ点。（２）快移接近工件表面，到Ｒ点。（３）向下以Ｆ速度钻孔，到达孔底Ｚ点。（４）主轴维持旋转状态，向上快速退到Ｒ点（Ｇ９９）或Ｂ点（Ｇ９８）。注意：如果Ｚ的移动位置为零，则该指令不执行。三、Ｇ８４：攻丝循环格式：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ９８／Ｇ９９Ｇ８４Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｒ＿＿Ｐ＿＿Ｆ＿＿Ｌ＿＿功能：攻正螺纹时，用右旋丝锥主轴正转攻丝，攻丝时速度倍率不起作用。使用进给保持时，在全部动作结束前也不停止。攻丝循环指令Ｇ８４如图３－６７所示。说明：“／”表示“或”的含义。Ｘ，Ｙ：绝对编程时是螺孔中心在ＸＹ平面内的坐标位置；增量编程时是螺孔中心在ＸＹ平面内相对于起点的增量值。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｚ：绝对编程时是孔底Ｚ点的坐标值；增量编程时是孔底Ｚ点相对于参照Ｒ点的增量值。Ｒ：绝对编程时是参照Ｒ点的坐标值；增量编程时是参照Ｒ点相对于初始Ｂ点的增量值。Ｐ：孔底停顿时间。Ｆ：螺纹导程。Ｌ：循环次数（一般用于多孔加工，故Ｘ或Ｙ应为增量值）。工作步骤：（１）主轴在原正转状态下，刀位点快移到螺孔中心上方Ｂ点。（２）快移接近工件表面，到Ｒ点。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作（３）向下攻丝，主轴转速与进给匹配，保证转进给为螺距Ｆ。（４）攻丝到达孔底Ｚ点。（５）主轴停转同时进给停止。（６）主轴反转退出，主轴转速与进给匹配，保证转进给为螺距Ｆ。（７）退到Ｒ点（Ｇ９９）或退到Ｒ点后，快移到Ｂ点（Ｇ９８）注意：Ｚ的移动量为零时，该指令不执行。刚性攻丝的攻丝方式选择：（１）刚性攻丝有以下两种攻丝方式。Ｃ轴攻丝：将伺服主轴当作Ｃ轴，采用插补的方法攻丝，可以实现高速、高精度攻丝。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作跟随攻丝：采取Ｚ轴跟随主轴的方法来攻丝。（２）系统默认是采取跟随攻丝的方式。（３）用Ｍ２９来指定攻丝方式是Ｃ轴攻丝方式，Ｍ２９是模态指令。【任务十】如图３－６９所示，用Φ２０ｍｍ的刀具加工如图３－６９所示轮廓，用Φ１６ｍｍ的刀具加工如图３－６９凹台，用Φ６ｍｍ、Φ８ｍｍ的刀具加工孔。Ｇ７３：高速深孔加工循环指令。格式：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｇ９８／Ｇ９９Ｇ７３Ｘ＿＿Ｙ＿＿Ｚ＿＿Ｒ＿＿Ｑ＿＿Ｐ＿＿Ｋ＿＿Ｆ＿＿Ｌ＿＿功能：该固定循环用于Ｚ轴的间歇进给，使深孔加工时容易断屑、排屑、加入冷却液，且退刀量不大，可以进行深孔的高速加工。高速深孔加工循环Ｇ７３如图３－７０所示。说明：“／”表示“或”的含义；Ｘ，Ｙ：绝对编程时是孔中心在ＸＹ平面内的坐标位置；增量编程时是孔中心在ＸＹ平面内相对于起点的增量值。上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作Ｒ：绝对编程时是参照Ｒ点的坐标值；增量编程时是参照Ｒ点相对于初始Ｂ点的增量值。Ｑ：每次向下的钻孔深度（增量值，取负）。Ｚ：绝对编程时是孔底Ｚ点的坐标值；增量编程时是孔底Ｚ点相对于参照Ｒ点的增量值。Ｋ：每次向上的退刀量（增量值，取正）。Ｆ：钻孔进给速度。Ｌ：循环次数（一般用于多孔加工，故Ｘ或Ｙ应为增量值）工作步骤：上一页下一页返回３.２简单铣削类零件程序编制与机床操作（１）刀位点快移到孔中心上方Ｂ点。（２）快移接近工件表面，到Ｒ点。（３）向下以Ｆ速度钻孔，深度为Ｑ。（４）向上快速抬刀，距离为Ｋ。（５）步骤（３）、（４）往复多次。（６）钻孔到达孔底Ｚ点。（７）孔底延时Ｐ秒（主轴维持旋转状态）（８）向上快速退到Ｒ点（Ｇ９９）或Ｂ点（Ｇ９８）。注意：①如果Ｚ、Ｋ、Ｑ移动量为零时，该指令不执行。②｜Ｑ｜＞｜Ｋ｜。上一页返回３.３复杂铣削类零件程序编制与机床操作【任务十