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文档简介
1、第一节手工编程的特点、方法与步骤,第二节数控车床的手工编程,第三节数控铣床的手工编程,第四节加工中心的手工编程,第五章 数控机床的手工编程,第一节 手工编程的特点、方法与步骤,概念:分析零件图纸、制订工艺规程、计算刀具运动轨 迹、编写零件加工程序清单、制作控制介质直到程序校 验,整个过程主要由人来完成,这种人工制备零件加工程 序的方法称为手工编程。 对编程人员的要求高,不仅要熟悉数控代码和编程规 则,而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。 用手工编程时,一个零件的编程时间与机床实际加工 时间之比,平均约为 30:1。,一、 手工编程的概念及特点,二、手工编程的方法与步骤,数控编程是指从
2、零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括: (1)分析零件图样 (2)制定加工工艺方案 (3)图形的数学处理 (4)编写零件的加工程序清单 (5)程序检验 与首件试切,第二节 数控车床的手工编程,一、 数控车床的加工特点 数控车床与普通车床在结构上类似,加工回转类零件,夹具多采用液压、气动和电动卡盘;区别在于进给系统,没有传统的进给箱和交换齿轮,由伺服电机通过滚珠丝杠直接驱动溜板和刀架。 分类 按主轴位置: 立式数控车床 主轴垂直于水平面,工作台为一个直径较大的圆形回转台。适合直径较大、长度较小零件。,数控车削主要适合对象:,表面形状复杂的回转体零件,图:数控车床,卧式数控车
3、床 主轴平行于水平面,导轨一般为水平式。也有倾斜式的,使机床的刚性更大,排屑更容易。 按加工零件类型: 卡盘式数控车床 没有尾座,适合车削盘类零件。 顶尖式数控车床 配有尾座,适合车削长度较长的轴类零件。 按刀架数量: 单刀架数控车床 配有各种形式的单刀架,如四工位自动转位刀架或转塔式自动转位刀架。 双刀架数控车床 配有双刀架,适合多种功能结构的加工。刀架分布可以是平行的,也可以是垂直的。 按车床功能: 螺纹数控车床 、活塞数控车床和曲轴数控车床 等。,二、数控车床的编程特点 1)可以用绝对值(X,Z)或增量值(U,W)编程,也可以是二者的混合。(不用G90、G91) 2)由于X向的坐标值是直
4、径, 绝对值编程时,X以直径值表示;增量值编程时,以径向位移量的2倍编程。 3)对于加工余量较大的毛坯,有不同形式的固定循环功能,以进行多次重复切削。 4)为了降低加工表面粗糙度值、提高刀具寿命,常把车刀的刀尖磨成一定数值的圆弧,故编程时要对刀具半径进行补偿,或手工计算补偿量(实际生产常用直接对刀法) 5)第三坐标指令I、K在不同的程序中作用不同:在圆弧切削时表示圆心相对于圆弧起点的坐标位置,此时I、K方向的脉冲当量与Z向一致;但在自动循环指令中,I、K坐标表示每次循环的进刀量,I方向的脉冲当量与X方向一样,为Z方向的一半,K方向的脉冲当量与Z方向一致。,在机械制造中,为完成需要的加工工序、装
5、配工序及检验工序等,使用着大量的夹具。 利用夹具,可以提高劳动生产率,提高加工精度,减少废品;可以扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件。 因此,夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。,三、数控车床夹具,钻径向孔的零件工序图,1.尖形车刀 2.圆弧形车刀 3.成形车刀,四、数控车床的刀具,刀,刀,刀,刀,五、 刀具的补偿功能 不同刀具的刀尖位置之间有差异,刀具安装有误差, 刀具的正常磨损及刀尖圆弧的存在等等,都是数控车床具 有补偿功能的实际原因。,1、刀具的位置补偿 刀具几
6、何位置补偿是用于补偿各刀具安装好后,其刀位点(如刀尖)与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。 通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀,对刀编程主要是以该车刀为准。 补偿值输入到相应的存储器中。注意,当加工后外圆直径增大时,输入的补偿量是负值,即在原数值基础上减去补偿 量,反之增加补偿量。轴向的补偿情况相同。 刀具补偿功能必须在一段执行程序中完成,而且程序段中必须有G00或G01指令才有效。,图示,2、刀具半径补偿(G40取消、G41左偏、G42右偏) 相关知识:尖形车刀都有较小的刀尖圆弧。 刀尖圆弧能提高刀具使用寿命和降低表面粗糙度,但在加工锥度和圆弧时,会使工件产生几何形状误
7、差。 切削外圆时,刀具与工件的实际接触点(刀尖)为A点; 切削端面时,刀具与工件的实际接触点为B点。,车刀补偿,理论刀尖在切削外圆和端面时不会对加工精度造成影响。,理论刀尖在切削外圆和端面时不会影响加工精度。 但在加工锥面、圆弧及仿形面中,由于理论刀尖和实际刀尖不一致,会产生位置误差。,图示采用G41,将刀尖圆弧半径值(刀尖圆弧半径可通过估算或通过对刀仪测量获得)输入到数控系统中,通过半径补偿指令,可以对加工误差进行补偿。 采用刀具半径补偿时:刀位点为刀尖圆弧的圆心。,G41,车刀补偿,车刀形状很多,使用时要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中。 若刀尖方位码设为0或9时,机床将以刀尖圆弧
8、中心为刀位点进行刀补计算处理; 当刀尖方位码设为18时,机床将以假想刀尖为刀位点,根据相应的代码方位进行刀补计算处理。,六、数控车床的编程指令,一)、 M指令介绍 1、 CNC内定的辅助功能 (1)、程序暂停M00 (2)、程序结束M02 (3)、程序结束并返回到零件程序头M30 (4)、子程序调用M98、G65及从子程序返回M99 、子程序的格式 O M99 、调用子程序的格式 M98 P_ L_,其中P为被调用的子程序号,L为重复调用次数。,2、 PLC设定的辅助功能 (1)、主轴控制指令M03、M04、M05 M03启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向(从Z轴正向朝Z轴负向看)旋转。
9、 M04启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。M05使主轴停止旋转。M03、M04、M05可相互注销。 (2)、冷却液打开、停止指令M07、M08、M09 M07 、M08指令用于打开冷却液管道;M09指令用于关闭冷却液管道。,1G50坐标系设定或主轴最大速度设定 格式:G50 Xxx Zxx 说明:X、Z刀位点在新设定的坐标系中的坐标值。 G50用于在程序中设定新的编程坐标系。 大多数系统使用G92指令作为预置寄存指令来设定坐标系。 G50也用于恒线速度加工中限制主轴最高转速:G50 Sxx。 2G96恒线切削速度控制 格式:G96 Sxx 说明:S线速度值(m/min)。 G96
10、S150 切削速度150m/min; G97 S800 主轴转速800r/min。 本系统用G50指令限制主轴最高转速,格式为:G50 Sxx。 G97指令(开机默认值)取消恒线速度功能。,二)、G指令介绍( 以FANUC系统为例),3G98/G99每分钟进给量(mm/min)/每转进给量(mm/r) 格式:G98 Fxx /G99 Fxx (开机默认值) 说明:F进给速度。 G98 F200;进给速度200mm/min; G99 F1.5;进给量 1.5mm/r; 4G92圆轴、圆锥螺纹循环指令 格式:G92 X(U)xx Z(W)xx Ixx Fxx 说明:X(U)、Z(W)终点(对角点)
11、坐标, I锥螺纹起点和终点的半径差; F螺纹导程。,Z,X,编程示例(例4-5,螺纹加工,如图4-8): O4005 N110 T0303 N120 G0 X28Z5S350 M3 ;刀具定位 N130 G92 X19.4 Z-23F1.5 ;螺纹加工 N140 X19 ;逐层进刀 N150 X18.6 N160 X18.2 N170 X18 N180 X17.9 N190 X17.8 ,Z,X,程序示例(例46): O4006 N10 T0303 ;外螺纹车刀 N20 G0 X25Z5S300 M3 N30 G92 X19.6 Z-20. R-2.5 F1.5 N40 X19.4 N50 X
12、19. ,Z,X,5G70精车固定循环 (1)格式:G70 P(ns)Q(nf) (2)说明: G70指令用于G71、G72、G73指令粗车工件后的精车循环。 在G70状态下,在指定的精车描述程序段中的F、S、T有效; 若不指定,则维持粗车指定的F、S、T状态。 G70到 G73中ns到nf间的程序段不能调用子程序。 当G70循环结束时,刀具返回到起点,并读下一个程序段。 关于 G70的详细应用请参见 G71、G72和 G73部分。,C为粗车循环的起点,A是毛坯外径与轮廓端面的交点,6.轴向轮廓切削循环 ( G71 )多重复合循环,格式: G71 U(d) R(e); G71 P(ns)Q(n
13、f)U(u)W(w)F_ S_ T_ ; 说明: U R 粗车进刀、退刀量 U W 精车X,Z进刀量 P Q 等价一对括号,例:切削深度为5mm,退刀量为1mm,X向精车余量为2mm,Z向精车余量为2mm。毛坯为150的棒料。,N20 G00 Xl70.0 Z180.0 S750 T0202 M03; N30 G71 U5.0 R1.0; N35 G71 P40 Q100 U4.0 W2.0 F0.3 S500; N40 G00 X45.0 S750; N50 G01 Z140.0 F0.1; N60 X65.0 Z110; N70 Z90.0; N80 X140.0 Z80.0; N90 Z
14、60.0; N100 Xl50.0 Z40.0;,G72 U(d) R(e); G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_S_T_; N(ns) N(nf),7.径向轮廓切削循环 ( G72 )多重复合循环,格式: G72 U(d) R(e); G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_ ; 说明:U R 粗车进刀、退刀量 U W 精车X,Z进刀量 P Q 等价一对括号,例:假设粗车深度为1mm,退刀量为0.3mm,X向精车余量为0.5mm,Z向精车余量为0.25mm。毛坯为160的棒料。,N40 G00 X176.0 Z130.25; N50 G72 U1.0
15、 R0.3; N60 G72 P70 Q120 U1.0 Z0.25 F0.3 S500; N70 G00 Z56.0 S600; N80 G01 X120.0 Z70.0 F0.15; N90 W10.0; N100 X80.0 Wl0.0; N110 W20.0; N120 X36.0 W22.0;,8. 成形车削循环G73,G73 U(i) W(k) R(d); G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w)F_S_T_; N(ns) N(nf),i为沿X轴方向的退刀量(半径编程),k为沿Z轴方向的退刀量;,d为重复加工次数,例:加工如图所示的零件,假设粗车X向退刀量14mm,Z向退
16、刀量为14mm,三次进刀, X向精车余量为0.5mm,Z向精车余量为0.25mm。毛坯为180的棒料。,N20 G00 X220 Z160 N30 G73 U14.0 W14.0 R3; N40 G73 P50 Q100 U0.5W0.25 F0.3 S180; N50 G00 X80.0W-40.0; N60 G01 W-20.0 F0.15 S600; N70 X120.0 W-10.0; N80 W-20.0 S400; N90 G02 X160.0W-20.0 R20.0; N100 G01 X180.0W-10.0 S280; N110 G70 P50 Q100; N120 G00
17、X260.0 Z220.0; N130 M30;,例 子程序应用如图413所示,仅切槽: O4008 ;主程序 N10 T0404 ;刀宽4mm外切槽刀,右刀位点 N20 G0 X31Z-10S350 M3 M8 ;第一槽起始位置 N30 M98 P4108 ;凋用子程序切第一个槽 M40 G0 W-19 ;第二个槽起点 N50 M98 P4108 N60 G0 W-12 ;第三个槽起点 N70 M98 P4108 N80 G28 U20W0 ;回零 N90 M30 O4108 ;切槽子程序 N10 G1 X20F0.08 N20 G4 X1 N30 G1 X31F0.3 N40 M99,Z,
18、X,例:考虑刀尖半径补偿,O1111 N1 G92 X40.0 Z10.0 N2 T0101 N3 M03 S400 N4 G00 X40.0 Z5.0 N5 G00 X0.0 N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀补) N7 G03 X24.0 Z-24 R15 N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5 N9 G40 G00 X30 (取消刀补) N10 G00 X45 Z5 N11 M30,七:数控车床编程实例,第三节 数控铣床的手工编程,数控铣床进行铣削加工主要是以零件的平面、曲面 为主,还能加工孔、内圆柱面和螺纹面。它可以使 各个加工表面的形状及位置获得很高的精度。,一、平面类
19、零件,如图4-1所示,零件的被加工表面平行、垂直于水平面或加工面与水平面的夹角为定角的零件,称为平面类零件。,对于平面垂直于坐标轴的面,其加工方法与普通铣床的 加工方法一样。对斜面的加工方法可采用:, 将斜面垫平加工,这是在零件不大或夹具容易实现 零件的加工情况下进行。, 用行切法加工,如图4-2所示,这样会留有行与行之间的残留余量,最后要由钳工修锉平整,飞机上的整体壁板零件经常用这个方法加工。, 用五坐标数控铣床的主轴摆角后加工,不留残留余量,效果最好,如图4-3所示。 对于斜面是正面台和斜肋板的表面,可采用成形铣刀加工;也可用五坐标数控铣床加工,但不经济。,二、变斜角类零件,零件被加工表面
20、与水平面夹角呈连续变化的零件,称为变斜角 类零件。这类零件一般为飞机上的零部件,如飞机的大梁、桁 架框等。以及与之相对应的检验夹具和装配支架上的零件。,如图4-4所示为一种变斜角零件,该零件共分为三段,从第肋到第肋的斜角a由310均匀变到232,从第肋到第肋再均匀变为120,从第肋到第肋均匀变为0。,变斜角零件不能展开成为平面,在加工中被加工面与铣刀的圆周 母线瞬间接触。用五坐标数控铣床进行主轴摆角加工,也可用三 坐标数控铣床进行行切法加工。, 对曲率变化较小的变斜角面,用x、y、z和A四坐标联动的数控铣床加工,如图4-5所示为用立铣刀直线插补方式加工的情况。, 对曲率变化较大的变斜角面,用x
21、、y、z和A、B五坐标联动的数控铣床加工,如图4-6所示。也可以用鼓形铣刀采用三坐标方式铣削加工,所留刀痕用钳工修锉抛光去除,如图4-7所示。,三、曲面类零件,零件被加工表面为空间曲面的零件,称为曲 面类零件。曲面可以是公式曲面,如抛物面、 双曲面等,也可以是列表曲面,如图4-8所示。,曲面类零件的被加工表面不能展开为 平面;铣削加工时,被加工表面与铣 刀始终是点对点相接触。用三坐标数 控铣床加工时,一般采用行切法用球 头铣刀铣削加工,如图4-9所示。,四、孔类零件,孔类零件上都有多组不同类型的孔,一般有通孔、盲孔、螺纹 孔、台阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件,一般是 孔的位置要求较高
22、的零件,如圆周分布孔,行列均布孔等,如 图4-10所示。 其加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻螺纹等。,二、常用刀具,在铣削运动铣削的主运动是铣刀的旋转运动。工件或铣刀的移动为进给运动,可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等,典型的铣削运动,盘形铣刀,T形铣刀 燕尾槽铣刀指状铣刀模具铣刀 锯片铣刀,1、圆柱铣刀 它一般都是用高速钢制成整体的,螺旋形切削刃分布在圆柱表面上,没有副切削刃,螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的,所以切削过程较平稳。主要用于卧式铣床上加工宽度小于铣刀长度的狭长平面。,2、面铣刀 主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上,端面切削刃为副切削刃,铣刀的轴线垂直于被加工表
23、面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类,多制成套式镶齿结构。主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面,特别适合较大平面的加工,主偏角为90的面铣刀可铣底部较宽的台阶面。用面铣刀加工平面,同时参加切削的刀齿较多,又有副切削刃的修光作用,使加工表面粗糙度值小,因此可以用较大的切削用量。,面铣刀,3、立铣刀 一般由34个刀齿组成,圆柱面上的切削刃是主切削刃,端面上分布着副切削刃,工作时不能沿铣刀轴线方向作进给运动。它主要用于加工凹槽,台阶面以及利用靠模加工成形面。,4、键槽铣刀 它的外形与立铣刀相似,不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿,其端面刀齿的刀刃延伸至中心,因此在铣两端不通的键槽时,可
24、以作适量的轴向进给。它主要用于加工闭式圆头键槽,使用时,要作多次垂直进给和纵向进给才能完成键盘槽加工。,例: G21 G92 X200 Z300 G00 X50 Z3 指令G92、G00中X、Z的值为公制单位值。 G20 G92 X200 Z300 G00 X50 Z3 表示指令G92、G00中X、Z的值为英制单位值。,三、常用指令 (一)公制输入与英制输入(G21,G20),(二)自动返回参考点G27、G28、G29、G30 1.返回参考点校检(G27) 格式: G27 X_ Y_ Z_; 指令中X_Y_Z_分别代表参考点在工件坐标系中的坐标值,执行该指令后,如果刀具定位到参考点上,则相应轴
25、的参考点指示灯就点亮。 使用该指令注意以下几点: 不要求执行该指令时,在该指令前加上“/”,以便不需要校验时跳过该程序段。 若希望执行该程序段后让程序停止,应于该程序段后加上M00或M01,否则将不停止而继续执行后面的程序。 执行该指令前,应先取消刀补。在刀具补偿方式中使用该指令,刀具到达的位置将是加上补偿量的位置,此时刀具将不能到达参考点,因而参考点指示灯也不亮。,2.自动返回参考点(G28) 使刀具经中间点快速回到参考点,用于换刀。中间点的坐标为X_Y_Z_,可用绝对值或增量值。应先取消刀补。 格式:G28 X_ Y_ Z_; 例: G90 G00 X100.0 Y200.0 Z300.0
26、 G28 X400.0 Y500.0 (中间点是400.0,500.0) G28 Z600.0 (中间点400.0,500.0,600.0),3.自动从参考点返回(G29) 使刀具从参考点经G28指定的中间点到达由G29指定的(X_Y_Z_)点。该指令与G28指令成对使用。应先取消刀补。 在G28之后,也可用G00取代G29。 格式:G29 X_ Y_ Z_; 如图所示,加工后刀具已定位到A点,取B点为中间点,C点为执行G29时应到达的点,则程序如下: G91 G28 X100. Y100.; M06; G29 X300. Y-170.; B至C的增量值为X300 Y-170。,4.自动返回第
27、二参考点(G30) 使刀具快速回到G30指定的第二参考点(X_Y_Z_),用于换刀。应先取消刀补。 格式:G30 X_ Y_ Z_;,1、G53指令 格式:(G90)G53 X_ Y_ Z_; G53 选择机床坐标系编程,G90时有效,非模态。 G00 G90 G53 X5.0 Y10.0; 表示将刀具快速移到机床坐标系的(5.0、10.0)坐标点。,(三)机床坐标系选择指令G53和 加工坐标系选择指令G54G59,2、用G54G59选择工件加工坐标系格式:G54(G59)G90 G00(G01)X Y Z (F ),(四)比例缩放和旋转变换指令 1、比例缩放指令(G50,G51) G51X_
28、Y_Z_P_;比例缩放开始; (G51X_Y_Z_I_J_K_;) 比例缩放有效 G50 ; 比例缩放取消。,G51 X0 Y0 P2 G01 X100 Y200 G01 X200 Y400 G50 G51 X0 Y0 I2 J3 G01 X100 Y200 G01 X200 Y600 G50,2、坐标旋转指令(G68,G69) G68_R_;坐标旋转开始 坐标系旋转方式 G69 ; 取消坐标系旋转指令 其中: _ -旋转中心的绝对坐标值,指定平面的二个轴; R -旋转角度,例: N1 G92 X0 Y0 G69 G01 ;设定坐标系、取消坐标旋转、设定G01运动; N2 G42 G90 X1
29、00.0 Y100.0 F1000 D01 ; 右刀补,运动到(100,100); N3 G68 R-30000 ;坐标旋转.旋转中心:(100,100), 旋转角:30; N4 G91 X200.0 ; N5 G03 Y100.0 I100.0 J50.0 ; N6 G01 X-200.0 ; N7 Y-100.0 ; N8 G69 G40 G90 X0 Y0 ; 取消坐标旋转,取消刀补,回到原点 M30 ; 程序停止。,用G92设置工件加工坐标系 指令格式:G92 X Y Z ; 例如指令:G92 X30 Z25,坐标平面选择指令(G17,G18,G19),G17、G18、G19指令就是用
30、来选择圆弧插补平面和刀具补偿平面,对于数控铣床而言,通常都是在XY坐标平面内进行轮廓加工。G17、G18、G19均为模态指令,一般系统默认G17为初始状态,表示选择在XY平面内加工,G18表示选择在XZ平面内加工,G19表示选择在YZ平面内加工。 绝对尺寸指令(G90)和增量尺寸指令(G91),如右图所示,移动指令可以编程为: G90 X42.0 Y72.0;(绝对值编程) 或 G9l X-56.0 Y40.0;(增量值编程),快速点定位指令(G00),编程格式为:G00 X Y Z,如右图所示: 采用绝对值编程方式, G92 XO YO; G90 G00 X180.0 Y80.0; X28O
31、.0 Y4O.O; 采用增量值编程方式, G91 G00 X180.0 Y80.0; X100.0 Y-40.0;,插补指令(G01,G02,G03) 1.直线插补指令G01 指令格式:G01 X Y Z F ;,右图所示 : N001 G92 XO YO; N002 G90 G00 X25.0 Y40.0 S300 T01 M03; N003 G01 X95.0 Y80.0 F100; N004 X160.0 Y60.0; N005 X25.0 Y40.0; N006 G00 XO YO M02;,圆弧插补指令(G02,G03),在XY坐标平面上程序段格式: G17 G02(G03)X Y
32、I J F ; 或 G17 G02(G03)X Y R F ; 在XZ坐标平面上程序段格式: G18 G02(G03)X Z I K F ; 或 G18 G02(G03)X Z R F ; 在YZ坐标平面上程序段格式: G19 G02(G03)Y Z J K F ; 或 G19 G02(G03)Y Z R F ;,例1:用圆弧半径R编程 G92 XO Y-15.0; G90 G03 X15.0 YO R15.0 F100; G02 X55.0 YO R20.0 ; G03 X80.O Y-25.0 R-25.0;,圆弧顺、逆方向判别,例2 使用分矢量I、J编程,绝对值编程方式: G92 X0
33、Y-15.0 G90 G03 X15.0 Y0 I0 J15.0 F100; G02 X55.0 Y0 I20.0 J0; G03 X80.0 Y-25.0 I0 J-25; 增量值编程方式: G91 G03 X15.0 Y15.0 I0 J15.0 F100; G02 X40.0 Y0 I20.0 J0; G03 X25.0 Y-25.0 I0 J-25.0;,例3 封闭整圆编程,G90 G03 X25.0 Y0 I-25.0 J0 F100; 或: G91 G03 X0 Y0 I-25.0 J0 F100;,五、刀具补偿指令(G40,G41,G42,G43,G44) 1.刀具半径补偿(G4
34、0,G41,G42),编程格式: 在xy平面: G17 G41(G42) G01(G00)X Y D ; G40 G01(G00) X Y ; 在xz平面: G18 G41(G42) G01(G00)X Y D ; G40 G01(G00) X Y ; 在yz平面: G19 G41(G42) G01(G00)X Y D ; G40 G01(G00) X Y ; 其中, XYZ是G01、G00运动的终点坐标;D 中的两位数字表示刀具半径补偿值所存放的地址,或者说是刀具补偿值在刀具参数表中的编号,O5002; N10 G90 G94 G54 G00 XO YO; N20 Y-40; N30 S50
35、0 M03 F200; N40 Z100; N50 Z2; N60 G01Z -5 F50; N70 G41 X1O D01; N80 G 03XO Y -30 R10; N90 G02 XO Y -30 IO J30; N100 G03 X -10 Y -40 R10 ; N110 G01 G40 XO; N120 G00 Z2; N130 G00 Z100; N140 M05; N150 M30;,例题:用14 mm的平键槽铣刀,切深为5 mm,完成工件外轮廓的铣削加工。,2. 刀具长度补偿(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。,编程格式为: 在xy平面: G
36、17 G43 G01 (G00)Z H ; G17 G44 G01 (G00)Z H ; G17 G49 G01 (G00)Z H ; 在xz平面: G18 G43 G01 (G00) Y H ; G18 G44 G01 (G00) Y H ; G18 G49 G01 (G00) Y H ; 在xy平面: G19 G43 G01 (G00) Z H ; G19 G44 G01 (G00) Z H ; G19 G49 G01 (G00) Z H ;,例题:加工右图所示的孔,已知钻头比标准对刀杆短了10mm,其加工程序如下:,O5003; N10 G91 G00 X90 Yll5 M03 S600
37、; N20 G43 Z-32 H01; N30 G01 Z-48 F100 M08; N40 G04 P2000; N50 G00 Z48; N60 X55 Y-60; N70 G01 Z-68 F100; N80 G00 Z68; N90 X65 Y40; N100 G01 Z-55 FI00; N110 G04 P2000; N120 GOO Z55 H00; N130 X-210 Y-95; N140 M05; N150 M30;,(七)孔加工固定循环指令,固定循环的组成: 动作1X轴和y轴的快速定位。 动作2快速运动到R点; 动作3孔加工; 动作4在孔底的相应动作; 动作5返回到R点(
38、快退或工 作进给退回); 动作6快速移动到初始点。,1.高速深孔钻削循环(G73)指令格式:G73 X Y Z R Q F ;,2.深孔钻削循环(G83)指令格式:G83 X Y Z R Q F ;,3.普通钻削循环(G81) 指令格式:G81 XY Z R F;,4.锪孔钻削循环(G82)指令格式:G82 XY ZRP F;,5. 攻左螺纹循环指令(G74) 指令格式:G74 XYZRF;,6.攻右螺纹循环(G84) 指令格式:G84 XYZRF;,7.镗孔循环加工指令 (G85,G86) 指令格式:G85 XYZRF; G86 XYZRF;,8.精镗孔循环指令(G76)指令格式:G76 X
39、YZRQPF;,9. 注销循环指令(G80) 指令格式:G80; G80取消固定循环(G73,G74,G76,G81G89),而进行通常的加工。孔加工数据(F除外)被取消,也就是说,在增量值指令时,R,Z值为零。,四、数控铣床编程实例,1铣削外轮廓零件的程序编制方法,如图4-22所示,根据表4-1的数控加工程序,要求铣削加工凸轮外 轮廓。其编写的加工程序为:,%0001 N05 G54G90G00 x-73.8 y20LF 设定坐标系、快速走到下刀点 N10 z100D01S300M03LF 建立长度刀具补偿,主轴正转 N15 G01 z-16F1000LF 下刀至切削深度 N20 G41 x
40、-63.8 y-20D02F100M08LF 建立半径刀具补偿走到K点,开冷却液 N25 y0LF 切入到A点 N30 G02 x-63.02 y9.97U63.8LF 切削AI段 N35 G03 x-55.62 y25.05U175LF 切削IH段 N40 G02 x14.79 y59.18U61LF 切削HG段 N55 G02 x44.79 y19.60U46LF 切削GF段 N60 G03 x63.72 y0.03U21LF 切削FE段 N65 G02 x63.99 y-0.28U0.3LF 切削ED段 N70 G02 x-5.57 y-63.76U64LF 切削DC段 N75 G03
41、x-9.96 y-63.02U17.5LF 切削CB段 N80 G02 x-63.8 y0U63.8LF 切削BA段 N85 G01 y20LF 切出工件 N90 G40G01 x-73.8 y20F1000M09LF 取消半径刀具补偿,关冷却液 N95 z100M05LF 抬刀,主轴停 N100 G00D0 z300LF 取消长度刀具补偿,抬刀至安全位置 N105 y300LF 平移至卸工件点 N110 M30LF 结束 %,一、加工中心的加工对象与编程特点,加工中心适用于形状复杂、工序多、精度要求高、需要多种类型普通机床经过多次安装才能完成加工的零件。其主要加工对象为: 箱体类零件 复杂曲
42、面类零件 异形件 板、套、盘类零件 特殊加工,第四节、加工中心的手工编程,加工中心的工艺特点 由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点,故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点,尽可能地在一次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加工。 由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点,故在工艺上可采用大的切削用量,以便在满足加工精度条件下尽量节省加工工时。 选用加工中心作为生产设备时,必须采用合理的工艺方案,以实现高效率加工。,工艺方案确定原则 1、确定采用加工中心的加工内容,确定工件的安装基面、加工基面、加工余量等。 2、以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序。有些工序可选用其它机床。 3、对于
43、复杂零件来说,由于加工过程中会产生热变形,淬火后会产生内应力,零件卡压后也会变形等多种原因,故全部工序很难在一次装夹后完成,这时可以考虑两次或多次。 4、当加工工件批量较大,工序又不太长时,可在工作台上一次安装多个工件同时加工,以减少换刀次数。,5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。 建议参考以下工序顺序:铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、镗、精铣等。 6、采用大流量的冷却方式 。提高刀具寿命,减少切削热量对加工精度的影响. 在机床选用上,应了解各类加工中心的规格、最佳使用范围和功能特点。,二、孔加工固定循环指令,常用的固定循环指令能完成的工作有:钻
44、孔、攻螺纹和镗孔等。 一、固定循环六个基本操作动作,动作(1) X轴和Y轴的定位 (定位轴,另外 一轴Z为钻孔轴) 动作(2) 快速移动到R点(R安全平面) 动作(3) 孔加工 动作(4) 在孔底的动作 动作(5) 返回到R点 动作(6) 快速移动到初始点,固定循环功能表,G88,切削进给,暂停、主轴停止,手动或快速,镗循环,G89,切削进给,暂停,切削进给,镗循环,固定循环指令介绍,(1).深孔钻孔循环G73 深孔钻削,在钻孔时采取间断进给(d为排屑退刀量,Q为每次进给深度,增量值),有利于断屑和排屑,适合深孔加工。孔底无动作,快速回退。 格式: G98/G99 G73 X Y Z R Q
45、F K,(2).一般钻孔循环指令G81 格式:G81X_Y_Z_R_F_K_ 动作分解: 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) 适用:用于一般定点钻。,(3).锪孔、镗阶梯孔循环指令G82 格式:G98(G99)G82X_Y_Z_R_P_ F_K_ 动作分解: 与G81指令唯一的区别是有孔底暂停动作,暂停时间由P指定。 作用:执行该指令使孔的表面更光滑,孔底平整。常用于做沉头台阶孔。,(4). 深孔鉆削循环指令 格式: G98/G99 G83 X Y Z R Q F K - 与G73不同之处在每次进刀后都返回安全平面高度处。更有利于钻深孔时的排屑。 d:每次退刀后
46、,再次进给时,由快速进给转换为切削进给时距上次加工面的距离,(5) G85:铰孔循环 格式:G99 G85X_Y_Z_R_F_K_ 该指令动作过程与G81指令相同,只是G85进刀和退刀都为工进速度,且回退时主轴不停转。,(6)G86:粗镗孔循环 格式:G98 G86X_Y_Z_R_F_K_ 此指令与G81相同,但在孔 底时主轴停止,然后快速退回。 注意:该指令退刀前没有 让刀动作,退回时可能划伤已加工表面,因此只用于粗镗孔。,(7) 精镗循环 格式: G76 X_Y_Z_R_P_Q_F_K_,精镗时,主轴在孔底定向停止后,向刀尖反方向移动,然后快速退刀,退刀位置由G98或G99决定。 带有让刀
47、的退刀不会划伤已加工平面,保证了镗孔精度。 刀尖反向位移量用地址Q指定,其值q,(8)左旋攻螺纹指令G74 攻左螺纹。进给为反转,孔底停刀,切削进给回退,退回为正转。 格式: G98/G99 G74 X Y Z R F K 与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动,而是以工进速度退回。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,F表示导程。 F(mm/min)=P(导程mm)*N(n/min),(9)右旋攻螺纹循环 格式: G98 G84 X_Y_Z_R_F_K_,动作分解: 从R点到Z点攻丝时刀具正向进给,主轴正转。到孔底部时,主轴
48、反转 ,刀具以反向进给速度退出.,(10). G87:反镗循环 格式:G98 G87 X_Y_Z_R_Q _F_K_,动作过程: 在X、Y轴定位后,主轴定向停止,然后向刀尖的反方向移动q值,再快速进给到孔底(R点)定位。在此位置,刀具向刀尖方向移动q值。主轴正转,在Z轴正方向上加工至Z点。这时主轴又定向停止,向刀尖反方向位移,然后从孔中退出刀具。返回到初始点(只能用G98)后退回一个位移量,主轴正转,进行下一个程序段的动作。,G98 G87 G90 X100 Y100 Z40 R5 I-10 P2000,(11). G88:镗孔循环 (手镗 ) 格式:G98(G99) G88 X_Y_Z_R_
49、P_F_L_ 在孔底暂停 ,主轴停止后,转换 为手动状态,可用手动将刀具从 孔中退出。到返回点平面后,主 轴正转,再转入下一个程序段进 行自动加工。 镗孔手动回刀,不需主轴准停,G88 指令动作图,格式: G98(G99) G89 X_Y_Z_R_P_F_L_ 此指令与G86指令相 同,但在孔底有暂停。 (孔底延时、停主轴),(12). G89:锪镗孔、镗阶梯孔循环,1、工艺分析 装夹:以45的孔和K面定位在,专用夹具装夹。 刀具:用三把25的四刃硬质合金锥柄端铣刀,分别用于粗加工(T03)、半精加工(T04)和精加工(T05)。为保证顺利下刀到要求的槽深,要先用钻头钻出底孔,然后再用键槽铣刀
50、将孔底铣平,因此还要一把25的麻花钻(T01)和一把25的键槽铣刀(T02)。 工步:为达到图纸要求的表面粗糙度,分粗铣、半精铣、精铣三个工步完成加工。半精铣和精铣单边余量分别为11.5mm和0.10.2mm。在安排上,根据毛坯材料和机床性能,粗加工分两层加工完成,以避免Z向吃刀过深。半精加工和精加工不分层,一刀完成。刀具加工路线选择顺铣,可避免在粗加工时发生扎刀划伤加工面,而且在精铣时还可以提高表面光洁程度。,三、加工中心编程实例,切削参数:根据毛坯材料、刀具材料和机床特性,选择如表7.1所示的切削参数。,表7.1 切削参数,2、数据计算 选择45孔的中心为编程原点,考虑到该零件关于Y对称,
51、因此只计算+X一侧的基点坐标即可。计算时使用计算机绘图软件求出。如图所示。,3、加工程序,O0070 (主程序) (钻底孔) N10 G91 G28 Z0 T01 M06 N20 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250 N30 G43 G00 Z100.0 H01 M03 N40 G01 Z2.0 F1000 M08 N50 G73 Z-25.0 R2.0 Q2.0 F25 N60 G80 G00 Z250.0 M09,3、加工程序,(铣平下刀位) N70 G91 G28 Z0 T02 M06 N80 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250 N90 G43 G00 Z100.0 H02 M03 N100 G01 Z2.0 F1000 M08 N110 Z-20.0 F100 N120 Z25.0 F20 N130 G91 G01 X5.0 F20 N140 G02 I-5.0 (铣整圆) N150 G01 X-5.0 F100 N160 G90 G00 Z250.0 M09,3、加工程序,(粗铣第一层) N170 G91 G28 Z0 T03 M06 N180 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400 N190 G43
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