機床數(shù)控技術(shù)：第5章 數(shù)控銑床的編程

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1、第五章第五章 數(shù)控銑床的編程數(shù)控銑床的編程5.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控銑床概述5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.3 數(shù)控數(shù)控銑銑削加工削加工編編程程實實例例目目 的的:了解數(shù)控銑床的功能和加工工藝范圍；了解數(shù)控銑床的功能和加工工藝范圍；掌握數(shù)控銑床程序的編制方法，如掌握數(shù)控銑床程序的編制方法，如比例、比例、鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能重重 點點:熟悉比例、鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能；熟悉比例、鏡像、旋轉(zhuǎn)等功能；編制常見工件的加工程序；編制常見工件的加工程序；立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床5.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控銑床概述臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床 龍門式銑床龍門式銑床5.1 數(shù)控銑床概述數(shù)控

2、銑床概述5.1.1數(shù)控銑床的加工工藝范圍數(shù)控銑床的加工工藝范圍 銑銑削加工是機械加工中最常用的加工方法之一，主削加工是機械加工中最常用的加工方法之一，主要用來要用來銑銑削平面（按加工削平面（按加工時時工件所工件所處處的位置分的位置分為為水平面、水平面、垂直面、斜面）、垂直面、斜面）、銑銑削削輪輪廓、臺廓、臺階階面、溝槽（面、溝槽（鍵鍵槽、燕槽、燕尾槽、尾槽、T T形槽等），也可形槽等），也可進進行行鉆鉆孔、孔、擴擴孔、孔、鉸鉸孔、孔、鏜鏜孔、孔、锪锪孔及螺孔及螺紋紋加工。加工。加工中心、柔性制造加工中心、柔性制造單單元都是在數(shù)控元都是在數(shù)控銑銑床基床基礎(chǔ)礎(chǔ)上上產(chǎn)產(chǎn)生和生和發(fā)發(fā)展起來的。展起來的

3、。數(shù)控銑削加工錄像銑銑削削主主要要加加工工范范圍圍平面類零件平面類零件 挖槽加工挖槽加工需要兩軸聯(lián)需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑動的數(shù)控銑床。床。曲曲面面類類零零件件的的加加工工變變斜斜角角類類零零件件的的加加工工5.1.2數(shù)控數(shù)控銑銑床的主要功能床的主要功能1點位控制功能點位控制功能2連續(xù)輪廓控制功能連續(xù)輪廓控制功能3刀具半徑補償功能刀具半徑補償功能4刀具長度補償功能刀具長度補償功能5比例縮放及鏡像加工功能比例縮放及鏡像加工功能6旋轉(zhuǎn)功能旋轉(zhuǎn)功能7子程序調(diào)用功能子程序調(diào)用功能孔系加工孔系加工（點位控制功能）（點位控制功能）平面輪廓加工平面輪廓加工需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床空間曲面類零

4、件加工空間曲面類零件加工需用三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床和需用三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床和球頭銑刀。球頭銑刀。5.1.3數(shù)控數(shù)控銑銑床的坐床的坐標標系系 Z軸由傳遞切削力的主軸所決定；軸由傳遞切削力的主軸所決定；X軸軸平平行行于于工工件件的的裝裝夾夾平平面面，一一般般在水平面內(nèi)；在水平面內(nèi)；Y坐坐標標，根根據(jù)據(jù)X、Z坐坐標標用用右右手手直直角角坐標系來確定。坐標系來確定。X、Y、Z軸的相互關(guān)系由軸的相互關(guān)系由右手直角笛卡爾坐標系右手直角笛卡爾坐標系決定。決定。數(shù)數(shù)控控銑銑床床和和加加工工中中心心都都可可以以用用G90指指令令設(shè)設(shè)定定X、Y、Z為為絕絕對對編編程程，用用G91指指令令設(shè)設(shè)定定X、Y、Z為為增增量量

5、編編程程，一一般般不不用用混混合合編編程程（不不同同于于數(shù)數(shù)控控車車床床）；而而且且在在X方方向向與與在在Y、Z方方向向的的脈脈沖沖量量一一樣樣（不不同同于于數(shù)數(shù)控控車車床床，在在X方方向是直徑向是直徑值編值編程）。程）。5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.1 絕對值編絕對值編程和增量程和增量編編程程 編編程程格格式式：G92 X Y Z 該該指指令令是是將將工工件件原原點點設(shè)設(shè)定在相定在相對對于刀具起始點的某一空于刀具起始點的某一空間間點上。點上。若若程程序序格格式式為為G92 X a Y b Z c，則則將將加加工工原原點點設(shè)設(shè)定定到到距距刀具起始點距離刀具起始點距

6、離為為X=-a，Y=-b，Z=-c的位置上。的位置上。5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.2 G92設(shè)設(shè)置工件坐置工件坐標標系系 例如：例如：G92 X20 Y10 Z10 其其確確立立的的加加工工原原點點在在距距離離刀刀具具起起始始點點為為X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上的位置上。G54G59分分別別代表：工件坐代表：工件坐標標系系1 工件坐工件坐標標系系6。這這6個個預(yù)預(yù)定定工工件件坐坐標標系系的的坐坐標標原原點點在在機機床床坐坐標標系系中中的的值值(工工件件零零點偏置點偏置值值)可用可用MDI方式方式輸輸入，系入，系統(tǒng)統(tǒng)自自動記憶動記憶。5.2 數(shù)控銑床

7、編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.3工件坐工件坐標標系系選擇選擇（G54G59）參考點機床坐標系原點工件坐標系1G54工件坐標系2G55工件坐標系3G56工件坐標系4G57工件坐標系5G58工件坐標系6G59 工工件件坐坐標標系系一一旦旦選選定定，后后續(xù)續(xù)程程序序段段中中的的絕絕對對坐坐標標值值均均為為相相對對此此工工件件坐坐標標系系原原點點的的值值。G54G59和和G92均均為為模模態(tài)態(tài)功功能能，可可相相互互注注銷銷，G54為缺省值。為缺省值。例如：圖示的使用工件坐標系的程序例如：圖示的使用工件坐標系的程序 N01 G54 G00 G90 X30 Y40 刀具從當前點移動到刀具從當

8、前點移動到A點點 N02 G59 建立新的工件坐標系建立新的工件坐標系N03 G00 X30 Y30 刀具從刀具從A點移動到點移動到B點點可將可將編編好的加工程序好的加工程序按指定比例改按指定比例改變變坐坐標值標值來來執(zhí)執(zhí)行。行。5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.4 比例比例縮縮放功能放功能（G50、G51）其中，其中，G51：建立比例縮放；：建立比例縮放；G50：取消比例縮放；：取消比例縮放；P：比例系數(shù)：比例系數(shù)(縮放倍數(shù)縮放倍數(shù))。1時為放大。時為放大。X、Y、Z：比比例例中中心心的的坐坐標標值值，缺缺省省為為工工件件原原點點；可可以以是是X、Y、Z中中的的任任

9、意意兩兩個個，由由當當前前平平面面選選擇擇指指令令G17、G18、G19中的一個確定；中的一個確定；格式：格式：G51 X_Y_Z_P_ M98 P_ G50 G51既既可可指指定定平平面面縮縮放放也也可可指指定定空空間間縮縮放放。在在G51后后運運動動指指令令的的坐坐標標值值以以X、Y、Z為為比比例例縮縮放放中中心心，按按P規(guī)規(guī)定定的的縮縮放放比例進行計算。比例進行計算。使使用用G51指指令令可可用用一一個個程程序序加加工工出出形形狀狀相相同同、尺尺寸寸不不同同的的工工件件。如如圖圖示示三三角角形形ABC，頂頂點點A(30,40),B(70,40),C(50,80),若若縮縮放放中中心心為為

10、P(50,50),縮縮放放程程序序為為：G51 X50 Y50 P2。執(zhí)執(zhí)行行該該程程序序時時數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)將將自自動動計計算算DEF,從從而而獲獲得得放放大大一一倍倍的的三三角角形形。請請問問D、E、F三三點點的的坐坐標標分別為分別為?D(10,30)E(90,30)F(50,110)例：用縮放功能編制輪廓的加工程序，其縮放中心為例：用縮放功能編制輪廓的加工程序，其縮放中心為(0，0)，縮放系數(shù)為縮放系數(shù)為2倍，設(shè)刀具起點距工件上表面為倍，設(shè)刀具起點距工件上表面為100mm。O001（主程序）（主程序）N10 G92 X0 Y0 Z120；N20 G90 G17 M03 S600 T01；

11、N30 G43 G00 Z54 H01 F300；N40 M98 P100；N50 G43 G00 Z54 H02 F300；N60 G51 X0 Y0 P2；N70 M98 P100；N80 G50；N90 G49 Z100；N100 M05 M30；O100（子程序）（子程序）N110 G41 G00 X0 Y-10 D01 F100；N120 Z10；N130 G02 X0 Y10 I0 J10；N140 G01 X15 Y0；N150 X0 Y-10；N160 Z54；N170 G40 G00 X0 Y0；N180 M99 鏡鏡像像加加工工又又稱稱軸軸對對稱稱加加工工，如如果果一一個個

12、零零件件關(guān)關(guān)于于坐坐標標軸軸對對稱稱，那那么么只只要要編編出出一一個個或或兩兩個個象象限限的的程程序序，而而其其余余象象限限的的輪輪廓就可以通廓就可以通過鏡過鏡像加工來像加工來實現(xiàn)實現(xiàn)。5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.5 鏡鏡像加工功能（像加工功能（G24、G25）其中其中:G24 建立鏡像，建立鏡像，由指令坐標軸后的坐標值由指令坐標軸后的坐標值 X_Y_Z_A_指定鏡像位置；指定鏡像位置；G25 取消鏡像。取消鏡像。格式：格式：G24 X_ Y_ Z_ A_ M98 P_ G25 X_ Y_ Z_ A_例如：使用鏡像功能編制如圖所示輪廓的加工程序。例如：使用鏡像功

13、能編制如圖所示輪廓的加工程序。設(shè)刀具起點距工件上表面設(shè)刀具起點距工件上表面100mm，切削深度，切削深度5mm。O1009主程序主程序N05 G92 X0 Y0 Z100 T01N10 G91 G17 M03 S600確定加工平面確定加工平面N20 M98 P600；加工加工1N30 G24 X0；Y軸鏡像，鏡像位置為軸鏡像，鏡像位置為X=0N40 M98 P600；加工加工2N50 G25 X0；取消取消Y軸鏡像軸鏡像N60 G24 X0 Y0；X軸、軸、Y軸鏡像，鏡像位置軸鏡像，鏡像位置(0，0)N70 M98 P600；加工加工3N80 G25 X0 Y0；取消取消X軸、軸、Y軸鏡像軸鏡

14、像N90 G24 Y0；X軸鏡像，鏡像位置為軸鏡像，鏡像位置為Y=0N100 M98 P600；加工加工4N110 G25 Y0；取消取消X軸鏡像軸鏡像N120 M05 M30；主軸停轉(zhuǎn)，主程序結(jié)束主軸停轉(zhuǎn)，主程序結(jié)束O600 N200 G91 G41 G00 X10.0 Y5.0 D01；N210 Y5.0；N220 G43 Z-98.0 H01；N230 G01 Z-7.0 F100；N240 Y20.0；N250 X10.0；N260 G03 X10.0 Y-10.0 I10.0；N270 G01 Y-10.0；N280 X-25.0；N290 G49G00 Z105；N300 G40

15、X-5.0 Y-10.0；N310 M99；子程序子程序注意：增量值編程注意：增量值編程 該該指指令令可可使使編編程程圖圖形形按按照照指指定定旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心及及旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方方向向旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一一定定的的角角度度。G68表表示示坐坐標標系系開開始始旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；G69用用于于撤撤銷銷旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)功能。功能。5.2 數(shù)控銑床編程的基本方法數(shù)控銑床編程的基本方法5.2.6 坐坐標標系旋系旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)功能（功能（G68、G69）其其中中：X、Y、Z：旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心坐坐標標值值，缺缺省省為為工工件件原原點點；可可為為X、Y、Z中的任意兩個，由中的任意兩個，由G17、G18、G19中的一個確定中的一個確定。R：旋轉(zhuǎn)角度，

16、（：旋轉(zhuǎn)角度，（），逆時針旋轉(zhuǎn)定義為正方向。），逆時針旋轉(zhuǎn)定義為正方向。格式：格式：G17/G18/G19 G68 X_Y_ Z_ R_ M98 P_ G69例：用旋例：用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)功能功能編編制如制如圖圖所示所示輪輪廓的加工程序，廓的加工程序，設(shè)設(shè)刀具刀具起點距工件上表面起點距工件上表面50mm，切削深度，切削深度為為5mm。O0002主程序主程序N10 G92 X0 Y0 Z50；建立工件坐標系建立工件坐標系N20 G90 G17 M03 S600；主軸正轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn)N30 G43 Z-5 H02；在在Z方向定位，建立刀補方向定位，建立刀補N40 M98 P200；加工加工N50 G68 X0

17、Y0 P45；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)45N60 M98 P200；加工加工N65 G69取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N70 G68 X0 Y0 P90；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)90N80 M98 P200；加工加工N85 G69取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N170 G68 X0 Y0 P315；旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)315N180 M98 P200；加工加工N190 G69 M05；取消旋轉(zhuǎn)取消旋轉(zhuǎn)N200 G49 Z50；返回刀具起點，取消刀具長度補償返回刀具起點，取消刀具長度補償N210 M30；主程序結(jié)束主程序結(jié)束O200（子程序）（子程序）N100 G42 G01 X20 Y5 D02 F300；N105 Y0；N110 G03 X40 I10 J0；

18、N120 X30 I-5 J0；N130 G02 X20 I-5 J0；N140 G00 Y6；N145 G40 X0 Y0；N150 M99；練習(xí)：用旋轉(zhuǎn)變換功能及子程序編寫加工左圖輪廓形狀的程序，練習(xí)：用旋轉(zhuǎn)變換功能及子程序編寫加工左圖輪廓形狀的程序，銑刀初始位置在銑刀初始位置在(0,0,50)點，考慮刀具半徑補償點，考慮刀具半徑補償(不考慮補償不考慮補償量量)，設(shè)刀具起點距工件上表面設(shè)刀具起點距工件上表面50mm50mm，切削深度，切削深度5mm5mm。主程序主程序子程序子程序(的加工程序的加工程序)O1021 O1021 O200 O200 N10 G92 X0.Y0.Z50.N10

19、G92 X0.Y0.Z50.N100 G41 G01 X20.Y-5.D02 F300 N100 G41 G01 X20.Y-5.D02 F300N15 G90 G17 M03 S600N15 G90 G17 M03 S600 N105 Y0.N105 Y0.N20 G43 Z-5.H02N20 G43 Z-5.H02 N110 G02 X40.I10.N110 G02 X40.I10.N25 M98 P200 N25 M98 P200 N120 X30.I-5.N120 X30.I-5.N30 G68 X0.Y0.P45N30 G68 X0.Y0.P45 N130 G03 X20.I-5.N

20、130 G03 X20.I-5.N40 M98 P200N40 M98 P200 N140 G00 Y-6.N140 G00 Y-6.N60 G68 X0.Y0.P90N60 G68 X0.Y0.P90 N145 G40 X0.Y0.N145 G40 X0.Y0.N70 M98 P200 N70 M98 P200 N150 M99 N150 M99N20 G49 Z50.N20 G49 Z50.N80 G69 M05 M30 N80 G69 M05 M30 1切削條件選擇。影響切削條件的因素有：工藝系統(tǒng)的切削條件選擇。影響切削條件的因素有：工藝系統(tǒng)的剛性，工件的尺寸精度、形位精度及表面質(zhì)量、刀

21、具耐剛性，工件的尺寸精度、形位精度及表面質(zhì)量、刀具耐用度及工件生產(chǎn)綱領(lǐng)、切削液，切削用量。用度及工件生產(chǎn)綱領(lǐng)、切削液，切削用量。2工藝分析與刀具切削路徑工藝分析與刀具切削路徑 工藝分析首先要了解所有的切削加工方法，如鉆工藝分析首先要了解所有的切削加工方法，如鉆削、車削、鏜削削、車削、鏜削等，然后結(jié)合實際加工經(jīng)驗，并能等，然后結(jié)合實際加工經(jīng)驗，并能正確使用刀具、夾具、量具等。工藝分析的順序如下：正確使用刀具、夾具、量具等。工藝分析的順序如下：（1）分析零件圖；）分析零件圖；（2）將同一刀具的加工部位分類；）將同一刀具的加工部位分類；（3）按零件結(jié)構(gòu)特點選擇程序零點；）按零件結(jié)構(gòu)特點選擇程序零點；

22、（4）列出使用的刀具表、程序分析表；）列出使用的刀具表、程序分析表；（5）模擬或試車并修正；）模擬或試車并修正；5.3 數(shù)控數(shù)控銑銑削加工削加工編編程程實實例例3編程要點編程要點（1）了解數(shù)控系統(tǒng)功能及機床規(guī)格；）了解數(shù)控系統(tǒng)功能及機床規(guī)格；（2）熟悉加工順序；）熟悉加工順序；（3）合理選擇刀具、夾具及切削用量、切削液；）合理選擇刀具、夾具及切削用量、切削液；（4）編程盡量使用子程序；）編程盡量使用子程序；（5）注意小數(shù)點的使用；）注意小數(shù)點的使用；（6）程序零點要選擇在易計算的確定位置；）程序零點要選擇在易計算的確定位置；（7）換刀點選擇在無換刀干涉的位置；）換刀點選擇在無換刀干涉的位置；5

23、.3 數(shù)控數(shù)控銑銑削加工削加工編編程程實實例例例2：見課本218頁O0001N10 G92 X120 Y60 Z50；N20 G00 G41 X100 Y40 M03 M08 S500 T0101；N30 G43 Z-11 H01；N40 G01 X70 Y10 D01 F100；N50 Y-10；N60 G02 X40 Y-40 R30；N70 G01 X-70；N80 Y40；N90 X40；N100 G03 X70 Y10 R30；N110 G01 X85；N120 G00 G49 G40 X100 Y40；N130 X120 Y60 Z50；N140 M05 M30練習(xí)：如圖所示，立銑

24、刀直徑練習(xí)：如圖所示，立銑刀直徑20mm，請編寫加工程序。，請編寫加工程序。+Z作業(yè)：作業(yè)：1G54G59指令的含意是什么？比較一下它們和指令的含意是什么？比較一下它們和G92之間的區(qū)別？如何預(yù)置之間的區(qū)別？如何預(yù)置G54G59的值？的值？2數(shù)控銑床的圓弧插補編程有什么特點？圓弧的順逆應(yīng)數(shù)控銑床的圓弧插補編程有什么特點？圓弧的順逆應(yīng)如何判斷？試寫出在如何判斷？試寫出在XY平面上銑切一個平面上銑切一個 40的整圓的程的整圓的程序行。序行。3畫圖表示刀具直徑補償?shù)囊?、引出過程。說說刀具畫圖表示刀具直徑補償?shù)囊?、引出過程。說說刀具直徑補償編程時應(yīng)注意哪些問題？如何利用刀徑補償功直徑補償編程時應(yīng)注意哪些問題？如何利用刀徑補償功能實現(xiàn)粗、精加工？能實現(xiàn)粗、精加工？4縮放、鏡像和旋轉(zhuǎn)編程有什么實用意義？縮放、鏡像和旋轉(zhuǎn)編程有什么實用意義？5 數(shù)控銑床可以進行哪些類型零件的加工？數(shù)控銑床數(shù)控銑床可以進行哪些類型零件的加工？數(shù)控銑床的主要功能有哪些？的主要功能有哪些？6.（1）按指定加工路線，寫出右圖所示零件的輪廓加工程序；）按指定加工路線，寫出右圖所示零件的輪廓加工程序；（2）以上述程序為子程序，寫出以程序原點為縮放中心，將）以上述程序為子程序，寫出以程序原點為縮放中心，將圖形放大圖形放大3倍加工的程序。倍加工的程序。