第五章数控铣削加工及其编程

1、5数控铳削加工及其编程5.1 数控铳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、较、铉、镇和螺纹加 工。主要加工以下儿类零件：1 ,平面类零件2 .直纹曲面类零件3立体曲面类零件51数控铳削加工特点1 .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、数控坐标镇床、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，刀具可按错误!、错误!、错误!、错误!、错误！中的任意一

2、 条轨迹运动。点位数控加工举例点位运动5. 22 .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45o的斜线方向作直线轨迹的加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、数控镇铳床,一般有23个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只

3、有一个。oTToT51 向5.33 .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铳床、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，数控铳床则是三坐标控制的，还有四坐标轴、五坐标轴其至更多的 坐标轴控制的加工中心等。坐标联

4、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铳床:在坐标系中，三个方向的运动采用了 数字控制两坐

5、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铳 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。a)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，。b)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、Cox两坐标联动加工三坐标联动加工5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。a）五坐标端铳

6、切五坐标侧铳五坐标联动的数控加工585. 12工件坐标系建立1 .工件固定不动，刀具移动2 .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3件轮廓某一角上4 Z轴方向上零点一般设在工件表面5编程时把刀具起点和程序员点设在同一处便于计算。53数控铳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:(a)(b)2.为保证工件轮廓表面加工后粗糙度眼，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。1_ZZ7JJ（a）5.1 0 （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5）为行切法，图（b）为环切法，图（C）为先

7、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：错误!先钻一个工艺孔至底面（留一定精加，余量），并扩孔，以便使所有的立铳刀能从工艺孔进刀，进行型腔粗加工。错误!铳刀下降至工艺孔内，山工艺孔开始进刀错误!型腔一般由中心向四周扩展进行加工分层粗加工J从中心向BD周扩展型腔的粗铳加工3 .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。在连续铳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刀

8、具切出点如图（a）（b）所示,铳削外表面轮廓时，铳刀的切入、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，铳 削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铳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儿何元素的交点处。但是，在法向切入切出时，还应避免产生 过切的可能性。a）跣曲线轮廓板b）铳直线轮瞬刀具的切入切出路线4 .保证加工过程的安全性，避免刀具与非加_面的干涉。5 .尽量使数值i| 算方便程序段少以减少编程工作量。01)U向行切(b)厂向行切坏向行切对于曲面铳削，常用球头铳刀采用“行切

9、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悄况，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。6 .加工位置精度要求高的孔时，镇孔路线安排要得当，否则会影响孔位置精度。6沱IV（9） III7 .型腔较深的零件采用钻削形式进行粗加，。&表面有硬化层的零件进行粗加工，采用逆铳较好避免产生崩刃。为保证零件的加工精 度和表面

10、粗糙度要求。如铳削轮廓时，应尽量采用顺铳方式可减少机床的“颤振”， 提高加工质量。在前进方向 右侧补偿补偿员刀具旋转方向刀具前进方向nMOV顺铳逆铳顺铳逆铳9,安全超度悔购确定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解朝躺姊i崎他驰回磁网悔畅勤的演聃藏丽釉择夹具或零件表面发 希糅麹安奉蒲)，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安全面工件上表面安全高度安全面高度(2)选择：安全高度一般要大于零件表面最高位置50mm以上5,4铳削工艺切削用量选择按Upf-V的次序来进行。1 .背吃刀屋的确定铳削加工有两个背吃刀量，b切削宽度，H铳削深度。D为刀具直径1)轮

11、廓粗加工，为确保刀具加工刚性：b=Dx(50%5%);H = Dx( 1 / 2 -1 / 3)o轮廓精加工，为确保刀具加工刚性和表面质量:b=0. 1-0. 5inm;H=工件的轮廓 高度。2)端面铳刀对平面粗加工:b=Dx 70%-80%)： H=Lx(l/2l/ 3); L刀片切削刃长 度。端面铳刀对平面精加工：b= Dx(7 0%-80%)； H= 0.54inino球头刀对曲面进行 3)加工粗力口工:H =b=0.30 .5mmr刀具Xr工件精力口工:H=b= 0.1*0 .2mm2 .进给量确定F=f xzxn： 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214部分

12、 刀具材料铳削不同工件材料轮廓时的进给量推荐表。表1-6硬质合金端面铳刀铳削平面的 切削用量推荐表。3 .切削速度5.1.5数控加工的刀具半径补偿对于铳削和车削数控加工，尽管二维刀具半径补偿的原理相同，但山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，(一)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一一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铳床上进行轮廓的铳削加工时，山于刀具半径的存在，刀具中心（刀心）轨迹和工件轮 廓不盘

13、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，其讣算相当复朵，尤其当刀具磨损、巫磨 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，乂不易保证加工 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，使刀具偏离匚件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。G41心二半径补偿加工刀具中心轨砂I饶刀半径补图1.9. 1a）外轮扉加工切内轮廓加工刀具半径补偿图192（二）刀具半径补偿的方法数控系统的刀具半径补偿(Cutt

14、er Radius Comp e n s a tion)就是将计算刀具中心轨迹 的过程交山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(Program ming thehn),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系统根拯零件程序和刀具半径自动汁算刀具中心轨 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(1 6,32, 64

15、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。铳削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿(Ciitt e r R ad i us Compe n sation L e R),用 G41 定义，和刀具半径右补偿(C u tt e rRa d i u s C o mp e nsat i onRig; h t),用 G42

16、 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I S 0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。G4 2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G4 0取消刀具半径补偿，按程序路径进口。D#代码一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/G 42X Y D；(三)进刀/退刀方式的确定(

17、1)进刀/退刀要求一一二维轮廓加工错误!进刀：侧向(轮廓的延长线)进刀或沿切线方向进刀错误!退刀：侧向(轮廓的延长线)退刀或沿切线方向退刀进刀/退刀方式注意：尽量避免垂宜进刀0（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，不能直接贴着加工寒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G00”毛坯裘面下刀过程距离应大于刀具半径G42补偿注：上图第2步实际也可让刀具以GO 0形式先下降到距匚件表面2inm左右的高度再以G01形式下降至目标点（四）刀具半径补偿的建立（要求）1）刀具应远离零件轮廓一定的距离（大于2倍

18、刀具直径）和正确的方向2）刀具半径补偿的建立和取消均以G00或G01形式进行（推荐G01）理诒论舜b)b不合理的方成建立刀具半径补偿图b)刀具补偿起刀点设置方向不对，山走刀轨迹可以看出会在切入点发生过切。3) G42指令建立右刀补，产生逆铳效果，用于粗铳。G4 1指令建立左刀补，产生顺铳效果，用于 精铳。刀具进给方向(a) G4I补偿最乡进刀方向工件右侧刀具回转方向刀具进给方向(b) G424）使用G40指令时，最好是铳刀已远离工件。1 .铳刀半径补偿的建立5020刀具补偿的建立.执行与撤消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0,程序数据给出的是 开始点S和，件轮

19、廓上切入点0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GO 0/G0 1 0程序如下:N10S9 0M03刀具运动到开始N2N30G00G17G90 X-20GO I G4 1丫-20 点 SY0D01 F200 （在 AX0点切入工件，建立刀具左补偿，刀具半径补偿值寄存在0 1号寄存器中）2 .半径补偿的执行刀具始终保持正确的刀具中心运动除非用G40取消，一旦刀具半径补偿建立后就一直有效,轨迹。程序如下:N4 0X0Y 50A-BN50N60X50X50Y50Y0B-CC-DN70X0Y0D-E3 .半径补偿

20、1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:N8 0 GO 1G40X-20Y-2 0（五）刀具半径的确定1）选择主要依据：零件凹轮廓处的最小曲率半径或圆弧半径2）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。刀具半径的确定注:上图刀具半径（r）应小于轮廓半径（R5）厂、机床报警-加工停士刀具电心胳径理史d峪径fp4X,程序路径每云、如果加工停止就令过切机床报*.加工停止如巢加工不停 ZW止就会过不切 -过切刀具中心路径厂程序路彳至一 一 程序路径K F/M （直赞移动7但）直线移动S小于诜刀半径沟槽

21、底部移动s小于轨刀半径（C）内圆弧半径小于铳刀半径半径补偿产生干涉现象（六）刀具半径补偿过程中的刀心轨迹1.外轮廓加工如图所示，刀具左补偿加工外轮廓。编程轨迹为ABC,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Pi-P 2P3-P4-P5;图b为圆弧过渡，刀心轨迹为P1-P2P3P 4。b）圆弧过渡a）延长线过渡外轮廉加工的刀心轨迹2.内轮廓加工如图ABC,按理论刀心轨迹为所示，刀具右补偿加工内轮廓。编程轨迹为P1P2-P3-P4,会产生过切现象，损坏，件,如图a所示;图b为刀具补偿处理后的刀心轨迹为P 1-P2P3,无过切。a）有过切b）

22、无过切内轮廓加工的刀心轨迹从上图可以看出，采用刀具半径补偿进行内轮廓加工川I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。这种悄况一般发生在内轮 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.linm左右），而刀具半 径乂比较大。（七）刀具半径补偿功能的应用1)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

23、半径r 1改为2,即可适用同一程序。刀具直径变化，加工程序不变2)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，刀具半径精加工余量A。粗加工时，输入刀具直径D=2 ( r+A )，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=2 r,则加工出实线轮廓。利用刀具半径补偿进行粗精加工P1-粗加工刀心位置一一精加工刀心位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

24、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G 5 4 G5 9原点偏置寄存器中。方法一N1 0 9 G90 N2 0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。采用G92实现原点偏移的有关指令为：刀具位于机床参考点0G92X 6 Y6Z0G OOXOYO快速回程序原点N60G9 2X4 Y3N9O9 GOOXOY0 N 1 00G92X4.5Y-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W

25、 3的坐标。Y ,W10| X机床参考点向多程序原点的偏移注意: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G5 4 G5 9实现原点偏移的有关指令为：首先设置G5 4 G59原点偏置寄存器：对于零件 1: G54 X-6 Y-6 Z0对于零件 2 :G55 X- 1 0Y-9 Z0对于零件 3:055X-I4.5Y-7. 8 Z0原点的寄存都是测量点相对于参考点的坐标。然后调用：N1 G90G54“加工第一个零件N7G5 5加工第二个零件N 1 0G56.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_L件上的程序原点就够了，与机床原点、机床参考点及装夹原

26、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0。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0|、02、03、0点。分别用G54、G55、G56和G 5 7四个原点偏置寄存器存放0 （、0?、03和04四个点相 对于机床参考坐标系

27、的坐标。凸台高度为2mm，其数控加工程序如下：二程序原点的偏置N01G54S1000 MON02G90GOOZIOON03X-10N04Z2MO 8N05G42XOYON06G01N07X15Z-2 FIDOF5 0N08G03X15Y2010 J10XON09G01N10YONilZ2N12G401-2 0 JO Fl 00N13 GOON14 G 55N15 Z2N16 GOIN17G42N18G02N19 GOIZN20G40N21 GOOZIOOX 30 VZ-2F50X20 YOX20 YO2ZIOON22G56N23 Z2N24 GOIN25 G4 2N26X23.N27N28N2

28、9N30N31N32N33N34N35 G5 7N36 Z2N37 GOIN38G42N39X40X1L547YX- 1 1 RX -X-11.XU. 5Z2G40GOOX20 Y 如Z-2F50X 1 1 .547904 YO F 2047094 YO5 47Y2047ZIOOX-10 Y-1 0z-2F50XO YOFIOON40Y20N41X30N42 GO 2X20 Y3010 JION43 GO 1Y4(N44 xoN45 YON46 Z2N47 GOO Z 1 00N48M025-3常用基本指令1 .快速点定位GOO格式G00 X_Y_ Z_： XYZ快速点定位终点坐标值。2 .直

29、线插补G01格式G01X YZ F ;XYZ U标点坐标值。3 .圆弧插补G02/G0 3XY 平面圆弧：G17G02/G0 3 X_Y_J_F_ 或 G 1 7G02 / G03 X_Y R_F_X、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。A) 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5.4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铳床的操作演示和模拟加工一、宇航软件简介1 .模拟数控铳床型号一一FANUC O i -M2 .工具栏简介一一与数控车床仿真软件基本相同（1）观察工具1 ）截面观察功能一一提供三视图

30、观察零件的加工结果2）刀具交换装置显示一一如使用的是数控铳床可将其关闭 2）文件管理及机床加工操作设置I）刀具库管理各刀具的功能错误!刀具的添加和相关参数的设置错误!将刀具添加到主轴2）工件参数的设置错误！匚件大小及原点的设置原点的设置为快速对刀方法一一仅用于仿真软件的操作更换工件一一可选择该项重新更换新工件错误！ 1】件装夹（3）数控铳床显示框1）床身一一三维视角观察2）数控面板一一无变化3）机床控制面板一一宇航面板（无变化）4）手轮一一仿真时一般不用（实际机床操作要用到）二、数控面板与操作Li要按键与功能1 I） POS位置功能键（2 ） PROG一一程序功能键1） 用户程序的创建一一程序

31、名为0开头2） DIR功能的使用3） 3 ） OFFSET SETTING一一刀具补偿功能键1）补正一一设置刀具直径（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G5 4 ）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）实际对刀操作方法一一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一一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

32、, Z=八前刀具的长度，通过MDI编程对其验证（使用GOOX Y Z ）。（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二当询刀具的长度工件的 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 .主要按键与功能一一简介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 .数控铳床加工操作（模拟仿真）（1）设置毛坯大小、装夹方式（匚艺板装夹）和主轴当前刀具（端面铳刀1 2） 6 OX 6 OX 15,0点为（1 5,15）

33、,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。1）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2 0的棒铳刀。2）将坐标原点放在偏置寄存器G54中。3）4）确定安全高度：Z=30mm,即离开毛坯上表面15nun处。5）进退刀方式:切向进刀和退刀的方式起初点定在0点其坐标为（1 5 ,15）。装夹刀具:将020的棒铳刀直径值存入01号刀具寄存器中 使用F ANUCO i铳床系统时程序为：6）7）工艺路线:接近一一铳削外轮廓-退刀（一）编程：采用刀具半径右补偿的方式进行加工N01G54 G9 0 GOO

34、Z50N02 S1 0 00 M0 3N03 Z2N04 X0 Y0N05 X- 1 5Y-15N06 G 0 1 Z-2 F30 MO 8N07G4 2DI Y 1 0F50N08X50N09Y30N10G03 X3 0Y50 1-2 0 JONilGOXION12Y-15N13G40X- 1 5N14GOOZ30N15M02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FANUCOi铳床系统1回寒（回参考点）选择参考点模式鱼:回参考点一上 考点完毕。XYZ轴回零i X轴回零i Y轴回零f回参2 .选择刀具 创刀具库笛理（左侧工具条）出现如图5 4-2界

35、面选择直径为20的端铳刀:0 000Occ 6 B 1 (0Occ o.cc0 (0 0 8100 11 00 If 00 1 8 Z.DO Ie 00 M 00 eo.oDLZC- 00 120.00 120.00 lA.GO ma HO. 00 100.00omT?S*77SJtamgJTRffXS 白巾iJdAfittl 7JHHtfe I 一碎010?8c c&15 02030505Di /1 i 2 b八fmSOV) fuoBOO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。3.工件的装夹选工艺板装夹，如图54 3:4 设定毛坯大小左侧工

36、具条中创的“工件大小、原点”一设泄工件大小、原点，如图544。根据零件图把工件的大小为60X60X1 5,同时选中“更换工件” f单击“确泄”即完成工件的大小设苣。- 1 - 7 T r -1occo OjOCO occo432Z40W.JOG.801?JM图 5.4-6坐标系出现图5.46.移动光标至G54坐标系处f输入ZOT一此时，Z 轴即对刀完毕。故*f曰 使刀具在X轴的正方向与工件相切按遇i进入参数输入界面（如图5.4 矜动刀具，7）按屋 -移动光标至G54坐标系处f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LHOB此 时

37、.X轴即对刀完毕。OFaET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凹进入参 数输入界而（如图5 47） 一馨每一矜动光标至G54坐标系处一输入主轴中心到所 要设定的工件坐标系原点之间的距离值（本例题的值为此时,Y轴即对刀完毕f对完刀后如图5.47所示:屉常000OOCO CCCO00055 M0DD15姒1511 3Sf也入Nq尤严XuYvZw4f 5161M,s,Tk1/2*37FlHo +： 0.,/AOSMOQsill cnMSHITTCMMvrCHRW tw*fOUT-鼻FllZJ图 5.4-7FANUC Series 0NOOOOO 1ODOOOPROGRA

38、M DIRECTORYPSOGGSAMiJnrJT uCZD3PEZE45OXOI CCOER 0X03MEMCRYfC 吹.112D404402936SOFT H9I 事序 irEsan14:39:53Hst图5482）快速对刀法在图5.44中选择G54或G 5 5G59,在长度和宽度上输入-3 0，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1 00,点击确定即对刀完毕，即设置左上角为编程原点。6 .刀补的设置在图5形状）D中输入半径值，即为D1 0DIR7 .程序输入I如图5 4&输入新建程序夕2 0 0 55”*“八插入（新程序名就创建好了人将在草稿编好的程序输入f程

39、序输入完成，如图5.4-9所示。图5 49&加工零件9.测量工件工具条中士恻量f征线f完成测量。10 .工件模拟加工完成（二）编程原点设在上表面中心的加，程序毛坯尺寸：V （ 60X60X 15, 0 点为（一 45, 45）使用 FANUC 0 i 铳床系 统时程序为：编程：采用刀具半径右补偿的方式进行加工。N01G54G90 GOO Z50N02S 1 000M03N03Z2N04X0Y0N05N06X-45G01Y-4 5Z-2 F30M08N07G42D1 Y-20F50N08X20N09YO1-20 JON1OGO 3XO Y20NilG 0 1X-20N12Y-45N13G4X-4

40、 5N14G0Z3ON15M02(三)将编程原点设置在零件下表面左下角毛坯尺寸:4)60X60X15, 0 点为( 15, -15)使用FANUCOi铳床系统时程序为：编程:采用刀具半径右补偿的方武进行加工。N01G54N02G90 GOOS1O0 0M03Z 1 00N03Z17N04 X0N05X-1 5N06GO IN07G42N08X50N09Y30N10G03YOY- 1 5Z13F30D1 Y 1 0MOSF50G01 X 1 0NilN12 Y- 1 5N13G40 X- 1 5N14GOO Z 1 00N15 MO 2(四)将编程原点设置在零件下表面中心毛坯尺寸:460X60X

41、 15, 0 点为(-4 5,-4 5 )使用F ANUCOi铳床系统时程序为：编程：采用刀具半径右补偿的方式进行加工。N01G54 G90 GOO ZIOON02S1 0 00 M03N03Z1 7N04X0 Y0N05X-45 Y-4 5N06G01 Z1 3 F30M 08N07G42 D 1Y-20F50N08 X2 0N09 Y0N10G03 X0 Y20 1 -20 JONilG01X-2 0N12Y-4 5N13 G4 0X-45N14X15M02GOO Zl OO问题的延伸，假如选择12的刀具该如何设置？NO1首先设置(形状)D=2X(r+A)=2X (6+8) =2 8,零件

42、加工完后，再设置D为12,再加工一遍。作业:使用半径为R 5 min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:010G54 G9 0 G01Z40 F200 0 进入2号力口工坐标系M03 S 500主轴启动AG01X - 50 Y0到达X.Y坐标起始点AG01Z-5 F1 0 0到达Z坐标起始点AGO 1G4 2X-10Y0。1建立右偏刀具半径补X60X8U Y2( R20 切削轮 JWAG03 X 40Y60 R4 0 切削轮睥 AGO 1 X0 Y4切削轮 JW* G 0 1 X 0 V-1 0切出轮鹏GO 1 G 40X0 丫 40 撤消刀具半径补偿G01 Z40 F

43、200 0 Z坐标退刀0 5主轴停5.5常用基本指令（续）4. GO 2/GO3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:G17G 02/ G 0 3X_Y_J_Z F或 G1 7 GO2/GO3X Y R Z F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，山这两个运动合成为Z方 向的螺旋线进给。5. G43、G44、G49数控加工的刀具长度补偿指令:G43/G44 GOO Z H_；建立刀具长度补偿G4 9 GOO Z_；取消刀具长度补偿G43为刀具长度正（posit阮）补偿，G44为刀具长度负（neg alive ）补偿G49取消刀具长度补偿Z补偿轴的终点值H为

44、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（too lien gthcompe nsation）功 能。刀具长度补偿使刀具垂直于走刀平面（比如XY平面ahG17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。刀具长度补偿要视悄况而定。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

45、计算过程中必须考虑刀具长度。G43一一正向偏置，刀具变短，坐标值+补偿值；G4 4一一负向偏置，刀具变长,坐标值补偿值；G43含义如：G9 1G00G 4 3Z- 1 50H0I;表示:G4 4含义指令移动量-150长度补偿量HO1实际刀具移动量A 1 25如:G9 1G00G44Z-1 5011 0 1 ;表示：指令移动量-150长度补偿量H0 125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，HO 1 =-4. 0实除位岂120 F 补偿S3050N10G91G00Z50N20 G 0 0 XI 2 0Y80M03S500N3O G 4 3Z-32HO1N40 GO 1

46、 Z- 2 I F I 000N50 G 04P 2 0 00N60 G 0 0Z2 IN70 X3OY-5ON80 G01Z-4 IN90 G00Z41N100X 5 0Y3 0N110G01Z-25N120G 04P200 0N130GOOZ57G4 9N140 X-200Y-6 0 M05N15OM3ON I 0G90G54G00X0Y0N20 GO 0 Z50N 3 O0MO3S8O 0N4(XJ4 3 H 0 IZ 1 0N50QGOOX2 5 Y15Z1N60G02X15Y25R10Z-2F5 0N70G 0 3X25Y15R10N8 0 3G 0 1 X45F1 0 0N90 G

47、0 3 X4 5 Y35R1ONlOO G01X25N1 1 OGO 2X25Y5 5R1 0N12CUG0 1X4 5F100N1 30 GO2X55Y 4 5R 1 0N140G OOZIOON150X 0Y0G49N16 0oMO5N1 70 M306. .自动返回参考点指令(G28)格式一G2 8X YZX、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:G9 I G2 8XI 0 0 Y10 0m 绝对编程:G 9 0G54G 2 8X300 Y250注意：在使用G28之前应首先取消刀补C如需要坐标轴从U标位置直接

48、返回参考点，可用增 量方式：G9 1 G2 8Z0；G9 1 G28X0Y0：G29从参考点返回G2 9 X y Z机床参考点机床参考点7. M9 8、M 9 9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5 M98 P0 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：0 （或:）XXXXM990 （或：）为子程序号，表示子程序开始；8.G51、G50比例缩放功能指令格式：G5 1 XYZ PG5 0;

49、G5 1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。9.G68. G69旋转功能指令格式：G68 X Y RG69G68为激活旋转功能;G6 9取消旋转功能;X_Y指定旋转中心的绝对坐标位置只指定旋转角度，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2 mm, I：件坐标系如图所示，选用直径为5mm的商速钢槽铳刀，加工顺序为I2 3。主程序：0 5 678N10G 54G 90G40G49 G 80G17M03S 1 5 00N20GO 0Z 100N30 M98P 1 0 00N

50、40 G68 X 0 Y0R 4 5N50 M98P 1 000N60 G69N70 G 6 8 X 0 Y0R90N80 M98P1000N90 G69NlOO GO 0 Z 100M0 5NUO M02子程序0100 0N120 G00Z5N130 G 0 IG4 2X 1 0 Y0F80N140 X20N150 G 0 1 Z 2F 1 0 0N160 G02X30Y 0 R5N170 G03X40Y0R5N180G03X2 OYORION190 G01G40X 10N200 G00Z5N210 M9910 .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：G5LI I PG50.1 IPG51.1激活镜像编程；IP-指镜像对称点位置或对称轴，用在G5 0 J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、镇孔和攻螺纹加工循环功 能。孔加工循环指令为模态指令，用G8