数控铣床实训

1、教师：万金贵1、 程序结构示例：程序结构示例：若若 干干 程程 序序 段段O0016；N10 G54 G00 X85 Y-25 ；N20 Z-15 S800 M03 M08 ；N30 G01 X85 F100 ；N40 G03 Y50 I25 ；N50 G01 X-75 ；N60 Y-60 ；N70 G00 Z15 M05 M09 ；N80 M30 ；程序号程序号2、程序段格式、程序段格式段号段号N*功能代码功能代码 G* F* S* M*坐标字坐标字 X* Y* Z*结束符结束符 ; ;程序段的格式：程序段的格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ M_ 工件坐标系和工件零点工件坐标系

2、和工件零点数控铣床上加工零件的过程：数控铣床上加工零件的过程：准备程序准备程序安装刀具与工件安装刀具与工件设置工件坐标系设置工件坐标系设置刀补数值设置刀补数值自动加工自动加工对刀对刀准备程序准备程序安装刀具与工件安装刀具与工件设置工件坐标系设置工件坐标系设置刀补数值设置刀补数值自动加工自动加工数控铣床上加工零件的主要过程：数控铣床上加工零件的主要过程：对刀对刀设置工件坐标系设置工件坐标系 X -560.000G54 Y -465.000 Z -368.000OOp pX XP PY Yp pY YX XOOOO2 2OO4 4OO3 3OO1 1 1 2 3 X Y O 20 40 60 15

3、 25 45 G90 G01 X0 Y0X20. Y15.X40. Y45.X60. Y25.G91 G01 X0 Y0X20. Y15.X20. Y30.X20. Y-20. 在前进方向 右侧补偿 补偿量 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向 (b) 补偿量 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向 (a) 图 31 刀具补偿方向 (a)左刀补 (b)右刀补 切削量由多到少切削量由多到少切削量由少到多切削量由少到多工件的进给方向工件的进给方向工件的进给方向工件的进给方向在在数控数控机床上铣削机床上铣削铝合金铝合金时适宜采用时适宜采用建刀补建刀补进刀进刀撤刀补撤刀补退刀退刀ABBABCDAB X

4、X、Y Y圆弧终点坐标圆弧终点坐标I I、J J对应于对应于X X、Y Y的圆心相对坐标，是圆弧起点到的圆心相对坐标，是圆弧起点到圆心的圆心的X X、Y Y轴方向的增量，有正负号。轴方向的增量，有正负号。当加工圆弧大于当加工圆弧大于180180度时度时R R为负值；当加工整圆时必须为负值；当加工整圆时必须用用I I、J J表示！表示！ v圆弧插补指令圆弧插补指令（G02G02、G03G03）格式：格式：为什么当加为什么当加工圆弧大于工圆弧大于180度时度时R为负值？为负值？两点不能唯两点不能唯一确定一条一确定一条圆弧轨迹圆弧轨迹AB202040350G02 XB YB R-20.G02 XB

5、YB R20.G03 XB YB R-20.G03 XB YB R20.G02 I9.G03 J9.凸凸凹凹G41刀具左补偿刀具左补偿 G42刀具右补偿刀具右补偿 G40刀具补偿取消刀具补偿取消v刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）刀具半径补偿的两种应用及区别？（刀具半径补偿的两种应用及区别？（G41、G42）（二）刀具半径补偿（简称刀补或刀偏）（二）刀具半径补偿（简称刀补或刀偏）804112120铣凸台示意图铣凸台示意图刀刀心心轨轨迹迹凸凸台台轮轮廓廓图纸要求图纸要求8平底平底键槽铣刀键槽铣刀建刀补建刀补撤刀补撤刀补ABB刀补进行刀补进行XYO建刀补

6、指令建刀补指令: G41 D01G01 XB YB F_撤刀补指令撤刀补指令: G40 G01 XE YE F_在数控铣床上进行轮廓的铣削加工时，因为铣刀在数控铣床上进行轮廓的铣削加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合，如图所示。如不考虑刀具半径，直接按轮廓不重合，如图所示。如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图纸要求小了一圈（外轮廓加工时）或大了一圈比图纸要求小了一圈（外轮廓加工时）或大了一圈（内轮廓加工时），为此必须使刀具沿工件轮

7、廓的法（内轮廓加工时），为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径。向偏移一个刀具半径。 OXY外轮廓加工内轮廓加工 1 1、刀具半径补偿的目的、刀具半径补偿的目的如果数控系统不具备刀具半径补偿自动补偿功能，如果数控系统不具备刀具半径补偿自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程，即在编程时给出刀具中则只能按刀心轨迹进行编程，即在编程时给出刀具中心运动轨迹，其计算相当复杂，尤其当心运动轨迹，其计算相当复杂，尤其当刀具磨损、重刀具磨损、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，又不易保证加工精心轨迹，修改程序，这样

8、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自动补偿功能时，度。当数控系统具备刀具半径补偿自动补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统会自动计算数控编程只需按工件轮廓进行，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刀具半径补偿。 2、刀具半径补偿的方法刀具半径补偿的方法铣削加工刀具半径补偿分为铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿（用刀具半径左补偿（用G41定义）和刀具半径右补偿（用定义）和刀具半径右补偿（用G42定义）定义）。 当不需当不需要进行刀具半径补偿时，则用要进行刀具半径补偿时，则用G4

9、0取消刀具半径补偿。取消刀具半径补偿。 编程时，使用编程时，使用D代码（代码（D01D99）选择刀补表中对）选择刀补表中对应的半径补偿值。应的半径补偿值。 二维刀具半径补偿仅在指定的二维刀具半径补偿仅在指定的二维进给平面内进二维进给平面内进行，进给平面由行，进给平面由G17、G18、G19指定，刀具半径则指定，刀具半径则通过调用相应的刀具半径补偿寄存器号码（用通过调用相应的刀具半径补偿寄存器号码（用D指定）指定）来取得。来取得。 G41左偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看左偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看(假设工件不动假设工件不动)，刀具位于工件，刀具位于工件切削轮廓切削轮廓

10、左侧的刀具半径补偿。左侧的刀具半径补偿。这时相当于这时相当于顺铣顺铣。 G42右偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看右偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看(假假设工件不动设工件不动)，刀具位于工件，刀具位于工件切削轮廓切削轮廓右侧的刀具半径补偿。此时右侧的刀具半径补偿。此时为为逆铣逆铣。 G40：刀具半径补偿取消，使用该指令后，使：刀具半径补偿取消，使用该指令后，使G41，G42指令无指令无效。效。 G17：XOY平面内指定。平面内指定。 X、Y：为：为G00/G01的参数，即建立与撤消刀具半径补偿直线段的参数，即建立与撤消刀具半径补偿直线段的终点坐标值。的终点坐标值。 D：为：为

11、G41/G42G41/G42的参数的参数，即刀补号码（，即刀补号码（刀具半径补偿寄存器的刀具半径补偿寄存器的地址字），在对应刀补号码的寄存器中存有刀具半径补偿值地址字），在对应刀补号码的寄存器中存有刀具半径补偿值。G41、G42都是模态代码，可以在程序中保持连续有效。都是模态代码，可以在程序中保持连续有效。OXY刀具G41-左刀补G42-右刀补G41G42 4 4、刀具半径补偿的过程、刀具半径补偿的过程（1 1）刀补建立。）刀补建立。刀补的建立是指刀具从起点接近工件刀补的建立是指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一

12、个偏置量的过程。该过程的实现必须有一个偏置量的过程。该过程的实现必须有G00或或G01功功能才有效。能才有效。（2）刀补进行。在）刀补进行。在G41或或G42程序段后，程序进入补偿程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。直到刀补取消。（3）刀补取消。刀具离开工件时，刀具中心轨迹过渡）刀补取消。刀具离开工件时，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。刀补的取消用到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。刀补的取消用G00或或G01来执行。来执行。 在数控铣床上使用刀具半径补偿时，必须特别注意其在数控

13、铣床上使用刀具半径补偿时，必须特别注意其执行过程的原则，否则往往容易引起加工失误甚至报警，执行过程的原则，否则往往容易引起加工失误甚至报警，使系统停止运行或刀具半径补偿失效等。使系统停止运行或刀具半径补偿失效等。 （1）过切现象。）过切现象。在刀具补偿模式下，如果存在有连续二段以上没有移在刀具补偿模式下，如果存在有连续二段以上没有移动指令或存在非补偿平面内的移动指令段，则有可能产生动指令或存在非补偿平面内的移动指令段，则有可能产生过切现象。过切现象。 比如：只有比如：只有G、M、S、F、T代码的程序段；代码的程序段；G04程序段；程序段；G17平面内的平面内的Z轴移动指令等。轴移动指令等。5

14、5、刀具半径补偿注意事项、刀具半径补偿注意事项为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象（如图中的（如图中的OM），刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置），刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧（图中的与终点位置最好与补偿方向在同一侧（图中的OA）OBMAG41G42（2）切向切入、切向退出。）切向切入、切向退出。 在铣削内、外轮廓时，由于铣刀在切入点停留的时间在铣削内、外轮廓时，由于铣刀在切入点停留的时间较长（过渡时间较长），会在该点产生明显的刀痕。为避较长（过渡时间较长），会在该点产生明显的刀痕。为

15、避免刀痕的产生，免刀痕的产生，铣削凸台时，可使用与切入点处轮廓相切铣削凸台时，可使用与切入点处轮廓相切的切入、切出直线。的切入、切出直线。对于凹形轮廓通常使用切入圆弧和切对于凹形轮廓通常使用切入圆弧和切出圆弧，切入、切出圆弧的半径需小于工件的圆弧半径，出圆弧，切入、切出圆弧的半径需小于工件的圆弧半径，并使之接近工件的圆弧半径。并使之接近工件的圆弧半径。 当进行轮廓铣削时，应避免法向切入工件轮廓和法当进行轮廓铣削时，应避免法向切入工件轮廓和法向从工件轮廓退刀，应设计、使用切入、切出的辅助轮廓向从工件轮廓退刀，应设计、使用切入、切出的辅助轮廓段。段。 （3）刀补建立与撤消轨迹的要求。）刀补建立与撤

16、消轨迹的要求。 刀补建立程序段轨迹与刀补进行状态开始的前进方刀补建立程序段轨迹与刀补进行状态开始的前进方向密切有关。另外，由于刀具补偿的矢量是与补偿开始的向密切有关。另外，由于刀具补偿的矢量是与补偿开始的第一程序段开始的方向垂直，所以刀补的建立与撤消不能第一程序段开始的方向垂直，所以刀补的建立与撤消不能取法向，即取法向，即90 ，应从切向建立与撤消刀具补偿，才，应从切向建立与撤消刀具补偿，才能更好地满足加工的要求。能更好地满足加工的要求。 还要引起注意的是，还要引起注意的是，90 ，否则要引起刀补失败。，否则要引起刀补失败。这是由于刀具补偿的建立（或撤消）方向与补偿开始后的这是由于刀具补偿的建

17、立（或撤消）方向与补偿开始后的前进方向相反，致使系统无法判别刀具补偿的左、右，产前进方向相反，致使系统无法判别刀具补偿的左、右，产生报警。生报警。 总之，总之，要满足的条件为：要满足的条件为： 90180 。 另外，刀具补偿建立与撤消轨迹的长度距离必须大于另外，刀具补偿建立与撤消轨迹的长度距离必须大于刀具半径补偿值，否则系统会产生报警。刀具半径补偿值，否则系统会产生报警。 （4）刀补建立与撤消移动指令刀补建立与撤消移动指令 刀补模式的建立与取消程序段只能在刀补模式的建立与取消程序段只能在0000或或0101移动移动指令模式下才有效。为保证指令模式下才有效。为保证刀补建立与取消时刀具与工件刀补建

18、立与取消时刀具与工件的安全，通常采用的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补运动方式来建立或取消刀补。如果。如果采用采用G00运动方式来建立或取消刀补，则应采取先建立刀运动方式来建立或取消刀补，则应采取先建立刀补再下刀和先退刀再取消刀补的编程加工方法。补再下刀和先退刀再取消刀补的编程加工方法。 （5）刀补方向的改变）刀补方向的改变 从左向右或从右向左切换补偿方向时，通常要从左向右或从右向左切换补偿方向时，通常要经过取消补偿方式。经过取消补偿方式。建刀补建刀补进刀进刀退刀退刀如果内轮廓与刀具相比尺寸太小如果内轮廓与刀具相比尺寸太小例如：例如：R8内轮廓刀具半径内轮廓刀具半径R4建刀补建刀补

19、进刀进刀退刀退刀撤刀补撤刀补撤刀补撤刀补 （1）刀具因磨损、重磨、换新刀而引起）刀具因磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径改变后，不刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具半径。必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具半径。6 6、刀具半径补偿的应用、刀具半径补偿的应用 （2）用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可）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。进行粗、精加工。如图所示如图所示，刀具半径，刀具半径r r，精加工余量，精加工余量m m。粗加工时，。粗加工时，输入刀具直径输入刀具直径D=2D=2（r + m),r + m),

20、则加工出细点划线轮廓；精加工时，用则加工出细点划线轮廓；精加工时，用同一程序，同一刀具，但输入同一程序，同一刀具，但输入刀具直径刀具直径D=2r，则加工出实线轮廓。，则加工出实线轮廓。 （3）采用同一程序段加工同一公称直径的凹、凸型面。）采用同一程序段加工同一公称直径的凹、凸型面。如图如图所示所示，对于同一，对于同一公称直径的凹、凸型面，内外轮廓编写成同一程序，公称直径的凹、凸型面，内外轮廓编写成同一程序，在加工外轮廓时，将偏置值设为在加工外轮廓时，将偏置值设为+D，刀具中心将沿轮廓的外侧切，刀具中心将沿轮廓的外侧切削；当加工内轮廓时，将偏置值设为削；当加工内轮廓时，将偏置值设为-D，这时刀具

21、中心将沿轮廓的，这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。内侧切削。刀具凸件凹件P1P2rmrP1-粗加工刀心位置P2-精加工刀心位置刀具半径刀具半径补偿指令进行编程。使用左补偿。补偿指令进行编程。使用左补偿。OXYABCDEFG03100120140144086100R24R24ZY1020编程的一般步骤编程的一般步骤 1分析零件图纸和制定工艺过程及工艺路线分析零件图纸和制定工艺过程及工艺路线 2 2数值处理数值处理 3 3编写加工程序编写加工程序 4 4程序输入程序输入 5 5程序检验程序检验 Y YX XO OY YX XO O坐标系怎样设定？坐标系怎样设定？刀补如何建立与撤消？刀补如何建立与撤消

22、？O0001；N010G90G54G00X0Y-53.97 S1500M03；(绝对坐标编程，建立工件座标系，快速定位，并指令主轴以绝对坐标编程，建立工件座标系，快速定位，并指令主轴以1500r/min正转。正转。）N020Z50 .；（刀具快速定位之工件上方。）刀具快速定位之工件上方。）N030Z2.；（快速接近工件表面。）（快速接近工件表面。）N040G01Z-3.F30；（切削工件至（切削工件至3。）。）Y YX XO OY YX XO ON050G41 G01X15.D01F150；进行刀具半径左补偿进行刀具半径左补偿N060G03X0Y-38.971R15.；圆弧方式切入工件圆弧方式

23、切入工件Y YX XO OY YX XO ON070G01X-22.5 ；（进行六边形加工。）；（进行六边形加工。）N080X-45.Y0；N090X-22.5Y38.971；N100X22.5；N110X45.Y0；N120X22.5Y-38.971；N130X0；Y YX XO OY YX XO ON140G03X-15.Y-53.971R15.；（圆弧方式切离工件。）圆弧方式切离工件。）N150G40G01X0；（取消刀具半径补偿。）（取消刀具半径补偿。）N160G00Z50.；（刀具快速太高至工件表面上方。）（刀具快速太高至工件表面上方。）N170M05；（主轴停转。）（主轴停转。）N

24、180M30；（程序结束。）（程序结束。）Y YX XO OY YX XO O、子程序的应用、子程序的应用（）在零件上若干处具有相同的轮廓形状的情况下，只（）在零件上若干处具有相同的轮廓形状的情况下，只需编写一个加工该轮廓的子程序，然后用主程序多次调用需编写一个加工该轮廓的子程序，然后用主程序多次调用该子程序即可完成对工件的加工。该子程序即可完成对工件的加工。（）加工中反复出现具有相同轨迹的走刀路线，如果相（）加工中反复出现具有相同轨迹的走刀路线，如果相同轨迹的走刀路线出现在某个加工区域或在这个加工区域同轨迹的走刀路线出现在某个加工区域或在这个加工区域的各个层面上，则采用子程序编写加工程序比较方便，在的各个层面上，