数控编程与加工-铣

1、机电工程系数控教研室数控编程与加工数控编程与加工主 讲：刘思默2013年7月机电工程系数控教研室2.2.简单平面轮廓类零件的编程与加工简单平面轮廓类零件的编程与加工2.1.1数数控控铣铣床刀具床刀具类类型型2.1.2数数控控铣铣床床对对刀方法刀方法机电工程系数控教研室2.1.1数控铣床刀具类型数控铣床刀具类型v1 1、铣削用刀具、铣削用刀具 （1 1）面铣刀）面铣刀 （2 2）立铣刀）立铣刀 （3 3）键槽铣刀）键槽铣刀 （4 4）成型铣刀）成型铣刀v2 2、孔加工用刀具、孔加工用刀具 （1 1）数控钻头）数控钻头 （2 2）扩孔刀具）扩孔刀具 （3 3）铰刀）铰刀 （4 4）镗刀）镗刀 （5

2、 5）螺纹刀具）螺纹刀具 机电工程系数控教研室面铣刀面铣刀可用于立式铣床或卧式铣床上加工面积较大的平面和台阶面可用于立式铣床或卧式铣床上加工面积较大的平面和台阶面机电工程系数控教研室立铣刀立铣刀主要用于加工面轮廓、槽面和台阶面等面。主要用于加工面轮廓、槽面和台阶面等面。机电工程系数控教研室键槽铣刀键槽铣刀主要用于加工圆头封闭键槽机电工程系数控教研室成型铣刀成型铣刀机电工程系数控教研室数控钻头数控钻头机电工程系数控教研室扩孔刀扩孔刀机电工程系数控教研室铰刀铰刀对中小直径孔进行半精加工和精加工机电工程系数控教研室镗刀镗刀用于加工直径较大的孔，特别是有位置精度要求的孔机电工程系数控教研室螺纹刀具螺纹

3、刀具机电工程系数控教研室4.5.2 对刀方法对刀方法1、用杠杆百分表（或千分表）对刀2、用寻边器对刀3、用碰刀（或铣刀试切）对刀4、刀具Z向对刀2.1.22.1.2数控铣床的对刀方法数控铣床的对刀方法机电工程系数控教研室1、用杠杆百分表（或千分表）对刀、用杠杆百分表（或千分表）对刀 采用磁性表座将杠杆百分表吸在机床主轴端面上，并利用手动输入M03低速正转。 手动操作使旋转的表头按X，Y，Z的顺序逐渐靠近孔壁（或圆柱面）。 移动Z轴，使表头压住被测表面，指针转动约0.1mm。 逐步降低手动脉冲发生器的X，Y移动量，使表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如0.02mm，此时可认为主轴

4、的旋转中心与被测孔中心重合。 记下此时机床坐标系中的X，Y坐标值。此X，Y坐标值即为G54指令建立工件坐标系时的偏置值。若用G92建立工件坐标系，保持X，Y坐标不变，刀具沿Z轴移动到某一位置，则指令形式为：G92 X0 Y0。 机电工程系数控教研室1、用杠杆百分表（或千分表）对刀、用杠杆百分表（或千分表）对刀机电工程系数控教研室2、用寻边器对刀、用寻边器对刀 寻边器有固定端和测量端两部分组成。将固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上，中心线与主轴轴线重合。 按操作面板中的“手动”按钮，系统进入“手动”方式。 主轴中速旋转，通过手动方式，使寻边器沿X（或Y）方向移动靠近工件被测边。在测量端未接触工件时

5、，固定端与测量端的中心线不重合，两者呈偏心状态，测量端大幅度晃动。 当测量端与工件接触后，偏心距减小，这时可采用手动脉冲方式精确移动机床，寻边器测量端晃动幅度逐渐减小，直至固定端与测量端的中心线重合。当测量端和固定端的中心线重合的瞬间，若此时用增量或手轮方式以最小脉冲当量进给，寻边器的测量端突然大幅度偏移。即认为此时寻边器与工件恰好吻合。 记下寻边器与工件恰好吻合时CRT界面中的X坐标，此为寻边器中心的X坐标，这是主轴中心位置距离工件被测边的距离等于测量端的半径。 Y方向对刀采用同样的方法。得到寻边器中心的Y坐标。 机电工程系数控教研室2、用寻边器对刀、用寻边器对刀机电工程系数控教研室3、用碰

6、刀（或铣刀试切）对刀、用碰刀（或铣刀试切）对刀 将所用铣刀装到机床主轴上，并使主轴中速旋转。 手动移动铣刀沿X（或Y）方向靠近工件被测边，直到铣刀周刃轻微接触到工件表面可听到刀刃与工件的摩擦声（但没有切屑）。 保持X、Y坐标不变，将铣刀沿Z向退离工件。 将机床相对坐标X置零，并沿X向工件方向移动刀具半径的距离。 将此时机床坐标系下的X值输入系统偏置寄存器中。该值就是被测边的X坐标。 改变方向重复以上操作，可得被测边Y坐标。机电工程系数控教研室试切对刀 类推用标准芯轴和块规对刀 机电工程系数控教研室4、刀具、刀具Z向对刀向对刀 刀具Z向对刀数据与刀具在刀柄上的装夹长度及加工坐标系的Z向零点位置有

7、关，它确定加工坐标系的零点在机床坐标系中的位置。可以采用刀具直接碰刀对刀。 也可利用如图所示的Z向设定器进行精确对刀，其工作原理与寻边器相同。当使用Z向设定器对刀时，要将Z向设定器的高度考虑进去。 机电工程系数控教研室2.2.简单平面轮廓类零件的编程与加工简单平面轮廓类零件的编程与加工2.2.1刀具半刀具半径补偿径补偿指令介指令介绍绍2.2.2刀具半刀具半径补偿编径补偿编程加工程加工实实例例机电工程系数控教研室4.6.1 刀具半径补偿刀具半径补偿 在数控机床上进行轮廓的铣削加工时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。对于有刀具半径补偿功能的数控系统，可不必求出刀具中心的运动轨迹，

8、只需按被加工工件轮廓曲线编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令，就可加工出零件的轮廓曲线。 刀具中心与工件轮廓偏移的量称为偏置量（Offset，也称补偿量）。 机电工程系数控教研室1 1、刀具半径补偿的方法、刀具半径补偿的方法 G41为刀具半径左补偿，是指沿着刀具运动方向向前看，刀具位于零件左侧的刀具半径补偿； G42为刀具半径右补偿，是指沿着刀具运动方向向前看，刀具位于零件右侧的刀具半径补偿。 G40为取消刀具半径补偿。机电工程系数控教研室机电工程系数控教研室建立/取消刀具半径补偿指令格式 建立刀具半径补偿指令编程格式为： G41 G00(G01) X Y D G42 G00(G01) X

9、 Y D 取消刀具半径补偿指令编程格式为： G40 G00(G01) X Y 式中： D刀具半径补偿号码，偏置量可在偏置设定页面 输入系统。 机电工程系数控教研室注意：注意：G41/42只能与G00或G01一起使用，且刀具必须移动，以保证刀具从无半径补偿运动到所希望的刀具半径补偿起始点；当最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，G40也应有一直线程序段G00或G01指令取消刀具半径补偿，以保证刀具从刀具半径补偿终点运动到取消刀具半径补偿点。G40必须与G41或G42成对使用。G41/G42与G40之间不得出现任何转移加工，如镜像、子程序、跳转等。D为刀具半径补偿号码，一般补偿量应为正值，若为负值，

10、则G41和G42正好互换。通常在模具加工中利用这一特点，可用同一程序加工同一公称尺寸的内外两个型面。 机电工程系数控教研室刀具半径补偿的建立、取消过程刀具半径补偿的建立、取消过程刀具半径补偿的建立有以下三种方式： 1）先下刀后，再在x、y轴移动中建立半径补偿，图a)； 2）先建立半径补偿后，再下刀到加工深度位置，图b) ； 3）x、y、z三轴同时移动建立半径补偿后再下刀，图c)； 刀具半径补偿的取消过程与建立过程正好相反。机电工程系数控教研室特别注意：特别注意： 在建立刀具半径补偿以后，如果存在两段以上的没有移动指令值或存在非补偿坐标平面轴的移动指令段，则数控系统因无法正确计算程序中刀具轨迹交

11、点坐标。可能产生进刀不足或进刀超差现象，如图所示。 机电工程系数控教研室刀具半径补偿的应用刀具半径补偿的应用 （1）编程时直接按工件轮廓尺寸编程。刀具在因磨损、重磨或更换后直径会发生改变，但不必修改程序，只需改变半径补偿参数。 （2）刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值，同一加工程序，采用同一刀具可通过修改刀补的办法实现对工件轮廓的粗、精加工；同时也可通过修改半径补偿值获得所需要的尺寸精度。 机电工程系数控教研室 例1：完成如图所示零件凸台的加工，毛坯70X70X50，刀具选用16立铣刀.机电工程系数控教研室走刀路线分析机电工程系数控教研室O0001;G54 G90 G17 G00 Z100 ;

12、M03 S1000 ;X-20 Y-20 ;Z5;G01 Z-5 F80 ;G41 X5 Y5 D01 ;Y65 ;X65;Y5 ;X-20 ;G40 G00 X-20 Y-20 ;Z200 ;M30; 例1参考程序机电工程系数控教研室 例2：完成如图所示零件的加工，毛坯80X80X10，刀具自选.机电工程系数控教研室2.2.简单平面轮廓类零件的编程与加工简单平面轮廓类零件的编程与加工2.3.1子程序子程序调调用指令介用指令介绍绍2.3.2子程序子程序编编程加工程加工实实例例机电工程系数控教研室1 1、子程序的调用、子程序的调用 编程格式为：M98 P； 式中：重复调用次数，系统允许重复调用次

13、 数999次。如果省略了重复调用次 数则为重复调用1次。前导零可省略。 被调用的子程序号。 例如：M98 P32000：表示程序号为O2000的子程序被连 续调用3次。 M98 P12：表示序号为O0012的子程序被调用1次。 2.3.1 2.3.1 子程序调用指令子程序调用指令机电工程系数控教研室2 2、子程序结束、子程序结束 编程格式为：M99； 注意：M99为子程序结束，并返回主程序调用该 子程序的下一个程序段去执行。M99不一 定要单独使用一个程序段。2.3.1 2.3.1 子程序调用指令子程序调用指令机电工程系数控教研室2.3.2 2.3.2 子程序编程加工实例子程序编程加工实例v

14、零件图样例：如图所示,在一块平板上加工6个边长为10mm的等边三角形，每边的槽深为-2mm，工件上表面为Z向零点。其程序的编制就可以采用调用子程序的方式来实现(编程时不考虑刀具补偿)。机电工程系数控教研室 O10N10 G54 G90 G01 Z40 F2000 /进入工件加工坐标系N20 M03 S800 /主轴启动 N30 G00 Z3 /快进到工件表面上方N40 G01 X 0 Y8.66 /到1#三角形上顶点N50 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N60 G90 G01 X30 Y8.66 /到2#三角形上顶点N70 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N80

15、G90 G01 X60 Y8.66 /到3#三角形上顶点N90 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N100 G90 G01 X 0 Y -21.34 /到4#三角形上顶点N110 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N120 G90 G01 X30 Y -21.34 /到5#三角形上顶点N130 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N140 G90 G01 X60 Y -21.34 /到6#三角形上顶点N150 M98 P20 /调20号切削子程序切削三角形N160 G90 G01 Z40 F2000 /抬刀N170 M05 /主轴停N180 M30 /程序结束

16、2.3.2 2.3.2 子程序编程加工实例子程序编程加工实例机电工程系数控教研室v 子程序：O20N10 G91 G01 Z -5 F100 /在三角形上顶点切入（深）2mmN20 G01 X -5 Y-8.66 /切削三角形N30 G01 X 10 Y 0 /切削三角形N40 G01 X- 5 Y 8.66 /切削三角形N50 G01 Z 5 F2000 /抬刀N60 M99 /子程序结束2.3.2 2.3.2 子程序编程加工实例子程序编程加工实例机电工程系数控教研室3.3.型腔类零件的编程与加工型腔类零件的编程与加工一般型腔零件的编程与加工一般型腔零件的编程与加工 例1：完成图中60的孔的

17、加工，毛坯10010040，刀具选用16的键槽铣刀。机电工程系数控教研室子任务子任务1精加工走刀路线的确定机电工程系数控教研室精加工程序O0001;G90 G54 G17 G00 Z100;X0 Y0;M03 S800;Z5;G01 Z-5 F50;G41 X10 Y-10 D01;G03 X30 Y0 R20;I-30;X10 Y-10 R20;G40 G01 X0 Y0;G00 Z100;M30;机电工程系数控教研室v孤岛问题解决方法：1、改变刀具补偿值；2、编程实现。机电工程系数控教研室任务一：任务一： 一般型腔零件的粗、精加工一般型腔零件的粗、精加工 子任务二例2：完成图中槽的加工，毛

18、坯10010040，刀具自选机电工程系数控教研室例3 内轮廓型腔零件的数控铣加工。 机电工程系数控教研室O4017；(主程序) G90 G54 G00 X0 Y0； Z40. S275 M03； N10 G01 Z25. F20 M08； M98 P0041； N20 Z20. F20； M98 P0041； N30 Z15. F20； M98 P0041； N40 Z10.5 F20； M98 P0041； G00 Z40. M05； M00； S500 M03； G01 Z10. F20 M08； N110 X-11. Y1. F100； Y-1.； X11.； Y1.； X-11.；N2

19、10 X-19. Y9.； Y-9.； X19.； Y9.； X-19.；N310 X-27. Y17.； Y-17.； X27.； Y17.； X-27.；N410 X-34. Y25.； G03 X-35. Y24. I0 J-1.； G01 Y-24.； G03 X-34. Y-25. I1. J0； G01 X34.； G03 X35. Y-24. I0 J1.； G01 Y24.； G03 X34. Y25. I-1. J0； G01 X-35.； G00 X-30. Y10.； Z40.； M30； O0041；(子程序子程序) N1 X-17.5 Y7.5 F60； Y-7.5；

20、X17.5；Y7.5；X-17.5； N2 X-29.5 Y19.5； Y-19.5； X29.5； Y19.5； X-29.5； X0 Y0； M99； 机电工程系数控教研室3.3.型腔类零件的编程与加工型腔类零件的编程与加工孔系加工孔系加工 3.2.1固定循环功能固定循环功能3.2.2孔系加工孔系加工实实例例机电工程系数控教研室3.2.1 3.2.1 固定循环功能固定循环功能 孔加工是数控加工中最常见的加工工序，数控铣孔加工是数控加工中最常见的加工工序，数控铣床通常具有能完成钻孔、镗孔、铰孔和攻螺纹等加工床通常具有能完成钻孔、镗孔、铰孔和攻螺纹等加工的固定循环功能。在此介绍的固定循环功能指

21、令，即的固定循环功能。在此介绍的固定循环功能指令，即是针对各种孔的加工，用一个是针对各种孔的加工，用一个G代码即可完成。该类代码即可完成。该类指令为模态指令，使用它编程加工孔时，只须给出第指令为模态指令，使用它编程加工孔时，只须给出第一个孔加工的所有参数，接着加工孔凡与第一个孔相一个孔加工的所有参数，接着加工孔凡与第一个孔相同的参数均可省略，这样可极大提高编程效率，而且同的参数均可省略，这样可极大提高编程效率，而且使程序变得简单易读。使程序变得简单易读。 机电工程系数控教研室1、固定循环的基本动作、固定循环的基本动作 动作动作1 1x x轴和轴和y y轴定位：使刀具快速定位到孔加工的位置。轴定

22、位：使刀具快速定位到孔加工的位置。 动作动作2 2快进到快进到R R点：刀具自起始点快速进给到点：刀具自起始点快速进给到R R点点 。 动作动作3 3孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。 动作动作4 4孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。 动作动作5 5返回到返回到R R点：继续加工其它孔且可以安全移动刀具时点：继续加工其它孔且可以安全移动刀具时 选择返回选择返回R R点。点。 动作动作6 6返回起始点：孔加工完成后一般应选择返回起始点。返回起始点：孔加工完成后一般应选择返回起始点。机电工程

23、系数控教研室2、固定循环指令介绍、固定循环指令介绍 （1）高速深孔啄钻循环指令）高速深孔啄钻循环指令G73（2）深孔啄钻循环指令）深孔啄钻循环指令G83（3）钻孔循环指令）钻孔循环指令G81（4）沉孔钻孔循环指令）沉孔钻孔循环指令G82（5）铰孔循环指令）铰孔循环指令G85（6）精镗孔循环指令）精镗孔循环指令G76（7）镗孔循环指令）镗孔循环指令G86（8）反镗孔循环指令）反镗孔循环指令G87（9）镗孔循环指令）镗孔循环指令G88（10）镗孔循环指令）镗孔循环指令G89（11）攻左旋螺纹循环指令）攻左旋螺纹循环指令C74（12）攻右旋螺纹循环指令）攻右旋螺纹循环指令C84（13）取消固定循环指

24、令）取消固定循环指令G80机电工程系数控教研室 （1）高速深孔啄钻循环指令）高速深孔啄钻循环指令G73 编程格式为：G73 X Y Z R Q F ； 说明：分多次工作进给，每次进给的深度由Q指定(一般23mm)，且每次工作进给后都快速退回一段距离d，d值由参数设定(通常为0.1 mm)。这种加工方法，通过z轴的间断进给可以比较容易地实现断屑与排屑。机电工程系数控教研室 （2） 深孔啄钻循环指令深孔啄钻循环指令G83 编程格式为：G83 X Y Z R Q F ； 说明：本指令适用于加工较深的孔，与C73不同的是每次刀具间歇进给后退至R点，可把切屑带出孔外，以免切屑将钻槽塞满而增加钻削阻力及切

25、削液无法到达切削区。当重复进给时，刀具快速下降，到d规定的距离时转为切削进给，g为每次进给的深度。 机电工程系数控教研室 （3）钻孔循环指令）钻孔循环指令G81 编程格式为：G81 X Y Z R F ； 说明：本指令属于一般孔钻削加工固定循环指令。 机电工程系数控教研室 （4）沉孔钻孔循环指令沉孔钻孔循环指令G82 编程格式为：G82 X Y Z R P F ； 说明：与C81动作轨迹一样，仅在孔底增加了“暂停”时间，因而可以得到准确的孔深尺寸，表面更光滑，适用于锪孔或镗阶梯孔。 机电工程系数控教研室 （5）铰孔循环指令铰孔循环指令G85 编程格式为：G85 X Y Z R F ； 说明：孔

26、加工动作与C81类似，但返回行程中，从ZR段为切削进给，以保证孔壁光滑。此指令适宜铰孔。 图477 G85的动作 机电工程系数控教研室 （6）精镗孔循环指令精镗孔循环指令G76 编程格式为：G76 X Y Z R Q P F ； 说明：图中P表示在孔底有暂停，OSS表示主轴准停，Q表示刀具移动量。采用这种方式镗孔可以保证提刀时不至于划伤内孔表面。应注意偏移量Q值一定是正值，且Q不可用小数点方式表示数值。 主轴定向停止与偏移 机电工程系数控教研室 （7）镗孔循环指令镗孔循环指令G86 编程格式为：G86 X Y Z R F ； 说明：进给到孔底后，主轴停止，返回到R点(G99)或起始点(G98)后主轴再重新启动。采用这种方式加工，如果连续加工的孔间距较小，则可能出现刀具已经定位到下一个孔加工的位置而主轴尚未到达规定的转速的情况，为此可以在各孔动作之间加入暂停指令G04，以使主