电子课件-《数控加工基础(第二版)》-B01-3951-第四章-数控铣床、加工中心加工基础

1、第四章 数控铣床/加工中心加工基础 41 数控铣床/加工中心编程基础42 子程序与坐标变换 43 孔加工固定循环功能 44 综合零件编程实例 45 数控铣床/加工中心的操作41 数控铣床/加工中心编程基础一、坐标系的设定二、FANUC 0i系统常用准备功能指令三、加工中心的编程指令格式：G92 X_ Y_ Z_； 41 数控铣床/加工中心编程基础 一、坐标系的设定1使用G92建立工件坐标系 式中X、Y、Z为绝对坐标值。 2使用G54G59建立工件坐标系 设定过程：选择装夹后的工件上的编程原点找出该点在机床坐标系中的绝对值将这些值通过机床面板输入机床偏置存储器参数中。工件坐标系与机床坐标系的关系

2、 41 数控铣床/加工中心编程基础 1平面选择指令（G17/G18/G19） 坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17表示XY平面指定G18表示XZ平面指定G19表示YZ平面指定 41 数控铣床/加工中心编程基础 二、FANUC 0i系统常用准备功能指令 2绝对坐标与增量坐标指令（G90/G91） 绝对坐标指令（G90）：程序中坐标功能字后面的坐标以原点作为基准，表示刀具终点的绝对坐标。 增量坐标指令（G91）：程序中坐标功能字后面的坐标以刀具起始点作为标准，表示刀具终点相对于刀具起始点坐标值的增量。 41 数控铣床/加工中心编程基础 3快速点定位指令（G00） 指令格

3、式：G00 X_ Y_ Z_ 41 数控铣床/加工中心编程基础 式中，X、Y、Z是快速进给的终点。 4直线插补指令（G01）指令格式：G01 X_ Y_ Z_ F_； 41 数控铣床/加工中心编程基础 式中，X、Y、Z是刀具目标点的坐标值。 5圆弧插补指令（G02/G03） 采用G90编程时，X、Y、Z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；采用G91编程时，X、Y、Z为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。 41 数控铣床/加工中心编程基础 指令格式： 1）XY平面圆弧 2）ZX平面圆弧 3）YZ平面圆弧 41 数控铣床/加工中心编程基础 不同平面G02/G03的判别 顺时针和逆时针圆弧插补的判断方法是

4、：观察者逆着垂直于插补平面的第三轴观看圆弧的运动轨迹，若为顺时针转动则是顺时针插补，若为逆时针转动则是逆时针插补。 6程序暂停指令（G04）指令格式：G04 X ； 或 G04 P ； 41 数控铣床/加工中心编程基础 式中，X后面可用带小数点的数，单位为s（秒）；P后面的数字不允许用小数点，单位ms（毫秒）。 7返回参考点指令（G27、G28、G29） 41 数控铣床/加工中心编程基础 G27 XY Z； X 、 Y 、 Z 为参考点在工件坐标系中的坐标值。G28 XYZ； X 、 Y 、 Z 为返回过程中经过的中间点。 G29 XYZ； X 、 Y 、 Z 为从参考点返回后刀具所达到的终点

5、坐标。G28与G29的动作过程 8刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）刀具半径左补偿 刀具半径右补偿 41 数控铣床/加工中心编程基础 指令格式 41 数控铣床/加工中心编程基础 1）建立刀具半径补偿指令G17 G41/G42 G00/G01 X _ Y _ D _；G18 G41/G42 G00/G01 X _ Z _ D _；G19 G41/G42 G00/G01 Y _ Z _ D _；2）取消刀具半径补偿指令G40 G00/G01 X _ Y _；G40 G00/G01 X _ Z _；G40 G00/G01 Y _ Z _； 9刀具长度补偿指令（G43、G44、G49）指令格式

6、：G43 G00/G01 Z H ； G44 G00/G01 Z H ； G49； 41 数控铣床/加工中心编程基础 执行G43时：Z实际值Z指令值（H）执行G44时：Z实际值Z指令值（H） 式中，G43为刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿， G49为刀具长度补偿取消；Z值为刀具移动量；H为刀具长度补偿值设定代码。 41 数控铣床/加工中心编程基础 a）刀具长度正补偿 b）刀具长度负补偿三、加工中心的编程 1加工中心的选刀与换刀（1）选刀 指令格式：T； （2）换刀 指令格式：M06； 41 数控铣床/加工中心编程基础 2加工中心常用换刀程序方法一： N60 G28 Z0 T03 M06；

7、 方法二：N10 G01 XYZT02；N80G91G28Z0M06；N90G01 XYZT03； 41 数控铣床/加工中心编程基础 42 子程序与坐标变换一、子程序二、坐标变换42 子程序与坐标变换一、子程序1. 子程序的概念在系统中调用程序的程序称为主程序；被调用的程序称为子程序。 2. 子程序的格式42 子程序与坐标变换3. 子程序的调用 如果省略了重复次数，则认为重复次数为1 次。如，M98 P1002表示调用调用子程序1002一次；M98 P51002表示号码为1002 的子程序连续调用5 次。 主程序可以调用子程序，同时子程序也可调用另一个子程序，即子程序的嵌套。42 子程序与坐标

8、变换4. 编程实例42 子程序与坐标变换（1）工艺分析1）选择刀具 2）确定切削用量3）确定刀具路径（2）程序编制（2）程序编制（2）程序编制42 子程序与坐标变换二、坐标变换指令1. 极坐标指令G16、G15（1）指令格式G16；极坐标指令G15；极坐标指令取消（2）说明1）极坐标指令以极坐标半径和极坐标角度来确定点的坐标。2）设置G15，则可以取消极坐标方式，使坐标值返回到用直角坐标输入。42 子程序与坐标变换 （3）极坐标系的原点 极坐标原点指定方式有两种，一种是以工件坐标系的零点作为极坐标系的原点，另一种是以当前位置作为极坐标系的原点。42 子程序与坐标变换（4）示例1）G90方式确定

9、极坐标点编程加工路线如图422所示，刀具快速定位到“1点”后，由“1点”到“2点”建立刀具半径左补偿，然后依次到达“3点”“4点”“5点”“6点”“7点”“8点”“9点”，最后由“9点”到“1点”取消刀具半径左补偿。42 子程序与坐标变换2）G91方式确定极点编程42 子程序与坐标变换2. 比例缩放G51、G50 G51既可在指定平面上缩放，也可在空间上进行比例缩放，运行该指令时各个坐标值以（X、Y、Z）指定的位置为中心，按P或I、J、K（使用I、J、K 方式指定缩放比例时，小数点编程不能用于指定比例）规定的缩放的比例进行缩放。42 子程序与坐标变换示例 刀具在“1点”下刀，由“1点”到“2点

10、”建立刀具左补偿，然后依次经过“3点”“4点”“5点”“6点”，最后由“6点”到“1点”取消刀具补偿。42 子程序与坐标变换3.可编程镜像 1）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指令，则顺圆弧指令（G02）镜像后改变为逆圆弧指令（G03）。反之，G03变为G02。 2）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则半径补偿的偏置方向反向，即G41变成G42，反之，G42变为G41。 3）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有坐标系旋转指令，则坐标系旋转方向相反。即顺时针变为逆时针，反之，逆时针变为顺时针。 4）在使用镜像指令时，由于数控铣床的Z轴一般安装有刀具，所以，

11、Z轴一般不进行镜像。42 子程序与坐标变换示例 刀具在编程原点下刀，由原点到“1点”建立刀具左补偿，由“1点”到“2点”圆弧切入，然后依次经过“3点”“4点”“5点”“6点”“2点”，由“2点”到“7点”圆弧切出，最后由“7点”到原点取消刀具左补偿。42 子程序与坐标变换4. 坐标系旋转（1）指令格式G17 G68 X Y R；G18 G68 X Z R；G19 G68 Y Z R；G69 ；1）数控系统处理的顺序是程序镜像比例缩放坐标系旋转刀具半径补偿。所以在应用这些功能时，应按顺序指定。取消时，按相反顺序。如果在坐标系旋转指令前有比例缩放指令，则在比例缩放过程中不缩放旋转角度。2）在坐标系

12、旋转前指定的刀具补偿，在坐标系旋转生效后，刀具的长度、半径补偿或刀具位置仍然被使用。3）在坐标系旋转方式中，G28指令和G54、G92指令不能指定。42 子程序与坐标变换示例刀具在“1点”下刀，由“1点”到“2点”建立刀具左补偿，由“2点”到“3点”直线切入，然后依次经过“4点”“5点”“3点”，由“3点”到“2点”直线切出，最后由“2点”到“1点”取消刀具补偿。43 孔加工固定循环功能一、孔加工固定循环指令二、各孔加工固定循环指令说明三、示例 43 孔加工固定循环功能一、孔加工固定循环指令 G代码加工运动（Z轴运动）孔底动作返回运动（Z轴运动）应用钻孔指令G81切削进给快速移动普通钻孔循环G

13、82切削进给暂停快速移动钻孔、锪镗循环G83间歇切削进给快速移动深孔钻削循环G73间歇切削进给快速移动高速深孔钻削循环攻螺纹指令G84 切削进给暂停，主轴反转切削进给攻右旋螺纹循环G74切削进给暂停，主轴正转切削进给攻左旋螺纹循环镗孔指令G76切削进给主轴定向，让刀快速移动精镗循环G85切削进给切削进给铰孔、粗镗循环G86 切削进给主轴停快速移动镗削循环G87切削进给主轴正转快速移动反镗削循环G88切削进给暂停，主轴停手动或快速镗削循环G89切削进给暂停切削进给铰孔、粗镗循环G80取消固定循环1固定循环的动作组成 43 孔加工固定循环功能 固定循环动作分解 2孔加工固定循环指令格式 43 孔加

14、工固定循环功能指令格式：G98/G99 G73 G89 X _ Y _ Z _ R _ Q _ P_ F _ K _ ；返回初始平面的两种方式二、各孔加工固定循环指令说明 1钻孔和锪孔指令（G81、G82）（1）指令格式：G81 X _ Y _ Z _ R _ F _ K _；G82 X _ Y _ Z _ R _ P _ F _； 43 孔加工固定循环功能G81/G82指令循环动作43 孔加工固定循环功能（2）应用 2深孔钻循环（G73、G83）（1）指令格式：G73 X Y Z R Q F ； （断屑深孔加工）G83 X Y Z R Q F ； （排屑深孔加工） 43 孔加工固定循环功能G

15、73、G83指令循环动作 43 孔加工固定循环功能（2）应用3粗镗孔循环（G85、G86、G88、G89）（1）指令格式：G85 X Y Z R F ；G86 X Y Z R P F ；G88 X Y Z R P F ；G89 X Y Z R P F ； 43 孔加工固定循环功能 43 孔加工固定循环功能（2）应用4精镗孔循环（G76、G87）（1）指令格式G76 X Y Z R Q P F ；G87 X Y Z R Q F ； 43 孔加工固定循环功能 43 孔加工固定循环功能（2）应用O0004；G90 G00 X0 Y0；Z20.0 G98 G76 X0 Y-60.0 Z-40.0 R-

16、17.0 Q1000 P1000 F60； （精镗孔）G80 M09；G91 G28 Z0； M30；5.攻左旋螺纹与攻右旋螺纹循环（G74、G84）（1）指令格式G74 X Y Z R P F ； （攻左旋螺纹）G84 X Y Z R P F ； （攻右旋螺纹） 43 孔加工固定循环功能 43 孔加工固定循环功能（2）应用 6取消固定循环指令（G80） 取消固定循环可用 G80 指令，也可用 G00、G01、G02、G03 指令。 43 孔加工固定循环功能 加工如图所示零件上的 4 个12H7 和 1 个14H7 的孔。 43 孔加工固定循环功能三、示例44 综合零件编程实例 实例一实例二实

17、例三44 综合零件编程实例 实例一1图样分析 该零件为轮廓和孔复合类零件，需要加工212mm通孔和上表面5mm厚的轮廓。两个孔的中心位置可由零件外形尺寸80mm、73mm及两中心尺寸30mm确定。上表面轮廓主要由5个直线段和3个圆弧段轮廓组成，R12mm圆弧的圆心角为180，R10mm圆弧的圆心角为90。5个直线段端点坐标和3个圆弧段的圆心坐标都可通过图中标注的尺寸求出。44 综合零件编程实例 2确定加工方案轮廓加工路线（1）铣削外轮廓。（2）钻孔。（3）扩孔。44 综合零件编程实例 3确定装夹方案以零件底平面定位，采用机床用平口虎钳装夹。4.相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡 44 综合

18、零件编程实例 （2）数控加工工艺卡 5编写程序 44 综合零件编程实例实例一加工视频 44 综合零件编程实例 实例二 分析如图所示的平面轮廓零件加工工艺，毛坯尺寸为120mm80mm24mm的块料，工件材料为硬铝。试编制其加工程序。 44 综合零件编程实例 1图样分析 2确定加工方案（1）用25 mm 麻花钻钻孔。（2）用16mm立铣刀铣带有倒角的矩形轮廓、正五边形轮廓，铣32 mm孔。（3）用10 mm 麻花钻钻 210 mm 孔。 3确定装夹方案 以零件底平面定位，采用机用台虎钳装夹。44 综合零件编程实例 4相关工艺卡片的填写 （1）数控加工刀具卡 零件图号零件名称材料程序编号车间使用设

19、备45 钢数控中心数控铣床刀号刀具名称刀具直径（mm） 刀具长度（mm） 刀补地址换刀方式加工部位设定补偿直径长度T01 麻花钻25 实测H01钻25孔T02 立铣刀16实测D01外轮廓T03 麻花钻10 实测H02 钻10孔编制审核批准年 月 日共 页第 页44 综合零件编程实例 （2）数控加工工艺卡 单位名称产品名称或代号零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车间001机用台虎钳加工中心数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1钻孔T012535030自动2铣外轮廓T021660080自动3钻孔T031035030自

20、动编制审核批准年 月 日共 页第页44 综合零件编程实例 实例二加工视频 5程序编制实例三44 综合零件编程实例1.图样分析该零件为内、外轮廓和孔复合类零件，需要加工310H7通孔和上表面8mm厚的内外轮廓。三个孔的中心位置可由零件尺寸(700.03)mm 、 mm 确定。外轮廓为多个圆弧和圆弧、圆弧和直线相切的轮廓线组成，各切点坐标可以通过CAD绘图查询得知。内轮廓为倒圆角矩形，矩形的长为20mm、宽为18mm，圆角半径为R5mm。铣削平面对底面有平行度要求，为0.05mm。各加工面的表面粗糙度要求为Ra3.2m。2.确定加工方案（1）选用12mm的立铣刀进行粗、精加工外轮廓，其加工轨迹路线如图450所示。（2）选用8mm的立铣刀进行粗、精加工工件内轮廓。（3）用B2.5mm中心钻钻三个10H7定位孔。（4）用9.8mm的麻花钻钻孔。（5）用10H7铰刀铰孔。44 综合零件编程实例 3.工件的定位夹紧 根据加工要求选用精密平口钳作为夹具，首先找正平口钳钳