加工中心(数控铣床)实训第2单元简单零件铣削课件

1、加工中心（数控铣工）实训目录第1单元加工中心、数控铣床操作基础第2单元简单零件铣削第3单元轮廓铣削第4单元规则轮廓铣削第5单元孔加工第6单元中级工模拟考核第7单元复杂零件的铣削第8单元多轴加工及生产加工第9单元高级工模拟考核第2单元 简单零件铣削2.1直线铣削2.2绝对值编程和增量编程2.3圆弧铣削2.4坐标变换与子程序调用2.5综合训练2.1直线铣削【教学指导】使学生掌握G00、G01指令的格式和区别。使学生能按照图样编写直线铣削程序。使学生能正确操作机床进行加工。使学生理解刀具移动和程序语句的关系，编程的基本方法和步骤，尽快入门。2.1直线铣削【预备知识】1.准备功能G代码概述准备功能G代

2、码是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种命令。因其地址符规定为G，故又称为G功能或G指令。G的后面一般为两位数（0099），也有极少数控机床系统为三位数（非标准化规定）。如G00X60Z5或G01X80Z0F100，其中G00或G01为G代码。2.1直线铣削G代码可分模态和非模态两种，模态G代码也叫续效G代码，执行以后一直有效，直到被同组代码取代为止；非模态G代码只在当前程序段有效，下一程序段如果还要使用，必须重新书写。2.1直线铣削G代码是分组的，同一组的代码只能用一个，不同组的代码可以任意组合。例如G02、G03都是01组的，G02是顺时针圆弧插补，G03是逆时针圆弧插补，二者只能取其

3、一，不能同时出现在一个程序语句中。G20、G21都是06组的，G20表示输入的坐标数值是英制，以英寸为单位，G21表示输入的坐标值是公制，以毫米为单位，二者只能取其一，不能同时出现在一个程序语句中。但G02、G03可以任意与G20、G21组合。2.1直线铣削目前，G代码标准化规定的程度不是很高，在具体编程时必须按照所用的数控系统说明书的具体规定使用，切不可盲目套用。2.1直线铣削2.快速点定位指令该指令用于刀具以点位控制方式使从刀具所在点快速移动到目标位置，无运动轨迹要求，不需特别规定进给速度。格式：G00X_Y_Z_；说明：“X_Y_Z_”代表目标点的坐标值。用绝对值指令时，是终点的坐标值，

4、用增量值指令时，是刀具移动的距离。“；”代表一个程序段的结束。2.1直线铣削注：G00时各轴单独的快速进给速度由机床厂家设定。用F指定的进给速度无效。G00这条指令所作的就是使刀具以高速率移动到“X_Y_Z_”指定的位置，被指令的各轴之间的运动是互不相关的，也就是说刀具移动的轨迹不一定是一条直线。2.1直线铣削3.直线插补指令该指令可以使刀具沿直线或斜线运动。可使加工中心（数控铣床）刀具沿X轴、Y轴、Z轴方向以F指定的进给速度执行单轴运动，也可以沿X、Y、Z三维空间范围内任意斜率的直线运动。格式：G01X_Y_Z_F_；说明：“X_Y_Z_”代表目标点的坐标值。用绝对值指令时，是终点的坐标值，

5、用增量值指令时，是刀具移动的距离。2.1直线铣削“F_”代表刀具的进给速度（进给量）；当程序中使用指令“G98”时，进给速度的单位为mm/min（每分进给方式）；使用指令“G99”时，进给速度的单位为mm/r（每转进给方式）。注意事项：用F指定的进给速度是刀具沿着直线运动的速度，当两个坐标轴同时移动时为两轴的合成速度。“；”代表一个程序段的结束。2.1直线铣削举例：如图2-1-1所示，由始点到终点的直线插补的程序为G01 X200.0 Y100.0 F200.0；2.1直线铣削【讲解知识】加工图2-1-2所示零件，用G00和G01两个指令编写程序，加工出槽宽等于刀具直径，深度为2mm的矩形槽。

6、材料为100mm100mm的铝合金（LY12），刀具为直径12mm的键槽铣刀。1.零件分析该零件为字母“N”，形状相对比较简单，全部由直线组成，适合初学者使用。2.1直线铣削2.1直线铣削2.编程指导1）本项目编程的工件坐标系设在工件上表面的中心，如图2-1-3所示。2）本项目中的走刀路径轨迹如图2-1-3所示，从A点下刀，直线插补至B点，直线插补至C点，直线插补至D点，抬刀。3）图2-1-3中的节点坐标分别为A（-25，-25）、B（-25，25）、C（25，-25）、D（25，25）。2.1直线铣削2.1直线铣削3.程序详解2.1直线铣削2.1直线铣削4.编程的基本规则1）除了主轴启动、停

7、止，冷却液启动、停止，调用子程序，设置坐标系，换刀等辅助工作之外，每一句程序都对应一步刀具的移动。在初学编程时，为了防止出错，可在图样上画出刀具运动的轨迹，写出各点的坐标值，然后再编程。2）上一句程序的终点就是下一句程序的起点，所以在绝对值编程时仅需要写终点的坐标值，而不必考虑起点；在增量编程时需要写坐标轴的移动量，与起点有关。因增量编程比较麻烦，容易出错，所以使用较少。2.1直线铣削3）上一程序句中出现的模态值，如果在下一句中其值不变，可省略，X、Y、Z坐标如果没有移动也可省略。4）程序的执行顺序与程序号N号无关，只按程序句书写的先后顺序执行，N号可任意排，可重复，也可省略。5）在同一程序句

8、中，程序的执行与M、S、T、G、X、Y、Z的书写无关，按系统自身设定的顺序执行，但通常按一定的顺序书写，即N、G、X、Y、Z、F、M、S、T。字母的大小写也无关，但一般按大写字母书写。2.1直线铣削6）G00与G01的区别是：G00是快速定位，其移动轨迹一般为折线，在编程时要防止出现碰撞；F指令对其没有作用，其移动速度较快，不能切削。G00不能代替G01，而G01可以代替G00，程序不会出错，但加工效率严重下降。G01运动轨迹为直线，可以进行切削，运动速度受F的控制。7）由于工件坐标原点取在工件上表面中心，故在切削时Z的坐标值均为负值。8）小数点编程。2.1直线铣削5.加工中心、数控铣床的加工

9、操作步骤在进行了零件加工准备工作后，就可以用加工中心或数控铣床进行加工了。完整操作步骤如下，根据实际情况和熟练程度可适当简化。（1）开机（2）回参考点（3）工件装夹2.1直线铣削（4）对刀及参数输入（5）对其他刀具并输入刀具补偿值（6）编辑并调用程序（7）程序调试（8）自动加工（9）测量工件（10）结束加工、关机2.1直线铣削【训练内容】加工图2-1-4所示零件，在笛卡儿坐标系中用G00和G01两个指令编写程序，加工出槽宽等于刀具直径，深度为2mm的矩形槽。材料为100mm100mm的铝合金（LY12），刀具为直径12mm的键槽铣刀。2.1直线铣削2.1直线铣削【温馨提示】1）切削时必须用G0

10、1指令，注意G00和G01应根据实际需要进行切换，以节省时间。2）Z轴下刀时，切到工件时的进给速度F应比走X、Y向的速度适当小一点，推荐Z轴下刀用F80，X、Y向用F150，在加工时根据实际情况通过机床面板上进给速度倍率来作出合理调整。3）在进行直接下刀时，一定要选择具有端部切削功能的铣刀，即刀刃要过中心，如键槽铣刀。2.1直线铣削2.1直线铣削2.1直线铣削由以上可以看出，编程并不难，程序的开头与结尾都有固定的模式，理解并记住就行；程序的主体部分，根据零件轮廓的不同而不同，每一句程序都对应着一段刀具的移动轨迹，可以在图样上标出刀具移动的轨迹，算出坐标点，每一个刀具移动都对应一句程序，快速移动

11、不加工的用G00指令，直线切削的用G01。2.1直线铣削【讨论与总结】程序指令与刀具运动有什么关系？如何根据刀具的运动轨迹来编程？如何根据程序来确定刀具运动轨迹？编程的基本规则是什么？2.2绝对值编程和增量编程【教学指导】使学生了解绝对值编程和增量编程的概念和差异。使学生能按照图样编写直线铣削程序。使学生能正确操作机床进行加工。使学生理解刀具移动和程序语句的关系，编程的基本方法和步骤，尽快入门。2.2绝对值编程和增量编程【预备知识】绝对值编程和增量编程（G90和G91）有两种指令刀具运动的方法：绝对值编程和增量值编程。在绝对值编程时，指定的是运动终点在当前坐标系中的坐标值；而在增量编程时，指定

12、的则是各轴运动的距离和方向。可以通过G90和G91这对指令来选择使用绝对值编程或增量编程。格式：G90绝对值编程。G91增量编程。2.2绝对值编程和增量编程2.2绝对值编程和增量编程图2-2-2a为从基准点（坐标原点）标注的，用绝对值编程较方便；图2-2-2b为增量值标注的，用增量编程较方便。2.2绝对值编程和增量编程2.2绝对值编程和增量编程一般选用绝对值编程较多，增量编程时如果前面有数值计算错误就会影响到后面的正确性，而绝对值编程不会。也可以根据需要在一部分程序中用绝对值编程，另一部分程序中用增量编程。其中G90为默认指令，如果没有指明是G90还是G91，就默认为是G90。2.2绝对值编程

13、和增量编程【讲解知识】如图2-2-3所示，请分别用绝对值编程和增量编程两种不同的方式编写，按照OABCDEO路线移动。2.2绝对值编程和增量编程1.各点坐标2.2绝对值编程和增量编程2.程序详解2.2绝对值编程和增量编程2.2绝对值编程和增量编程一般程序的终点就是程序的起点，用增量编程时，如果程序正确，则所有的X值之和为零，所有的Y值之和为零，所有的Z值之和为零，否则程序肯定有错（但，和为零程序不一定就对）。2.2绝对值编程和增量编程【训练内容】1.如图2-2-4所示，请分别用绝对值编程和增量编程两种不同的方式编写，按照OABCDEO路线移动。请先列出每点的绝对坐标值和增量坐标值再编写程序。2

14、.分别用绝对值编程指令（G90）和增量编程指令（G91）编写图2-2-5所示零件的加工程序并加工，体会其差别。编程提示：选用直径为16mm的刀具，仅加工槽，注意用刀具中心轨迹编程。2.2绝对值编程和增量编程2.2绝对值编程和增量编程2.2绝对值编程和增量编程【讨论与总结】绝对值编程是在机床坐标系下编程还是在工件坐标系下编程？增量编程与绝对值编程有何异同，在什么情况下应用它们？用增量编程时，当刀具回到起点时，所有的X、Y、Z值分别相加，其和为零，则程序正确吗？为什么？2.3圆弧铣削【教学指导】使学生掌握G02和G03指令的格式及两者的区别。使学生能按照图样编写圆弧铣削程序。使学生能正确操作机床进

15、行圆弧铣削加工。2.3圆弧铣削【预备知识】1.平面选择指令平面选择指令用于选择进行圆弧插补以及刀具半径补偿所在的平面。格式：G17选择XY平面G18选择ZX平面G19选择YZ平面2.3圆弧铣削2.圆弧插补指令G02、G03为圆弧插补指令，可以使刀具沿圆弧轨迹运动。G02为顺时针方向的圆弧插补，G03为逆时针方向的圆弧插补。2.3圆弧铣削详细说明如下：1）圆弧插补的方向，对于XY平面来说，是由Z轴的正向往Z轴的负向看XY平面所看到的圆弧方向是顺时针还是逆时针；同样，对于XZ平面或YZ平面来说，观测的方向则应该是从Y轴或X轴的正向到Y轴或X轴的负向（适用于右手坐标系，如图2-3-1所示）。2.3圆

16、弧铣削2.3圆弧铣削2）圆弧的终点由地址X、Y和Z来确定。在绝对值编程时（G90），地址X、Y、Z为圆弧终点在当前坐标系中的坐标值；在增量编程时（G91），地址X、Y、Z为在各坐标轴方向上当前刀具所在点到终点的距离及方向（正或负），也就是终点坐标值减起点坐标值。2.3圆弧铣削3）I、J、K为圆弧的起点到圆心的距离及方向（正或负），I、J、K分别对应X轴、Y轴、Z轴。可用下式表示：IX圆心-X起点，JY圆心-Y起点，KZ圆心-Z起点I、J、K根据所选择的加工平面不同，选择相应的两个使用，值为零时可省略。2.3圆弧铣削4）对一段圆弧进行编程，除了用给定终点位置和圆心位置的方法外，还可以用给定半径和

17、终点位置的方法。用R来表示半径值，替代I、J、K。R的值有正负之分，小于等于180度的圆弧R为正值，大于180度的圆弧R为负值，整圆只能使用I、J、K来编程。由于用R编程不需要考虑圆心位置来计算I、J、K，比较方便，应用较多。2.3圆弧铣削【讲解知识】加工如图2-3-2所示零件，槽宽等于刀具直径，深度为2mm，材料为100100的铝合金（LY12），刀具为直径12mm的键槽铣刀。2.3圆弧铣削2.3圆弧铣削1.零件分析2.编程指导1）本项目编程的工件坐标系设在工件上表面的中心，如图2-3-2所示。2）本项目中的走刀路径轨迹如图2-3-2所示，从A点下刀，圆弧插补至B点，圆弧插补至C点，抬刀。3

18、）图2-3-2中的节点坐标分别为A（15，15）、B（0，0）、C（-15，-15）。3.程序详解2.3圆弧铣削2.3圆弧铣削【训练内容】加工如图2-3-3所示零件，槽宽等于刀具直径，深度为2mm，材料为100100的铝合金（LY12），刀具为直径12mm的键槽铣刀。2.3圆弧铣削2.3圆弧铣削提示：1）用刀具中心轨迹编程。2）切削圆弧时用圆弧指令G02/G03，加工好之后开始直线插补了就要用G01指令，要及时进行切换，否则就会出现刀具节点不正确的报警信息。3）注意圆弧的方向。2.3圆弧铣削【讨论与总结】研究构造直角三角形用勾股定理计算零件圆弧轮廓的交点、圆心坐标的方法（用勾股定理可以计算所有

19、的数控手工编程所需要的圆弧交点、圆心的坐标，因为在直角坐标系下总能构造合适的三角形，计算出所需要的值）。圆弧编程加工的注意事项。圆弧编程的两种格式（I、J、K与R）的区别。2.4坐标变换与子程序调用【教学指导】使学生掌握坐标系变换指令、子程序调用与返回指令（M98、M99）的格式和应用。使学生能按照图样利用坐标系变换和子程序方式编写程序。使学生能正确操作机床进行加工。2.4坐标变换与子程序调用【预备知识】1.工件坐标系（G5459）G55G59与G54一样可以设定工件坐标系，其编程时的使用方式也一样，也需要在机床坐标系的相应位置输入X、Y、Z值，这个值是该工件坐标系原点在机床坐标系下的坐标值。

20、2.4坐标变换与子程序调用2.局部坐标系（G52）当在工件坐标系中编制程序时，为了方便编程，可以设定工件坐标系的子坐标系。子坐标系称为局部坐标系。（1）指令格式G52 X Y Z；设定局部坐标系G52 X0 Y0 Z0；取消局部坐标系其中，X Y Z：局部坐标系原点在当前工件坐标系下的坐标值。2.4坐标变换与子程序调用（2）说明用指令G52 X Y Z可以在工件坐标系（G54G59）中设定局部坐标系。局部坐标的原点设定在工件坐标系中以X Y Z指定的位置。G52中没有指定的坐标原点不变，例如指令中仅指定了X值，Y、Z值没有指定，则Y、Z坐标原点不变。2.4坐标变换与子程序调用当局部坐标系设定后

21、，以绝对值方式（G90）编程的坐标值是在此局部坐标系中的坐标值。同时，系统界面显示的绝对坐标值也是局部坐标系中的坐标值。机床坐标系（机械坐标系）是一切坐标系的基础，工件坐标系是局部坐标系的基础，其相互关系见图2-4-1。2.4坐标变换与子程序调用2.4坐标变换与子程序调用3.子程序调用功能加工程序分为主程序和子程序，一般的，NC执行主程序的指令，但当执行到一条子程序调用指令时，NC转向执行子程序，在子程序中执行到返回指令时，再回到主程序。当加工程序需要多次运行一段同样的轨迹时，可以将这段轨迹编成子程序存储在机床的程序存储器中，每次在程序中需要执行这段轨迹时便可以调用该子程序，以简化编程。2.4坐标变换与子程序调用当一个主程序调用一个子程序时，该子程序可以调用另一个子程序，这种情况称之为子程序的嵌套。一般机床可以允许最多达十层的子程序嵌套。在调用子程序指令中，可以重复执行所调用的子程序，重复最多达9999次，甚至更多。2.4坐标变换与子程序调用子程序的建立、删除、编辑、存储、调出等操作与主程序一样，调用是由主程序调用，不能单独运行。其编写格式与主程序基本一样，在程序的开始，用字母O指定子程序号，为四位数字；2.4坐标变换与子程序调用在子程序的结尾，用M99指令返回主程序（主程序是用M02或M30结束，