数控铣床加工工艺与基本编程方法

第四章数控铣床加工工艺第一节数控铣削加工的主要对象第二节数控铣削加工工艺的制订第三节数控铣床的编程基础第四节数控铣床的基本编程方法化学工业出版社第一节数控铣削加工的主要对象第四章数控铣床加工工艺数控铣床进行铣削加工主要是以零件的平面、曲面为主，还能加工孔、内圆柱面和螺纹面。它可以使各个加工表面的形状及位置获得很高的精度。一、平面类零件第四章数控铣床加工工艺如图4-1所示，零件的被加工表面平行、垂直于水平面或加工面与水平面的夹角为定角的零件，称为平面类零件。对于平面垂直于坐标轴的面，其加工方法与普通铣床的加工方法一样。对斜面的加工方法可采用：①将斜面垫平加工，这是在零件不大或夹具容易实现零件的加工情况下进行。第四章数控铣床加工工艺②用行切法加工，如图4-2所示，这样会留有行与行之间的残留余量，最后要由钳工修锉平整，飞机上的整体壁板零件经常用这个方法加工。③用五坐标数控铣床的主轴摆角后加工，不留残留余量，效果最好，如图4-3所示。对于斜面是正面台和斜肋板的表面，可采用成形铣刀加工；也可用五坐标数控铣床加工，但不经济。二、变斜角类零件第四章数控铣床加工工艺零件被加工表面与水平面夹角呈连续变化的零件，称为变斜角类零件。这类零件一般为飞机上的零部件，如飞机的大梁、桁架框等。以及与之相对应的检验夹具和装配支架上的零件。如图4-4所示为一种变斜角零件，该零件共分为三段，从第②肋到第⑤肋的斜角a由3°10′均匀变到2°32′，从第⑤肋到第⑨肋再均匀变为1°20′，从第⑨肋到第⑿肋均匀变为0°。第四章数控铣床加工工艺变斜角零件不能展开成为平面，在加工中被加工面与铣刀的圆周母线瞬间接触。用五坐标数控铣床进行主轴摆角加工，也可用三坐标数控铣床进行行切法加工。①对曲率变化较小的变斜角面，用x、y、z和A四坐标联动的数控铣床加工，如图4-5所示为用立铣刀直线插补方式加工的情况。②对曲率变化较大的变斜角面，用x、y、z和A、B五坐标联动的数控铣床加工，如图4-6所示。也可以用鼓形铣刀采用三坐标方式铣削加工，，所留刀痕用钳工修锉抛光去除，如图4-7所示。三、曲面类零件第四章数控铣床加工工艺零件被加工表面为空间曲面的零件，称为曲面类零件。曲面可以是公式曲面，如抛物面、双曲面等，也可以是列表曲面，如图4-8所示。曲面类零件的被加工表面不能展开为平面；铣削加工时，被加工表面与铣刀始终是点对点相接触。用三坐标数控铣床加工时，一般采用行切法用球头铣刀铣削加工，如图4-9所示。四、孔类零件第四章数控铣床加工工艺孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔、台阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件，一般是孔的位置要求较高的零件，如圆周分布孔，行列均布孔等，如图4-10所示。其加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻螺纹等。第二节数控铣削加工工艺的制订一、零件的工艺分析（1）要彻底读懂图样第四章数控铣床加工工艺零件图样的尺寸是否标注全，有无漏、多尺寸的情况，有无封闭尺寸，尺寸的标注法是否方便编程，零件结构是否表示清楚了，视图是否完整，各几何元素间的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确。（2）要分析透零件的加工工艺性研究零件的被加工表面是否适于数控铣床加工，被加工表面是否太厚，内转接圆弧R是否太小。如图4-11所示，当R＜0.2H（H为被加工内轮廓面的最大厚度）时，其加工工艺性不好。即刀具被迫采用小直径而使得其刚性太差，需采取多次分层切削加工。第四章数控铣床加工工艺一个零件上内壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性，影响加工能力、加工质量和换刀次数等。如图d=D-2r铣刀端刃铣削平面的面积越大，则加工平面的能力越强，因而，铣削工艺性越好。图4－12零件槽底平面圆弧对加工工艺的影响（3））要要研研究究分分析析零零件件的的精精度度（4））要要研研究究分分析析零零件件的的刚刚性性（5））要要研研究究分分析析零零件件的的定定位位基基准准（6））要要研研究究分分析析零零件件的的毛毛坯坯和和材材料料第四四章章数数控控铣铣床床加加工工工工艺艺零件件的的精精度度（（尺尺寸寸、、形形状状、、位位置置））是是否否能能够够保保证证，，表表面面质质量量能能否否保保证证。。根根据精精度度、、表表面面质质量量来来决决定定是是否否采采用用粗粗铣铣，，还还是是精精铣铣，，以以及及是是否否要要多多次次进进给给。。零件件的的厚厚度度如如果果太太单单薄薄会会引引起起加加工工变变形形。。当当加加工工薄薄壁壁零零件件时时，，若若面面积积较较大大的零件，其加加工后也易产产生变形，很很难保证精度度，尤其是铝铝合金板。零件上如有统统一的定位基基准，便可保保证在零件多多次装夹后各各加工表面之之间的位置精度度。其定位基基准能保证零零件定位稳定定可靠，便没没有基准不重重合误差。材料是否具有有较好的加工工工艺性能，，硬度、热处处理状态是怎怎样的？毛坯的余量是是否足够，是是否均匀，毛毛坯的安装定定位平面是否否方便可靠。。二、装夹方案案的确定1．定位基准准的选择第四章数数控铣床床加工工艺选择定位基准准时，应注意意减少装夹次次数，尽量做做到在一次安安装中能把零件上所有有要加工的表表面都加工出出来。一般选选择零件上不不需要数控铣削的平面面或孔做定位位基准。对薄薄板零件，选选择的定位基基准应有利于提高工件件的刚性，以以减少切削变变形。定位基基准应尽量与与设计基准重合，以减减少定位误差差对尺寸精度度的影响。2．夹具的选选择数控铣床可以以加工形状复复杂的零件，，但在数控铣铣床上的工件件装夹方法与普通铣床床的工件装夹夹方法一样，，所使用的夹夹具往往并不不复杂，只要求有简单单的定位、夹夹紧机构就可可以了。但要要将加工部位位敞开，不能因装夹工工件而影响进进给和切削加加工。3．必须注意意的问题第四章数数控铣床床加工工艺①工件的被被加工表面必必须充分暴露露在外，夹紧紧元件与被加加工表面间的距离要保保持一定的安安全距离。各各夹紧元件应应尽可能低，，以防铣夹头或主轴轴套筒与之在在加工过程中中相碰撞。②夹具安装装应保证工件件的方位与工工件坐标系一一致，并且还还要能协调零件定位面面与数控铣床床之间保持一一定的坐标联联系。③夹具的刚刚性和稳定性性要好，尽量量不采用更换换压板（夹紧紧点）的设计。若必须须更换时，要要保证不破坏坏工件的定位位。4．夹具选用用原则第四章数数控铣床床加工工艺（1）在生产产类型为批量量较小或单件试制时时，若零件复复杂，应采用组合夹夹具。如图所所示，它是由可重复复使用的标准准零件组成。若零零件结构简单单时，可采用通用夹夹具，如虎钳钳、压板等，如图图所示。第四章数数控铣床床加工工艺（2）在生产产类型为中批批量或批量生生产时，一般般用专用夹具具，其定位效率较较高，且稳定定可靠。（3）在生产产批量较大时时，可考虑采采用多工位夹夹具、机动夹夹具，如液压、气压压夹具。三、刀具选择择的基本要求求（1）刀具的的刚性要好第四章数数控铣床床加工工艺为提高生产率率而采用大切切削用量时，，需要刚性好好的刀具，刚性差差的刀具在大大切削用量时时很容易断刀刀。要保证被加工工表面的形状状精度，用刚刚性差的刀具具在大切削力力的作用下，，会产生变形形而形成“让让刀”，使加加工的型面会会出现斜面，，如图4-15所示。当当被加工表面面各处余量不不一样时，用用普通铣床可可多次进给解解决问题，而而数控铣床则则要改变程序序，而用刚性性强的刀具就就可一次加工工，不必改变变程序。（2）刀具的的耐用度要高高因为数控铣床床靠程序控制制精度，刀具具若磨损很快快，则尺寸精精度、型面精度很难难保证，故要要用耐用度高高的刀具。此外，刀具参参数、几何角角度、排屑性性能等因素也也要综合考虑虑。四、切削用量量的选择第四章数数控铣床床加工工艺合理的选择切切削用量，对对零件的表面面质量、精度度、加工效率率影响很大，这在实际际加工中往往往是很难掌握握的，必须要要有丰富的实实践经验才能够掌握好好切削用量的的选择。因此此，在编程时时只能根据一一般情况，大致选择切削削用量。在实实际加工中，，根据具体加加工情况进行行调整。五、进给路线线的确定在确定进给路路线时，要考考虑零件的被被加工表面的的精度、表面面质量、表面形状。零零件材料的刚刚度、切削余余量。机床的的类型、刚度度、精度以及刀具的刚刚度等等。要要考虑被加工工表面与夹具具的空间关系系，以防碰撞。合理的的进给路线应应能保证零件件的加工精度度、表面质量量的要求。数值计算简单单、程序段少少、编程量小小、进给路线线短、空行程程少的高效率路线。1．钻孔加工工的进给路线线第四章数数控铣床床加工工艺钻孔加工的进进给路线，包包括钻、扩、、铰、攻螺纹纹、镗孔等孔孔的加工方法法。这种进给给路线包括两两个方面：x、y方向和z方向。如图4-16所示示，该零件要要钻孔，则进进给路线是参参照普通钻床床钻孔的动作作设计的，按按G81固定定循环动作。。①钻头（铰铰刀、镗刀、、螺纹刀具））在x、y方向快速移动动至孔的中心心位置。②钻头快速速下刀至工件件表面上方3～5mm的距离。。③钻头工作作进给至指定定深度。④钻头快速速返回初始平平面。⑤若加工多多个孔则要考考虑x、y方向的最短加工路线线，如图2-56c所示示。2．铣削平面面轮廓的进给给路线第四章数数控铣床床加工工艺（1）铣削外外轮廓零件铣削外轮廓零零件的路线分分为z方向和和x、y方向向，要一一确确定。x、y方向的确定定，如图4-17所示。。①在开始切切削段和结束束切削段要有有切入、切出出的路线，以以避免产生刀刀痕，保证被加工表面的的光滑。②应建立径径向刀具补偿偿段和取消径径向刀具补偿偿段，这一点点非常重要。。它的目的是是为了编程简单单，可灵活使使用不同直径径的刀具，并并利用刀具补补偿值有效地地控制尺寸精度。③在实际切切削段，只要要沿着实际轮轮廓编制程序序段就行了。。在进给方向向上一般用顺顺铣，这是因为为数控铣床的的丝杠是滚珠珠丝杠，间隙隙极小甚至为为零，不存在在普通铣床上顺铣易损坏坏刀具的情况况。顺铣加工工的表面质量量比逆铣要高高，切削状态态也好。第四章数数控铣床床加工工艺（2）铣削内内轮廓零件铣削内轮廓零零件的路线也也同样分为z方向和x、、y方向，但但铣削内轮廓零件与铣削削外轮廓零件件的情况不同同，不能从切切线方向切入入、切出。①开始切削削段可用圆弧弧切入，结束束切削段可用用圆弧切出，，以保证不留刀痕，如图图18所示。。若要求不高高，也可用斜斜线切入、切切出，如图4-19所示示。圆弧的大大小和斜线的的长短视内轮轮廓零件的尺尺寸大小而定定。第四章数数控铣床床加工工艺②应建立径径向刀具补偿偿段和取消径径向刀具补偿偿段。③进给方向向一般用顺铣铣，在确定路路线时，要考考虑刀具直径径的大小，每段轮廓的长长度必须大于于刀具半径和和刀具半径补补偿值之和，，否则机床将报警，，防止过切，，如图4-20所示。第四章数数控铣床床加工工艺（3）内、外外轮廓零件z方向的确定定如图4-21所示，铣刀刀快速进给至至z＇，再工作进进给至切削长长度z＇＇。这个z＇值的确定很很重要，设定定的太高效率率低，设定的的太低，则快快速下刀距离离工件太近，，容易出危险险，很容易碰碰刀。铣削外轮廓零零件时，落刀刀点要选在工工件外，距离离工件一定的的距离L（L>r+k，r为刀刀具半径，k为余量），铣削内轮廓零件时，落刀刀点选在有空空间下刀的地地方，一般在在内轮廓零件件的中间，若没没有空间的话话，应先钻落落刀孔。第四章数数控铣床床加工工艺（4）型腔加加工这类零件是要要去除中间的的余量。如图图2-58所所示，在x、、y方向从落落刀点下刀后有有三种情况：：平行切法（（进给路线最最短，表面质质量差）、环切法（进进给路线最长长，表面质量量好。）、混混合法（先平平行切削再环切，进进给路线较短短，表面质量量好。）。在在z方向路线线的确定，与加工内、外外轮廓零件基基本相同。环切法行切法行切+环切法法3．曲面加工工的进给路线线第四章数数控铣床床加工工艺曲面加工的进进给路线对于于三坐标数控控铣床来说比比较简单，用用球头铣刀采用行切切法加工，如如图2-72所示。行切切法是指刀具具与零件表面的切点轨迹迹是一行一行行的，且行距距根据加工精精度要求来确确定。若曲面比较复复杂，则要用用四坐标数控控铣床、五坐坐标数控铣床床加工。六、平面凸轮轮零件的数控控铣削工艺第四章数数控铣床床加工工艺如图4-22所示，平面面凸轮零件是是平面轮廓零零件加工的典典型零件，它的轮廓是由由圆弧与直线线组成。1．零件工艺艺分析第四章数数控铣床床加工工艺零件图样的尺尺寸、视图都都完整，表达达清楚，几何何关系明确；；零件的结构工艺性也也很好，无难难以加工的结结构。侧面与与底面垂直，，零件的厚度不厚，在在垂直方向可可一刀切削完完成；零件的的精度要求较较高，R61±0.05，R64±0.05，R63.5±0.05，要采采用粗铣——半精铣——精磨的工艺路路线；用数控控铣床只能完完成半精加工工，精加工需需淬火后磨削完成；可可用零件的大大平面和两孔孔作定位基准准；零件材料料是CrWMn钢钢，淬火后硬硬度为HRC58～62。数控铣削削工序完成半半成品，为半精加工。。已加工好孔孔和平面，经经调质硬度为为HRC22～26，切切削加工性较好。。2．夹具选择择第四章数数控铣床床加工工艺根据零件被加加工表面的情情况，该零件件需限制五个个自由度，可可采用一面二孔的定定位方法，如如图4-23所示。为了了露出被加工工表面，不能从周边压紧紧，而用螺钉钉、压板机构构从中间压紧紧。这个夹具具是一种专用夹具，，凸轮批量较较大时，用这这个夹具可提提高效率。3．刀具选择择4．切削用量量的选择加工该凸轮用用立铣刀，直直径可大可小小，根据刚性性好、耐用度度高这样一个特点，选选择Φ20高高速钢立铣刀刀。其切削长长度L=40mm，，可以满足要求。数控铣床铣削削凸轮的切削削用量，可根根据机床说明明书选择确定定。5．进给路线线的确定第四章数数控铣床床加工工艺在x、y方向：①选开始切切削点，确定定A点为开始始切削点，同时选定切入入、切出点M、N在A点点切线上。②根据A、、M的位置，，在其左下方方距离大于刀具半径和余余量处的P点点，选作为落落刀点。③对应于P点，在刀具具切出后左上上方的Q点，，选作为抬刀点点。④加工路线线：P—M——A—B—C—D—E——F—G—H——I—A—N—Q，如图4-24所示。在z方向：快速下刀点z＇=5mm，，切削深度z＇＇=－17mm，，如图4-25所示。综合工艺分析析情况，填写写数控加工工工序卡，见表4-1。。第四章数数控铣床床加工工艺第三节数控控铣床的编程程基础一、数控铣床床的程序编制制功能第四章数数控铣床床加工工艺（1）插补目前，数控铣铣床都具有直直线插补功能能和圆弧插补补功能。所谓谓插补就是数控系统统在二点之间间按照一定的的计算方法，，所计算出来来的一些点，根据这这些点的连线线可以近似地地逼近直线或或圆弧，如图图4-26所示。刀具沿沿两点之间的的直线插补点点的连线运动动，称为直线线插补。因为插补点非非常密集，所所以可以用这这条连线近似似作为直线运运动。刀具沿圆弧插插补点的连线线运动，也可可以近似作为为圆弧运动。。第四章数数控铣床床加工工艺（2）刀具补补偿（3）镜象刀具补偿功能能是数控铣床床中一种非常常重要的功能能，其补偿的的方法有刀具半径补偿偿和刀具长度度补偿。镜象功能是数数控铣床用作作简化程序的的一种功能，，即零件的被加加工表面结构构对于x轴或或y轴对称，，就可将程序简简化为一半或或1/4。然然后，另一半半或3/4用镜象象功能加工，，如图4-27所示。另另外，还有比例缩放功功能，即可将将程序按比例例扩大或缩小小。第四章数数控铣床床加工工艺（4）子程序序子程序是数控控铣床中简化化程序编制的的一个重要功功能，它可将将多次重复加工的内容容，或者是递递增（减）尺尺寸的内容，，用一个程序序编制好，在重复动作时时，多次调用用这个程序，，这就是子程程序。例如，，多次分层加工的路线线，多个排列列成行的孔加加工等，粗、、精加工等。。此外，子程序还可多多重嵌套。（5）变量功功能对于某些形状状相似的结构构，其尺寸参参数不同时，，可以用变量量来编程，这样在主程序序中给变量赋赋值，子程序序中用变量代代替坐标尺寸寸参数，这样可以更加加简化程序编编制。在数控控铣床中，还还有宏程序的的功能，宏程序中就是是用许多变量量做参数的功功能。第四章数数控铣床床加工工艺（6）坐标系系的多种功能能在设定工件坐坐标系时，可可以设置成直直角坐标，也也可以设置成成极坐标；可以让直角坐坐标平移，也也可以让直角角坐标旋转角角度；还可以以采用绝对坐标系和相相对（增量））坐标系。程程编人员可以以根据零件的的加工要求，选择最方方便、最简单单的坐标系，，以便简化程程序。（7）循环功功能在数控铣床以以一些固定动动作运动时，，可以用一些些指令来代替替这些动作，从而可以以简化程序。。如钻孔固定定循环动作，，铣型腔固定定循环动作。二、SINUMERIK840C系统第四章数数控铣床床加工工艺2．M指令G指令被称为为准备功能指指令，其主要要作用是控制制机床的主要要动作。如进给、移动动、刀具补偿偿等。德国西西门子（SIEMENS）的SINUMERIK840C系统统的G指令令功能，见表表4-2。1．G指令M指令被称为为辅助功能指指令。其主要要功能指控制制机床的辅助助功能，如主轴旋转、、停止、冷却却液开关等。。德国西门子子（SIEMENS）的的SINUMERIK840C系统统的M指令功功能，见表4-3。3．五坐标闭闭环CNC系系统该系统是五坐坐标的闭环CNC系统，，可五坐标联联动加工，即即x、y、z或A、B、C的其中二个个。该系统具具有直线插补补、圆弧插补补及刀具补偿功能，坐坐标系符合合右手定则则。第四章数数控控铣床加工工工艺5．主块格格式N-G-x-y-z-D-S-F-M-H-LF其字符含义义为：N-序序号G-准准备功能指指令x、y、z-坐标D-刀刀具补偿功功能S-主轴转转速F-进给给速度M-辅辅助功能指指令H-辅助功功能LF-程序序段结束（机床床上写为LF，为便便于书写，，用LF。。在生产中中输入程序序时，LF表示为为回车键，，在程序中中可以不写写。）4．程序格格式N05G-x-y-z-S-M-F-LF这这条程序就就是主块，，用在第一一条，起设置作用用。N10G-x-…LF…三、常用的的G指令功能和和M指令功能（一）坐标标系的设置置与变换功功能第四章数数控控铣床加工工工艺G54、G55、G56、G57为设设置工件坐坐标系指令令。G58、G59为坐标系移移动或旋转转指令。G10、G11、G12、G13为极坐标下下对应的G00、G01、G02、G03指令。G90、G91为绝对坐标标与相对（（增量）坐坐标指令。。1．指令第四章数数控控铣床加工工工艺2．程序格式式（1）设置工件件坐标系工件坐标系系是根据工工件的加工工要求，为编编制程序需需要所设定定在工件上的的坐标系。。其原点在在工件上或在在夹具的某某一点上，，由程编人员员设定，其其位置随工工件和夹具在在机床工作作台上的安安装位置而定定，所以又又叫浮动原原点或编程原原点，一般般在程序开开头设置。G54～G57是工工件坐标系设置指指令，如图图4-28所示。第四章数数控控铣床加工工工艺例如，N10G54G90G00x__y__LF该程序段表表示机床以以G54为为工件坐标标系，其坐坐标系原点点是由操作作人员在控控制面板上上通过“工工件坐标系系设置”来来确定。G55、G56、G57具有同样的的功能，也也就是说机机床可以建建立四个工件件坐标系。。当程序中有有G54～～G57指指令中的任任一个时，，工件坐标标系的原点就以机机床中设置置好的，并并且与相对对应的“工工件坐标系系设置值”中中的原点为为原点。第四章数数控控铣床加工工工艺如图4-29所示，，G54的的设置值为为：x-50，y-50，z-20，其原点就在在O′点上上。G55的设置值值为：x-100，，y-100，，z-20，其其原点就在在O″点上上。图中的的G53是是机床坐标标系。第四章数数控控铣床加工工工艺（2）坐标标系移动G58、G59是坐坐标系原点点平移指令令，如图4-30所所示。例如，N10G58x100y100LF该程序段是是把坐标系系原点平移移到（100，100）的位位置。用G59具有有同样的功功能。第四章数数控控铣床加工工工艺（3）坐标标系旋转G58、G59指令令还具有坐坐标系旋转转功能，如如图4-31所示。。例如，N10G58x100y100A30LF该程序段是是把坐标系系原点平移移到（100，100）的位位置，再逆逆时针旋转转30°。。用G59具有同样样的功能。。第四章数数控控铣床加工工工艺（4）极坐坐标G10、G11、G12、G13为极极坐标系工工作的指令令，如图4-32所示。。例如，N10G10x50y30U100A60LF该程序段功功能作用是是以（50，30））点为中心心，用U100表示示极径为100，A60表示示转角为60°，刀刀具快速移移动到P（（100，，60）点点。G10是在极坐坐标系工作作下的快速速点定位，，同样G11、G12、G13也是极极坐标系工工作下的直直线插补和和圆弧插补补指令。第四章数数控控铣床加工工工艺（5）绝对对坐标与相相对（增量量）坐标G90、G91分别别为绝对坐坐标和相对对（增量））坐标指令令，如图4-33所示。。例如，N10G90G00x30y90LFN15G01x100y20LF该程序段的的作用是刀刀具以绝对对坐标方式式快速移动动到（30，90）点，再直直线进给到到（100，20）点。而若用相对对（增量））坐标方式式，则N15程序段应为为：N15G91G01x70y-70LF第四章数数控控铣床加工工工艺（二）刀具具运动指令令1．指令G00-快速点点定位G01-直线插插补G02-顺时针针圆弧插补补，G03-逆时针针圆弧插补补。（三）刀具具补偿第四章数数控控铣床加工工工艺1．长度补补偿指令格式D××-建建立长度度刀具补偿偿D0--取消消长度刀具具补偿程序格式N05G90G00G17D××z10LF…N60D0z10LF第四章数数控控铣床加工工工艺其中，D×××是长度度补偿指令令，它的作作用是当机机床进行z向动作时时，其z值为程程序上的z值加上刀刀具补偿号号中输入的的刀具补偿偿值。即z=z。+（（D××）），如图4-38所所示。刀具具补偿号中中的刀具补补偿值，由操作作人员在控控制面板上上输入。例如，N10z100D01LF若D01=-50，则z实际=100+（-50）=50（三）刀具具补偿第四章数数控控铣床加工工工艺2．径向补补偿指令格式G41-刀具左左偏的径向向刀具补偿偿G42-刀具右右偏的径向向刀具补偿偿G40-取消半半径刀具补补偿1）建立径径向刀具补补偿①N__G01G41（G42）D×××x__y__LF②N__G41（G42）D×××LFN__G01x__y__LF程序格式第四章数数控控铣床加工工工艺第①种方式式，刀具边边直线进给给边执行径径向偏置的的动作第②种方式式，执行G41（G42）指指令时刀具具不动，当当后续指令令使刀具平移（x，y向））时，再执执行径向偏偏置的动作作。而径向向偏置的动动作就是刀具由由起刀点（（无偏置刀刀具补偿的的位置）运运动到切入入点（有偏偏置刀具补偿偿的位置））。运动时，用用G01指指令，也也可以用G00指令令，但不能用G02、G03指令令。刀具从起刀刀点运动到到与切入点点的轮廓的的切线相垂垂直，且且距切入入点为径径向刀具具补偿值值（D×××）的的位置，，如图4-39所示示。第四章数数控铣铣床加工工工艺2）取消消径向刀刀具补偿偿①N__G01G40x__y__LF②N__G40LFN__G01x__y__LF程序格式式第①种方方式，刀刀具边直直线进给给边执行行取消径向偏置置的动作作。第②②种方式式，执行行指令时与建立立刀具补补偿值时时的运动动路线刚刚好相反，执行行G40指令时时刀具不不动，当当后续指指令使刀具具平移（（x，y向）时，，再执行行取消径向偏置置的动作作。而执执行取消消径向偏偏置的动作时，，刀具由由偏置刀刀具补偿偿位置（（切出点）移向向无偏置置刀具补补偿位置置（退刀刀点、抬刀点））。同样样，用G01指指令，，也可以以用G00指指令，但但不能用用G02、G03指令令。刀具与切出出点轮廓廓的切线线相垂直直，且距距切出点为径向向刀具补补偿值的的位置运运动到退退刀点或抬刀点点，如图图4-41所示示。（四）固固定循环环功能第四章数数控铣铣床加工工工艺这个功能能是对孔孔加工中中各种动动作的许许多固定定不变的的顺序而而设定的的，将这些动动作用钻钻（镗））孔的固固定循环环指令来来代替，，从而大大大简化化了程序。。如图4-45所所示，固固定循环环一般有有①～⑥⑥这样几几个动作作。①动作作1-x、y轴快速移移动定位位，使刀刀具中心心移到孔孔的中心位置置。②动作作2-快速速进至R平面，，刀具从从初始位位置快速速进到R平面转转换为工工作进给给，即切切削进给给。若刀刀具已在在R平面，则不不动。③动作作3-刀具具以工作作进给速速度进到到z平面，深深孔加工工时可多次次抬刀。。④动作作4-孔底底动作，，锪孔、、镗孔时时用。包包括暂停停、主轴准停、、刀具移移动等动动作。⑤动作作5-快速速返回到到R平面面。⑥动作作6-快速速返回到到初始平平面。（1）固固定循环环动作第四章数数控铣铣床加工工工艺（2）固固定循环环动作的的位置固定循环环动作有有初始平平面、R平面和和z平面面这样几几个位置置。1）初始始平面是是刀具在在快速下下刀前设定定的一个个平面，，它的高高度必须是是保证刀刀具安全全的高度度，钻完孔后后刀具快快速返回回到初始始平面。若若刀具要要继续钻钻孔，在在平面上有有障碍物物时，必必须返回回初始平面面，再平平移钻孔孔，此时时初始平面面必须高高于障碍碍物，如图4-46所所示。第四章数数控铣铣床加工工工艺2）R平平面是刀刀具快速速进给与与工作进进给的转转换位置置。一般距工工件表面面2～5mm，，R平面面坐标值值一定要要给准、计算算正确。。否则，，将会造造成碰撞撞等严重重事故。。3）z平面为孔孔底位置置，在加加工盲孔孔时为孔孔的深度度，通孔时为孔孔深加上上附加长长度，如如钻尖的的长度，，螺纹刀刀具长度的1/3，，镗孔为为2～3mm等等，以保保证整个个孔都加加工到径向尺尺寸。第四章数数控铣铣床加工工工艺（3）固固定循环环指令固定循环环动作被被编成子子程序，，用G81～G89调调用，也也可以用用L81～L89调调用，见表4-4。(见书本本）第四章数数控铣铣床加工工工艺（4）指指令格式式N__G81（～G89））x__y__z__R__Q__P__F__LF…N__G80LF1）G80～～G89的格式式其中：x、y-指定定要加工工孔的位位置坐标标。z-指定定孔底平平面坐标标。R-R平面面的位置置坐标。。Q-G83方式中中，每次次进给的的深度。。P-刀刀具在在孔底的的暂停时时间。F-刀刀具在在工作进进给时的的速度。。第四章数数控铣铣床加工工工艺指令格式式N__R2=__R3=__R10=__L81LF…2）L81～L89的的格式%L81N05G90G60G00zR2LFN10G01zR3LFN15G00zR10LFN20M17LF%在SINUMERIK840C系系统统中中，，还还可可以以用用L80～～L89子子程程序序的的调调用用方方式来进进行固固定循循环动动作。。这种种方式式比较较灵活活，可可根据据需要要用变变量来来设定相相关参参数。。该格式式中R2对对应于于G81中中的R平面面，R3对对应于于G81中中的z平面，，R10是是刀具具快退退平面面。L81的子子程序序为：：（五））子程程序的的应用用第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺在数控控加工工中，，有许许多需需多次次重复复的动动作或或进给给路线线，若若按一一般方法编编写程程序，，则要要重复复编程程的内内容，，程序序将非非常繁繁琐。。因此此，若要简简化程程序，，就要要使用用子程程序，，它可可以多多次调调用。。子程序序格式式L××××××P××××××M17、M02、M30其中L××××××为子子程序序号，，可取取范围围1～～9999。P××××××为为调用用次数数，，可取取范围围1～～9999次次，若若只调调用一一次，，则P××××××可以以省略略。子程序序返回回主程程序指指令第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺例如，，如图图4-47所示示，这这个零零件是是要钻钻四排排孔，，每一一排孔都用用同一一子程程序编编制，，这样样就大大大简简化程程序了了。主程序序…N20G00x10y10L2022LFN25G00x30y10L2022LFN30x50y10L2022LF…子程序序%2022N05G81z-10R3F20LFN10G91y10LFN15y10LFN20y10LFN25G90G80M17LF%第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺子程序序嵌套套子程序序的嵌嵌套就就是子子程序序可以以再调调用子子程序序，SINUMERIK840C系系统规规定，，最大大嵌套套深度度为7级级，如如图图4-48所示示。第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺变量的的应用用SINUMERIK840C系系统在在子程程序使使用中中，可可以用用变量量，从而使使程序序简化化。变量名名R××××××××变量的的作用用×××××××范范围为为1～～10019一是可可以赋赋值二是可可以计计算一般是是在主主程序序中赋赋值，，在子子程序序中用用变量量表示示。第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺例如，，N05R1=100R2=R1+200R3=50LFN10G01xR1yR2FR3LF……G01x100y300F50LF等效于于又例如如，主主程序序…N05R1=-5R2=11LFN10L2022LFN15R1=-10LFN20L2022LFN25R2=12LFN30L2022LF…子程序序%2022N05G01zR1F100LFN20G01G41x10y0DR2LFN30G03x10y0I-10J0LFN40G01G40x0LFN50M17LF%该段程程序就就是调调用三三次子子程序序，分分别是是粗铣铣内圆圆二次次，每每次切切削深度为为5mm，，最后后，再再精铣铣一次次（精精铣径径向刀刀具补补偿号号为D12，粗铣为为D11））。第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺3）变变量的的计算算变量可可以进进行加加、减减、乘乘、除除、赋赋值、、替换，，为编编程提提供了了许多多方便便。①赋赋值R1=100②替替换R1=R2R1=-R2③加加R1=R1+R2R1=R2+100④减减R1=R1-R2R1=R2-100⑤乘乘R1=R1*R2R1=R1*100⑥除除R1=R1/R2R1=R1/20⑦混混合运运算R1=R2+R4-R4*R5/R6这种混混合运运算的的算法法和一一般算算法不不一样样，它它是按按顺序序从左左到右右算，，而不不是先先乘除除后加加减。。即第一步步R1=R2第二步步R1=R1+R4第三步步R1=R1-R4第四步步R1=R1*R5第五步步R1=R1/R6第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺（六））镜像像加工工与比比例缩缩放本功能能可以以使机机床对对于相相应的的零件件进行行按比比例加加工，，从而而简化化程序。。比例例缩放放适用用于形形状相相似的的零件件。程序格格式为为：G51x__y__z__P__…G50其中，，x、y、z为比例例中心心的坐坐标（（绝对对方式式）；；P为比比例系系数，，比例例范围围0.001～～999.999。。第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺执行了了该指指令后后，后后面程程序的的坐标标以比比例中中心为为起始始点，，实际际坐标相相对于于比例例中心心缩放放P倍倍，各各轴可可以按按不同同比例例来缩缩放。。同时还还有镜镜向功功能，，具体体用法法可阅阅读机机床说说明书书。如图4-49所所示，，P1～P4点点为原原加工工工件件的图图形，，P1′～～P4′为为比例例编程程以后后的图图形。。（七））转移移加工工第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺在某些些数控控铣床床上，，还有有一种种功能能叫转转移加加工。。1．跳跳转移移加工工指令令G25程序格格式:G25××××××.××××××.×××循环次次数跳转移移加工工结束程程序段段号跳转移移加工工开始始程序序段号号第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺注意G25功能能为执执行跳跳转移移加工工后的的下一一段加加工程程序，，即是跳跳转移移加工工结束束程序序段号号的下下一段段。同同时，，在G25的的程序序段中中，不不得出出现其其它指指令。。例如，，N10G25N0002000402N20G91x60y85F100N30x90N40G00x0y0N50M30%加工顺顺序：：N10—N20—N30—N40—N20—N30—N40—N50第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺2．转转移加加工指指令G26程序格格式:G26××××××.××××××.×××循环次次数跳转移移加工工结束程程序段段号跳转移移加工工开始始程序序段号号注意G26功能能与G25功能能的区区别之之处在在于，，当转转移加加工执行行完毕毕后，，下一一条程程序段段为G26程序序段的的下一段。。第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺例如:N10G26N0002000402N20G91x60y85F100N30x90N40G00x0y0N50M30%加工顺顺序：：N10—N20—N30—N40—N50（八））M功功能第四章章数数控控铣床床加工工工艺艺注意SINUMERIK840C系系统统规定定在同同一条条程序序段中中，最最多可可以有4个M指令令。（九））进给给速度度FG94-设设置进进给速速度mm/min（（默认认值））G95-设设置进进给速速度mm/rev（（mm/r）例如，，N10G01x100y100F100LF刀刀具具以100mm/min速度度进行行直线进进给（十））主轴轴转速速S以转/分为为单位位来设设置S10001000转转/分分（rpm）S200200转/分（rpm））第四节数数控铣床床的基本本编程方方法一、数控控铣床程程序编制制的基本本模式设置坐标标刀具补偿进给给开始刀具切削削轨迹取消刀具具补偿，，退刀、、抬刀，，返回初初始点，，结束第四章数数控铣铣床加工工工艺目前，使使用最多多的数控控铣床是是三坐标标（x、、y、z）加工工的立式式数控铣床，其其程序模模式不管管是平面面轮廓零零件，还还是空间间曲面零零件，一一般都由三部部分组成成，即““开始-加工--结束束”。而而四坐标标、五坐坐标的数数控铣床，其其程序模模式也基基本相同同，只不不过多了了转轴坐坐标（A轴或B、C轴），，如图4-50所示。。图4-50数数控铣铣床程序序编制的的模式开始部分（设置部分分）加工部分（切削部分分）结束部分（取消部分分）第四章数数控控铣床加工工工艺（1）开始始部分这部分程序序大约是程程序的前4～5条程程序段，主主要内容是是：①建立工工件坐标系系，这是每每个程序必必须有的内内容，一般般用G54～G59、G92指令令在第一条条程序段里里建立。②建立长长度刀具补补偿，在用用多把刀具具进行加工工时，必须须要建立长长度刀具补偿偿。如果只只用一把刀刀，可以建建立长度刀刀具补偿也也可以不建立长度刀刀具补偿，，若不建立立长度刀具具补偿，在在数控机床床中刀具补偿设置中中其刀具补补偿值设为为零即可。。一般用D××指令令在第二条程序段里里建立。若若用主块，，则在第一一条程序中中建立。③建立径径向刀具补补偿，在加加工平面轮轮廓零件时时，需要建建立径向刀刀具补偿。一一般用G41、、G42指指令，在第第三或第四四条程序段段中建立。。④设定绝绝对或相对对（增量））坐标，根根据加工零零件的需要要，选择用用绝对坐标还还是相对（（增量）坐坐标。用G90、G91指令令在第一条条程序段中设定定，也可以以根据需要要在程序中中随时设定定。第四章数数控控铣床加工工工艺⑤确定刀刀具在设置置部分的运运动路线，，一般用G00指令令平移至下下刀点（第一一条程序段段），用G00或G01指令令下刀至切切削深度（第二、三三条程序段段），用G01指令令开始切削削（第四、、五条程序段）。⑥设置切切削用量和和起动主轴轴，要设置置转速和进进给速度，，才能起动主轴进行行进给切削削。用S、、F设定转转速和进给给速度（第第二、三条程序段段），用M03、M08指令令起动主轴轴并开冷却却液（第二二、三条程序段段）。若用用主块，则则在第一条条程序中建建立。若是钻孔和和去除余量量程序，则则没有“③③建立径向向刀具补偿偿”的内容。此外，，运动路线线也会有所所变化。第四章数数控控铣床加工工工艺（2）加工工部分这部分主要要是刀具的的切削轨迹迹，是程序序的主体部部分。从程程序的第五、六段段（钻镗孔孔一般为第第三段）到到倒数的第第四、五段段。铣削时为G01、G02、G03指令令和基点、、节点的x、y、z坐标组成的进给轨轨迹。钻镗镗孔时为G81～G89指令令和孔的x、y、z坐标组成孔加加工的固定定循环动作作。这部分分的主要工工作量是基基点、节点坐标的的计算，简简单的基点点坐标可以以手算，复复杂的必须须用计算机进行计计算。第四章数数控控铣床加工工工艺（3）结束束部分这部分的主主要作用是是要取消长长度刀具补补偿和半径径刀具补偿偿，主轴停止、抬刀刀、关冷却却液。其内内容为：①取消径径向刀具补补偿，在加加工完毕后后，要把径径向刀具补补偿的设置置取消，以以防止在后续加工时时出现错误误。用G40指令在在倒数第三三、四条程程序段取消消。②取消长长度刀具补补偿，为防防止在后