数控铣削编程实例

编程实例数控铣削准备工作

切削条件选择工艺分析刀具切削路径编程要点准备工作

切削条件选择工艺分析刀具切削路径编程要点切削条件选择：其影响因素：工艺系统的刚性，工件的尺寸精度、形位精度及表面质量、刀具耐用度及工件生产纲领、切削液，切削用量（如下表）铣刀的切削速度

（m/min)工件材料铣刀材料碳素钢高速钢超高速钢StelliteYTYG铝75～150150～300

240～460

300～600黄铜（软）12～2520～50

45～75

100～180青铜（硬）10～2020～40

30～50

60～130青铜（最硬）

10～1515～20

40～60铸铁（软）10～1215～2518～3528～40

75～100铸铁（硬）

10～1510～2018～28

45～60铸铁（冷硬）

10～1512～18

30～60可锻铸铁10～1520～3025～4035～45

75～110铜（软）10～1418～2820～30

45～75

铜（中）10～1515～2518～28

40～60

铜（硬）

10～1512～20

30～45

表一铣刀进给量工件材料圆柱铣刀面铣刀立铣刀杆铣刀成型铣刀高速钢

嵌齿铣刀硬质合金

嵌齿铣刀铸铁0.20.20.070.050.040.30.1软(中硬)钢0.20.20.070.050.040.30.09硬钢0.150.150.060.040.030.20.08镍铬钢0.10.10.050.020.020.150.06高镍铬钢0.10.10.040.020.020.10.05可锻铸铁0.20.150.070.050.040.30.09铸铁0.150.10.070.050.040.20.08青铜0.150.150.070.050.040.30.1黄铜0.20.20.070.050.040.30.21铝0.10.10.070.050.040.20.1Al-Si合金0.10.10.070.050.040.180.08Mg-Al-Zn合金0.10.10.070.040.030.150.08Al-Cu-Mg合金

Al-Cu-Si0.150.10.070.050.040.20.1表二钻孔的进给量(mm/r)钻头直径do(mm)σb550～85①淬硬钢硬度HRC≤40淬硬钢硬度HRC40淬硬钢硬度HRC55

淬硬钢硬度HRC64铸铁HB≤170铸铁HB＞170≤100.12～0.160.04～0.050.030.0250.020.25～0.45

0.20～0.3510～120.14～0.200.04～0.050.030.0250.020.30～0.500.20～0.3512～160.16～0.220.04～0.050.030.0250.020.35～0.600.25～0.4016～200.20～0.260.04～0.050.030.0250.020.40～0.700.25～0.4020～230.22～0.280.04～0.050.030.0250.020.45～0.800.30～0.5023～260.24～0.320.04～0.050.030.0250.020.50～0.850.35～0.5026～290.26～0.350.04～0.050.030.0250.020.50～0.900.40～0.60表三硬质合金钻头切削用量选择钻孔的进给量(mm/r)钻头直径do(mm)钢σb(MPa)<800

钢σb(MPa)800～1000钢σb(MPa)>1000铸铁、铜及铝合金HB≤200铸铁、铜及铝合金HB>200≤20.05～0.060.04～0.05

0.03～0.040.09～0.11

0.05～0.07

2～40.08～0.100.06～0.080.04～0.060.18～0.220.11～0.134～60.14～0.180.10～0.120.08～0.100.27～0.330.18～0.226～80.18～0.220.13～0.150.11～0.130.36～0.440.22～0.268～100.22～0.280.17～0.210.13～0.170.47～0.570.28～0.3410～130.25～0.310.19～0.230.15～0.190.52～0.640.31～0.3913～160.31～0.370.22～0.280.18～0.220.61～0.750.37～0.4516～200.35～0.430.26～0.320.21～0.250.70～0.860.43～0.5320～250.39～0.470.29～0.350.23～0.290.78～0.960.47～0.5625～300.45～0.550.32～0.400.27～0.330.9～1.10.54～0.6630～500.60～0.700.40～0.500.30～0.401.0～1.20.70～0.80表四高速钢钻头切削用量选择表准备工作

切削条件选择工艺分析刀具切削路径编程要点工艺分析：工艺分析是决定工艺路线的重要根据。良好的工艺分析：

简化工艺路线节省切削时间工艺分析的顺序：

分析零件图；

将同一刀具的加工部位分类；

按零件结构特点选择程序零点；

列出使用的刀具表、程序分析表；

模拟或试切并修正；准备工作

切削条件选择工艺分析刀具切削路径编程要点加工路线的确定：

保证被加工零件的精度和表面质量，且效率要高；使数值计算简单，以减少编程运算量；

应使加工路线最短，简化程序段，减少空刀时间；通过加工余量、机床刀具的系统刚度等来确定走刀次数；

例如：铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切入和切出零件表面，不应沿法线切入零件，避免划痕，保证光滑；铣削内表面可以加工凹槽：行切法（横切法、纵切法）、环切法。环切计算复杂，效果较行切法好，二者结合最佳铣削曲面：直纹面（边界敞开）加工：行切法即可，环切用在工件刚度小的情况中以减少变形。平面轮廓加工（两轴半联动）：切入外延、切出外延曲面轮廓加工：行切法，切头铣刀半径应选地大些，但不应大于曲面的最小曲率半径。准备工作

切削条件选择工艺分析刀具切削路径编程要点编程要点：

了解数控系统功能及机床规格熟悉加工顺序合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液编程尽量使用子程序及宏指令注意小数点的使用程序零点要选择在易计算的确定位置换刀点选择在无换刀干涉的位置编程实例主要内容编程步骤插补与补偿典型小例子典型大例子主要内容编程步骤插补与补偿典型小例子典型大例子编程步骤

建立工件坐标系确定走刀轨迹列出各刀位点坐标值

程序编制与校验主要内容编程步骤插补与补偿典型小例子典型大例子插补VS补偿

直线插补圆弧插补插补补偿直径补偿长度补偿刀具左右顺逆主要内容编程步骤插补与补偿典型小例子典型大例子小例子

大圆弧小圆弧整圆空间螺旋线坐标系应用举例返回指令圆弧插补只能在某平面内进行。G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17，但是G18（ZX），G19（YZ）不能省略判断圆弧插补的方向，搞清楚xyz轴的位置，从第三轴正方向看平面的顺逆圆弧编程Note：G02:顺时针圆弧插补G03：逆时针圆弧插补XYZX

当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，当圆弧圆心角大于180°时,R为负值。整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K且两种形式同时出现时按R算。F为编程的两个轴的合成进给速度。

I，J，K分别表示X，Y，Z轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如下图所示。某项为零时可以省略。终点X起点KIZ圆心终点Y起点IJX圆心

终点Z起点JKY圆心ijk分别为圆心相对于圆弧始点在XYZ轴方向的坐标增量(相当于给出半径)大圆弧AB可用四个程序段表示

G17G90G03X0Y25.0R-25.0F80G17G90G03X0Y25.0I0J25.0F80G91G03X-25.0Y25.0R-25.0F80G91G03X-25.0Y25.0I0J25.0F80增量绝对终点>180

小圆弧AB

G17G90G03X0Y25.0R25.0F80G17G90G03X0Y25.0I-25.0J0F80G91G03X-25.0Y25.0R25.0F80G91G03X-25.0Y25.0I-25.0J0F80<180终点可用四个程序段表示整圆编程要求由A点开始，实现逆时针圆弧插补并返回A点。OXYAR30G90G03X30.0Y0I-30.0J0.0F80G91G03X0Y0I-40.0J0.0F80G02/G03实现空间螺旋线进给格式：G17G02(G03)X...Y...R...Z...F...或

G18G02(G03)X...Z...R...Y...F...G19G02(G03)Y...Z...R...X...F...即在原G02、G03指令格式程序段后部再增加一个与加工平面相垂直的第三轴移动指令，这样在进行圆弧进给的同时还进行第三轴方向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线。X、Y、Z为投影圆弧终点,第3坐标是与选定平面垂直的轴终点.如图所示轨迹G91G17G03X-30.0Y30.0R30.0Z10.0F100或：G90G17G03X0Y30.0R30.0Z10.0F100、工件坐标系选择G54-G59说明1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。2、该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先回参考点。5、G54～G59为模态指令，可相互注销。G53--选择机床坐标系

编程格式：G53G90X～Y～Z～；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。

例：G53X-100Y-100Z-20G53为非模态指令,只在当前程序段有效.G52–局部坐标系设定

编程格式：G52X～Y～Z～；式中X、Y、Z后的值为局部原点相对工件原点的坐标值。Note：（G52G53）坐标系指令应用举例

ABCD编程如下N01G54G00G90X30.0Y40.0快速移到G54中的A点N02G59将G59置为当前工件坐标系

N03G00X30.0Y30.0移到G59中的B点N04G52X45.0Y15.0在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52N05G00G90X35.0Y20.0移到G52中的C点N06G53X35.0Y35.0移到G53（机械坐标系）中的D点……

返回指令G27返回参考点校验G28和G29连用

G28经中间点回到第一参考点，一般用于换刀G29经G28定位的中间点到达指定点G30和G29连用G28经中间点回到第二参考点，用于其他自动换刀位置G29经G30定位的中间点到达指定点取消刀补大例子基本指令编程刀具补偿编程固定循环（孔加工）螺纹加工子程序调用大例子基本指令编程基本指令编程举例如图所示零件以φ30的孔定位精铣外轮廓暂不考虑刀具补偿程序单（1）%0001G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0Z-2.0S100M03G01X75.0F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0主程序号建立工件坐标系，编程零点w快进到X=100，Y=60Z轴快移到Z=-2，主轴顺直线插补至X=75，Y=60，直线插补至X=35，Y=60顺圆插补至X=15，Y=60直线插补至X=15，Y=70逆圆插补至X=-15，Y=70直线插补至X=-15，Y=60顺圆插补至X=-35，Y=60直线插补至X=-75，Y=60程序单（2）

G09Y0X45.0X75.0Y20.0Y65.0G00X100.0Y60.0Z120.0X150.0Y160.0M05M30直线插补至X=-75，Y=0处直线插补至X=45，Y=45直线插补至X=75，Y=20直线插补至X=75，Y=65，轮廓完快速退至X=100，Y=60的下刀处快速抬刀至Z=120的对刀点平面快速退刀至对刀点主轴停转，程序结束，复位。大例子基本指令编程刀具补偿编程刀补指令编程%0004G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0G43Z-2.0H01S100M03

G42G01X75.0D01F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0G09Y0主程序号建立工件坐标系绝对值方式，快进到X=100，Y=60指令高度Z=-2，实际到达高Z=-43处刀径补偿引入，插补至X=75，Y=60直线插补至

X=35，Y=60顺圆插补至

X=15，Y=60直线插补至

X=15，Y=70逆圆插补至

X=-15，Y=70直线插补至

X=-15，Y=60顺圆插补至

X=-35，Y=60直线插补至

X=-75，Y=60直线插补至

X=-75，Y=0处，

G01X45.0X75.0Y20.0Y65.0

G40G00X100.0Y60.0

G49Z120.0X150.0Y160.0M05M30直线插补至X=45，Y=45直线插补至X=75，Y=20直线插补至X=75，Y=65，轮廓切削完毕取消刀补，快速退至（100，60）的下刀处，快速抬刀至Z=120的对刀点平面快速退刀至对刀点主轴停，程序结束，复位。

Note：在G41或G42程序段中只能用G00、G01，且可在G00、G01状态下相互切换G41、G42到G40之间不能有任何一个刀具不移动的指令在xy平面中执行半径补偿时不能出现连续两个z轴移动的指令，否则无效G39（非模态）拐角偏移圆弧插补只有在G41、G42后有效大例子基本指令编程刀具补偿编程固定循环（孔加工）固定循环六个动作顺序：X轴和Y轴定位快速运行到R点钻孔（或镗孔等）在孔底相应的动作（暂停、主轴停、主轴反转）退回到R点快速运行到初始点的位置固定循环的格式：

G90G98

G91G99

□□X_Y_R_Z_Q_P_L_F_；解释：□□——固定循环的指令，如：G83；

X、Y——固定循环开始点的坐标；

R——参考平面；

Z——切深；

Q——每次进给量；(G83G73)

P——钻到底时的停留时间，秒；

L——重复次数；

F——进给速度，一般10～20。

前面所讲的都是铣削面而没涉及到孔的加工，固定循环在孔加工时应用比较频繁，无论铣床还是车床都有固定循环功能。

通过实习我们知道：

钻浅孔时，可一次钻出，

钻深孔时，则钻一下抬一下，即循环。

如：钻深孔，若一直钻下去，则孔的精度质量不好。

因为：⑴切屑要断；

⑵钻头过热，容易使刀具变形。

固定循环孔加工方式1、固定循环指令：

G81——打浅孔（一次打到底）；

G83——打深孔；（长度超过5-6MM）

G73——打深孔（高速）；

G84——攻螺纹（正向）；

G74——攻螺纹（反向）；

G80——取消循环。

注：G80和01组的G代码均可取消固定循环。G98——高举高打，每次打完一个孔都抬到初始

平面Z100MM处，再移到另一个孔的上面；

G99——指事先打出一道参考平面，每次打完都

返回到参考平面（R面）Z处。

如果在移动刀具过程中，刀具碰不到夹具或其他障碍物，就可用G99，如图打一排孔时；

注：G82——钻、镗阶梯孔循环（用于不通孔钻，镗削加工），此循环在孔底有暂停动作。

镗孔循环指令（G76）精镗循环

G98（G99）G76X_Y_Z_R_P_Q_F_L_精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀，退刀位置由G98或G99决定。带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证了镗孔精度。刀尖反向位移量用地址Q指定，其值q镗孔循环指令（G85G86）2）G85：镗孔循环G99G85X_Y_Z_R_F_L_该指令动作过程与G81指令相同，只是G85进刀和退刀都为工进速度，且回退时主轴不停转。3）G86：镗孔循环G98G86X