数控机床编程与操作项目教程 第3版 课件 任务3.2 平面直槽的编程与加工

项目3数控铣削编程与加工数控机床编程与操作任务3.2平面直槽的编程与加工数控机床编程与操作知识目标掌握G90/G91、G00、G01、

G94/G95、G53、

G54～G59、G92掌握数控铣床简单程序的编写学习目标任务导入知识学习任务实施知识拓展

技能目标能够进行数控铣床试切法对刀能够正确地编写数控铣床加工的简单程序

会操作数控铣床空运行和进行单段加工学习目标学习目标任务导入知识学习任务实施知识拓展任务引入完成如图所示板类零件表面字母加工，材料：硬铝2A12，毛坯尺寸100×100×20，单件生产任务导入知识学习任务实施知识拓展学习目标任务分析该零件结构简单，只需在零件的上表面加工两个深为3mm的英文字母“A”和“Z”，都为直线段构成，加工部位无特殊的精度要求。

绝对值坐标指令G90和增量值坐标指令G91

指令功能数控铣床有两种方法指定刀具的位置，即绝对值指令G90和增量值指令G91。G91指令是增量值方式设定刀具位置，即：移动指令终点的坐标值X、Y、Z、都是以前一点为基准来计算，再根据终点相对于前一点的方向来判断正负，与坐标轴正方向一致取正值，相反取负值。G90指令是按绝对值方式设定刀具位置，即：移动指令终点的坐标值X、Y、Z、都是以编程原点为基准来计算。知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标指令代码绝对坐标指令代码：G90增量坐标指令代码：G91指令说明机床通电时，系统处于G90状态，以后G91和G90可以相互取代。编程时注意G90和G91模式间的转换FANUC系统中还可以用U、V、W表示相对坐标，X、Y、Z表示绝对坐标且可以绝对和相对坐标混和编程，但使用G90和G91时无混合编程。绝对值坐标指令G90和增量值坐标指令G91知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标举例说明如图所示，已知刀具中心轨迹为“A→B→C”使用绝对坐标方式G90编程时：

A、B、C三点的坐标分别为：（10，70）、（35，35）、（100，35）使用增量坐标方式G91编程时：从A到B的增量坐标为：（25，-35）知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标从B到C的增量坐标为：（65，0）快速点位定位指令G00

指令功能

刀具以快速移动的速度，从刀具当前点移动到目标点。它只是快速定位，对中间空行程无轨迹要求G00移动速度是机床参数设定的空行程速度，与程序段中的进给速度无关。使用G00指令时，各轴以内定的速度分别独自快速移动，刀具的实际运动路线并不一定是直线，因机床的数控系统而异。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标快速点位定位指令G00

如(a)图所示，从A点以G00的方式快速移动到B点，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。知识学习如(b)图所示，刀具移动轨迹通常是几条线段的组合，不是一条直线。在FANUC系统中，运动总是先沿着45°角的直线运动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置，在各坐标轴方向上不是同时到达终点。快速点位定位指令G00

（a）（b）知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标指令格式以FAUNC系统为例：G00X～Y～Z～其中：X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值如图所示，刀具空间快速运动至P点（45，30，6），程序为：G00X45Y30Z6快速点位定位指令G00

知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标指令含义解释指令说明①G00指令一般不对工件进行切削加工，适用于空行程。②G00为模态代码，一直有效，直到被同组的其他G指令（G01，G02，G03等）取代为止③向下运动时，不能以G00速度直接切入工件，一般应离工件有5～10mm的安全距离，且在移动过程中不能碰到机床，夹具等，如图所示。

知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标知识学习进给速度单位设定指令G94/G95

指令功能确定直线插补或圆弧插补中进给速度的单位指令格式G94F_:表示每分钟进给，

单位为mm/min或in/minG95F_:表示每转进给，

单位为mm/r或in/r数控铣床中默认G94有效直线插补指令G01指令功能

刀具以指定的进给速度F，由当前位置以直线方式移动到目标点。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标指令格式G01X～Y～Z～F～

G01为模态指令，可以被同组的其他指令

（G00、G02、G03等）取代举例说明如右图所示，刀具从A点移动到B点的直线插补运动程序为：绝对方式编程：G90G01X35Y35F100增量方式编程：G91G01X25Y-35F100知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标机床坐标系指令G53指令功能用来指定机床的坐标系，机床坐标系的原点为机床原点，它是固定的点。指令格式G53G90X～Y～Z～式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标机床坐标系指令G53指令说明机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系。如图所示程序书写时，如不指定工件坐标系G54～G59，则机床将在G53坐标系，即机床坐标系下运行程序。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工件坐标系选择指令（G54～G59又称零点偏置）指令功能G54～G59是系统预定的6个工件坐标系，可根据需要任意选用。这6个预定的工件坐标系零点在机床坐标系中的值（零点偏移值）可用MDI方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对于此坐标系原点的值。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工件坐标系选择指令（G54～G59又称零点偏置）若在工作台上同时加工多个相同工件或一个较复杂的工件时，可以设定不同的加工（工件）零点，简化编程。如下图所示，可建立G54～G59共6个工件坐标系。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工件坐标系选择指令（G54～G59又称零点偏置）指令格式G54知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标指令说明

①G54与G55～G59的区别G54-G59设置加工坐标系的方法是一样的，在使用中有区别：利用G54设置工件坐标系的情况下，进行回参考点操作时机床坐标值显示在G54工件坐标系中的值，且符号均为正。利用 G55-G59设置工作坐标系，进行回参考点操作时，机床坐标值显示零值工件坐标系选择指令（G54～G59又称零点偏置）指令说明知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标

②G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，如G54G01X10Y10在图所示坐标系中要求刀具在G54坐标系下从当前点移动到A点，再从A点移动到G55坐标系中的B点。举例说明举例说明参考程序(以FAUNC0i系统为例)O0004（程序名）N10G54G90G00X30Y30（在G54坐标中快速定位到A点）N20G55（G55坐标中）N30G00X30Y40（快速定位到G55坐标中的B点）N40M30（程序结束）知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标设置工件坐标系指令G92指令功能将工件坐标系坐标原点设置在相对于刀具起始点的某一空间点上。指令格式G92X_Y_Z_其中：X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中（相对于编程原点）的坐标。执行G92指令时，机床不动作，即X、Y、Z轴均不移动。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标举例说明如图3-19所示，设置工件坐标系的程序如下：G92X30Y12Z15其确立的加工原点在距离刀具起始点X=30，Y=12，Z=15的位置上执行该程序段后，系统内部即对（X30Y12Z15）进行记忆，并显示在显示器上，这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标举例说明当X、Y、Z值不同或改变刀具的当前位置时，G92的应用所设定出的工件坐标系的原点位置也不同。因此，在执行程序段G92X～Y～Z～前，必须先对刀，将刀尖放在程序所要求的起刀点位置上。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工、量、刃具的选择工、量、刃具清单种类序号名称规格精度数量工具1压板

QH135

42扳手13螺栓螺母4套量具

1百分表及表座0-100.0112深度游标卡尺0-2000.021刀具

1高速钢φ5键槽铣刀

φ5mm

1知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工艺方案－加工工艺路线选择P点为下刀点（也可以选择其它点为下刀点），下图为加工工艺路线知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标工艺方案－切削用量的选择加工材料为硬铝，硬度低，切削力小，主轴转速可选较高,字深3mm，一次下刀至切削深度，具体参数设置如下：主轴转速：1000r/mm。进给速度：垂直下刀进给速度70mm/min。

工件正常切削时进给速度100mm/min。知识学习知识学习任务实施知识拓展任务导入学习目标程序编制1）工件坐标系的建立

此任务工件坐标系的原点选在工件上表面的左下角，遵循基准重合的原则。

2）基点坐标的计算3）参考程序任务实施任务导入学习目标知识拓展知识学习基点坐标基点坐标1（5，20）6(55，83)

2（25，83）

7(95，83)

3（45，20）

8(55，20)

4（15，50）

9(95，20)

5（35，50）

参考程序(以FAUNC系统为例)O0002（程序名）N10G90G54G00X5Y20Z50

（快速定位到G54坐标系下P1点上方起始平面为Z50）N20S1000M03（主轴正转每分1000转）N30G00Z5（快速定位到进刀平面Z5）

N40G01Z-3F70（以F70的速度下刀至工作深度Z-3）N50G01X25Y83F100

（直线切削1→2）N60G01X45Y20（直线切削2→3）N70G01Z5F200（以F200的速度抬刀至坐标平面上方5mm处）N80G00X15Y50（刀具在空间快速移动至P4点上方5mm处)N90G01Z-3F70（以F70的速度垂直下刀至工作深度Z-3）N100G01X35Y50F100（直线切削4→5）N110G01Z5F200（以F200的速度抬刀至坐标平面上方5mm处）N120G00X55Y83（刀具在空间快速移动至P6点上方5mm处)）N130G01Z-3F70（以F70的速度垂直下刀至工作深度Z-3）N140G01X95Y83F100（直线切削6→7）N150G01X55Y20（直线切削7→8）N160G01X95Y20（直线切削8→9）N190G01Z5F200（抬刀到退刀平面）N200G00Z50（抬刀到返回平面）N210M05（主轴停转）

N220M30（程序结束）在此程序中，由于多数指令都是模态指令，有续效性，程序还可简写。如：有多段直线插补时，G01指令可只出现一次，后面的G01可省略，进给指令F值相同时也可省略，程序段号N#也可以不写。G01、G02、G03等指令可以简写成G1、G2、G3。与加工相关知识的学习加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）程序输入：把编写好的程序或经仿真后的数控程序输入数控系统。4）工件装夹：将工件放在工作台上校正，用压板直接压在工件上表面注意压板的位置不能影响加工5）刀具装夹：选用φ5mm键槽铣刀，并将铣刀装入弹簧夹头中夹紧，最后把刀柄装入铣床