数控加工编程 课件 任务3.4内外轮廓的编程与加工

数控铣床编程加工——

内外轮廓的编程与加工

编程指令数控机床在切削过程中不可避免地存在刀具磨损问题，比如钻头长度变短，铣刀半径变小等，这时加工出的工件尺寸也随之变化。

如果系统功能中有刀具尺寸补偿功能，则可在操作面板上输入相应的修正值，使加工出的工件尺寸仍然符合图样要求，否则就得重新编程。

有了刀具尺寸补偿功能后，数控编程大为简便，在编程时可以完全不考虑刀具中心轨迹计算，直接按零件轮廓编程。启动机床加工前，只需输入使用刀具的参数，数控系统会自动计算出刀具中心的运动轨迹坐标，减轻了编程人员劳动强度。另外，试切和加工中工件尺寸与图样要求不符时，可借助相应的补偿加工出合格的零件。刀具的补偿通常有三种：刀具半径补偿、刀具长度补偿和刀具磨损补偿。（1）刀具半径补偿指令G41／G42／G40

在铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。

数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了方便。当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘（CRT／MDI）方式，人工输入刀具半径值，数控系统便能自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动。G17G41/G42/G40G00/G01X__Y__D__F__说明：1）G41、G42、G40为模态指令，G41为刀具半径左补偿，G42为刀具半径右补偿，G40为取消刀补，机床初始状态为G40。2）G41、G42的判断方法：顺着刀具前进方向看（假定工件不动），刀具位于工件切削廓的左侧，称为刀具半径左补偿；刀具位于工件切削轮廓的右侧，称为刀具半径右补偿3）D为刀具补偿号，也称为刀具偏置代号地址字，后面常用两位数字表示代号。D代码中存放刀具半径值作为偏置量，用于数控系统计算刀具中心的运动轨迹。一般有D00～D99。偏置量可用CRT／MDI方式输入。4）刀具半径补偿值必须小于最小内圆弧半径值，当刀具半径补偿值大于程序中内圆弧半径时，机床报警并停止在将要过切语句的起始点上。刀具半径补偿的作用：1）刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具直径。1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用于同一程序。2）用同一程序，并用同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，粗精加工均可进行。刀具半径为r，精加工余量为A。粗加工时，输入刀具直径D=2(r+Δ)，则加工出细双点画线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具直径D=2r，则加工出实线轮廓。3）采用同一程序段加工同一公称直径的凹凸模。对于同一公称直径的凹、凸型面，只需写成一个程序，在加工外轮廓时，将偏置值设为＋，刀具中心将沿轮廓的外侧切削：当加工内轮廓时，将偏置值设为-R，这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。这种编程与加工方法在模具加工中运用较多。2.刀具长度补偿指令G43／G44／G49通常加工一个工件时，每把刀具的长度都不相同，同时，刀具的磨损或装夹也会引起刀具长度发生变化，因此在同一坐标系下执行如GO0ZO这样的指令时，刀具的长度不同会导致刀具端面到工件的距离也不同。这种情况下，如果频繁改变程序就会非常麻烦且易出错。为此，应事先测定出各刀具的长度，然后把它们与标准刀具（通常定为第一把刀）长度的差设定给CNC。这样在运行长度补偿程序时，即使换刀，程序也不需要改变。长度补偿程序使刀具端面在执行Z轴定位的指令（如GOOZO）后距离工件的位置是相同的。这个功能称为刀具长度补偿功能。

刀具长度偏置指令就是用来实现刀具长度补偿功能的，它可以补偿长度方向尺寸的变化。数控机床规定传动的主轴为数控机床的Z轴，所以通常在Z轴方向进行长度补偿。

在编写工件加工程序时，先不考虑刀具的实际长度，而是按刀具标准长度或确定一个编程参考点进行编程，如果实际刀具长度和标准长度不一致，可以通过执行刀具长度偏置指令实现刀具长度差值的补偿。指令格式：G43/G44Z__H__G49或H00说明：无论是绝对值指令，还是增量值指令，在G43时，程序中Z轴移动指令终点坐标值加上H代码指定的偏移量（设定在偏置存储器中）作为实际终点坐标值；在G44时，程序中Z轴移动指令终点坐标值减去H代码指定的偏移量，作为实际终点坐标值。执行G43时：Z实际值=Z指令值＋Hxx执行G44时：Z实际值=Z指令值-Hxx实际应用中，常使用G43作为刀具长度补偿H为刀具长度补偿号，后面常用两位数字表示代号，其中存放的是刀具的长度补偿值当Hxx中的数值为正时，刀具长度正补偿，适用于比基准刀具长的刀具当Hxx中的数值为负时，刀具长度负补偿，适用于比基准刀具短的刀具03040N10G54G90G00Z100;N20M03S800;N30G00X-80Y-60;N40G43Z5H01;N50G01Z-3F200;N60G41X-52Y-53D01F100;N70Y0;N80X-46Y37;N90X-23;N100G03X23Y37R40;N110G01X45;N120X52Y0;N130Y-32;N140X47Y-37;N150X-37;N160G02X-52Y-22R15;N170G03X-72Y-2R20;N180G01G40X-80Y-60F200;N190Z5;N200G49G00Z100;N210M05;N220M30;如图所示凸模板，加工部位是厚度为3mm的零件凸台外轮廓，轮廓形状由R40mm、R15mm圆弧段和8段直线构成，选用φ20mm的立铣刀切削，工件坐标系和铣削路线如图3-67所示，试用刀具补偿功能编写加工程序。03041N10G54G90G00Z100;N20M03

S1000;N30G00X-18Y0;N40G43Z5H01;N50G01Z-5F40;N60X30F70;N70Y17.714;N80G02X-30Y17.714R56;N90G01Y-9;N100G41X50D01;N110Y41.762;N120G03X35Y45.635R8;N130G02X-35R40;N140G03X-50Y41.762R8;N150G01Y-15;N160G03X-40Y-25R10;N170G01X40;N180G03X50Y-15R10;N190G01Y-9;N200G01G40X-18Y0F200;N210Z5;N220G49G00Z100;N230M05;N240M30;如图所示凹模板，加工部位是深度为10mm的零件内轮廓，轮廓形状由R40mm、R8mm圆弧段和3段直线构成，选用φ14mm的立铣刀切削，工件坐标系和铣削路线如图所示，基点坐标见表3-8，试用刀具补偿功能编写加工程序。03042N10G54G90G00Z100;N20M03S600;N30G00X40Y-40;N40G43Z5H01;N50G01Z-6F100;N60G41X32D01;N70X0;N80G02J40;06NG01X-32;N100G40X-40;000N110G00Z10;N120X0Y15;N130G01Z-6;N140G41Y0D01;N150G03X30R15;N160X-30R30;N170X0R15;N180G40G01Y15;N190Z5;N200G49G