數(shù)控銑床編程課件：銑削加工編程 -

銑削加工編程知識要點掌握程度相關(guān)知識數(shù)控銑削常用指令掌握數(shù)控編程的常用指令。輔助指令M、主軸指令S、刀具指令T；坐標(biāo)系相關(guān)指令；進(jìn)給速度單位的設(shè)定指令；運動控制指令；刀具補償指令?？删幊痰牧泓c偏置和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)指令熟悉可編程的零點偏置和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)指令的應(yīng)用?？删幊痰牧泓c偏置和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)指令常用固定循環(huán)指令了解鉆削、螺紋切削、鏜孔、槽銑削等常用循環(huán)指令。鉆削循環(huán)指令；螺紋切削循環(huán)指令；鏜孔循環(huán)指令；槽銑削循環(huán)指令銑削加工實例熟練應(yīng)用數(shù)控加工與編程基本知識進(jìn)行銑削加工編程訓(xùn)練。銑削加工編程實例。【本章教學(xué)要點】

[導(dǎo)入案例]

數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種自動加工設(shè)備，兩者的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似。數(shù)控銑床有分為不帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數(shù)控銑床又稱為加工中心。對于加工部位是框形平面或不等高的各級臺階，那么選用點位---直線系統(tǒng)的數(shù)控銑床即可。如果加工部位是曲面輪廓，應(yīng)根據(jù)曲面的幾何形狀決定選擇兩坐標(biāo)聯(lián)動和三坐標(biāo)聯(lián)動的系統(tǒng)。也可根據(jù)零件加工要求，在一般的數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，增加數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，這時機床的系統(tǒng)為四坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)，可以加工螺旋槽、葉片零件等。

§3.1概述

一、數(shù)控銑床類型1.數(shù)控立式銑床2.數(shù)控臥式銑床3.數(shù)控龍門銑床

1.數(shù)控銑床加工的特點

（1）加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具、殼體類零件等。（2）加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。（3）能加工一次裝夾定位后，需進(jìn)行多道工序加工零件。（4）加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。（5）生產(chǎn)自動化程序高。（6）生產(chǎn)效率高。（7）屬于斷續(xù)切削方式，對刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削下，要有紅硬性。二、數(shù)控銑床加工的特點及加工對象

需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床。（1）平面輪廓加工2.數(shù)控銑床加工的對象

平面輪廓加工（2）挖槽加工需要兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床。挖槽加工（3）空間曲面類零件加工需用三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床和球頭銑刀?？臻g曲面零件加工（4）孔系加工孔系加工（3）逼近直線（1）直線插補（2）圓弧插補三、程序結(jié)構(gòu)

1．子程序的結(jié)構(gòu)與主程序的結(jié)構(gòu)相同，最后一個程序段用M2指令結(jié)束程序運行，用RET指令結(jié)束子程序。２．主程序的擴展名為MPF，在輸入程序名時系統(tǒng)能自動生成擴展名，而子程序的擴展名.SPF必須與子程序名一起輸入。例如：CZQY0110.SPF。３．子程序還可以使用地址字符L，后面的值可以有7位（只能為整數(shù)），地址字符L之后的0均有意義，不能省略。例如：L128、L0128、L00128分別代表三個不同的子程序。４．可以用程序名調(diào)用子程序,占用一個獨立的程序段。如要多次連續(xù)地執(zhí)行某一子程序，則用P指定調(diào)用次數(shù)，最大調(diào)用次數(shù)可達(dá)9999（P1~P9999）。1、程序名：SINUMERIK802C命名規(guī)則是開始的兩個符號必須是字母、其后的符號可以是字母、數(shù)字或下劃線、最多為8個字符和不得使用分隔符。例如將程序命名為QGJ001。

在數(shù)控銑床上使用的刀具主要為銑刀，包括面銑刀、立銑刀、球頭銑刀、三面刃盤銑刀、環(huán)形銑刀等，除此以外還有各種孔加工刀具，如鉆頭（鉸刀、鏜刀等）、絲錐等。立銑刀球頭銑刀環(huán)形銑刀

常用銑刀：四、刀具的選擇

1.立（端）銑刀

直線銑削斜線銑削圓弧銑削螺旋銑削鉆式銑削立銑刀切削方式

2.球頭銑刀

球頭銑刀曲面銑削方式

3.鉆頭

4.鏜刀§3.2銑床編程基本指令一、編程坐標(biāo)系與尺寸系統(tǒng)1．?dāng)?shù)控銑床的原點在數(shù)控銑床上，機床原點一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。２．平面選擇G17到G19

刀具長度補償和半徑補償時必須首先確定一個平面，在此平面中可以進(jìn)行刀具半徑補償。另外根據(jù)不同的刀具類型進(jìn)行相應(yīng)的刀具長度補償。３.絕對值編程與相對值編程指令每個編程坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值相對于程序原點。G90:絕對值編程G91:相對值編程每個編程坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值相對于程序原點。

格式：

G90X_Z_G91X_Z_G90,G91為模態(tài)指令,可相互注銷,G90為缺省值.絕對尺寸相對尺寸…..G90………;G00X30Y37;………..G91………;G00X20Y25;……４．坐標(biāo)系選擇G54：第一可設(shè)定零點偏置G55

：第二可設(shè)定零點偏置G56

：第三可設(shè)定零點偏置G57：第四可設(shè)定零點偏置G500：取消可設(shè)定零點偏置，模態(tài)有效G53：取消可設(shè)定零點偏置，程序段方式有效，可編程的零點偏置也一起取消

程序原點與機床參考點的偏移量必須通過測量（對刀）來設(shè)定——設(shè)定值稱為零點偏置。４個預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中的值(零點偏置值)可用MDI

方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。

N10G54…

；調(diào)用第一可設(shè)定零點偏置N20L47；加工工件1，此處作L47調(diào)用N30G55…

；調(diào)用第二可設(shè)定零點偏置N40L47；加工工件2，此處作L47調(diào)用N50G56…

；調(diào)用第三可設(shè)定零點偏置N60L47 ；加工工件3，此處作L47調(diào)用N70G57…

；調(diào)用第四可設(shè)定零點偏置N80L47；加工工件4，此處作L47調(diào)用N90G500G0X…

；取消可設(shè)定零點偏置5.可編程的零點偏置和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)：G158、G258、G259

重復(fù)出現(xiàn)的形狀或結(jié)構(gòu)，或者選用了一個新的參考點，使用可編程零點偏置產(chǎn)生一個當(dāng)前工件坐標(biāo)系，新輸入的尺寸均為該坐標(biāo)系中的尺寸。例：G158X…Y…Z…；可編程偏置，取消以前的偏置和旋轉(zhuǎn)G258RPL=…；可編程旋轉(zhuǎn)，取消以前的偏置和旋轉(zhuǎn)G259RPL=…；附加的可編程旋轉(zhuǎn)

旋轉(zhuǎn)角正方向的規(guī)定

程序段G158指令后無坐標(biāo)軸名，或者在G258指令下沒有寫RPL=…語句，表示取消當(dāng)前的可編程零點偏移和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)定。舉例：

N10G17…；X/Y平面N20G158X20Y10；可編程零點偏移N30L10；子程序調(diào)用N40G158X30Y26；新的零點偏置N50G259RPL=45；附加坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)45度N60L10；子程序調(diào)用N70G158；取消偏移和旋轉(zhuǎn)二、坐標(biāo)軸運動1.快速定位Ｇ0格式：G0X＿Y__Z__2.直線插補Ｇ1格式：G1X__Y__Z__F__圖例:N10G0X90Y70；刀具由起點A快速移動到目標(biāo)點B圖例:N10G1X90Y70F100；刀具由起點A直線運動到目標(biāo)點B，進(jìn)給速率100mm/min。例:編制加工右圖所示的輪廓加工程序，工件的厚度為5mm。設(shè)起刀具點相對工件的坐標(biāo)為(-10,-10,300)。YXYXO刀O工10108816324028BACD３．圓弧插補G2、G3刀具以圓弧軌跡從起始點移動到終點，方向由G指令確定。G2指令表示在指定平面順時針插補；G3指令表示在指定平面逆時針插補。平面指定指令與圓弧插補指令的關(guān)系。見圖所示.平面指定指令與圓弧插補指令的關(guān)系

（1）圓心坐標(biāo)和終點坐標(biāo)說明：①X、Y、Z為圓弧終點坐標(biāo)值。G90時X、Y、Z是圓弧終點的絕對坐標(biāo)值；G91時X、Y、Z是圓弧終點相對于圓弧起點的增量值。②I、J、K表示圓心相對于圓弧起點的增量值。F規(guī)定了沿圓弧切向的進(jìn)給速度。③G17、G18、G19為圓弧插補平面選擇指令，以此來確定被加工表面所在平面，G17可以省略。格式：G17G2/G3X＿Y＿I__J__F＿G18G2/G3X＿Z＿I__K__F＿G19G2/G3Y＿Z＿J__K__F＿圖例:N50

G90

G1X30

Y40F200

N80

G2

X50

Y40

I10J-7

F80（2）半徑和終點坐標(biāo)格式：G17G2/G3X＿Y＿CR=__F＿G18G2/G3X＿Z＿CR=__F＿G19G2/G3Y＿Z＿CR=__F＿CR表示圓弧半徑，如果圓心角小于或等于180°，則CR為正數(shù)；如果圓心角大于180°，則CR為負(fù)數(shù)。圖例:N50

G90

G1X30

Y40F200

N80

G2

X50

Y40

CR=12.207

F80（3）張角和終點坐標(biāo)格式：G17G2/G3AR=__X＿Y＿F＿G18G2/G3AR=__X＿Z＿F＿G19G2/G3AR=__Y＿Z＿F＿圖例:N05G90G1X30Y40；用于N10的圓弧起始點N10G2X50Y40AR=105；終點和張角（4）張角和圓心坐標(biāo)格式：G17G2/G3AR=__I＿J＿F＿G18G2/G3AR=__I＿K＿F＿G19G2/G3AR=__J＿K＿F＿圖例:N05G90G1X30Y40；用于N10的圓弧起始點N10G2I10J－7AR=105；圓心和張角例使用G2對圖所示弧a和弧b編程(i)圓弧aG91G2X30Y30R30F300G91G2X30Y30I30J0F300G90G2X0Y30R30F300G90G2X0Y30I30J0F300(ii)圓弧bG91G2X30Y30R-30F300G91G2X30Y30I0J30F300G90G2X0Y30R-30F300G90G2X0Y30I0J30F300例：使用G2/G3對圖所示的整圓編程(i)從A點順時針一周時G90G2X30Y0I-30J0F300G91G2X0Y0I-30J0F300(ii)從B點逆時針一周時G90G3X0Y-30I0J30F300G91G3X0Y0I0J30F300絕對坐標(biāo)程序N01G54N02G90G17G0X20Y20N03M3S800N04G1Z-5F100N05G1X60N06G3X80Y40I0J20N07G2X60Y60I0J20N08G1X20Y40N09Y20N10Z10N11G0X-10Y-10N12M5N13M2A10102020①O工O機YYXXB②CR206080O1O2DR2060③

④

E40⑤

⑥

⑦

例:用數(shù)控銑床加工圖示的輪廓ABCDEA。分別用絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)方式編寫加工程序。4．返回固定點：G75

用G75可以返回到機床中某個固定點，比如換刀點。固定點位置固定地存儲在機床數(shù)據(jù)中，它不會產(chǎn)生偏移。每個軸的返回速度都是其快速移動速度。

G75需要一獨立程序段，并按程序段方式有效。

G75之后程序段中原先“插補方式”組中G指令（G0、G1、G2，…）將再次生效。

N10G75X0Y0Z0；注釋：程序段中X、Y和Z的編程數(shù)值不識別５．回參考點：G74

用G74指令實現(xiàn)NC程序中回參考點功能，每個軸的方向和速度均存儲在機床數(shù)據(jù)中。

G74需要一獨立程序段，并按程序段方式有效。在G74之后的程序段中原先“插補方式”組中的G指令（G0、G1、G2，…）將再次生效。

N10G74X0Y0Z0；注釋：程序段中X、Y和Z的編程數(shù)值不識別。

工件§3.3

刀具補償指令一、刀具半徑補償指令

數(shù)控程序是按刀具的中心編制的，在進(jìn)行零件輪廓加工時，刀具中心軌跡相對于零件輪廓通常應(yīng)讓開一個刀具半徑的距離，即所謂的刀具偏置或刀具半徑補償。

具有刀具半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1）在編程時可以不考慮刀具的半徑，直接按零件輪廓編程，只要在實際加工時把刀具半徑輸入刀具半徑補償?shù)刂分屑纯伞?/p>

2）刀具磨損后可以通過補償彌補。

3）可以使粗加工的程序簡化。1.刀補及其作用Ｇ41：刀具左補償Ｇ42：刀具右補償2.指令G40：取消刀具半徑補償功能。G41：刀具半徑左補償指令。G42：刀具半徑右補償指令。

刀具左補償G41刀具左補償G41刀具右補償G42刀具右補償G42取消刀具半徑補償G40G0（或G1）G41（或G42）X_Y_D_F_G0（或G1）G40X_Y_

G41(G42)中D為刀具半徑補償?shù)刂?；XY為由非刀補狀態(tài)進(jìn)入刀具半徑補償狀態(tài)的起始位置。

G40中的XY為由刀補狀態(tài)過渡到非刀補狀態(tài)的終點位置，這里的XY即為刀具中心的位置。

只能在G00或G01指令下建立刀具半徑補償狀態(tài)及取消刀具半徑補償狀態(tài)。注意：3.刀補指令的程序段格式：

設(shè)加工開始時，刀具距工件表面50mm，切削深度為10mm.運動方向取消刀補建立刀補二、刀具補償號編程舉例：更換刀具：N10T1D1；刀具T1D1值生效N11G0X…Z…；對不同刀具長度的差值進(jìn)行覆蓋N50T4D2；更換成刀具4，對應(yīng)于T4中D2值生效…N70G0Z…D1；刀具T4D1值生效，在此僅更換切削刀三、半徑補償時的過切現(xiàn)象及防止（１）加工半徑小于刀具半徑的內(nèi)圓弧。當(dāng)圓弧半徑小于刀具半徑時，將會導(dǎo)致過切，數(shù)控系統(tǒng)報警并停止在將要過切語句的起始點上。所以補償時只有在“過渡圓角半徑R≥刀具半徑r+精加工余量”的情況下，才可正常切削。（２）被銑削槽底寬小于刀具直徑。如果刀具半徑補償使刀具中心向編程路徑反方向運動，將會導(dǎo)致過切。在這種情況下，機床的數(shù)控系統(tǒng)報警并停止在該程序段的起始點上。（３）無移動類指令。在兩個或兩個以上連續(xù)程序段內(nèi)無指定補償平面內(nèi)的坐標(biāo)移動，會導(dǎo)致過切現(xiàn)象。

§3.4孔加工固定循環(huán)指令

循環(huán)是用于特定加工過程的工藝子程序，比如鉆削、坯料切削、凹槽切削或螺紋切削等，只要改變參數(shù)就可以使這些循環(huán)應(yīng)用于各種具體加工過程。使用加工循環(huán)時編程人員必須事先保留參數(shù)R100~R249，保證這些參數(shù)只用于加工循環(huán)而不被程序中的其他地方使用。刀具以編程的主軸速度和進(jìn)給速度鉆孔，直至到達(dá)給定的最終鉆削深度。在到達(dá)最終鉆削深度時可以編程一個停留時間，退刀以快速移動速度進(jìn)行。一、沉孔加工循環(huán)LCYC82圖例：

用LCYC82鉆削循環(huán)加工圖所示孔，孔底停留時間2秒，安全間隙4mmN10G0G17G90F100T2D2M3S500；規(guī)定一些參數(shù)N20X24Y15；回到鉆孔位N30R101=110R102=4R103=102R104=75R105=2；參數(shù)N40LCYC82；調(diào)用循環(huán)N50M2

；程序結(jié)束

分步鉆入達(dá)到最后的鉆深，鉆深的最大值事先參數(shù)設(shè)定。鉆削既可以在每步到鉆深后，提出鉆頭到參考平面達(dá)到排屑目的，也可以每次上提1毫米以便斷屑二、深孔鉆削循環(huán)LCYC83N100G0G18G90T4S500M3

；確定工藝參數(shù)N110Z155N120X70

；回第一次鉆削位置R101=155R102=1R103=150R104=5R105=0R109=0R110=100

；設(shè)定參數(shù)R111=20R107=500R127=1R108=400N140LCYC83

；第一次調(diào)用循環(huán)N199M2深孔鉆削：

程序在位置X70處執(zhí)行循環(huán)LCYC83。

刀具以給定的主軸速度和進(jìn)給速度鉆削，直至最終鉆削深度。三、鏜孔循環(huán)LCYC85圖例：

在ZX平面Z70X50處調(diào)用循環(huán)LCYC85，Y軸為鉆削軸，無停留時間N10G0G18G90T4S500M3

；確定工藝參數(shù)N20Z70X50Y102

；回鉆孔位置N30R101=105R102=2R103=102R104=77；設(shè)定參數(shù)N35R105=0R107=200R108=400

；設(shè)定參數(shù)N40LCYC85

；調(diào)用循環(huán)N50M2加工線性排列的鉆孔或螺紋孔，鉆孔循環(huán)和切內(nèi)螺紋循環(huán)的要求編程主軸轉(zhuǎn)速和方向，以及鉆孔軸的進(jìn)給率。四、線性孔排列鉆削LCYC60圖例：用LCYC60循環(huán)可以加工XY平面上5行5列排列的孔，孔間距為10毫米。參考點坐標(biāo)為X30Y20N10G0G17G90S500M3T2D1；確定工藝參數(shù)N20X10Y10Z105；回到出發(fā)點N30R1=0，R101=105，R102=2，R103=102；確定參數(shù)，初始化計數(shù)器R1N40R104=30R105=2R107=100R108=300；定義循環(huán)參數(shù)N50R115=85R116=30R117=20R120=0R119=5；定義參數(shù)N60R118=10R121=10；定義線性孔排列循環(huán)參數(shù)N70MARKE1：LCYC60；調(diào)用線性孔排列循環(huán)N80R1=R1+1R117=R117+10；提高線性孔計數(shù)器，確定新的參考點N90IFR1<5GOTOBMARKE1；當(dāng)滿足條件時返回到Marke1N100G0G90X10Y10Z105；回到出發(fā)點位置N110M2；程序結(jié)束

通過設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，利用此循環(huán)可以銑削矩形槽、鍵槽及圓形凹槽，循環(huán)加工可分為粗加工和精加工五、LCYC75R104凹槽深度（絕對坐標(biāo)）R116凹槽圓心X坐標(biāo)R117凹槽圓心Y坐標(biāo)R118凹槽長度R119凹槽寬度R120圓角半徑

加工一個長度為60毫米，寬度為40毫米，圓角半徑8毫米，深度為17.5毫米的凹槽。使用的銑刀不能切削中心，因此要求與加工凹槽中心（LCY82）。凹槽邊的精加工的余量為0.75毫米，深度為0.5毫米，Z軸上到參考平面的安全間隙為0.5毫米。凹槽的中心點坐標(biāo)為X60Y40，最大進(jìn)刀深度為4毫米，加工分為粗加工和細(xì)加工。

N10G0G17G90F200S300M3T4D1

；確定工藝參數(shù)N20X60Y40；回到鉆削位置

N30R101=5R102=2R103=9R104=-17.5R105=2

；設(shè)定鉆削循環(huán)參數(shù)

N40LCYC82

；調(diào)用鉆削循環(huán)

N50……

；更換刀具

N60R116=60R117=40R118=60R119=40R120=8

；凹