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1、第七章 数控铣床与加工中心的程序编制 第一节 程序编制的基础加工范围 铣床的加工范围很广，可以进行平面铣削、轮廓铣削、各种沟槽和成形面（如齿形）。还可以进行分度工作。有时孔的钻、镗加工，也可在铣床或加工中心上进行.,加工精密、复杂的平面类、曲面类零件,数控铣削加工的零件,平面轮廓曲面轮廓 2.5坐标联动 3、4、5坐标联动,手工编程,手工编程,自动编程,按主轴位置分立式数控铣床,按主轴位置分卧式数控铣床,卧式铣床上镗孔,加工中心,加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工对象有以下四类：1箱体类零件。如图所示

2、。2复杂曲面。3盘、套、板类零件。如图所示,二 数控铣削工艺,选择数控铣削部位与工序内容零件图工艺性分析,螺 钉 压 板 虎 钳,3.毛坯的工艺性分析,立铣刀,球头铣刀,面（盘）铣刀,键槽铣刀,4 走刀路线的确定,5.铣削刀具的选择,钻头,镗刀,成形铣刀,用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方法叫做周铣；用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方法叫做端铣。,与周铣相比，端铣铣平面时较为有利生产率较高。所以铣削平面大多采用端铣。但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，而有些形面（如成形面等则不能用端铣)。,6.铣削方式的选择,周铣铣削零件表面时，要正确选用铣削方式；,7.切削用量的选择（1）背

3、吃刀量aP、侧吃刀量ae(由工件表面粗糙度决定)书中225页,（2）进给速度 与每齿进给量、刀具齿数、旋转速度有关 铣刀每齿进给量参见书中225页表7-1（3）切削速度参见书中225页表7-2,（1）直线插补,三、数控铣床主要功能,（2）圆弧插补（3）孔加工固定循环 1）钻孔 2）铰孔 3）锪孔 4）镗孔 5）攻丝,（4）刀具补偿 1）刀具半径补偿平面轮廓加工 2）刀具长度补偿设置刀具长度,（5）镜像、旋转、缩放、平移，对加工程序的控制，简化程序编制。,第二节 编程的基本方法,二.数控铣床编程方法:坐标轴 X.Y.Z编程时永远假定刀具相对工件运动绝对编程G90与相对编程G91,一.数控铣床(加

4、工中心)的坐标系 机床坐标系是机床本身所固有的坐标系，不能随意改变,坐标轴方向如图所示:工件坐标系工件坐标系是编程人员在编写程序时，在工件上建立的坐标系。,三.基本编程指令1.坐标系指定方式（G92、G54G59）指定工件坐标系:G92、G54G59 1）G92指令设定工件坐标系，指令格式：G92 X_Y_Z_；2）用G54G59选择工件坐标系，与起刀点位置无关.一旦设定,相应的程序中要标 明G54.2.M指令 M00/M01 M02/M30 M03 M04 M05 M06,3.快速移动定位（G00）用G00快速点定位指令，命令刀具以点位控制方式，从刀具所在点以最快的速度移动到目标点。三轴联动

5、时的程序格式：G00 X Y Z；其中X、Y、Z轴也可单独移动或任意组合,由于是快速移动，所以只用于空程，不能用于切削。,4.直线插补（G01）刀具按照该程序段中指定的速度作进给运动，用于加工直线轨迹。三轴联动的程序格式：G01 XY ZF；XYZ为目标点坐标值，F为进给速度，各轴实际进给速度是F在该轴投影分量。,5.圆弧插补（G02、G03）圆弧插补指令可以自动加工圆弧曲线，G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补,说明：1）G17、G18、G19表示选择圆弧插补平面，分别表示选择在XOY、ZOX、YOZ平面进行圆弧插补；2）X、Y、Z表示圆弧的终点坐标，其坐标值采用绝对坐标还是增量坐

6、标，取决于G90或G91的状态，G91状态下终点坐标为相对圆弧起点的增量值；3）R为圆弧半径值。,4)该组指令为模态指令，系统初始状态为G17状态,6、螺旋线插补,G17 G02/G03 X Y Z I J K F,G17 G02/G03 X Y Z R K F,7、刀具半径补偿（G40、G41、G42）,例：精铣工件的外轮廓，最终轮廓形状正四边形，最终尺寸：长100mm，宽100mm。,程序：下刀点（50，-70）G01 X50Y50F300;X-50Y50;X-50Y-50;X70Y-50;,图一,起点,终点,25,图二,图三,起点,终点,加工时刀具上哪个位置与程序中坐标点相吻合？,刀位点

7、,26,1.半径补偿三个阶段:a.建立补偿b.补偿切削c.取消补偿,图四,起点,27,图五,2.指令,28,输入补偿值通常为半径值,图六,29,精铣工件外形，最终轮廓线OAB,切深为3mm，刀具从起点运动至（-25,0）建立刀具半径补偿，刀具从（0，-20）运动至（0，-45）取消刀具半径补偿，刀具半径为5mm。,精铣图中轮廓外形OABCD,实线为轮廓线形状，切深为3mm,虚线为刀具中心轨迹，刀具半径为5mm。,思考：应用刀具半径补偿功能，存入的偏移量一定始终都是刀具半径值吗？,31,（1）刀具的磨损量、刀具半径与输入补偿值之间的关系？（2）粗、精加工对应的补偿值之间的关系？,8、刀具长度补偿

8、（G43、G44、G49）刀具长度补偿可以分为正向补偿和负向补偿，G43指令为正向刀补，G44指令为负向刀补。,刀具长度补偿编程格式：（1）G43 ZH；(刀具正向补偿）（2）G44 ZH；(刀具负向补偿）（3）G49指令是刀具长度补偿取消指令。当程序段中调用G49时，则G43和G44均从该程序段起被取消。H00也可以作为G43和G44的取消指令。,9.暂停指令G04格式：G04 X_/P_；例如：G04 X5.0；或 G04 P5000；,10 子程序调用 编程时，为了简化程序的编制，当一个工件上有相同的加工内容时，常用调子程序的方法进行编程。调用子程序的程序叫做主程序。子程序的编号与一般程

9、序基本相同，只是程序结束字为M99表示子程序结束，并返回到调用子程序的主程序中。调用子程序的编程格式 M98 P;M99(P)式中：P表示子程序调用情况。P后共有6(7)位数字，前3位为调用次数，省略时为调用一次；后四位为所调用的子程序号。,例：如图所示,在一块平板上加工6个边长为10mm的等边三角形，每边的深度为-2mm，工件上表面为Z向零点。其程序的编制就可以采用调用子程序的方式来实现(编程时不考虑刀具补偿)。,11 比例及镜向功能,比例及镜像功能可使原编程尺寸按指定比例缩小或放大；也可让图形按指定规律产生镜像变换。G51为比例编程指令；G50为撤消比例编程指令。G50、G51均为模式G代

10、码。（1）、各轴按相同比例编程 例如，在图4中，P1 P4为原编程图形，P1P4为比例编程后的图形，P0为比例中心。,各轴按相同比例编程,（2）各轴以不同比例编程 各个轴可以按不同比例来缩小或放大编程格式：G51 X YZ I JK G50,在以比例中心为基准的x（y,z)方向同一侧时，I(J,K)为正值，反之为负。当给定的比例系数为-1000时，可获得镜像加工功能。,各轴以不同比例编程,再举一例来说明镜像功能的应用。见图，其中槽深为2mm，比例系数取为+1000或-1000。程序如下：,10、旋转变换G68，G69 格式：G68 x_y_P/R_ G69 其中，（x、y）是由G17，G18或

11、G19定义的旋转中心的坐标值，P/R为旋转角度 G68为坐标旋转功能，G69为取消坐标旋转功能。,用坐标旋转功能完成半圆弧形状加工,11、固定循环 数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用，从而简化编程工作。这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。,孔加工循环通常由下述几个动作构成(见图)：X、Y轴定位快速运动到R点(参考点)孔加工在孔底的动作退回到R点(参考点)或者快速返回到初始点。,孔加工固定循环指令有G81，G73，G83，G76

12、，G74，G84，G80 G98（G99）G_X_Y_Z_R_Q_P_K_F,X、Y、Z为孔底坐标值R参考点R点的坐标值Q(G73)指定每次进给深度，是增量植（G76）主轴停止时指定刀尖做微量偏移的移动量P指定刀具在孔底的暂停时间F为切削进给速度k指定固定循环的次数。,G98/G99返回点位置。G98指令返回初始平面，G99指令返回R平面。,快速钻孔,一次加工到孔底,（1）G81：钻孔循环(定点钻孔，浅孔)G98（G99）G81X_Y_Z_R_F_k_,G,81,X、Y、Z为孔底坐标值R参考点R点的坐标值F为切削进给速度k指定固定循环的次数,图 G73高速深孔钻削循环,(2)深孔钻循环 高速深

13、孔钻循环G73 程序格式：G73 XY Z RQ F,其中 X、Y 孔在XY平面上的位置坐标 Z孔底坐标。R参考点R点的坐标值 F切削进给率。Q每次切削进给的切削深度，是增量值。,排屑钻孔循环G83,3）G76：精镗循环 G98（G99）G76X_Y_Z_R_P_Q_F_ k,G76,精镗,孔底准停定向、反向让刀，快退。,X、Y、Z为孔底坐标值R参考点R点的坐标值Q偏移量，表示主轴停止时，主轴先定位角度，刀尖做微量偏移的值。P指定刀具在孔底的暂停时间F为切削进给速度k指定固定循环的次数,（4）G74攻左旋螺纹。格式：,X、Y、Z为孔底坐标值R参考点R点的坐标值P指定刀具在孔底的暂停时间F为螺纹

14、螺距X转速k指定固定循环的次数,（5）,G84攻右旋螺纹。,例：如图所示，编辑孔的加工程序。,数控铣床程序编制举例,加工零件如图所示。毛坯经预先加工，尺寸为100mm100mm25mm,图 连接板,加工零件如图所示连接板。M10螺距为1.5，毛坯经预先加工尺寸为100mm100mm25mm,凹槽的铣削。见下图所示，用8的键槽铣刀，沿双点画线加工距离工件上表面3mm深凹槽。,第三节 典型零件的程序编制,1.精铣凸轮零件如图所示，厚度为6，中心孔直径20mm,已做出。凸轮的加工数量为一件。编写其加工程序。,凸轮零件图,二 外形轮廓的铣削。,编程坐标系、坐标与走刀路线,各点坐标计算为：A(18.85

15、6，36.667)、B(28.284，10.00)、C(28.284，10)、D(18.856，36.667)。,图 工件坐标系及走刀路线,加工零件如图所示。毛坯经预先加工，尺寸为100mm100mm25mm,图 太极板,三、内轮廓的铣削加工零件如图所示。毛坯经预先加工，尺寸为100mm100mm25mm。,图 凹形板,综合实例(一),加工零件如图所示。毛坯经预先加工，尺寸为100mm100mm25mm,壳体,第四节 加工中心的程序编制,图 立式加工中心,加工中心的自动换刀装置1.要求 换刀时间短，空间小，动作可靠，使用稳定，重复定位精度高，刀具识别准确等。2.刀库的功能和类型存储加工刀具和辅

16、助工具圆盘式 和链式3.换刀过程选刀与换刀,数控铣床（加工中心）宏程序,例：铣削椭圆槽，长半轴30mm，短半轴20mm，槽深2mm,三 控制指令,1、无条件转移（GOTO语句）格式：GOTO n；式中：n顺序号（19999），可用变量表示。举例：GOTO 1；GOTO#10；,2、条件转移（IF语句）格式：IF 条件式 GOTO n；条件式：举例：,O7100；#1=0；#2=1；N1 IF#2 GT 10 GOTO 2；#1=#1+#2；#2=#2+1；GOTO 1；N2 M30；,3、循环（WHILE语句）格式：WHILE 条件式 DO m；END m；式中：m循环执行范围的识别号，只能是1、2和3，否则系统报警,