数控铣削及加工中心加工程序.ppt
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1、单元三数控铣削及加工中心加工程序,主编,第一节基本功能指令及应用,第一节基本功能指令及应用,一、工件坐标系的建立(G92、G54G59、G52)1.用G92建立工件坐标系(1)坐标系设定指令G92编程格式:G92XYZ;。(2)用G92指令建立工件坐标系时应注意的问题,图3-1G92工件坐标系的设定,第一节基本功能指令及应用,2.用G54G59指令建立工件坐标系3.局部坐标系的建立 在数控编程中,为了编程方便,有时要给程序选择一个新的参考,通常是将工件坐标系偏移一个距离。在FANUC系统中,通过指令G52来实现。,图3-2工件坐标原点(G54G59)与机床原点的关系,第一节基本功能指令及应用,
2、二、常用功能指令1.绝对坐标(G90)与相对坐标(G91)(1)绝对值编程(2)相对坐标编程,图3-3刀具轨迹,2.坐标平面设定 在圆弧插补、刀具半径补偿及刀具长度补偿时必须首先确定一个平面,即确定一个由两个坐标轴构成的坐标平面。1)G17:XY平面。2)G18:XZ平面。3)G19:YZ平面。,第一节基本功能指令及应用,3.返回参考点指令 参考点的返回有两种方式,即手动返回参考点和自动返回参考点。其中,自动返回参考点是用于机床开机后已进行手动返回参考点后,在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的功能。(1)返回参考点检查G27G27用于检查刀具是否按程序正确地返回到参考点。(2)返回参考点G2
3、8G28指令是使刀具从当前点位置以快速定位方式经过中间点回到参考点。(3)从参考点返回G29G29指令是使刀具从参考点以快速定位方式经过中间点返回。,第一节基本功能指令及应用,4.圆弧插补指令 用G02、G03指定圆弧插补,其中,G02为顺时针圆弧插补,G03为逆时针圆弧插补。,图3-4G02、G03的判定,第一节基本功能指令及应用,0305.TIF,0306.TIF,第一节基本功能指令及应用,图3-7POS零件图,(2)半径编程格式,第一节基本功能指令及应用,表3-1加工程序,(2)加工程序编制(立式铣床,表3-1),第一节基本功能指令及应用,5.螺旋线插补指令G02/G03指令格式:,图3
4、-8螺旋线编程,第一节基本功能指令及应用,三、刀具半径补偿功能(G41、G42、G40)1.刀具半径补偿的概念 在数控铣床上进行轮廓铣削时,由于刀具半径的存在,刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。人工计算刀具中心轨迹相当复杂,且刀具直径变化时必须重新计算,修改程序。当数控系统具备刀具半径补偿功能时,我们只需按工件轮廓进行数控编程,数控系统能够根据操作者预先输入的刀具半径值(或欲偏置值)自动计算刀具中心轨迹,从而得到我们所期望的工件轮廓。这就是刀具半径补偿的概念。(1)指令格式,图3-9G41与G42的判别,第一节基本功能指令及应用,(2)半径补偿的过程刀具半径补偿是一个让刀具中心相对于编程轨迹产生偏
5、移的过程。,图3-10半径补偿的过程,第一节基本功能指令及应用,(3)刀具半径补偿注意事项,0311.TIF,第一节基本功能指令及应用,0312.TIF,第一节基本功能指令及应用,2.刀具半径补偿指令在加工中的应用1)自动计算刀具中心轨迹,简化编程。2)用同一程序、同一尺寸的刀具,通过改变刀具半径补偿值的大小,可进行粗、精加工。3)通过半径补偿值的调整,来控制零件轮廓尺寸加工精度,以修正由于刀具磨损、系统刚性不足及零件弹性变形恢复等原因所造成的尺寸误差。,图3-13外轮廓精铣,第一节基本功能指令及应用,(2)加工程序编制(立式铣床,表3-2),表3-2加工程序,第一节基本功能指令及应用,表3-
6、2加工程序,第一节基本功能指令及应用,1)工件采用机用平口钳装夹,下用垫铁支承,用百分表找正。2)零件拱形凸台轮廓已完成粗加工,留有余量,只需沿零件轮廓完成精加工,设定刀具半径补偿值为D01:R=6。3)加工工艺路线:按照P0P1P3P4P5P6P0各基点顺序加工编程。4)切削用量选择。5)如图3-14所示,选择工件上表面及左下角点O为工件坐标原点。6)切入点P1、切出点P6通常选择在零件轮廓的延长线或切线上,与工件外轮廓距离应大于刀具半径(本题为10mm)。,第一节基本功能指令及应用,图3-14加工方案分析a)加工轨迹示意b)刀补值计算,表3-3加工程序,第一节基本功能指令及应用,(2)加工
7、程序编制(立式铣床,表3-3),表3-3加工程序,第一节基本功能指令及应用,四、刀具长度补偿(G43、G44、G49)在数控机床上加工零件时,不同工序,往往需要使用不同的刀具,这就使刀具的直径、长度发生变化。此外,由于刀具的磨损,也会造成刀具长度的变化。为此,数控机床系统中设置了刀具长度补偿的功能,以简化编程提高工作效率。,第一节基本功能指令及应用,1)使用G17时,刀具补偿G43和G44是指用于Z轴的补偿,(使用G18时,对Y轴补偿;使用G19时,对X轴补偿)。2)H表示长度补偿值地址字,后面带两位数字表示补偿号。3)对于一把基准刀具,使用G43指令时,将H代码指定的刀具长度补偿值加在程序中
8、由运动指令指定的Z轴终点位置坐标上,即,图3-15长度补偿功能示意(H为正值时),图3-16长度补偿应用,第一节基本功能指令及应用,4)补偿值的确定一般有两种情况:一是有机外对刀仪时,以主轴轴端中心作为对刀基准点,以刀具伸出轴端的长度作为H中的偏置量;另一种常见于无对刀仪时,如果以标准刀的刀位点作为对刀基准,则刀具与标准刀的长度差值作为其偏置量。5)G43、G44、G49为模态指令。6)G43、G44、G49指令本身不能产生运动,长度补偿的建立与取消必须与G00(或G01)指令同时使用,且在Z轴方向上的位移量不为零。7)在刀具长度补偿的建立与补偿取消的程序段后,一般不允许存在连续两段以上的非补
9、偿平面第三轴移动指令(G17时Z轴),否则将会出错。,第一节基本功能指令及应用,(1)如何编程使刀具T01到达坐标(2)如何编程使刀具T02到达坐标(3)如何编程使刀具T01到达坐标(4)如果刀具T01执行程序G90(5)如果刀具T01执行程序G90(2)G90G54G43G00Z100H02;。(3)G90G54G43G00Z5H01;。(4)Z35;因为T01比标准刀具短30mm。(5)Z65;因为补偿方向反了。,第二节坐标变换功能指令,一、比例缩放 比例缩放是在数控铣床(加工中心)加工中,对某一加工图形轮廓按指定的比例进行缩放的一种简化编程指令。,1)G51为建立缩放。2)G50为取消缩
10、放。3)M98P的作用是为了简化编程,把需要比例缩放的程序体编写为子程序,进行调用。4)X、Y、Z为指定比例缩放中心的坐标,如果同时省略了X、Y、Z,则G51默认刀具的当前位置作为缩放中心。5)P为缩放的比例系数。,第二节坐标变换功能指令,2.应用举例 精加工图317所示图样的两个凸台,大凸台的缩放比例为2倍,已知刀具为6mm的立铣刀,凸台高度为2mm,工件材料为石蜡。其加工程序见表34。,图3-17等比例缩放举例,第二节坐标变换功能指令,表3-4加工程序,第二节坐标变换功能指令,图3-18不等比例缩放举例,【例3-5】如图3-18所示,参照凸台外轮廓轨迹ABCD,以(-40,-20)为缩放中
11、心在XY平面内进行不等比例缩放,图3-18不等比例缩放举例X方向的缩放比例为1.5倍,Y方向的缩放比例为2倍,试加工出轮廓ABCD凸台。,第二节坐标变换功能指令,(2)加工程序(表3-5),表3-5加工程序,第二节坐标变换功能指令,3.比例缩放编程注意事项1)比例缩放中的刀具补偿。2)比例缩放中的圆弧插补。3)如果程序中将比例缩放程序段简写成“G51;”,其他参数均省略,则表示缩放比例由机床系统参数决定,缩放中心则为刀具刀位点的当前位置。4)比例缩放对工件坐标系零点偏置值和刀具补偿值无效。5)在缩放有效状态下,不能指定返回参考点的G指令(G27G30),也不能指定坐标系设定指令(G52G59,
12、G92)。,第二节坐标变换功能指令,二、镜像功能指令 使用镜像指令编程可以实现相对某一坐标轴或某一坐标点的对称加工。1.指令格式G17G511XY;2.指令说明3.镜像功能应用举例,图3-19镜像功能举例,第二节坐标变换功能指令,如图319所示,凸台高度2mm,刀具为10mm立铣刀。,表3-6加工程序,第二节坐标变换功能指令,表3-6加工程序,第二节坐标变换功能指令,4.镜像功能应用的注意事项1)在指定平面内执行镜像指令时,如果程序中有圆弧指令,则圆弧的旋转方向相反,即G02变为G03,而G03变为G02。2)在指定平面内执行镜像指令时,如果程序中有刀具半径补偿指令,则刀具半径补偿的偏置方向相
13、反,即G41变为G42,而G42变为G41。3)在指定平面内镜像指令有效时,返回参考点指令指令(G27G30)和改变坐标系指令(G54G59,G92)不能指定。4)数控镗铣床Z轴安装有刀具,故Z轴一般都不进行镜像。,第二节坐标变换功能指令,三、旋转功能指令 旋转功能指令可使编程图形轮廓以指定旋转中心及旋转方向旋转一定的角度。1.指令格式G17G68XYR;2.指令说明,图3-20旋转功能应用举例,3.旋转功能应用举例 如图320所示,编写5个曲线轮廓凸台的加工程序,已知凸台高度为2mm,刀具为10mm立铣刀。,第二节坐标变换功能指令,表3-7加工程序,第二节坐标变换功能指令,表3-7加工程序,
14、第二节坐标变换功能指令,4.坐标旋转功能应用注意事项1)在坐标系旋转取消指令(G69)后的第一个移动指令必须用绝对值指定,如果采用增量值指定,则不执行正确的移动。2)在坐标系旋转编程过程中,如需采用刀具补偿指令编程时,则需在指定坐标旋转指令后再加刀具补偿,而在取消坐标旋转之前取消刀具补偿。,3)在指定平面内旋转指令有效时,返回参考点指令(G27G30)和改变坐标系指令(G54G59,G92)不能指定。,图3-21极坐标系中的点,第二节坐标变换功能指令,四、极坐标 在平面中,一个点的位置不仅可以用直角坐标系来描述,也可以用极坐标系来描述。如图321所示,点A和点B的位置可以用极坐标半径(极径)和
15、极坐标角度(极角)来表示。即A(30,0),B(30,50)。这里,X坐标轴称为极坐标轴(极轴),O称为极坐标原点(极点)。1.极坐标指令格式G17G16;2.指令格式说明1)G16表示在指定平面内使用极坐标编程。2)极点的指定方式有两种。3.极坐标指令应用举例,第二节坐标变换功能指令,如图322所示,编写4个凸台外轮廓的加工程序,刀具为10mm立铣刀,凸台高度为2mm。,图3-22极坐标编程举例,第二节坐标变换功能指令,表3-8加工程序,第二节坐标变换功能指令,表3-8加工程序,第二节坐标变换功能指令,4.极坐标编程注意事项1)在实际编程中应尽量避免以刀具当前点作为极坐标原点。2)极坐标仅适
16、用于指定平面,如对于G17平面,仅在XY平面内使用极坐标,而Z坐标仍使用直角坐标进行编程。3)采用极坐标进行编程时,所有指令的模态方式不变。,第三节铣削平面轮廓,一、平面外轮廓的加工 零件如图323所示,已知零件毛坯为80mm80mm30mm的硬铝板,且毛坯各个表面已经加工完成,刀具为10mm的高速钢立铣刀。,图3-23平面轮廓加工,第三节铣削平面轮廓,1.加工工艺分析1)工件采用机用平口钳装夹,下用垫铁支承,用百分表找正。2)零件凸台轮廓侧面及底面均有较高的表面粗糙度要求,因此,选择粗铣、精铣分开,以达到技术要求。3)起点、切入点及切出点的坐标:A(0,-70)、B(60,-35)、C(-6
17、0,-35)、A1(0,50)、B1(-15,35)、C1(15,35)、A2(50,-50)、B2(40,-10)、C2(10,-40)。,0324.TIF,第三节铣削平面轮廓,0325.TIF,4)Z向分层铣削,背吃刀量分别为4mm、3mm、2.5mm、0.5mm。5)切削用量选择。,第三节铣削平面轮廓,2.加工程序(表3-9),表3-9加工程序,第三节铣削平面轮廓,表3-9加工程序,第三节铣削平面轮廓,表3-9加工程序,第三节铣削平面轮廓,表3-9加工程序,第三节铣削平面轮廓,表3-9加工程序,第三节铣削平面轮廓,二、平面内轮廓的加工 拱形型腔如图326所示,已知零件毛坯为90mm60m
18、m15mm硬铝板,且已加工达到尺寸要求。1.相关知识,0326.TIF,(1)刀具的选择对于内腔加工,刀具直径应不大于内腔最小曲率半径,否则,会因少切而出现残留余量。(2)刀具半径补偿与加工平面外轮廓一样,为了简化编程,去除余量,实现轮廓的粗加工和精加工,也常采用刀具半径补偿功能。,第三节铣削平面轮廓,0327.TIF,(3)进给加工凹槽、型腔时通常使用键槽铣刀、立铣刀或面铣刀等,这些刀具除键槽铣刀外,刀具底面中心处都没有切削刃,所以,不能垂直进给,否则将会使刀具折断。,第三节铣削平面轮廓,2.工艺分析1)工件采用机用平口钳装夹,下用垫铁支承,用百分表找正。2)由于型腔内角半径R3mm比较小,
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