数控铣加工中心编程指令与工艺基础.ppt
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1、杨振宇Email:,数控机床与编程,数控铣(加工中心)部分,一、数控铣程序编制,1.数控铣的加工对象,(1)平面类零件(2)变斜角类零件(3)曲面类零件,一、数控铣程序编制,1.数控铣的加工对象,(1)平面类零件(2)变斜角类零件(3)曲面类零件,一、数控铣程序编制,1.数控铣的加工对象,(1)平面类零件(2)变斜角类零件(3)曲面类零件,一、数控铣程序编制,2.数控机床编程的方法数控机床程序编制的方法有:手工编程和自动编程。(1)手工编程由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件,但是,非常费时,且编制复杂零件时,容易
2、出错。(2)自动编程使用计算机利用CAD/CAM软件,实现造型及图象自动编程。对于复杂的零件很方便。最为典型的软件是Master CAM,其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程,此类软件虽然功能单一,但简单易学,价格较低,仍是目前中小企业的选择。,一、数控铣程序编制,3.数控加工程序的结构()程序的构成:由多个程序段组成。O0001;(FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%)指定程序号,每个程序号对应一个加工零件。N010 G92 X0 Y0;分号表示程序段结束N020 G90 G00 X50 Y60;.;可以调用子程序。N150 M05;N16
3、0 M02;()程序段格式:)字地址格式:如N020 G90 G00 X50 Y60;最常用的格式,现代数控机床都采用它。地址为程序段号,地址G和数字构成字地址为准备功能。)N150 M05 地址为程序段号,地址M和数字05构成字地址为辅助功能。3)固定顺序程序段格式:如00701+02500-13400153002;比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列,不得有误,上面程序段的意思是:N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02;,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G准备功能字是使数控机床建立起某种加工方式的指令,如插补、刀具补偿、
4、固定循环等。G功能字由地址符G和其后的两位数字组成,从G00G99共100种功能。很多现代数控机床的准备功能已扩大到G150。,(2)辅助功能字M辅助功能字是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关,工件或刀具的夹紧和松开,刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 1)绝对坐标编程G90和相对坐标编程G91 A.绝对坐标编程:刀具运动过程中所有的刀具位置坐标以一个固定的程序原点(工件坐标系原点)为基准。即刀具运动的位置坐标是指刀具相对于程序原点的坐标。B.相对(增量)坐标编程:刀具运动过程中所有的刀具
5、位置坐标以刀具当前的位置坐标到下一个位置之间的坐标增量。C.输入格式:G90/G91 注意:A.在同一个程序中两者可交替使用。B.在交替使用过程中,不要忘了还原。C.在使用G91前,程序开头应先使用G90。D.G90、G91均为模态指令,有继承性。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 2)快速定位G00或G0 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。输入格式:G00/G0 X_Y_Z_注意:A.不可用于切削加工。B.一般不直接用G00 X10Y10Z100,避免刀具在安全高度以下首先在XY平面内快速运动而与工件或夹具发生碰撞。C.G00的移动
6、速度可达2000mm/min4000mm/min。D.G00为模态指令,有继承性。E.不运动的轴其坐标可省略。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 3)直线插补G01或G1 刀具以一定的进给速度从当前位置沿直线移动到指令给出的目标位置。输入格式:G01/G1 X_Y_Z_F_ 注意:A.不运动的轴其坐标可省略。B.移动速度由F指令设定,如省略则采用以前F指令设定的速度。C.G01为模态指令,有继承性。D.XYZ轴运动可为平面或空间直线插补,即三轴联动。,G90G00Z60.X100.Y100.Z-10.G01X30.Y30.F100.X-30.Y-30.X30.Y
7、30.G00Z60.M02,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 4)圆弧插补顺时针(G02或G2)和逆时针(G03或G3)刀具在各坐标平面内以一定的进给速度进行圆弧插补运动,从当前位置沿圆弧移动到指令给出的目标位置,切出圆弧轮廓。输入格式:G02/G2/G03/G3 X_Y_R_F_ G02/G2/G03/G3 X_Z_R_F_ G02/G2/G03/G3 Y_Z_R_F_ G02/G2/G03/G3 X_Y_I_J_F_ G02/G2/G03/G3 X_Z_I_K_F_ G02/G2/G03/G3 Y_Z_J_K_F_ 其中:XYZ是圆弧的终点坐标,相对坐标编程
8、时是圆弧终点相对于圆弧起点的坐标。IJK是相对起点的圆心坐标。R是圆弧半径。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 4)圆弧插补顺时针(G02或G2)和逆时针(G03或G3)举例:,G90G00Z60.X100.Y0.Z-30.G01X30.F100.G02X30.Y0.R30.G00Z60.M02,G90G00Z60.X100.Y0.Z-30.G01X30.F100.G02X30.Y0.I-30.J0.G00Z60.M02,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 4)圆弧插补顺时针(G02或G2)和逆时针(G03或G3)举例:,G90G0
9、0Z60.Y100.X0.Z-30.G01Y30.F100.G19G03Y-30.Z-30.R30.G00Z60.M02,G90G00Z60.X100.Y0.Z-30.G01X30.F100.G18G02X-30.Z-30.R30.G00Z60.M02,平面指定功能字(G17、G18、G19)是指铣削过程中指定圆弧插补平面和刀具补偿平面。G17:铣削在XY平面内进行圆弧插补。(缺省时)G18:铣削在XZ平面内进行圆弧插补。G19:铣削在YZ平面内进行圆弧插补。,注意:A.不运动的轴其坐标可省略。B.移动速度由F指令设定,如省略则采用以前F指令设定的速度。C.G02/G03为模态指令,有继承性。
10、D.格式G02/G03X_Y_I_J_F_得到的圆弧是唯一的,而格式G02/G03X_Y_R_F_得到的圆弧不唯一。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 4)圆弧插补顺时针(G02或G2)和逆时针(G03或G3)输入格式可为:G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 X_Y_R_F_ G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 X_Z_R_F_ G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 Y_Z_R_F_ G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 X_Y_I_J_F_ G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 X_Z_
11、I_K_F_ G17/G18/G19/G02/G2/G03/G3 Y_Z_J_K_F_,鉴于这种情况,一般采用确定圆心坐标的圆弧插补。在有圆弧半径R编程中有的数控系统规定:圆弧角小于180度R取正值,圆弧角大于180度R取负值。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 4)圆弧插补顺时针(G02或G2)和逆时针(G03或G3)的螺旋线插补。输入格式:G17 G02 I_J_ K_ G18 X_Y_ Z_ I_K_ J_ G19 G03 J_K_ I_ R_其中:X、Y、Z是螺旋线的终点坐标。I、J是圆心在XY轴上相对螺旋线起点的坐标。K是螺旋线的导程(单头即为螺距),
12、取正值。R是螺旋线在XY平面上的投影半径。,G54G90G00Z60.M06T2X24.Y60.Z2.M03S600G01Z-1.F100.X24.Y60.Z-1.I-36.J0.K6.G01Z1.5G00Z50.X0.Y0.M02,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 5)刀具半径刀补左刀补(G41)、右刀补(G42)和取消刀补(G40)输入格式可为:G17 G41 G01 G18 G42 G02 X_Y_R_F_D_ G19 G40 G00,注意:A.建立和取消半径刀补须与G01G00G02组合完成,最好与G01配合。B.G41/G42/G40为模态指令,有继承
13、性。C.根据走刀方向来判断G41或G42。D.进行半径补偿时,刀具要有X轴或Y轴或两者同时移动。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 6)刀具长度刀补正刀补(G43)、负刀补(G44)和取消刀补(G49)输入格式可为:G17 G43 G01 G18 G44 G02 Z_R_F_H_ G19 G49 G00,注意:A.建立和取消半径刀补须与G01G00G02组合完成,最好与G01配合。B.G43/G44/G49为模态指令,有继承性。D.根据刀具的长度来判断G43或G44。E.进行长度补偿时,刀具要有Z轴移动。F.使用两把或两把以上的刀具时才存在长度刀补。,一、数控铣
14、程序编制,G54G90G00Z60.M06T1X60.Y60.Z-4.X-20.G02X-30.Y20.R10.G01Y-20.G02X-20.Y-30.R10.G01X20.G02X30.Y-20.R10.G01Y20.G02X20.Y30.R10.G00Z60.X60.Y60.Z-8.X-32.,G03X-40.Y32.R8.G01Y-32.G03X-32.Y-40.R8.G01X32.G03X40.Y-32.R8.G01Y32.G03X32.Y40.R8.G00Z60.M06T2G00X10.Y0.Z10.G02X0.Y-25.I0.J25.G00Z100.M06T1M02,一、数控铣程
15、序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 8)暂停指令G04或G4 输入格式可为:G04 P_ 功能:程序运行中的暂停,暂停时间到了以后继续往后执行。,注意:A.G04为非模态指令,无继承性。B.P后面跟暂停的时间,单位:毫秒。但有些数控系统用X或K,单位为:毫秒(不加小数点)或秒(加小数点),一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 9)公英制指令G20(英制)、G21(公制)输入格式可为:G20/G21,注意:A.无参数。B.G43/G44/G49为模态指令,有继承性。C.1mm=0.03937008英寸,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(
16、1)准备功能字G 10)工件坐标系的设置G54(第一)、G55(第二)G56(第三)、G57(第四)G58(第五)、G59(第六)输入格式可为:G54/G55/G56/G57/G58/G59,注意:A.无参数。B.是模态指令,有继承性。C.缺省时是G54。附:G92设定坐标系与G54G59的区别。教材P67。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 11)镜像指令G11(X轴镜像)、G12(Y轴镜像)、G13(原点镜像)也称轴对称加工编程,是将数控加工刀具轨迹沿某坐标轴作镜像变换而形成加工轴对称零件的刀具轨迹。对称轴(镜像轴)可以是X、Y或原点。输入格式可为:G11
17、N_ _._ N:镜像加工程序开始的程序段号,即N0020,要求四位数。_._:镜像加工程序结束的程序段号.循环次数(要求四位数)(要求两位数),注意:A.X轴镜像是指所有的X座标值相反。B.为非模态指令。C.在镜像的程序段中,不得发生其他转移加工指令,如子程序的跳转。,一、数控铣程序编制,一、数控铣程序编制,a,b,c,d,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 12)缩放指令G31(缩放)、G30(取消缩放)输入格式可为:G31 K_._,注意:倍率范围K0.1K9.9。B.为模态指令,有继承性。C.倍率的效果是将加工轨迹的各部分尺寸均匀地放大或缩小K倍。D.倍率
18、对刀具半径不产生效果。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 13)孔加工循环 孔加工是最常用的加工工序,现代CNC系统一般都配备钻孔、镗孔和攻螺纹加工循环编程功能。孔加工循环指令为模态指令,一旦某个孔加工循环指令有效,布接着的所有(x,Y)位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工,直到用G80取消孔加工循环为止。在孔加工循环指令有效时,(X,Y)平面内的运动方式为快速运动(G00)。孔加工循环一般由以下6个动作组成:(如图所示):1)A B刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X,Y):2)BR刀具沿Z方向快速运动到参考平面R;3)RE孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)
19、:4)E点 孔底动作(如进给暂停、主轴停止、土轴定向停止、刀具偏移等):5)ER刀具快速退回到参考平面R;6)RB刀具快速退山到起始点B。采用绝对坐标G90和采用相对坐标G91编程时,孔加工循环指令中的值有所不同,如图所示。模态指令G98控制孔加工循环结束后刀具返回起始点B.,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 13)孔加工循环模态指令G98控制孔加工循环结束后刀具返回起始点B.(缺省方式)模态指令G99控制孔加工循环结束后刀具返回参考平面R.输入格式:G98/G99,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 13)孔加工循环G73或G83
20、(高速深孔钻循环)输入格式可为:G73/G83 X_Y_Z_R_P_Q_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。P_:暂停时间(ms)。Q_:每次进给的深度,为正值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 14)孔加工循环G74(左旋攻丝循环)输入格式可为:G74 X_Y_Z_R_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。D.进给时主轴反转,退出时正转。,一、
21、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 15)孔加工循环G76(精镗孔循环)G76在孔底有三个动作:进给暂停、主轴定向停止和刀具沿刀尖所指的反方向偏移Q值。输入格式可为:G76 X_Y_Z_R_P_Q_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。P_:暂停时间(ms)。Q_:反方向偏移值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。D.Q值不宜过大。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 16)孔加工循环G80(取消钻孔循环)输入格式可为:G80,注意:A.为模态指令。,一、数控铣程序编制,
22、4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 17)孔加工循环G81(钻孔循环)主轴正转,刀具以进给速度向下运动钻孔,到达孔底时快速退回,不暂停。一般用于中心钻钻中心孔。输入格式可为:G81 X_Y_Z_R_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 18)孔加工循环G82(镗孔或锪孔循环)主轴正转,刀具以进给速度向下运动钻孔,到达孔底时暂停。刀具不做进给运动,钻头继续保持旋转状态,使孔的表面更光滑。适合于扩孔和沉头孔的加工。
23、输入格式可为:G82 X_Y_Z_R_P_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。P_:暂停时间(ms)。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 19)孔加工循环G84(攻螺纹循环)输入格式可为:G84 X_Y_Z_R_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。D.进给时主轴正转,退出时反转。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G
24、20)孔加工循环G85/G86(镗孔循环)在孔底没有暂停,G85以进给速度退出,G86快速退出。输入格式可为:G85/G86 X_Y_Z_R_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 21)孔加工循环G87(背镗循环)背镗循环指令G87如图所示,刀具运动到起始点B(X,Y)后,主轴定向停止,刀具沿刀尖所指的反方向偏移Q值,然后快速运动到孔底位置,接着沿刀尖所指方向偏移回E点,主轴正转,刀具向上进给运动,到R点,主轴又定向停止
25、,刀具沿刀尖所指的反方向偏移Q值,快退,沿刀尖所指正方向偏移到B点,主轴正转,本加工循环结束,继续执行下一段程序。输入格式可为:G87 X_Y_Z_R_Q_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。Q_:每次进给的深度,为正值。,注意:A.R值稍大些。B.为模态指令。C.两个以上孔的加工时,中间有没有障碍部分。,一、数控铣程序编制,4.数控机床标准G、M代码(1)准备功能字G 22)孔加工循环G88/G89(镗孔循环)与G85的区别是:在孔底有进给暂停。输入格式可为:G88/89 X_Y_Z_R_P_F_ X_Y_:孔的位置坐标。Z_:孔深。R_:R点的坐标值。P_:暂停时
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