数控加工数控铣床基本操作精编.docx
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数控加工数控铣床基本操作精编
(数控加工)数控铣床基本操作
数控铣床基本操作
【学习目标】
①了解数控铣床指令。
②了解数控铣床组成。
③了解数控铣床的特点。
4了解数控铣床的应用场合。
5了解数控铣床的加工范围。
【知识学习】
壹、简单编程指令应用
1.G00G01
例9-1如图9-1所示,进给速度设为F=100mm/min,S=800r/min,其程序如下:
O0721;
N10G90G54G00X20Y20;
N20S800M03;
N30G01Y50F100;
N40X50;
N50Y20;
N60X20;
N70G00X0Y0M05;
N80M30;
2.G02、G03-圆弧插补指令
G02(G03)指令使刀具按圆弧加工,G02指令刀具相对工件按顺时针方向加工圆弧,是顺圆弧插补指令,反之G03指令使刀具逆时针方向加工圆弧,是逆圆弧插补指令。
其中:
X、Y、Z表示圆弧终点坐标;I、J表示圆弧中心相对圆弧起点的坐标值;R表示圆弧半径,若圆弧≤180°,则R为正值;若圆>180°,则R为负值;F是圆弧插补的进给速度,它是刀具轨迹切线方向的进给速度。
例9-2对如图9-2的图形编程
方法壹:
用I、J编程
G90G00X42X32;
G02X30Y20J-12F200;
G03X10I-10
方法二:
用R编程
G90G00X42X32;
G02X30Y20k-12F200;
G03X10k10;
3.G90——绝对坐标指令,
G91——相对坐标指令。
G90、G91表示运动轴的移动方式。
使用绝对坐标指令(G90),程序中的位移量用刀具的终点坐标表示。
相对坐标指令(G91)用刀具运动的增量表示。
如图9-3所示,表示刀具从A点到B点的移动,用之上俩种方式的编程分别如下:
G90G00X80Y150
G91G00X-120Y90
这俩种编程方式在程序中能够混用,编程员应根据实际情况灵活选用,加快编程速度,提高程序可靠性。
二、工件坐标系的建立
1.G92--设置加工坐标系
格式:
G92X~Y~Z~
G92指令是将加工原点设定在相对于刀具起始点的某壹空间点上。
例7-3如图9-4所示,先将刀具移至欲设工件坐标系的上方100mm处,执行下列程序,把工件坐标系设在商表面处。
……
G92X0Y0Z100;
G90G00X_Y_;
……
2.G53--选择机床坐标系
格式:
G53G90X~Y~Z~;
G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上,式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值,其尺寸均为负值。
如G53G90X-100Y-100Z-20
则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图9-5所示。
3.G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1~6号工件坐标系
格式:
G54G90G00(G01)X~Y~Z~(F~);
图9-6工件坐标系
该指令执行后,所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。
6个工件坐标系皆以机床原点为参考点,分别以各自和机床原点的偏移量表示,需提前通过CRT/MDI方式输入机床内部。
这些坐标系存储在机床存贮器内,在机床关机时仍然存在。
例9-4在图9-6中,用CRT/MDI在参数设置方式下设置了俩个加工坐标系:
G54:
X-50Y-50Z-10
G55:
X-100Y-100Z-20
这时,建立了原点在O′的G54加工坐标系和原点在O″的G55加工坐标系。
若执行下述程序段:
N10G53G90X0Y0Z0
N20G54G90G01X50Y0Z0F100
N30G55G90G01X100Y0Z0F100
则刀尖点的运动轨迹如图7-10中OAB所示。
例9-5如图9-7所示,对于A、B、C的定位程序如下:
N10G00G90G53;
N20X226.05Y253.96;A孔定位
N30X341.85Y253.96;B孔定位
N40X341.85Y186.76;C孔定位
从上面的程序能够见出,由于选择了机床零点作为编程零点,使程序计算工作量很大,且零件中的尺寸和编程尺寸完全不同,给检查带来了很大的不便。
这时若采用工件坐标系,选择O1点作为工件坐标系G54的零点,则偏置尺寸为X-278.35,Y-186.76,这样程序就会大大简化,其程序如下:
N10G00G90G54;
N20X-52.3Y67.2;A孔定位
N30X63.5Y76.2;B孔定位
N40X63.5Y0;C孔定位
4.G92和G54~G59的区别
G92指令和G54~G59指令都是用于设定工件加工坐标系的,但在使用中是有区别的。
G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的,它所设定的加工坐标系原点和当前刀具所在的位置有关,这壹加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。
G54~G59指令是通过MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的,壹旦设定,加工原点在机床坐标系中的位置是不变的,它和刀具的当前位置无关,除非再通过MDI方式修改。
G92指令后虽有坐标值,但不产生轴的移动。
若G54~G59指令后有坐标值,轴将会移动到目的点。
G92设定的坐标系在系统断电后,基准点将消失,下壹次使用需重新设定。
G54~G59
设定的坐标系无论电源关断否,都存在于系统内存中,每壹次直接调用即可。
图9-8刀具的半径补偿
四、刀具半径补偿
G41、G42——刀具半径补偿指令
G40——刀具半径补偿取消指令。
如用半径为R的刀具加工工件外形轮廓时如图9-8所示,刀具中心必须沿着和轮廓偏离R距离的轨道移动。
刀具半径补偿计算就是根据轮廓和刀具半径R值计算出刀具中心轨迹,数据机床中的数控装置能自动根据R值算出刀心轨迹,且按刀心轨迹运动,这就是数控系统的刀具半径自动补偿功能。
G41——左刀偏指令,即顺着刀具前进方向见,刀具在工件的左边。
G42——右刀偏指令,即顺着刀具前进方向见,刀具在工件的右边如图9-9所示。
当G41或G42程序段完成后,用G40消去偏置值,使刀具中心和编程轨迹重合。
说明:
X、Y、Z:
建立刀具半径补偿运动的始点。
G17——刀具半径补偿平面为XY平面
G17——刀具半径补偿平面为XY平面
G18——刀具半径补偿平面为ZX平面
G19——刀具半径补偿平面为YZ平面
G41——左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)如图9-9
G42——右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)如图9-9
G40——取消刀具半径补偿
D——偏置号,D后是多位自然数,每个偏置号都是内存地址,在这些地址中存放刀具半径值。
D00地址中的值永远是零。
刀具半径补偿的建立,只能在G00或G01方式下完成,壹旦建立了刀具半径补偿,在没被取消之前壹直有效。
例9-6如图9-10所示,在XY平面内使用半径补偿(没有Z轴移动)进行轮廓铣削,程序如下:
O0723;
图9-10半径补偿
N10G90G54G17G00X0Y0
N20S1000M03;
N30G41X20Y10D01;
N40G01Y50F100;
N50X50;
N60Y20;
N70X10;
N80G40G00X0Y0M05;
N90M30;
说明:
1)刀具半径补偿的建立或取消,只能在G00或G01方式下完成,壹旦建立了刀具半径偿补,在没被取消之前壹直有效。
2)当刀具补偿号为D00时,等同于取消刀具半径补偿。
3)壹般情况下刀具半径补偿号要在刀补取消后才能比变幻,如果在补偿方式下变换补偿号,当前句目的地补偿量将按新的给定值,而当前局开始点补偿则不便。
4)刀具半径补偿能够利用在同壹程序改变刀补大小实现粗、精加工。
粗加工刀补=刀具半径+精加工余量
精加工刀补=刀具半径+(修正量)
5)在进行刀补的时候,向扩大刀具中心轨迹方向的补偿,对刀具直径的要求较小。
对于缩小刀具中心轨迹方向的补偿,对刀具的直径有壹定的要求,刀具的半径应当小于轮廓的最小半径,否则将形成刀路的自交叉或缩小成点的情况。
6)在偏置方式中如果有相邻俩句或俩句之上程序段无刀具补偿平面内轴的移动,刀具就有可能将产生过切。
五、刀具长度补偿
G43、G44——刀具长度偏置指令
G49——刀具长度偏置取消指令
当壹个加工程序内要使用几把不同刀具时,由于所选用的刀具长度各异,或者刀具磨损后长度发生变化,因而在同壹坐标系内,在Z值不变的情况下可能是刀具的端面在Z轴方向的实际位置有所不同,这就给编程带来了困难。
为编程方便,调试刀具容易,就需要统壹刀具长度方向定位基准,这样就产生了刀具长度偏置功能如图9-11所示。
刀具长度偏置指令用于刀具轴向的补偿,它使刀具在Z方向上的实际位移量等于补偿轴终点坐标值加上(或减去)补偿值。
G17——刀具长度补偿轴为Z轴
G18——刀具长度补偿轴为Y轴
G19——刀具长度补偿轴为X轴
G49——取消刀具长度补偿
G43——正向偏置(补偿轴终点加上偏置值)
G44——负向偏置(补偿轴终点减去偏置值)
X,Y,Z——G00/G01的参数即刀补建立或取消的终点
图9-11刀具长度补偿的设定
H——刀具长度补偿偏置号(H00~H99)。
H字是内存地址,在该地址中装有刀具的偏置量(刀柄锥部的基准面到刀尖的距离),该偏置量代表了刀补表中对应的长度补偿值。
G43、G44、G49指令都是模态代码可相互注销,且且G43、G44只能在G00或G01方式完成,在没有被G49取消前壹直有效。
采用G43(G44)指令后,编程人员就不壹定要知道实际使用的刀具长度,可按假定的刀具长度进行编程。
或者在加工过程中,若刀具长度发生变化或更新刀具时,不需要变更程序,只要改变刀具长度偏置值即可。
例9-7如图9-12,用装在主轴上的立铣刀加工Ⅲ、Ⅳ面,必须把刀具从基准面Ⅰ移近工件上表面,再作Z向切入进给,这俩个动作程序如下:
N1G91G00G43H01Z-348;
N2G01Z-12F100;
…
NiG00G49Z360;
N1句程序使主轴沿Z向以G00方按G91指令相对移动,移动距离为
-348+H01即-348+100=-248mm。
N2句程序主轴Z向直线插补切入12mm,完成加工后。
Ni句取消刀具长度补偿,主轴Z向移动距离360mm回到原始位置。
例9-8刀具补偿编程举例。
如图9-12为用铣刀加工ABCDA轮廓线示意图,立铣刀装在主轴上,铣刀测量基准面Ⅰ到共建上表面的距离为350mm,要加工Ⅲ、Ⅳ面,必须把刀具从基准面Ⅰ移近工件表面,在作Z向切入进给。
图中装刀的基准点是O,铣刀长度是100mm,半径是9mm,编写加工ABCDA轮廓线的程序:
O0725
N10G92X0Y0Z0;设定坐标系
N20G91G00G41D01X200Y200;建立刀具半径补偿
N30G43H01Z-348;建立刀具长度补偿
N40G01Z-12F100;Z向切入
N50Y30;加工AB轮廓
N60X20;加工BC轮廓
N70G02X30Y-30I0J-30;加工CD轮廓
N80G10X-50;加工DA轮廓
N90G00G49Z-360;取消长度补偿
N100G40X-200Y-200;取消长半径补偿回原点
N110M30;程序结束
六、固定循环指令
G73,G74,G76,G81~G89——固定循环指令。
1.固定循环参数
图9-13固定循环的动作
在数控加工中,壹些典型的加工工序,如钻孔,壹般需要快速接近工件、慢速钻孔、快速回退等固定的动作。
又如在车螺纹时,需要切入、切螺纹、径向退出,再快速返回四个固定动作。
将这些典型的、固定的几个连续动作,用壹条G指令来代表,这样。
只须用单壹程序段的指令程序即可完成加工,这样的指令称为固定循环指令。
壹般固定循环由如下六个动作顺序组成如图9-13所示。
动作1X、Y轴定位(初始点);
动作2快速移动到R点;
动作3切削进给;
动作4在孔底位置的动作;
动作5退回到R点;
动作6快速移动到初始点。
格式:
其中:
G98——返回初始平面
G99——返回R点平面
G__——钻孔方式,G73,G74,G76,G81~G89等
X、Y——孔位置数据;
Z——从R点到孔底的距离,以增量值指定;
R——从初始点到R点的距离,以增量值指定;
Q——G83指定每次的切削量,G87指定移动量;
P——在孔底的暂停时间;
F——切削进给速度;
L——1~6动作的重复次数。
固定循环的数据表达形式能够用绝对坐标(G90)和相对坐标(G91)表示。
如图9-14所示,其中图(a)是采用G90的表示,图(b)是采用G91的表示。
常见铣削固定循环功能及指令如表7-1所示
表7-1铣削固定循环功能及指令
G代码
功能
在孔底位置的操作
退刀操作
用途
G73
间歇进给
—
快速进给
高速深孔钻循环
G74
切削进给
暂停→主轴正转
切削进给
反攻丝
G76
切削进给
主轴准确停止
快速进给
精镗
G80
—
—
—
取消固定循环
G81
切削进给
—
快速进给
钻孔、锪孔
G82
切削进给
暂停
快速进给
钻孔、阶梯镗孔
G83
间歇进给
—
快速进给
深孔钻循环
G84
切削进给
暂停→主轴反转
切削进给
攻丝
G85
切削进给
——
切削进给
镗削
G86
切削进给
主轴停止
快速进给
镗削
G87
切削进给
主轴正转
快速进给
背削
G88
切削进给
暂停→主轴停止
手动
镗削
G89
切削进给
暂停
切削进给
镗削
G98
固定循环返回起始点
G99
固定特环返回R点
2.几个常用钻孔循环指令说明
1)钻孔循环G81、G83、G73(如图9-15)
G81定点钻。
G83深孔钻(排屑),G73高速钻孔(断屑),G83、G73的q、d值意义相同,q表示每次背吃刀量,d表示退刀距离,是NC系统内部设定的。
到达E点的最后壹次进刀时若干个q之后的剩余量,小于或等于q。
2)攻丝循环G74(左旋)主轴顺时针旋转、G84(右旋)主轴逆时针旋转。
R不小于7mm
P丝锥在螺纹孔底暂停时间(mm)
F进给速度=转数(r/min)X螺距(mm)
3)镗孔循环G76、G81、G82如图9-16所示
G81适用于定点镗削。
G76精镗孔循环,退刀时主轴停、定向且有让刀动作,避免擦伤孔壁,让刀由Q值设定(mm)。
G82适用于盲孔、台阶孔的加工,镗刀在孔底停止进给壹段时间后退刀,暂停时间由P设定(ms)。
4)取消循环G80
3.使用固定循环功能注意事项
1)在使用固定循环之前,必须用辅助功能使主轴旋转。
在固定循环方式中,其程序段必须有X、Y、Z轴(包括R)的位置数据,否则不执行固定循环。
2)固定循环指令都是模态的,壹旦指定,就壹直保持有效,直到撤消固定循环指令出现。
因此,在后面的连续加工中就不必重新指定。
如果仅仅是某个孔加工数据发生变化(如孔深变化),仅再写需要变化的数据即可。
3)撤消固定循环指令除了G80外,G00、G01、G02、G03也能起撤消作用,因此编程时要注意。
4)在固定循环方式中,G43、G44仍起着刀具长度补偿的作用。
5)在固定循环运行中途,若复位或急停,这时孔加工方式和孔加工数据仍被存储着,所以在开始加工时要特别注意,使固定循环剩余动作进行完或取消固定循环。
例9-9如图9-17所示,工件要加工三种类型的孔:
6个φ10mm通孔、4个φ20mm沉孔、3个φ50mm通孔。
使用刀具代码分别为T1、T2、T3。
Z轴主轴端面作为编程起始点,采用刀具长度补偿功能G43,三把刀的长度补偿值分别存入H1、H2、H3中。
加工程序如下:
N10G92X0Y0Z0;
N20G90G00Z200
N30T1M06;
N40G43Z0H1;(T1长度补偿)
N50S600M03;
N60G99G81X100Y-150Z-123R-77F120;(钻孔循环,钻1#孔,返回R面)
N70Y-210;(钻2#孔,返回R面)
N80G98Y-270;(钻3#孔,返回初始面)
N90G99X560;(钻4#孔,返回R面)
N100Y-210;(钻5#孔,返回R面)
N110G98Y-150;(钻6#孔,返回初始面)
N120G00X0Y0M05;
N130G49Z200(取消长度补偿)
N140T2M06;(换刀)
N150G43Z0H2;(T2刀具长度补偿)
N150S300M03;
N170G99G82X180Y-180Z-100R-77P300F70;
(钻7#孔,孔底停300ms返回R面)
N180G98Y-240;(钻8#孔,返回初始面)
N190G99X480;(钻9#孔,返回R面)
N200G98Y-180;(钻10#孔,返回初始面)
N210G00X0Y0M05;
N220G49Z200(取消长度补偿)
N230T3M00;(换刀)
N240G43Z0H3;(T3长度补偿)
N250S200M03;
N260G99G85X330Y-150Z-123R-37F50;(镗11#孔,返回R面)
N270Y-210;(镗12#孔,返回R面)
N280G98Y-270;(镗13#孔,返回初始面)
N290G90G00X0Y0M05;(返回参考点,主轴停)
N300G49Z0;(取消长度补偿)
N310M30;
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