第五章数控铣床的编程Word格式文档下载.docx
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a图纸尺寸的标注方法是否方便编程
b零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证
c内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小
d零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径ｒ是否太大
e零件图中各加工面的凹圆弧（R与ｒ）是否过于零乱,是否可以统一
f零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性
g分析零件的形状及原材料的热处理状态,会不会在加工过程中变形？
哪些部位最容易变形?
h确定零件的加工路线
i切削用量选择,主要是切削深度，进给量和主轴转速的确定。
5.2数控铣床编程的基本方法
1．教学目标
了解铣床中各种常用的G代码和M代码
2.教学方法和手段
多媒体为主，板书为辅,通过在铣床上现场编程,使学生把理论和实际编程结合起来,促进学生的学习的兴趣。
3．教学难点和重点
难点:
每个指令参数的意义
指令参数的意义
4.教学课时4课时
1）了解数控铣床常用的G代码和M代码
2）详细介绍工件坐标系设定指令G9２
书写格式：
G９2Ｘ____Y__＿＿Ｚ____，G92指令是规定工件坐标系坐标原点的指令,工件坐标系坐标原点又称为程序零点,坐标值x、y、z为刀具刀位点在工件坐标系中（相对于程序零点）的初始位置。
执行Ｇ9２指令时,机床不动作，即X、Y、Ｚ轴均不移动。
3）选择机床坐标系Ｇ5３
编程格式:
G5３G９０ Ｘ～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。
4）选择工件坐标系指令Ｇ54~Ｇ59
G54G９0G０0（G01）X～Y~Z～ （F～）。
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。
1～6号工件加工坐标系是通过CＲT/MＤＩ方式设置的。
5）自动返回参考点指令G28
格式:
G２８X____Y＿__＿ :
或Ｇ２８Z＿___
Ｘ_＿__;
或G28 Y_＿__Z＿__＿；
其中X、Ｙ、Ｚ为中间点位置坐标，指令执行后，所有的受控轴都将快速定位到中间点，然后再从中间点到参考点。
G28指令一般用于自动换刀,所以使用G2８指令时，应取消刀具的补偿功能。
6）从参考点自动返回G29
格式G29 X＿＿__ Y__＿＿；
或Ｇ2９Z___＿Ｘ___＿
；
或G２9Y_＿_＿ Z_＿_＿；
这条指令一般紧跟在G28指令后使用，指令中的X、Y、Z坐标值是执行完G29后,刀具应到达的坐标点。
它的动作顺序是从参考点快速到达G2８指令的中间点，再从中间点移动到Ｇ29指令的点定位,其动作与G00动作相同。
7）返回第二参考点指令Ｇ３0
格式 Ｇ3０
X___＿Y____;
或G３0Z____X＿_＿_
；
或Ｇ30Ｙ____Ｚ＿___;
Ｇ30为第二参考点返回，该功能与Ｇ28指令相似。
不同之处是刀具自动返回第二参考点,而第二参考点的位置是由参数来设定的,G３0指令必须在执行返回第一参考点后才有效。
8）参考点返回检查Ｇ２７
格式：
G27Ｘ__＿_Y_＿__：
执行G27指令后，返回各轴参考点指示灯分别点亮。
当使用刀具补偿功能时,指示灯是不亮的,所以在取消刀具补偿功能后，才能使用G27指令。
9）主轴转速功能S
Ｍ03S６00主轴以600ｒ/min的速度正转。
1０）进给功能F
进给功能表示刀具中心运动时的进给速度，,由Ｆ和其后的若干数字组成。
数字的单位取决于数控系统所采用的进给速度的指定方式，有每分钟进给和每转进给速度两种。
11）刀具功能Ｔ
刀具功能用于指定刀具和刀具参数,由T和其后的四位数字组成。
TXXXX
说明:
前两位不表示刀具序号，后面两位表示刀具补偿号
12）刀具半径补偿功能G40＼G４1\G42
Ｇ40,G４1，G４２是有关刀具半径补偿功能的刀具半径补偿指令，格式如下：
Ｇ17G41（或Ｇ４２） G0０（或G０1）XY D
或
G１8G41（或Ｇ4２）G00（或G0１） Ｘ ZD
G19 G4１（或G4２）G00（或G01） YZD；
G4０
G41是相对于刀具前进方向左侧进行补偿,称为左刀补，G４2是相对于刀具前进方向右侧进行补偿,称为右刀补。
左右刀具补偿示意图如下：
1３）刀具长度补偿指令G43\G44\G4９
G４3为正补偿，即将Ｚ坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。
G４４为负补偿,即将Ｚ坐标尺寸字与H中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。
Ｇ49为撤消补偿。
编程格式为：
G０1 G43／G44Ｚ H//建立补偿程序段
……／/切削加工程序段
……
Ｇ49//补偿撤消程序段
补偿长度的示意图如下:
14）坐标旋转功能G6８\G6９
a.编程格式:
G６8X ~Y～R～
....．.
Ｇ６9
式中:
X、Y――旋转中心的坐标值（可以是X、Ｙ、Z中的任意两个,它们由当前平面选择指令Ｇ17、G1８、G19中的一个确定）。
当X、Y省略时，Ｇ68指令认为当前的位置即为旋转中心。
R--旋转角度,逆时针旋转定义为正方向，顺时针旋转定义为负方向。
ｂ.坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系如下图所示。
15）子程序调用和返回指令Ｍ98\M99
子程序的编程格式
Ｏ×
×
…
M９9;
在子程序的开头编制子程序号,在子程序的结尾用Ｍ９9指令。
子程序的调用格式ﻫ98P×
×
P后面的前3位为重复调用次数,省略时为调用一次；
后4位为子程序号。
Ｍ99为子程序返回指令
1６）比例功能Ｇ５0\G５１
G5１X Y ZＰ
M98P
G5０
G5１:
建立缩放
G50:
取消缩放
X、Ｙ、Z:
缩放中心的坐标值
P：
缩放系数
５.３数控铣床编程举例
例题1
毛坯为1２0㎜×
６０㎜×
１0㎜板材,５㎜深的外轮廓已粗加工过，周边留2㎜余量，要求加工出如下图所示的外轮廓及φ2０㎜的孔。
工件材料为铝。
.根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况,确定工艺方案及加工路线
1）以底面为定位基准，两侧用压板压紧,固定于铣床工作台上
2）工步顺序
①钻孔φ２0㎜。
② 按O’ＡＢＣDEFG线路铣削轮廓。
2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。
3．选择刀具
现采用φ20㎜的钻头,定义为T02,φ5㎜的平底立铣刀，定义为T0１，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
4.确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定,详见加工程序。
5.确定工件坐标系和对刀点
在XOY平面内确定以0点为工件原点，Ｚ方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系,如图3-24所示。
采用手动对刀方法把0点作为对刀点。
6．编写程序
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
该工件的加工程序如下:
1）加工φ20㎜孔程序（手工安装好φ20㎜钻头）
%13３7
Ｎ001０G92X5 Y5Z5 ;
设置对刀点
N0０20G91 ;
相对坐标编程
N0030G１7 Ｇ00 X40 Ｙ30 ；
在XＯY平面内加工
Ｎ004０G９８G81 X4０Y30 Z-5 R15 F150 ；
钻孔循环
N００５0G００ Ｘ5 Y5 Z5０
Ｎ０0６０M0５
N0070M02
2）铣轮廓程序（手工安装好ф５㎜立铣刀,不考虑刀具长度补偿）
％13３8
N0010Ｇ９2X5Ｙ５ Ｚ５0
N00２０ G９0G41G00X-20Y-10Z-5 D01
N0030Ｇ01X5 Ｙ-1０ F150
N00４０ G０1Y3５ F150
N0０5０ G91
N006０G01 X１0 Y10F１５0
N０070 G01Ｘ１1.8Y０
Ｎ０080Ｇ02 X30.5Ｙ－5Ｒ20
N０0９0 G03X17.3 Ｙ-10R２０
N0100 G01Ｘ1０.４Y０
N0１10G03 X0 Y-２5
Ｎ0120 G０1X－90Y0
N0１３０ Ｇ90 G0０X5Ｙ5 Ｚ10
N0１４0G40
N０１50 Ｍ０５
N０１60M30
例题2
下面的零件图中,圆心在O点,它在机床坐标系中的坐标为（X0，Y0）,在半径为r的圆周上均匀地钻几个等分孔，起始角度为α,孔数为n。
以零件上表面为Ｚ向零点。
使用以下保持型变量：
#502:
半径ｒ;
#503：
起始角度α;
＃504:
孔数n,当ｎ>
0时,按逆时针方向加工，当ｎ＜0时,按顺时针方向加工；
#505:
孔底Z坐标值;
＃506：
R平面Z坐标值;
#5０7：
F进给量。
使用以下变量进行操作运算:
#1０0:
表示第i步钻第ｉ孔的记数器;
#101：
记数器的最终值（为n的绝对值）;
#1０2:
第ｉ个孔的角度位置θi的值；
＃10３:
第ｉ个孔的X坐标值；
＃104:
第i个孔的Y坐标值；
用用户宏程序编制的钻孔子程序如下：
O90１0
N11０Ｇ65 H01 Ｐ#１00Ｑ0;
//#10０=0
Ｎ１２0Ｇ6５H2２Ｐ#1０1Q#504;
／/#101 =│#504│
N１３０Ｇ6５H0４P＃102Q#100R360；
/／#102＝ #1０0×
3６0ｏ
N１4０G6５Ｈ05 P#10２Q＃102R#5０４;
／/#102=#10２/＃5０４
Ｎ１50 G65H02 P＃10２Q#5０3 R＃102;
//#1０２ = #50３#1０2当前孔角度位置θi=α （３60o×
i）／n
Ｎ160G65H3２ Ｐ#1０3 Q#50２R#102;
／／＃103= #５０２ ×
COＳ（＃10２）当前孔的Ｘ坐标
N1７０ G6５ H31Ｐ＃104Q＃5０2R#102;
//#104＝＃50２×
ＳIN（#1０２） 当前孔的Ｙ坐标
N1８０G９0Ｇ00 X#103Y#10４;
//定位到当前孔（返回开始平面）
N１９０G００Ｚ#50６;
／/快速进到R平面
Ｎ20０G01Ｚ#５05 F#5０7;
//加工当前孔
N210 G０0Z#５06;
//快速退到R平面
N22０G6５Ｈ0２Ｐ＃100 Q#10０Ｒ１;
//#1０0= ＃1001孔计数
N230G6５ Ｈ84Ｐ-１３０Q#100R＃101;
／/当#１０0 <
＃10１时，向上返回到130程序段
N２40M99;
//子程序结束
调用上述子程序的主程序如下：
O０010
N10G５4G90 Ｇ00 X0Y0Ｚ20;
//进入加工坐标系
N2０M98 P9010;
//调用钻孔子程序,加工圆周等分孔
N３０Ｚ２０;
//抬刀
N40 G０0G90 X0Y0；
／/返回加工坐标系零点
N50Ｍ30;
程序结束
例题3
凸轮零件的外形轮廓如图所示，厚度为６ｍm。
用直径Φ１2的立铣刀加工。
手工编制零件程序。
在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值，有了坐标值方能正式编程。
计算过程此处不再赘述,算得的基点坐标分别为F（１8.856,3６.667）,E（28.284,10．00０）。
D（28.284，－1０.000）,C（１8．８56,－３6.66７）。
O0００3ﻩ定义零件程序号0-９９９９
N0１ Ｇ９２ XＯYOZ３５ﻩ建立工件坐标系（坐标参数由对刀点确定）
N0２G9０Ｇ4２Ｄ１01G０0X６0Y５0ﻩ快速由对刀点移动到了点S上方（6０,50,35）建立刀补
N03G0１Z-7.0M0３ Ｆ500S6０0到点S（60，50,-７）
N0４Ｇ０1X0Ｙ５0 Ｆ200由点S到点A（０,50,－7）
N05G03 Ｙ-50Ｊ-５0加工圆弧AB
Ｎ０６G０３ Ｘ18.856 Ｙ-３6．６67R20.０加工圆弧BC
N0７G0１ X2８.284Y-ｌO.0加工直线CD
N08 G０3 X2８．284YIO.0R30.０ﻩ加工圆弧DＥ
N09 G01Ｘ18.85６Y36.667加工直线EF
NIＯG０3X0Y5０Ｒ２0加工圆弧ＦA
N１1G01 X-lOﻩ到点Ｇ（-10,50,-7）
N12G0１ Z３5.0Ｆ5０0到G点上方（-10，50，35）
N13Ｇ40ＸOYＯﻩ取消刀补
N１4M０5回到对刀点
N１５M3０程序结束
例题４
某零件的外形轮廓如图所示，要求用直径Φ10的立铣刀精铣外形轮廓。
安全面高度５0MＭ
加工工艺路线为:
进刀/退刀方式；
离开工件，直接/圆弧引入切向进刀,直线退刀。
工艺路线：
走刀路线如图所示。
零件外形轮廓（厚20㎜,程序原点位于表面）。
加工程序为
Ｏ0004铣削外形轮廓零件
Ｎ05Ｇ54 G９0G0Ｘ0.Y0．建立工件坐标系,并快速运动到程序原点上方
N10Z5０.；
ﻩ快速运动到安全面高度
Ｎ20X-5.Y-4０.S50０ Ｍ03；
ﻩ刀具移动工件外,启动主轴，刀具仍在安全面高度
N20Z５．M08
N3０G01Z-2１.F２0.；
ﻩG01下刀,伸出底面1㎜
N４0G４2Ｄ01Y-3０.Ｆ1００．ﻩ刀具半径右补偿,运动到Y－30的位置
N50G2 X-40.Y-２0.I１0．J０.;
ﻩ顺时针圆弧插补
N60Ｇ０1X20．;
N70Ｇ3 X40.Y0.I0.J2０.;
逆时针圆弧插补
N８０ X-6.１95Y３9．517I-40. J０;
逆时针圆弧插补
N９0ＧＩＸ－40.Y20.；
Ｎ1１0Y-30.;
ﻩ直线退刀
N１20G４０ Y-4０．；
取消刀具半径补偿,退刀至Y-40
Ｎ1３０G0 Z5０.;
ﻩ抬刀至安全面高度
N140X0．Y0．;
回程序原点上方
Ｎ15０ M30;
程序结束并返回
例题5
以子程序来编写下图的加工程序。
工艺过程为：
（1）先ф1２立铣刀（或键槽铣刀）。
（2）粗加工选刀具半径补偿D01（R=8），半精加工先刀具半径补偿D02（Ｒ＝6.5）,精加工选D01（R＝6）。
这样可以用同一把刀具不同刀具补偿值,用相同的子程序来实现各种加工。
加工程序为：
O0０５0
N0０1Ｇ92Ｘ-40Ｙ-40Z５０
N002 G90
Ｎ003Ｍ03S53０
Ｎ０04 G０0Ｚ-5．５
N005 G17G41Ｇ00X-15Y60DO１
NＯO6Ｍ98P0052 L3F200ﻩ粗加工R３０圆弧
N007G0０X-12
Ｎ0０8Ｙ1１０
N０09Ｘ85
N010M98P00５3Ｌ3F20０ﻩ粗加工R25圆弧
N０１1Ｇ00Y８０
N０１2X1０0
N0１３ Y１0
NO1４G0２X１０0Ｙ０ R10粗加工凸R25圆孤
N０15G40Ｇ０0Ｙ-２0
NO１6X-20
N0１７G4２D02 G０0Y5ﻩ设置刀具半径右补偿，取02号刀
NＯ1８Ｍ98P00５1L１F2００ﻩ粗加工轮廓
NO19Ｇ40G０0Ｘ-4０Ｙ-40取消刀具补偿
Ｎ02０G４2 D０1Ｇ００X-10Y５设置刀具半径补偿,取01号刀
Ｎ021 Ｍ９８ ＰO40１L1F1２０ﻩ粗加工轮廓
Ｎ022Ｇ40 GO0X-40Y-４0取消刀具补偿
NＯ23GO0Ｚ5０
N024 M０5
N０25Ｍ0２
O０0５1ﻩ粗加工Ｒ３0圆弧子程序
N4０1G０1X80
Ｎ4０２G03 X10５Y30 Ｂ25
N403 G0１Ｙ40
N４0４G０２X80Y65R25
Ｎ40５ G01X35
Ｎ4０6G０2 Ｘ5Ｙ3５R30
N40７G01Y0
N40８M99
Ｏ0052粗加工R25圆弧子程序
Ｎ６0１G91G01 X15
N502Ｇ03Ｇ30Y3０ Ｒ30
N５03 Ｇ00Ｙ １0
N504X-45
N50５Y－５０
N506G９0
N507Ｍ9９
O0053粗加工R25圆弧子程序
N601Ｇ91 G0０Y－１0
N602G01 Y-１0
N603Ｇ０3X25Y-２5R25
N６０4ＧＯOX10
Ｎ605 Y35
N606 X-35
Ｎ607G9０
N60８ M9９
例题6
毛坯为70㎜×
７０㎜×
18㎜板材,六面已粗加工过，要求数控铣出如下图所示的槽，工件材料为45钢。
1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线
１）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。
①铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×
50㎜四角倒圆的正方形。
②每次切深为２㎜，分二次加工完。
根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。
故选用ＸKＮ７１２5型数控立式铣床。
现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T0１，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
４．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系和对刀点
在XOY平面内确定以工件中心为工件原点,Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系,如图所示。
采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点Ｏ作为对刀点。
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
考虑到加工图示的槽，深为4㎜,每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便,同时减少指令条数，可采用子程序。
０010 G00Z２Ｓ8０0T1 M０3；
N00２0Ｘ１5Y0Ｍ０8；
Ｎ0030G20N０１P1.－2；
调一次子程序,槽深为2㎜
N0040Ｇ20N01 P1．-4；
再调一次子程序,槽深为４㎜
N005０G01Z2Ｍ09;
N００60Ｇ00 X0Y0Ｚ150；
N0０70 M02；
主程序结束
N0010G22N０１;
子程序开始
N0020 G０１ZP1F80;
N０03０G03Ｘ15Y０Ｉ-15J０;
N0040Ｇ01 X2０；
N００50G03 X20YＯI－20 Ｊ0;
N0060G4１G01X2５Ｙ15;
左刀补铣四角倒圆的正方形
N００70Ｇ０３X1５ Y25I-１0Ｊ0;
N０080G01X－１5;
Ｎ009０G03 X-２5Y１5I0J-1０;
Ｎ0100G01Y-1５;
N０110 Ｇ03Ｘ-15 Y-25I10Ｊ0;
Ｎ01２0 G0１Ｘ15;
N0130G03X2５Y－15I0J1０;
N０１4０ G01Y0;
N0１５0G４0G01X15 Y0；
左刀补取消
Ｎ0160G２４；
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