河北联合大学轻工学院数控机床技术PPT数控机床技术(第四章数控铣削、加工中心编程)

轮廓控制数控机床，最短走刀路线是以保证零件加工 精度和表面粗糙度要求为前提的。一般应保证零件的最 终轮廓是连续加工获得的。 如下图铣凹槽，图a走刀路线最短，加工表面粗糙度 最差；图b走刀路线最长；图c走刀路线方案最佳。
第四章 数控铣削编程
3．在数控铣床加工零件，为获得较低的表面粗糙度 和较高的加工精度，还应注意：
第四章 数控铣削编程
2、自动从参考点返回G29 格式：G29 X_Y_Z_A_ 其中，X、Y、Z、A为指令的定位终点，在G90时 为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点 相对于中间点的位移量。 由此功能可使刀具从参考点经由一个中间点而定 位于指定点。通常该指令紧跟在一个G28指令之 后。 用G29的程序段的动作，可使所有被指令的轴以 快速进给经由以前用G28指令定义的中间点，然 后再到达指定点。 G29指令仅在其被规定的程序段中有效。
第四章 数控铣削编程
二、零件图工艺性分析
1．零件图工艺性分析
1）零件图纸尺寸的标注是否方便编程。 2）构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充分。 3）各几何元素的相互关系是否明确。 4）有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸。 5）零件要求的加工精度、尺寸公差是否可以得到保证。 6）当面积较大的薄板厚度小于3mm时，很难保证尺寸精度。 内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小。 7）零件图中各加工面的凹圆弧（R或r）是否过于零乱，是 否可以统一。 8）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。最好采用统一的基准。 9）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。
第四章 数控铣削编程
四、螺旋线插补 在圆弧插补时，垂 直插补平面的直线轴进 行同步运动，构成螺旋 线插补运动。G02、G03 分别表示顺时针、逆时 针螺旋线插补，顺逆方 向看圆弧插补平面，方 法同圆弧插补。
第四章 数控铣削编程
指令格式： G17G02（G03）X＿Y＿Z＿（I＿J＿或R＿）K＿F＿ G18G02（G03）X＿Y＿Z＿（I＿K＿或R＿）J＿F＿ G19G02（G03）X＿Y＿Z＿（J＿K＿或R＿）I＿F＿ 说明： 以指令格式G17G02（G03）X＿Y＿Z＿（I＿J＿ 或R＿）K＿F＿为例：
1）X、Y、Z是螺旋线的终点坐标； 2）I、J是圆心在X、Y轴上的坐标，是相对螺旋线 起点的增量坐标； 3）R是半径，与I、J两者取其一； 4）K是螺旋线的导程（单头即为螺距），为正值。
第四章 数控铣削编程
例：下图型腔由两个螺旋面组成，前半圆A-m-B为左旋螺旋
面，后半圆A-n-B为右旋螺旋面。型腔最深处为A点，最浅处 为B点。用Φ8立铣刀加工。
3．数控铣床的编程特点 1）首先应进行合理的工艺分析。 2）尽量按刀具集中法安排加工工序，减少换刀 次数。 3）合理设计进、退刀辅助程序段，选择换刀点 的位置。 4）对于编好的程序，必须进行认真检查，加工 前进行试运行，以减少程序出错率。
第四章 数控铣削编程
4.2 数控铣削工艺
数控铣削工艺，包括零件图工艺性分析、确定走 刀路线、选择铣削刀具和切削用量。
一、选择并确定数控铣削部位及工序内容 1．适宜采用数控铣削的加工内容 1）工件上的曲线轮廓内、外形。 2）已给出数学模型的空间曲线。 3）形状复杂，尺寸繁多，画线与检测困难的部位。 4）用通用铣床加工时难以观察，测量和控制进给的内、 外凹槽。 5）以尺寸协调的高精度孔或面。 6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。 7）能成倍提高生产率，减轻体力劳动的加工内容。
3．数控铣削换刀点的确定
换刀点常常设在被加工零件的外面，换刀点位置应以 换刀时不发生相关动作部件的干涉为原则。
第四章 数控铣削编程
五、切削用量的选择 切削用量包括切削速度vc、进给速度af、背吃刀量 ap和侧吃刀量ae。从刀具耐用度出发，切削用量的选择 方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给 速度，最后确定切削速度。
第四章 数控铣削ห้องสมุดไป่ตู้程
五、FANUC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
第四章 数控铣削编程
2．不宜采用数控铣削的加工内容 1）需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工 内容。 2）必须按专用工装协调的加工内容（如标准样件、 模胎等）。 3）毛坯上加工余量不太充分或不太稳定的部位。 4）简单的粗加工面。 5）必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽 或高筋板小转接圆弧部位。
第四章 数控铣削编程
1．平面轮廓的加工 这类零件的表面多由直线和圆弧或各种曲线构成。
左图所示平面轮廓，采 用圆柱铣刀沿周向加工， 虚线为刀具中心运动轨迹 。为保证加工面光滑，增 加了切入外延PA'，切出 外延A'K，让刀具沿KL及 LP返回程序起点。编程 时应尽量避免切入和进给 中途停顿，防止在零件表 面留下划痕。
第四章 数控铣削编程
3、工件坐标系选择G54-G59
G 54 G 55 G 56 格式： G 57 G 58 G 59
Z
Z
。。。
G54 工件坐标系
G54原点 Y G59原点 G59工件坐标系 Y
X 工件零点偏置 机床原点 X
工件坐标系选择 (G54~G59)
X、Y、Z取值原则：
1、方便数学计算和简化编程； 2、容易找正对刀； 3、便于加工检查； 4、引起的加工误差小； 5、不要与机床、工件发生碰撞； 6、方便拆卸工件； 7、空行程不要太长；
第四章 数控铣削编程
注意 ：
1、执行此段程序只是建立在工件坐标系中刀具
起点相对于程序原点的位置，刀具并不产生运动。 2、执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起 点（对刀点）符合。 3、G92指令必须单独一个程序段指定，并放在程 序的首段。
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
2．曲面轮廓的加工 立体曲面的加工根据曲面形状、刀具形状（球状、 柱状、端齿）以及精度要求采用不同的铣削方法，如两 轴半、三轴、四轴、五轴等插补联动加工。
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
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第四章 数控铣削编程
四、数控铣削对刀点的确定 对刀点是工件在机床上找正、装夹后，用于确定 工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。 1．对刀点的选择原则 1）在机床显著位置上； 2）对刀误差小； 3）使程序编制方便、简单； 4）加工过程中检查方便、可靠。 对刀点可以设在被加工的零件上，也可以设在夹 具上，但都必须与零件的编程原点有一定的坐标尺寸 联系。
第四章 数控铣削编程
2．对刀的概念 对刀有两个含义： 一是确定工件坐标系在机床坐标系中的位置的操 作。简单地说，对刀就是告诉数控系统，工件装夹在工作
台的什么位置。
二是通过对刀来计算刀具偏置的偏置值。
若加工一个零件需用几把刀，各刀长短不一，编程时 不必考虑刀具长短对坐标值的影响，只要把其中一把刀设 为标准刀，其余各刀相对标准刀设置偏置值即可。
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
第四章
数控铣削、加工中心编程
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
数控铣削编程特点 数控铣削工艺 数控铣削编程方法 数控铣削编程实例 加工中心程序编程
第四章 数控铣削编程
第四章 数控铣削编程
4.1 数控铣削编程特点及坐标系
数控铣床与数控车床相比，其坐标系要复杂得 多，可分为两轴、两轴半、三轴直至五轴联动；与 普通铣床相比，其具有可加工复杂型面、加工精度 高等特点。 各种平面及曲面轮廓的零件，例如凸轮、模具、 叶片、螺旋桨等，由于其型面复杂，需要多坐标联 动加工，因此多采用数控铣床、加工中心进行加工。
第四章 数控铣削编程
4.3 数控铣削编程方法
一、有关坐标和坐标系的指令
1、绝对值编程G90与相对值编程G91
格式： G90 G_X_Y_Z_ / G91 G_X_Y_Z_
G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程 序原点的。
G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前 一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。
第四章 数控铣削编程
2、坐标系设定G92 格式：G92 X_ Y_ Z_ A_
其中，X、Y、Z、A为坐标原点（程序原点）到刀具起点 （对刀点）的有向距离。 建立：G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位 置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后序的绝对 值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。
第四章 数控铣削编程
注意事项：
G92指令需后续坐标值指定刀具起点在当前工 件坐标系中的坐标值，因此须用单独一个程序段指 定，该程序段中尽管有位置指令值，但并不产生运 动，在使用G92指令前，必须保证刀具回到加工起 始点即对刀点。 使用G54-G59建立工件坐标系时，该指令可单独 指定，也可与其他指令同段指定。使用该指令前， 先用MDI方式输入该坐标系坐标原点在机床坐标系 中的坐标值，使用G54指令在开机前，必须回过一 次参考点。
第四章 数控铣削编程
二、有关单位的设定 进给速度单位的设定G94、G95 格式： G94 [ F_ ] / G95 [ F_ ] G94为每分钟进给。此外，G94 F_可以指定旋 转轴的速度，旋转轴的速度单位为度/min或脉 冲当量/min。 G95为每转进给。在F之后，直接指定刀具在主 轴转一转的进给量。这个功能必须在主轴装有 编码器时才能使用。 G94、G95为模态功能，可相互注销，G94为缺省 值。
第四章 数控铣削编程
三、走刀路线的确定 1．定位控制数控机床的走刀路线
定位控制数控机床的走刀路线包括在XY平面上的走刀 路线和Z向的走刀路线。欲使刀具在XY平面上的走刀路线 最短，必须保证各定位点间的路线的总长最短。如图a点 群零件的加工，图c走刀路线总长比图b短。