數(shù)控銑床編程實例

1、第五節(jié)數(shù)控銑床編程實例（參考程序請看超級鏈接）實例一毛坯為 70× 70 × 18板材， 六面已粗加工過，要求數(shù)控銑出如圖3-23所示的槽，工件材料為45 鋼。1根據(jù)圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線1）以已加工過的底面為定位基準(zhǔn)，用通用臺虎鉗夾緊工件前后兩側(cè)面，臺虎鉗固定于銑床工作臺上。2）工步順序 銑刀先走兩個圓軌跡，再用左刀具半徑補償加工50 × 50 四角倒圓的正方形。 每次切深為2 ，分二次加工完。2選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控銑床即可達(dá)到要求。故選用 XKN7125型數(shù)控立式銑床。3選擇刀具現(xiàn)采用 10 的平底立銑

2、刀，定義為T01，并把該刀具的直徑輸入刀具參數(shù)表中。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。5確定工件坐標(biāo)系和對刀點在 XOY平面內(nèi)確定以工件中心為工件原點， Z 方向以工件表面為工件原點， 建立工件坐標(biāo)系，如圖 2-23 所示。采用手動對刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控銑床對刀方法相同）把點O 作為對刀點。6編寫程序按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單?？紤]到加工圖示的槽，深為4 ，每次切深為2 ，分二次加工完，則為編程方便，同時減少指令條數(shù)，可采用子程序。該工件的加工程序如下（該程序用于XKN7125銑

3、床）：N0010 G00 Z2 S800 T1 M03N0020X15 Y0 M08N0030G20N01 P1.-2；調(diào)一次子程序，槽深為2 N0040G20N01 P1.-4；再調(diào)一次子程序，槽深為4 N0050G01Z2 M09N0060G00X0 Y0 Z150N0070M02；主程序結(jié)束N0010G22N01；子程序開始N0020G01ZP1 F80N0030G03X15Y0 I-15 J0N0040G01X20N0050G03X20YO I-20 J0N0060G41G01 X25 Y15；左刀補銑四角倒圓的正方形N0070G03X15Y25 I-10 J0N0080G01X-15

4、N0090G03X-25 Y15 I0 J-10N0100G01Y-15N0110G03X-15 Y-25 I10 J0N0120G01X15N0130G03X25Y-15 I0 J10N0140G01Y0N0150G40G01 X15 Y0；左刀補取消N0160G24；主程序結(jié)束實例二毛坯為120 × 60 × 10 板材， 5 深的外輪廓已粗加工過，周邊留2 余量，要求加工出如圖 2-24 所示的外輪廓及20 的孔。工件材料為鋁。1根據(jù)圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線1）以底面為定位基準(zhǔn)，兩側(cè)用壓板壓緊，固定于銑床工作臺上2）工步順序 鉆孔 20

5、 。 按 O ABCDEFG線路銑削輪廓。2選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控銑床即可達(dá)到要求。故選用華中型（ZJK7532A 型）數(shù)控鉆銑床。3選擇刀具現(xiàn)采用 20 的鉆頭， 定義為 T02, 5 的平底立銑刀，定義為 T01，并把該刀具的直徑輸入刀具參數(shù)表中。由于華中型數(shù)控鉆銑床沒有自動換刀功能，按照零件加工要求，只能手動換刀。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。5確定工件坐標(biāo)系和對刀點在 XOY平面內(nèi)確定以 0 點為工件原點， Z 方向以工件表面為工件原點，建立工件坐標(biāo)系，如圖 3-24 所示。采用手動對刀方法把6編寫程

6、序（用于華中0 點作為對刀點。I 型銑床）按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：1）加工 20 孔程序 ( 手工安裝好20 鉆頭 )%1337N0010G92 X5 Y5 Z5；設(shè)置對刀點N0020G91；相對坐標(biāo)編程N0030G17G00 X40 Y30；在 XOY平面內(nèi)加工N0040G98G81 X40 Y30 Z-5 R15 F150；鉆孔循環(huán)N0050G00X5 Y5 Z50N0060M05N0070M022）銑輪廓程序 ( 手工安裝好 5 立銑刀 , 不考慮刀具長度補償 )%1338N0010G92X5 Y5 Z50N002

7、0G90G41 G00 X-20 Y-10 Z-5 D01N0030G01X5 Y-10 F150N0040G01Y35 F150N0050G91N0060G01X10 Y10 F150N0070G01X11.8 Y0N0080G02X30.5 Y-5 R20N0090G03X17.3 Y-10 R20N0100G01X10.4 Y0N0110G03X0 Y-25N0120G01X-90 Y0N0130G90G00 X5 Y5 Z10N0140G40N0150M05N0160M30看了上面的例子，我們對普通的指令有了了解，但是跟高級語言比較，其功能顯得薄弱，為了與高級語言相匹配， 特地介紹宏指

8、令。通過使用宏指令可以進行算術(shù)運算，邏輯運算和函數(shù)的混合運算，此外，宏、程序還提供了循環(huán)語句，分支語句和子程序調(diào)用語句。在宏語句中：變量：#0-#49是當(dāng)前局部變量#50-#99是全局局部變量常量：PI ， TRUE（真）， FALSE（假）算術(shù)運算符：+，-，* ，/條件運算符：EQ “ =”， NE “！ =” , GT “ >” ,GE “ >=” ,LT “ <” ,LE “ <=” 邏輯運算符：AND, OR, NOT函數(shù)：SIN ， COS ， TAN ， ATAN ， ATAN2 ， ABS ， INT ， SIGN ， SQRT， EXP 表達(dá)式：用運算

9、符連接起來的常量，宏變量構(gòu)成表達(dá)式。例如： 100/SQRT2*COS55*PI/180賦值語句：宏變量=表達(dá)式。例如：#2=100/SQRT2*COS55*PI/180條件判別語句：IF ， ELSE， ENDIF格式：IF條件表達(dá)式|ELSE|ENDIF循環(huán)語句： WHILE， ENDW格式：WHILE 條件表達(dá)式|ENDW下面就以宏指令編程為例，做兩個練習(xí)。實例三毛坯為 150 × 70 × 20 塊料，要求銑出如圖2-25 所示的橢球面， 工件材料為蠟塊。1根據(jù)圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線1）以底面為主要定位基準(zhǔn)，兩側(cè)用壓板壓緊，固定于銑

10、床工作臺上。2）加工路線Y 方向以行距小于球頭銑刀逐步行切形成橢球形成。2選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控銑床即可達(dá)到要求。故選用華中型（ZJK7532A 型）數(shù)控鉆銑床。3選擇刀具球頭銑刀大小6mm。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。5確定工件坐標(biāo)系和對刀點在 XOY平面內(nèi)確定以工件中心為工件原點，Z 方向以工件表面為工件原點，建立工件坐標(biāo)系，如圖 2-25 所示。采用手動對刀方法把0 點作為對刀點。6編寫程序（用于華中I 型銑床）按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程

11、序如下：%8005（用行切法加工橢園臺塊，X， Y 按行距增量進給）#10=100；毛坯 X 方向長度#11=70；毛坯 Y 方向長度#12=50；橢圓長軸#13=20；橢圓短軸#14=10；橢園臺高度#15=2；行距步長G92 X0 Y0 Z#13+20G90G00 X#10/2 Y#11/2M03G01 Z0X-#10/2 Y#11/2G17G01 X-#10/2 Y-#11/2X#10/2Y#11/2#0=#10/2#1=-#0#2=#13-#14#5=#12*SQRT1-#2*#2/#13/#13G01 Z#14WHILE #0 GE #1IF ABS#0 LT #5#3=#13*SQ

12、RT1-#0*#0/#12*#12IF #3 GT #2#4=SQRT#3*#3-#2*#2G01 Y#4 F400G19 G03 Y-#4 J-#4 K-#2ENDIFENDIFG01 Y-#11/2 F400#0=#0-#15G01 X#0IF ABS#0 LT #5#3=#13*SQRT1-#0*#0/#12*#12IF #3 GT #2#4=SQRT#3*#3-#2*#2G01 Y-#4 F400G19 G02 Y#4 J#4 K-#2ENDIFENDIFG01 Y#11/2 F1500#0=#0-#15G01 X#0ENDWG00 Z#13+20 M05G00 X0 Y0M02實例四

13、毛坯 200 × 100 × 30 塊料， 要求銑出如圖2-26 所示的四棱臺， 工件材料為蠟塊。掌握數(shù)控編程基本方法并在此基礎(chǔ)上有更大的提高， 必須進行大量的編程練習(xí)和實際操作，在實踐中積累豐富的經(jīng)驗。編程前，要做大量的準(zhǔn)備工作，如：了解數(shù)控機床的性能和規(guī)格；熟悉數(shù)控系統(tǒng)的功能及操作；加強工藝、刀具和夾具知識的學(xué)習(xí)，掌握工藝編制技術(shù)，合理選擇刀具、夾具及切削用量等，將工藝等知識融入程序，提高程序的質(zhì)量；養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣和風(fēng)格， 如程序中要使用程序段號、 字與字之間要有空格、多寫注釋語句等，使程序清晰，便于閱讀和修改；編程時盡量使用分支語句、主程序及宏功能指令，以減少主程

14、序的長度。具體加工工藝和裝夾方法和其余各題一樣，這里略。程序如下：（用于華中I 型銑床）%1978#10=100 ;底平面 EF 的長度，可根據(jù)加工要求任定#0=#10/2；起刀點的橫座標(biāo)（動點）#100=20； C 點的橫座標(biāo)#1=20； C 點和 G 點的縱向距離#11=70； FG 的長度#20=-#10/2； E 點的橫座標(biāo)#15=3；步長#4=16；棱臺高#5=3；棱臺底面相對于Z=0 平面的高度#6=20； C 點的縱座標(biāo)G92 X0 Y0 Z#4+#5+2； MDI 對刀點 Z 向距毛坯上表面距離G00 X0 Y0G00 Z#4+10 M03G01X#0 Y#11/2 Z#5；到

15、 G點WHILE #0 GE #20；銑棱臺所在的凹槽IF ABS#0 LE #100G01Y#1 F100X0 Y0 Z#4+#5X#0 Y-#1 Z#5Y-#11/2ENDIFG01Y-#11/2 F100#0=#0-#15G01X#0IF ABS#0 le #100G01Y-#1X0 Y0 Z#4+#5X#0 Y#1 Z#5Y#11/2ENDIFG01Y#11/2#0=#0-#15G01X#0ENDWG01Z#4+20X0 Y0X#1 Y#1 Z#5WHILE ABS#6 LE #1；銑棱臺斜面#6=#6-#15G01Y#6X0 Y0 Z#4+#5X-#1 Y-#6 Z#5G01Y-#6

16、+#15X0 Y0 Z#4+#5X#1 Y#6 Z#5ENDWG00Z#4+20G00 X0 Y0M05M30參數(shù)編程四 . 參數(shù)編程與子程序1. 參數(shù)編程（ 1）R參數(shù)1）本系統(tǒng)內(nèi)存提供從R0-R299共 300 個參數(shù)地址。R0-R99- 可以自由使用；R100-R249- 用于加工循環(huán)傳遞參數(shù)；R250-R299- 用于加工循環(huán)的內(nèi)部計算參數(shù)。2）參數(shù)地址中存儲的內(nèi)容，可以由編程員賦值，也可通過運算得出。通過用數(shù)值、算術(shù)表達(dá)式或參數(shù)，對已分配計算參數(shù)或參數(shù)表達(dá)式的 NC地址賦值來 增加 NC程序通用性。3）賦值時在地址符之后寫入符號“ =”。給坐標(biāo)軸地址賦值時要求有一獨立的程序段。4）計

17、算參數(shù)時，遵循通常的數(shù)學(xué)運算規(guī)則。例： N10 R1=R1+1N20 R1=R2+R3R4=R5-R6 R7=R8*R9 R10=R11/R12N30 R13=SIN（25.3 ）N40 R14=R3+R2*R1N50 R15=SQRT（R1*R1+R2*R2）（ 2）參數(shù)編程例： N10 G1 G91 X=R1 Z=R2 F300N20 Z=R3N30 X=-R4N40 Z=-R5.2. 子程序·一個零件中有幾處加工輪廓相同，可以用子程序編程。·子程序調(diào)用由程序調(diào)用字、子程序號和調(diào)用次數(shù)組成。·子程序調(diào)用要求占一獨立程序段。例： N10 L785 P4；調(diào)用子程

18、序 L785，運行 4 次。五、循環(huán)加工指令加工循環(huán)是用于特定的加工過程的工藝子程序，通過給規(guī)定的計算參數(shù)賦值就可以實現(xiàn)各種具體的加工。本系統(tǒng)中裝有以下標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)：LCYC82鉆削、沉孔加工LCYC83深孔鉆削LCYC840帶補償夾具的螺紋切削LCYC84不帶補償夾具的螺紋切削LCYC85鏜孔LCYC60線性孔排列LCYC61圓弧孔排列LCYC75矩形槽、鍵槽、圓形凹槽銑削1. 鉆削、沉孔加工 LCYC82刀具以編程的主軸速度和進給速度鉆孔，直至到達(dá)給定的最終鉆削深度。在到達(dá)最終鉆削深度時可以編程一個停留時間。退刀時以快速移動速度進行。參數(shù)含義、數(shù)值范圍R101退回平面（絕對平面）R102安全距

19、離R103參考平面（絕對平面）R104最后鉆深（絕對平面）R105在此鉆削深度停留時間圖 6-12表 6-3循環(huán)時序過程及參數(shù)例：使用 LCYC82循環(huán)，程序在 XY平面上X24Y15位置加工深度為 27 毫米的孔，在孔底停留時間 2 秒，鉆孔坐標(biāo)軸方向安全距離為 4 毫米，循環(huán)結(jié)束后刀具處于X24 Y15Z110。N10 G0 G17 G90 F500 T2 D1 S500 M4N20 X24 Y15N30 R101=110 R102=4 R103=102 R104=75N40 R105=2N50 LCYC82N60 M2圖 6-132. 銑削循環(huán) LCYC75參數(shù)含義、數(shù)值范圍R101退回

20、平面（絕對平面）R102安全距離R103參考平面（絕對平面）R104凹槽深度（絕對數(shù)值）R116凹槽圓心橫坐標(biāo)R117凹槽圓心縱坐標(biāo)R118凹槽長度R119凹槽寬度R120拐角半徑R121最大進刀深度R122深度進刀進給率R123表面加工的進給率R124表面加工的精加工余量R125深度加工的精加工余量R126銑削方向：（ G2或 G3）R127銑削類型： 1- 粗加工 2- 精加工表 6-4（1）方槽銑削用下面的程序， 可以加工一個長度為 60 毫米，寬度為 40 毫米，圓角半徑 8 毫米，深度為 17.5 毫米的凹槽。使用的銑刀不能切削中心，因此要求預(yù)加工凹槽中心孔（ LCYC82）。凹槽單

21、邊精加工余量為 0.75 毫米，深度為 0.5 毫米， Z 軸上到參考平面的安全距離為 5 毫米。凹槽的中心點坐標(biāo)為 X60 Y40，最大進刀深度為 4 毫米。加工分粗加工和精加工（圖 6-14 ）。N10G0 G17 G90 F200 S300 M3 T4 D1N20X60 Y40 Z5N30R101=5 R102=2 R103=0 R104=-17.5 R105=2N40LCYC82N50N60R116=60 R117=40 R118=60 R119=40 R120=8N70R121=4 R122=120 R123=300 R124=0.75 R125=0.5N80R126=2 R127=

22、1N90LCYC75N100N110 R127=2N120 LCYC75N130 M2圖 6-14（2）圓槽銑削R118=R119=2*R120圖 6-15（3）鍵槽銑削R119=2*R120圖 6-16第二節(jié)數(shù)控銑床編程舉例例 6-1 ：加工圖 6-17 中四個型腔，槽深 2 毫米，試編程。解： 1）圖中共有四個凹槽，為了避免編程中的尺寸換算，可利用零點偏置功能，在編制四個局部圖形程序時，分別將工件零點偏置到 O1，O2，O3， O 4 點。工件起始零點設(shè)在 O點，建立工件坐標(biāo)系如圖。2） T01 為直徑 5 毫米立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速800r/min ，進給量為 50mm/min。3）編程如下：

23、P10N10G17 G90 T01 M03 S800N20G158 X10 Y5N30G0 X0 Y0 Z2N40G1 Z-2 F150N50X15N60G3 X15 Y40 I0 J20N70G1 X0N80Y0N90G158 X80 Y25N100 G0 X20 Y0 Z2N110 G1 Z-2N120 G2 X20 Y0 I-20 J0N130 G158 X80 Y75N140 G0 X11.547 Y20 Z2N150 G1 Z-2N160 X23.094 Y0N170 X11.547 Y-20N180 X-11.547N190 X-23.094 Y0N200 X-11.547 Y20

24、N210 X11.547N220 G158 X10 Y55N230 G0 X0 Y0 Z2N240 G1 Z-2N250 X40N260 Y20N270 X20N280 Y40N290 X0N300 Y0N310 G158N320 G0 X0 Y0 Z100N330 M02圖 6-17例 6-2 ：在圖 6-18所示塊料上，用球頭銑刀粗銑型腔，每次正向切深ap5mm，工件材料為 LH11。請編程。解：1）確定工藝方案及路線： 采用刀具半徑補償功能在 XOZ平面內(nèi)插補運動，用循環(huán)程序或子程序，在 Z 向深度逐層增加。每層次刀具起點為 A1、A2、 A3、A4、A5，刀心軌跡為“1-2-3-4-5

25、-6- 2 ”，將“1- 2”作為一循環(huán)單元。圖 6-19 為二維刀心軌跡。2）刀具及切削用量選擇：T01 球頭銑刀（直徑16mm），主軸轉(zhuǎn)速 1500r/min ，進給量為 100mm/min。3）數(shù)值計算：軌跡點及圓心坐標(biāo)A（-70 ，0） B（-26.25 ，16.54 ）C（26.25 ，16.54 ） D （70， 0） O1（-45 ，0） O2（0，39.69 ） O3（45，0）循環(huán)次數(shù) n 及步距 b （ 2n-1 ）b=80-d （d=16mm） 取 n=4 得 b=9.144）編程：p30N10 G90 G00 X0 Y0 Z25N20 S1500 M03 T01 D01

26、N30 G17 G42 X-70 Y40N40 L6-3 P5N50 G90 G18 G00 Z100N60 G40 X0 Y0N70 M02L6-3N10 G01 G18 G91 Z-5 F100N20 L6-3-1 P4N30 G01 G18 Z2N40 G90 G00 X-70 Y40N50 G01 G91 G18 Z-2N60 M02圖 6-18L6-3-1N10 G02 G18 X43.75 Z-16.54 I25 K0N20 G03 X52.5 Z0 I26.25 K-23.15N30 G02 X43.75 Z-16.54 I18.75 K16.54N40 G01 G17 Y-9.

27、14N50 G03 G18 X-43.75 Z-16.54 I-25 K0N60 G02 X-52.5 Z0 I-26.25 K-23.15N70 G03 X-43.75 Z16.54 I-18.75 K16.54N80 G01 G17 Y-9.14N90 M02用戶宏在加工中心上的應(yīng)用一例無錫龍力機械有限公司曹煥華用戶宏功能是多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)所具備的輔助功能，合理地使用好該功能可以使加工程序得到大大簡化。用戶宏功能有A 類和 B 類兩種，用 A 類宏功能編譯的加工程序，程序主體比較簡單，但需記憶較多的宏指令，程序的可讀性差，而用B 類宏功能編譯的程序，則具有較好的可讀性，且只需記憶較少的指令代碼

28、。本例就使用B 類宏功能編程，并通過詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析來說明用宏指令編程如何建立合理的數(shù)學(xué)模型。一、應(yīng)用實例如圖 1 所示的零件為一盤片零件的鑄造模具，現(xiàn)要求在加工中心上加工僅標(biāo)注編程所需尺寸）。15 條等分槽（圖中圖 1 示例零件圖該零件決定在帶有FANUC 15M數(shù)控系統(tǒng)的3000V 上加工。該加工中心為3MX1.1M工作臺的龍門加工中心。槽錐度14°及槽底圓弧由球頭成形銑刀加工保證，不考慮刀具半徑補償（加工坐標(biāo)如圖中所示）。本例只編制最終精加工程序，之前的粗加工則可以通過該程序在Z 方向上的抬刀來實現(xiàn)。經(jīng)過對 FANUC15M 準(zhǔn)平面， 即無法用數(shù)控系統(tǒng)功能的分析發(fā)現(xiàn)，加工G17

29、、G18 或 G19 指定加工平面，R380 因此圓弧時，由于R380 不在某一基R380 圓弧不能直接使用G02 或G03指令加工，只能將該圓弧分解為若干段直線段分別計算各端點坐標(biāo)，再指令刀具按X 、Y、 Z 方向進行直線加工，用直線逼近圓弧的方法最終形成R380 圓弧。首先計算出第一條槽各交點座標(biāo)，并用極座標(biāo)表示，圓周上各條槽對應(yīng)點的極半徑及度均一致，僅角度有變化。圖1 中各點位置如下：Z 深a 點極半徑 105 ，Z 坐標(biāo) -50 ； b 點極半徑282.417 ， Z 坐標(biāo) -34.478 ；c 點極半徑382 ，Z 坐標(biāo)-12 ； R380 圓弧的圓心角為 15.44 °。

30、在加工時需將極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)， 轉(zhuǎn)換時只要將各點極半徑分別按偏移角度 （程序中參數(shù) 2）投影至 X、 Y 軸即可。在加工 R380 時應(yīng)將該圓弧分解成若干直線段，以G01 方式來近似加工圓弧根據(jù)實際加工要求，圓弧每隔0.5 °圓心角確定一點，計算出各點坐標(biāo)然后以G01 連接各點即可加工出R380 圓?。▽嶋H加工后圓弧符合圖紙要求），如圖2 所示。圖 2 實際加工尺寸圖 2 中， b點為R380與直線切點，其極半徑已求出；9 為圓弧上待求點圓心角變量。由圖可先求得：d 點極半徑282.417-380sin5°=249.298，高度Z=-34.478-（380/cos5 °-380cos5 °） =-37.376，則e 點極半徑249.298+380sin（5°+#9 ），高度Z=-37.376+ （ 380/cos5 °-380cos （ 5°+#9