數(shù)控車銑編程與加工技術(shù)工作手冊(cè) 課件 第四部分 數(shù)控銑床基本操作與編程

第四部分?jǐn)?shù)控銑床和加工中心基本操作與編程加工

4.1數(shù)控銑削加工中的對(duì)刀1.數(shù)控鏜銑削加工中有關(guān)“點(diǎn)”的概念圖4-1所示為某工件在立式數(shù)控鏜銑床上定位裝夾后各點(diǎn)之間的關(guān)系圖。圖4-1立式數(shù)控鏜銑床裝夾示意圖

2．對(duì)刀方法

X、Y方向的對(duì)刀：（1）對(duì)刀點(diǎn)為圓柱孔、面的中心線或?yàn)檩喞娴膶?duì)稱中心1）采用杠桿百分表（或千分表）對(duì)刀2）采用尋邊器對(duì)刀對(duì)刀時(shí)，逐步降低步進(jìn)增量，使觸頭與工件表面處于極限接觸（進(jìn)一步即點(diǎn)亮，退一步則熄滅），即認(rèn)為定位到工件表面的位置處。如圖4-5所示，將尋邊器先后定位到工件正對(duì)的兩側(cè)表面，記下對(duì)應(yīng)的X1、X2、Y1、Y2坐標(biāo)值，則對(duì)稱中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)應(yīng)是（（X1＋X2）/2，（Yl＋Y2）／2）。圖4-2尋邊器找對(duì)稱中心對(duì)刀（2）對(duì)刀點(diǎn)為兩相互垂直直線的交點(diǎn)

1）采用碰刀（或試切）方式對(duì)刀還可以采用標(biāo)準(zhǔn)芯軸和塊規(guī)來對(duì)刀，如圖4-3所示。圖4-3采用標(biāo)準(zhǔn)芯軸和塊規(guī)對(duì)刀圖4-4采用尋邊器對(duì)刀

2）采用尋邊器對(duì)刀

如圖4-4所示，其操作步驟與采用刀具對(duì)刀相似，只是將刀具換成了尋邊器。這種方法簡便，對(duì)刀精度較高。Z方向的對(duì)刀：

刀具Z向?qū)Φ稊?shù)據(jù)與刀具在刀柄上的裝夾長度及工件坐標(biāo)系的Z向零點(diǎn)位置有關(guān)，它確定了工件加工坐標(biāo)系的零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置?？梢圆捎玫毒咧苯优龅秾?duì)刀，也可利用如圖4-5所示的Z向設(shè)定器進(jìn)行精確對(duì)刀，其工作原理與尋邊器相同。圖4-5Z向設(shè)定器另外，由于加工中心刀具較多，每把刀具到工件坐標(biāo)系零點(diǎn)的距離都不相同（采用基準(zhǔn)刀具對(duì)刀時(shí)可將這些距離的差值設(shè)置為刀具的長度補(bǔ)償值），因此需要在機(jī)床上或?qū)Ｓ脤?duì)刀儀上測量每把刀具的長度（即刀具預(yù)調(diào)），并記錄在刀具明細(xì)表中，供機(jī)床操作人員使用。加工中心Z向?qū)Φ兑话阌袃煞N方法：（1）機(jī)上對(duì)刀可將每把刀具的刀位點(diǎn)與工件表面相接觸依次確定每把刀具與工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的相互位置關(guān)系，也可采用Z向設(shè)定器依次確定每把刀具與工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的相互位置關(guān)系。（2）機(jī)外刀具預(yù)調(diào)+機(jī)上對(duì)刀這種方法是先在機(jī)床外利用刀具預(yù)調(diào)儀精確測量每把刀具的軸向尺寸，確定每把刀具的長度補(bǔ)償值，然后在機(jī)床上以主軸軸線與主軸前端面的交點(diǎn)進(jìn)行Z向?qū)Φ叮床捎玫毒呦嚓P(guān)點(diǎn)進(jìn)行Z向?qū)Φ叮?，確定工件加工坐標(biāo)系，此時(shí)，H01、H02、H03的值分別為T01、T02、T03的刀具長度值，這種方法對(duì)刀精度和效率高，便于工藝文件的編寫及生產(chǎn)組織，但投資較大。

4.2數(shù)控銑削編程與加工

4.2.1數(shù)控銑削基本編程指令1．設(shè)置工件加工坐標(biāo)系指令—G92編程格式：G92XYZ該指令將工件加工坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在相對(duì)于起刀點(diǎn)的某一空間點(diǎn)上。這一指令通常出現(xiàn)在程序的第一段，用來設(shè)定工件加工坐標(biāo)系，也可用于在程序中重新設(shè)定加工坐標(biāo)系。例：G92X20Y10Z10表示通過該指令確立的工件加工原點(diǎn)在距離起刀點(diǎn)X=-20,Y=-10,Z=-10的位置上，如圖4-6所示。圖4-6G92設(shè)置工件加工坐標(biāo)系特別提示：若將工件裝夾到機(jī)床上后，程序輸入的仍是G92X20Y10Z10，而起刀點(diǎn)與工件加工原點(diǎn)的距離不在X=20,Y=10,Z=10的位置上，則工件加工原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置就會(huì)發(fā)生變化，就不能加工出符合要求的工件。

2．選擇機(jī)床坐標(biāo)系指令—G53

編程格式：G53G90XYZG53指令使刀具快速定位到機(jī)床坐標(biāo)系中的指定位置上，其中X，Y，Z后面的值為當(dāng)前刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。例：G53G90X-100Y-100Z-20執(zhí)行后刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置如圖4-7所示。圖4-7G53選擇機(jī)床坐標(biāo)系3．選擇工件加工坐標(biāo)系指令—G54、G55、G56、G57、G58、G59

編程格式：G54(～G59)G90G00（G01）XYZ（F）這些指令可以分別用來選擇相應(yīng)的工件加工坐標(biāo)系。該指令執(zhí)行后，所有坐標(biāo)字指定的尺寸坐標(biāo)都是在已選定的工件加工坐標(biāo)系中的位置。這六個(gè)工件加工坐標(biāo)系是通過CRT／MDI方式設(shè)置的。圖4-8G54～G59設(shè)置加工坐標(biāo)系特別提示：G92指令與G54～G59指令的區(qū)別與聯(lián)系：（1）G92指令與G54～G59指令都可用于設(shè)置工件加工坐標(biāo)系。（2）G92指令是通過程序來設(shè)定、選用工件坐標(biāo)系的，G92指令所設(shè)置的工件加工坐系原點(diǎn)是與當(dāng)前刀具所在位置有關(guān)的，這一加工原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是隨當(dāng)前刀具位置的不同而改變的；而G54～G59指令是通過CRT／MDI在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件加工坐標(biāo)系的，一旦設(shè)定，加工原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是不變的，它與刀具的當(dāng)前位置無關(guān)，除非再通過CRT／MDI方式更改。（3）G92指令程序段只是設(shè)定加工坐標(biāo)系，而不產(chǎn)生任何動(dòng)作；而G54～G59指令程序段則可以和G00、G01指令組合在選定的加工坐標(biāo)系中進(jìn)行移動(dòng)。

4．坐標(biāo)平面選擇指令—G17、G18、G19G17、G18、G19分別表示選在XY，XZ，YZ平面，本系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)為選擇在XY平面內(nèi)加工。5．刀具半徑補(bǔ)償指令—G41(G42)、G40格式：G41(G42)G00(G01)XYD(F)建立刀補(bǔ)程序段…輪廓切削程序段…G40G00(G01)XY(F)撤消刀補(bǔ)程序段

當(dāng)?shù)毒咧行能壽E沿前進(jìn)方向位于零件輪廓右邊時(shí)稱為刀具半徑右補(bǔ)償（G42)；反之稱為刀具半徑左補(bǔ)償(G41)，如圖4-9所示；當(dāng)不需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，則用G40取消刀具半徑補(bǔ)償。圖4-9刀具半徑補(bǔ)償指令方向（1）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒍S輪廓加工，一般均采用刀具半徑補(bǔ)償。在建立刀具半徑補(bǔ)償之前，刀具應(yīng)遠(yuǎn)離零件輪廓適當(dāng)?shù)木嚯x,且應(yīng)與選定好的切入點(diǎn)和進(jìn)刀方式協(xié)調(diào)，保證刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠行?，如圖4-10所示。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠仨氃谥本€插補(bǔ)段內(nèi)完成。刀具半徑補(bǔ)償偏置方向由G41(左補(bǔ)償)或G42（右補(bǔ)償）確定。

圖4-10中，建立刀具半徑左補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)指令如下：N10G90G92X-10Y-10Z0定義程序原點(diǎn)，起刀點(diǎn)坐標(biāo)為（-10，-10，0）N20S900M03啟動(dòng)主軸N30G17G01G41X0Y0D01建立刀具半徑左補(bǔ)償，刀具半徑偏置寄存器D01N40Y50定義首段零件輪廓圖4-10建立刀具半徑補(bǔ)償（2）刀具半徑補(bǔ)償取消刀具撤離工件，回到退刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償。與建立刀具半徑補(bǔ)償過程類似。退刀點(diǎn)也應(yīng)位于零件輪廓之外，距離加工零件輪廓退出點(diǎn)較近，可與起刀點(diǎn)相同，也可以不相同。如圖4-10所示，假如退刀點(diǎn)與起刀點(diǎn)相同的話，其刀具半徑補(bǔ)償取消過程的命令如下：N100G01X0Y0加工到工件原點(diǎn)N11OG01G40X-10Y-10取消刀具半徑補(bǔ)償，退回到退刀點(diǎn)特別提示：1）刀補(bǔ)的建立和取消要求必須在G00或G01路線段，但在刀補(bǔ)進(jìn)行的中間軌跡線中，還是允許圓弧段軌跡的；2）在刀補(bǔ)進(jìn)行中的程序段之間不能有任何一個(gè)刀具不移動(dòng)的指令程序段出現(xiàn)；3）在指定刀補(bǔ)平面執(zhí)行刀補(bǔ)時(shí)，也不能出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)僅第三軸移動(dòng)的指令，否則將可能產(chǎn)生刀補(bǔ)自動(dòng)取消然后又重新啟動(dòng)的刀補(bǔ)過程，因而在繼續(xù)運(yùn)行程序時(shí)出現(xiàn)過切或少切現(xiàn)象；

4）刀補(bǔ)的建立和取消需要一個(gè)過程，也就是說必須要讓它移動(dòng)一定距離才能建立或取消完畢，否則將可能出現(xiàn)過切或少切現(xiàn)象，具體多長需要根據(jù)機(jī)床而定。5）建立或取消過程與下一句運(yùn)動(dòng)路線的夾角要大于90°，否則可能報(bào)警。例1：試編制圖5-16所示零件外輪廓面ABCDEFG的精銑數(shù)控加工程序，并選擇合適的刀具。（用G92指令建立工件加工坐標(biāo)系）例2：試編制圖5-17所示零件內(nèi)輪廓面ABCD的精銑數(shù)控加工程序（用G54指令建立工件加工坐標(biāo)系，設(shè)置G54：X=-300，Y=-100，Z=-50）。選擇ф8的立銑刀，設(shè)刀具半徑補(bǔ)償代碼D02=4。6．刀具長度補(bǔ)償指令—G43(G44)、G49

其使用格式如下：G43(G44)G00(G01)ZH刀具長度正補(bǔ)償G413、負(fù)補(bǔ)償G44G49G00(G01)Z取消刀具長度補(bǔ)償在G17的情況下，刀長補(bǔ)償G43、G44．只用于Z軸的補(bǔ)償，而對(duì)X軸和Y軸無效。

執(zhí)行G43時(shí)，Z實(shí)際值=Z指令值+Hxx執(zhí)行G44時(shí)，Z實(shí)際值=Z指令值-Hxx其中，Hxx是指xx寄存器中的補(bǔ)償量，其值可以是正值或者是負(fù)值。當(dāng)?shù)堕L補(bǔ)償量取負(fù)值時(shí)，G43和G44的功效將互換。例如，刀具長度偏置寄存器H02中存放的刀具長度值為10，對(duì)于數(shù)控銑床，執(zhí)行以下程序段：N30G90G43Z-20H02；刀具實(shí)際運(yùn)動(dòng)到Z(-20+10)=Z-10的位置，如圖5-18所示；如果該程序段改為：N30G90G44Z-20H02則刀具實(shí)際運(yùn)動(dòng)到Z(-20-10)=Z-30的位置，如圖4-11所示。圖4-11刀具長度正補(bǔ)償圖4-12具長度負(fù)補(bǔ)償

7．極坐標(biāo)編程指令

極坐標(biāo)指令（G15/Gl6)指令格式：G16X＿Y＿；開始極坐標(biāo)指令（極坐標(biāo)方式）G15；取消極坐標(biāo)指令（取消極坐標(biāo)方式）說明：X＿Y：指定極坐標(biāo)系選擇平面的軸及其值；X＿：極坐標(biāo)半徑；Y-：極角。

特別提示：①坐標(biāo)值可以用極坐標(biāo)（半徑和角度）輸入。角度的正向是所選平面的第1軸正向的逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，而負(fù)向是順時(shí)針轉(zhuǎn)向。②半徑和角度兩者可以用絕對(duì)值指令或增量值指令（G90/G91)。

8．輸入數(shù)據(jù)單位設(shè)定G20、G21使用G20、G2l可分別選擇設(shè)定數(shù)據(jù)輸入單位為英制和公制。這兩個(gè)G代碼必須在程序的開頭，坐標(biāo)系設(shè)定之前，用單獨(dú)的程序段來指定。如不指定，默認(rèn)為G21公制單位4.2.2數(shù)控銑削高級(jí)編程指令1.子程序調(diào)用指令(1)指令：M98是調(diào)用子程序，M99是子程序結(jié)束。（2)編程格式：與數(shù)控車床子程序格式一樣。例3：如圖5-20，加工三個(gè)形狀大小相同的槽，進(jìn)給速度F=100mm/min主軸轉(zhuǎn)速S=1500r／min，試編程。圖4-13品字槽

2.比例縮放功能(G50、G51)

（1）比例縮放功能①各軸比例因子相等指令格式為：G51XYZP式中：X、Y、Z為比例縮放中心，以絕對(duì)值指定。P為比例因子，指定范圍為0.001～999.999或0.0001～9.99999倍比例縮放方式由G50取消，指令：G50；若不指定P，可用MDl預(yù)先設(shè)定的比例因子。若省略X、Y、Z則用指令G5l時(shí)，按刀具所在位置作為比例縮放中心。注意：比例縮放功能不能縮放偏置量。例如，刀具半徑補(bǔ)償量、刀具長度補(bǔ)償量等。如圖4-13所示，編程圖形縮小1／2，刀具半徑補(bǔ)償量不變。圖4-13圖形縮放與刀偏量的關(guān)系例4：原始幾何圖形如圖4-14所示，要求按圖形中的窗口輪廓軌跡走刀,其程序?yàn)椋篛0001

G00G90X0Y0M98P0200M05M30

O0200M03S1500F100；G00Y10；G42D01G01X10；G01X20；

Y20；G03X10R5；G0lY8；G40G00X0Y0；M99；圖4-14原始刀具軌跡

以程序原點(diǎn)為縮放中心將圖形放大一倍進(jìn)行加工，如圖4-15所示，其數(shù)控加工程序如下：圖4-15以程序原點(diǎn)為縮放中心進(jìn)行編程O0001G00G90X0Y0G51P2M98P0200G50M05M30以給定點(diǎn)為縮放原點(diǎn)將圖形放大一倍進(jìn)行加工，如圖4-16所示，其數(shù)控加工程序如下：OOOO2G00G90X0Y0G51X15Y15P2M98P0200G50M05M30圖4-16以給定點(diǎn)為縮放中心進(jìn)行編程②各軸比例因子單獨(dú)指定通過對(duì)各軸指定不同的比例，可以按各自比例縮放各軸指令。指令格式為：G51XYZIJK式中：X、Y、Z為比例縮放中心坐標(biāo)(絕對(duì)值指令)。

I、J、K為各軸比例因子，指定范圍為：0.0001～9.99999或±0.001～±9.999若省略I、J、K，則按參數(shù)(分別對(duì)應(yīng)I、J、K)設(shè)定的比例因子縮放。這些參數(shù)必須設(shè)定非零值。比例縮放方式由G50取消。注意：①比例系數(shù)I、J、K不用小數(shù)點(diǎn)。②若要指令不同的比例系數(shù)，必須指定或設(shè)定I、J或K值。例：如圖4-17所示。

a/b:X軸比例系數(shù)。c/d：Y軸比例系數(shù)。O：比例縮放中心。3．鏡像功能（1）指令格式格式1：G17G51.1X__Y__；G50.1X__Y__；格式中的X、Y值用于指定對(duì)稱軸或?qū)ΨQ點(diǎn)。當(dāng)G51.1指令指定后僅有一個(gè)坐標(biāo)字時(shí)，該鏡像是以某一坐標(biāo)為鏡像軸。如下指令所示：G51.1X10.0。

例如，對(duì)稱點(diǎn)為(10，10)的鏡像指令是G51.1X10.0Y10.0；取消鏡像則用指令G50.1X__Y__；格式2：G17G51X__Y__I__J__；G50；使用此種格式時(shí)，指令中的I、J值一定是負(fù)值，如果其值為正值，則該指令變成了縮放指令。另外，如果I、J值為負(fù)且不等于-1，則執(zhí)行該指令時(shí)，既進(jìn)行鏡像又進(jìn)行縮放。

特別提示：

（1）在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有圓弧指令，則圓弧的旋轉(zhuǎn)方向相反，即G02變成G03，相應(yīng)地，G03變成G02。（2）在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有刀具半徑補(bǔ)償指令，則刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠梅较蛳喾?，即G41變成G42，相應(yīng)地，G42變成G41。（3）在指定平面內(nèi)執(zhí)行鏡像指令時(shí)，如果程序中有坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令，則坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)方向相反。即順時(shí)針變成逆時(shí)針，相應(yīng)地，逆時(shí)針變成順時(shí)針。（4）CNC數(shù)據(jù)處理的順序是從程序鏡像到比例縮放；所以在指定這些指令時(shí)，應(yīng)按順序指定，取消時(shí)，按相反順序。在旋轉(zhuǎn)方式或比例縮放方式不能指定鏡像指令G50.1或G51.1指令，但在鏡像指令中可以指定比例縮放指令或坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令。（5）在可編程鏡像方式中，不能指定返回參考，最指令(G27、G28、G29、G30)和改變坐標(biāo)系指令(G54～G59、G92)。如果要指定其中的某一個(gè)，則必須在取消可編程鏡像后進(jìn)行。（6）在使用鏡像功能時(shí)，由于數(shù)控鏜銑床的Z軸一般安裝有刀具，所以，Z軸一般都不進(jìn)行鏡像加工。

例5：試?yán)苗R像功能編制如圖4-18所示零件的數(shù)控銑削加工程序。圖4-18鏡像功能應(yīng)用圖例4.坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能圖形旋轉(zhuǎn)編程指令為：G68X

Y

R

以給定點(diǎn)(X，Y)為旋轉(zhuǎn)中心，將圖形旋轉(zhuǎn)R角；如果省略(X，Y)，則以程序原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心。例如：G68R60表示以程序原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，將圖形旋轉(zhuǎn)60°G68X15Y15R60表示以坐標(biāo)(15，15)為旋轉(zhuǎn)中心將圖形旋轉(zhuǎn)60°。G69則表示關(guān)閉旋轉(zhuǎn)功能。原始幾何圖形如圖4-19所示。子程序與例4中的子程序00200相同。現(xiàn)以程序原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心將圖形旋轉(zhuǎn)60°進(jìn)行加工，其數(shù)控加工程序如下：OOOO3G00G90X0Y0G68R60M98P0200G69M05M30OOOO4G00G90X0Y0G68X15Y15R60M98P0200G69G0X0Y0M05M30

4.2.3G代碼指令的應(yīng)用——螺旋線與倒角功能

1．螺旋線插補(bǔ)功能指令（G02/G03）格式：G17G02/G03XYZIJK或G17G02/G03XYZRKG18G02/G03XYZIKJ或G18G02/G03XYZRJG19G02/G03XYZJKI或G19G02/G03XYZRI下面以：G17G02/G03XYZIJK或G17G02/G03XYZRK為例，介紹各參數(shù)的意義，另外兩種格式中的參數(shù)意義類同。X、Y、Z——螺旋線的終點(diǎn)坐標(biāo)；I、J—一圓心在X、Y軸上相對(duì)于螺旋線起點(diǎn)的坐標(biāo)；R——螺旋線在XY平面上的投影半徑；K——螺旋線的導(dǎo)程(單頭即為螺距)，取正值。例6：圖4-20所示螺旋槽由兩個(gè)螺旋面組成，前半圓AmB左旋螺旋面，后半圓AnB為右旋螺旋面。螺旋槽最深處為A點(diǎn)，最淺處為B點(diǎn)。要求用Φ8的立銑刀進(jìn)行加工該螺旋槽，試編制數(shù)控加工程序。計(jì)算求得刀心軌跡坐標(biāo)為：A點(diǎn)：X=96，Y=60，Z=-4B點(diǎn)：X=24，Y=60，Z=-1導(dǎo)程：K=6G00Z50G00X24Y60G00Z2S1500M03G01Z-1F50G03X96Y60Z-4I36J0K6F150G03X24Y60Z-1I-36J0K6G01Z1.5G00Z50X0Y0M05M30。2.倒角功能指令FANUC系統(tǒng)中在倒角和拐角圓弧過渡程序段可以自動(dòng)地插入在直線插補(bǔ)和直線插補(bǔ)程序段之間；在直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)程序段之間；在圓弧插補(bǔ)和直線插補(bǔ)程序段之間；在圓弧插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)程序段之間。指令格式（1）C：倒角。（2）R：拐角圓弧過渡。

特別提示：1)上面的指令加在直線插補(bǔ)G01或圓弧插補(bǔ)G02或G03程序段的末尾時(shí)，加工中自動(dòng)在拐角處加上倒角或過渡圓弧。倒角和拐角圓弧過渡的程序段可連續(xù)地指定。2)倒角。在C之后，指定從虛擬拐點(diǎn)到拐角起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離。虛擬拐點(diǎn)是假定不執(zhí)行倒角的話，實(shí)際存在的拐角點(diǎn)。例如，加工如圖4-21所示的倒角，假如底邊起點(diǎn)到虛擬拐點(diǎn)距離為100的話，編制程序如下：G91G01X100.0，C10.0；圖4-21倒角圖4-22拐角圓弧過渡3)拐角圓弧過渡。在R之后指定拐角圓弧的半徑。例如，加工如圖4-22所示的拐角圓弧過渡，假如底邊起點(diǎn)到虛線交點(diǎn)距離為100的話，編制程序如下：G91G01X100.0，R10.0；4)平面選擇。倒角和拐角圓弧過渡只能在(G17、G18或G19)指定的平面內(nèi)執(zhí)行。平行軸不能執(zhí)行這些功能。

5)下一個(gè)程序段。指定倒角或拐角圓弧過渡的程序段必須跟隨一個(gè)用直線插補(bǔ)(G01)或圓弧插補(bǔ)(G02或G03)指令的程序段。如果下一個(gè)程序段不包含這些指令，出現(xiàn)P/S報(bào)警(No．052)。6)平面切換。只能在同一平面內(nèi)執(zhí)行的移動(dòng)指令才能插入倒角或拐角圓弧過渡程序段。在平面切換之后(G17、G18或G19被指定)的程序段中，不能指定倒角或拐角圓弧過渡。7)超過運(yùn)動(dòng)范圍。如果插入的倒角或拐角圓弧過渡的程序段引起刀具超過原插補(bǔ)移動(dòng)的范圍，發(fā)出P/S報(bào)警No．055。8)坐標(biāo)系。在坐標(biāo)系變動(dòng)(G92或G52～G59)或執(zhí)行返回參考點(diǎn)(G28～G30)之后的程序段中，不能指定倒角或拐角圓弧過渡。9)移動(dòng)距離0。當(dāng)執(zhí)行兩個(gè)直線插補(bǔ)程序段時(shí)，如果兩個(gè)直線之間的角度是±1°以內(nèi)，那么，倒角或拐角圓弧過渡程序段被當(dāng)作一個(gè)移動(dòng)距離為0的移動(dòng)，從而無法倒角。10)不可用的G代碼。下面的G代碼不能用在指定倒角和拐角圓弧過度程序段中。它們也不能用在決定一個(gè)連續(xù)形狀的倒角和拐角圓弧過渡的程序段之間。a．00組G代碼(除了G04以外)。b．16組的G68。11)螺紋加工。拐角圓弧過渡不能在螺紋加工程序段中指定。12)DNC操作。DNC運(yùn)行不能使用任意角度倒角和拐角圓弧過渡。

例7：如圖4-23所示，零件的加工程序如下。N001G92G90X0Y0；N002G00X10.0Y10.0；N003G01X50.0F150.0，C5.0；N004Y25.0，R8.0；N005G03X80.0Y50.0R30.0，R8.0；N006G01X50.0，R8.0；N007Y70.0，C5.0；N008X10.0，C5.0；N009Y10.0；N010G00X0Y0；N011M30；4.3固定循環(huán)指令1．固定循環(huán)組成及動(dòng)作順序指定(1)固定循環(huán)的組成圖4-24所示的固定循環(huán)由下面6個(gè)動(dòng)作組成：動(dòng)作1——X、Y軸定位；動(dòng)作2——快速移動(dòng)到R點(diǎn)；動(dòng)作3——孔加工；動(dòng)作4——在孔底的動(dòng)作，動(dòng)作5——退回到R點(diǎn)，動(dòng)作6——快速回到初始點(diǎn)。(2)固定循環(huán)動(dòng)作順序指定固定循環(huán)的動(dòng)作順序指定應(yīng)當(dāng)考慮三個(gè)問題：①數(shù)據(jù)使用絕對(duì)值(G90)編程方式還是增量值(G91)編程方式；②返回點(diǎn)平面選在初始平面還是R點(diǎn)平面；③采用哪種加工方式(G73～G89)。

在返回動(dòng)作中，若刀具返回R點(diǎn)平面時(shí)，用G99指定，若返回初始平面時(shí)，用G98指定，見圖4-24所示。通常加工一組相同的孔時(shí)，加工第一個(gè)孔后，用G99返回R點(diǎn)平面，加工最后一個(gè)孔后，用G98返回初始平面。G73～G89固定循環(huán)功能的程序段格式：G90(G91)G98(G99)G73～G89XYZRQPFL；圖4-24G90和G9l的坐標(biāo)指定圖4-25G98和G99的平面指定程序段中各地址的意義：X、Y——平面定位點(diǎn)坐標(biāo)值，可以用絕對(duì)值，也可以用增量值；Z——使用增量值時(shí)，表示從R點(diǎn)到孔底Z點(diǎn)的距離，使用絕對(duì)值時(shí)，表示從Z坐標(biāo)軸原點(diǎn)到孔底Z點(diǎn)的距離，參考圖4-24；R——使用增量值時(shí)，表示從起始點(diǎn)到R點(diǎn)的距離，使用絕對(duì)值時(shí)，表示從Z坐標(biāo)軸原點(diǎn)到R點(diǎn)的距離，參考圖5-36；Q——在G73或G83指令中，指定每次進(jìn)給的深度，G76或G87指令中，指定刀具的位移量，用增量值給定；P——指定刀具在孔底暫停時(shí)間(毫秒)；F——指定切削進(jìn)給速度；L——固定循環(huán)次數(shù)，不指定只進(jìn)行一次。固定循環(huán)加工方式指令由G80消除，同時(shí)，參考點(diǎn)R、Z的值也被取消。即R=0、Z=0，此時(shí)可以進(jìn)行通常的程序動(dòng)作。下面介紹幾種常用固定循環(huán)。（1）鉆孔循環(huán)指令G81，如圖5-38所示，主軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運(yùn)動(dòng)鉆孔，到達(dá)孔底位置后，快速退回(無孔底動(dòng)作)。G8l鉆孔加工循環(huán)指令格式為：G8lX

Y

Z

R

F

L

例8：如圖4-26所示零件，要求用G81加工所有的孔，刀具為Φ10的鉆頭圖4-26孔加工零件N10G90G92X0Y0Z50；N30G99M03S1000；N40G00Z30M07；N60G8lX10Y10Z.15R5F20；N70X50；N80Y30；N90X10；N100G80；N110G00Z50；N115X0Y0；N120M09；N130M05；N140M30；（2）鉆孔循環(huán)指令G82與G8l格式類似，唯一的區(qū)別是G82在孔底有進(jìn)給暫停動(dòng)作，即當(dāng)鉆頭加工到孔底位置時(shí)，刀具不做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使孔的表面更光滑。該指令一般用于擴(kuò)孔和沉頭孔加工。G82鉆孔加工循環(huán)指令格式為：G82X

Y

Z

R

P

F

L

（P的單位為毫秒）

（3）鉆深孔循環(huán)指令G83G83指令與G81的主要區(qū)別是：G83采用間歇進(jìn)給(分多次進(jìn)給)，有利于排屑。每次進(jìn)給深度為Q，直到孔底位置為止，如圖4-27所示。G83深孔鉆孔加工循環(huán)指令格式為：G83X

Y

Z

R

Q

F

L

Q為每次進(jìn)給的深度，它必須用增量值設(shè)置，為正值。

（4）攻螺紋循環(huán)指令G84攻螺紋進(jìn)給時(shí)主軸正轉(zhuǎn)，退出時(shí)主軸反轉(zhuǎn)。與G8l格式類似，G84攻螺紋循環(huán)指令格式為：G84XYZRPF與鉆孔加工不同的是攻螺紋結(jié)束后的返回過程不是快速運(yùn)動(dòng)，而是以進(jìn)給速度反轉(zhuǎn)退出。攻螺紋過程要求主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度成嚴(yán)格的比例關(guān)系，因此，編程時(shí)要求根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算進(jìn)給速度。（5）左旋攻螺紋循環(huán)指令G74G74與G84的區(qū)別是：進(jìn)給時(shí)為反轉(zhuǎn)，退出時(shí)為正轉(zhuǎn)。G74攻螺紋循環(huán)指令格式為：G74X

Y

Z

R

P

F

（6）鏜孔循環(huán)指令G85如圖5-40所示，主軸正轉(zhuǎn)，刀具以進(jìn)給速度向下運(yùn)動(dòng)鏜孔，到達(dá)孔底位置后，立即以進(jìn)給速度退出(沒有孔底動(dòng)作)。鏜孔加工循環(huán)G85的指令格式為：G85X

Y

Z

R

F

（7）鏜孔循環(huán)指令G86G86與G85的區(qū)別是：G86在到達(dá)孔底位置后，主軸停止，并快速退出。鏜孔加工循環(huán)G86的指令格式是：G86X

Y

Z

R

F

（8）鏜孔循環(huán)指令G89與G85的區(qū)別是G89到達(dá)孔底位置后加進(jìn)給暫停。其指令格式為：G89X

Y

Z

R

P

F

P為暫停時(shí)間，單位為ms。(9)背鏜循環(huán)指令G87如圖5-41所示，刀具運(yùn)動(dòng)到起始點(diǎn)B(X，Y)后，主軸準(zhǔn)停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速運(yùn)動(dòng)到孔底位置，接著沿刀尖正方向偏移回E點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，刀具向上進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，到R點(diǎn)，再主軸準(zhǔn)停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，快退，接著沿刀尖正方向偏移到B點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)，本加工循環(huán)結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。背鏜孔加工循環(huán)G87的指令格式為：G87X

Y

Z

R

Q

F

其中Q為偏移值。圖4-28G85鏜孔循環(huán)圖圖4-29G87背鏜加工循環(huán)

(10)精鏜循環(huán)指令G76與G85的區(qū)別是：G76在孔底有三個(gè)動(dòng)作：進(jìn)給暫停、主軸準(zhǔn)停(定向停止)、刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速退出。這樣保證刀具不劃傷孔的表面。如圖5-43是精鏜循環(huán)過程，執(zhí)行G76時(shí)，刀具快速從初始點(diǎn)移至R點(diǎn)并開始進(jìn)行精鏜切削，到Z點(diǎn)進(jìn)給停止、主軸定向停止(準(zhǔn)停)、讓刀(刀尖偏移內(nèi)表面Q值)、快速返回到R點(diǎn)(或初始點(diǎn))、主軸復(fù)位、重新起動(dòng)、然后轉(zhuǎn)入下一段程序。(11)高速鉆深孔循環(huán)指令G73

如圖5-44所示，由于是深孔加工，采用間段進(jìn)給(分多次進(jìn)給)，每次進(jìn)給深度為Q，最后一次進(jìn)給深度≤Q，退刀量為d(由系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定)，直到孔底位置為止。該鉆孔加工方法因?yàn)橥说毒嚯x短，比G83鉆孔速度快。G73高速鉆深孔加工循環(huán)指令格式為：G73XYZRQFLQ為每次進(jìn)給的深度，為正值。圖4-30高速深孔鉆孔加工循環(huán)a)用(G98指令b)用G99指令

例9：加工如圖4-31所示3個(gè)Φ6的等距通孔，要求先使用中心鉆預(yù)鉆定位孔，然后再使用Φ6的鉆頭鉆孔，試編寫其數(shù)控加工程序（采用手動(dòng)換刀）。4.4加工中心的編程1．自動(dòng)換刀程序的編寫

在對(duì)加工中心進(jìn)行換刀動(dòng)作的編程安排時(shí)，應(yīng)考慮如下問題：（1）換刀動(dòng)作必須在主軸停轉(zhuǎn)的條件下進(jìn)行，且必須實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停即定向停止。（2）換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)所用機(jī)床的要求安排，有的機(jī)床要求必須將換刀位置安排在參考點(diǎn)處，這時(shí)就要使用G28指令。有的機(jī)床則允許用參數(shù)設(shè)定第二參考點(diǎn)作為換刀位置，這時(shí)就要使用G30指令。無論如何，換刀點(diǎn)的位置應(yīng)遠(yuǎn)離工件及夾具，應(yīng)保證有足夠的換刀空間。（3）為了節(jié)省自動(dòng)換刀時(shí)間，提高加工效率，應(yīng)將選刀動(dòng)作與機(jī)床加工動(dòng)作在時(shí)間上重合起來。（4）換刀位置在參考點(diǎn)處，換刀完成后，可使用G29指令返回到下一道工序的加工起始位置。（5）換刀完畢后，不要忘記安排重新啟動(dòng)主軸的指令；否則加工將無法持續(xù)。

例10：在立式加工中心上采用自動(dòng)換刀方式，加工前面圖4-31所示的3個(gè)Φ6等距通孔。設(shè)T01為中心鉆，T02為Φ6的鉆頭。程序如下：O0005；N5T01M06；N10G54G90G80G00X-10Y-10Z200；N15X0Y0；N20M03S1000；N25G43Z20H01；N30G91G99G81X10Y5Z-6R-17F100K3N35G90G49G00Z200N40T02M06；N45G00X0Y0；N50G43Z20H02；N55M03S800；N60G91G99G81X10Y5Z-11R-17F80K3；N65G90G49G00Z200；N70X-10Y-10N75M05；N80M30；

2．加工中心編程時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）首先應(yīng)進(jìn)行合理的工藝分析。（2）根據(jù)批量等情況，決定采用自動(dòng)換刀還是手動(dòng)換刀。（3）自動(dòng)換刀要留出足夠的換刀空間。（4）為提高機(jī)床利用率，盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào)，并將測量尺寸填寫到刀具卡片中，以便操作者在運(yùn)行程序前，及時(shí)修改刀具補(bǔ)償參數(shù)。

（5）對(duì)于編好的程序，應(yīng)認(rèn)真檢查，并于加工前安排好試運(yùn)行。（6）盡量把不同工序內(nèi)容的程序，分別安排到不同的子程序中，或按工序順序添加程序段號(hào)標(biāo)記。（7）盡可能地利用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)本身所提供的鏡像、子程序、旋轉(zhuǎn)、固定循環(huán)和宏指令編程功能，以簡化程序量。

4.5平面圖形加工

如圖4-32所示的零件。已知毛坯底面與四個(gè)側(cè)面已經(jīng)加工完成并合格，毛坯尺寸為100mm×100mm×45mm，工件材料為45鋼。試分別選用適當(dāng)?shù)拿驺姷逗土姷毒帉憯?shù)控程序，并在數(shù)控銑床上完成上表面的加工。圖4-32單一平面銑削零件圖工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/r.min-1進(jìn)給速度f/mm·min-1切削厚度d/mm類型材料1粗銑上平面(方案一)T01Φ80mm面銑刀硬質(zhì)合金2401804

(方案二)T02Φ20mm立銑刀9605704.52半精銑上平面(方案一)T01Φ80mm面銑刀3601801

(方案二)T02Φ20mm立銑刀14005700.5表4-1刀具及切削用量表

特別提示：平面銑削路徑有三種，見圖4-33～圖4-35。以上三種方法，圖4-35的順銑方式綜合了前兩種方法，效率較高，加工質(zhì)量較好推薦精銑平面時(shí)采用該刀具路徑編程。圖4-33單向多次平面銑削（S為出發(fā)點(diǎn)，E為終點(diǎn)）圖4-34雙向多次平面銑削（S為出發(fā)點(diǎn)，E為終點(diǎn)）圖4-35應(yīng)用在平面銑削中的順銑方式的刀具路徑（1～8點(diǎn)為刀具進(jìn)給點(diǎn)）4.6輪廓加工

4.6.1外輪廓銑削圖4-36所示為凸模板零件，已知材料為45鋼，硬度220HBW，毛坯為120mm×100mm×20mm，其外輪廓、上表面和Φ38mm孔已經(jīng)由前道工序加工，試完成其平面輪廓的編程與加工。圖4-36凸模板零件工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/r.min-1進(jìn)給速度f/mm·min-1類型材料1粗銑外輪廓T01Φ20mm立銑刀硬質(zhì)合金3001202精銑外輪廓T01Φ20mm立銑刀10001004.6.2內(nèi)外輪廓銑削如圖4-37所示為一墊塊模，外輪廓和上表面已經(jīng)加工，要求用Φ10mm鍵槽銑刀，在100mm×80mm×20mm的鍛鋁毛坯上完成內(nèi)輪廓銑削的編程與加工。圖4-37墊塊模工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/r.min-1進(jìn)給速度f/mm·min-1類型材料1粗銑內(nèi)輪廓T01Φ10mm鍵槽銑刀高速鋼8001502精銑內(nèi)輪廓T01Φ10mm鍵槽銑刀1000120刀具及切削用量表刀具路徑圖4-38刀具路徑

補(bǔ)充知識(shí)：上題中我們是用鍵槽銑刀直接下刀銑削內(nèi)輪廓，當(dāng)沒有鍵槽銑刀只有立銑刀時(shí)不能直接下刀，其下刀的方式主要有如下幾種：1．鉆下刀孔首先在內(nèi)輪廓型腔的4個(gè)角預(yù)鉆工藝下刀孔，或在型腔中心鉆大孔，然后用立銑刀從孔處下刀，將余量去除。此方法編程簡單，但立銑刀在切削過程中，多次切入、切出工件，振動(dòng)較大，對(duì)刃口的安全性有負(fù)面作用。2．啄銑采用球頭銑刀進(jìn)行“啄銑”，球頭銑刀要求刃口過中心。每次啄銑一定的深度，下刀深度由刀具的中心刃可鉆削的深度決定，以便把這一層深度的金屬去除。然后重復(fù)這一過程，直至銑削到型腔底部。3．兩軸坡走銑——斜插式兩軸坡走銑(要求銑刀有坡走功能)如圖4-39所示。圖4-39兩軸坡走銑

4．三軸坡走銑——螺旋式

三軸坡走銑是沿主軸的軸向以螺旋線方式下刀，如圖4-40所示。這種下刀方法常用于模具內(nèi)輪廓的加工。相對(duì)于直線坡走下刀方式，螺旋線插補(bǔ)下刀的優(yōu)點(diǎn)在于切削更穩(wěn)定、更適合小功率機(jī)床和深窄型腔。特別是在粗加工非模具的大直徑孔時(shí)，相對(duì)于鏜削的優(yōu)點(diǎn)是：沒有斷屑、排屑或振動(dòng)的問題。當(dāng)沒有底孔時(shí)，圓刀片銑刀、球頭立銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑孔的能力最強(qiáng)。圖4-40三軸坡走銑a)整體硬質(zhì)合金球頭立銑刀的螺旋下刀b)圓刀片機(jī)夾銑刀的螺旋下刀4.7孔系加工

4.7.1直角坐標(biāo)系加工孔支撐座零件如圖4-41所示，上下表面、外輪廓已在前面工序加工完成。本工序完成零件上所有孔的加工，試編寫其加工程序。零件材料為HT150。圖4-41支撐座零件刀具及切削用量表工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/r.min-1進(jìn)給速度f/mm·min-1類型材料1打中心孔T01Φ5中心鉆高速鋼2000802鉆4×Ml0螺紋底孔至8.5mmT02Φ8.5麻花鉆高速鋼8001003鉆2×φ10H7底孔至9.8mmT03Φ9.8麻花鉆高速鋼7001004鉆φ30H8底孔至18mmT04Φ18麻花鉆高速鋼500605擴(kuò)φ30H8底孔至28mmT05Φ28麻花鉆高速鋼400406粗鏜φ30H8至29.8mmT06Φ29.8粗鏜刀硬質(zhì)合金600607攻4×Ml0螺紋T07M10機(jī)用絲錐高速鋼2003008鉸2×φ10H7孔T08Φ10鉸刀高速鋼250609精鏜φ30H8孔T09Φ30精鏜刀硬質(zhì)合金1500504.7.2極坐標(biāo)系加工孔

例11：對(duì)圖4-42采用極坐標(biāo)用絕對(duì)和增量兩種編程方式完成孔的加工圖4-42極坐標(biāo)編程實(shí)例圖參考程序：（1）用絕對(duì)值指令指定角度和半徑編程O3456 N1G00G90G56X0Y0； N2G00Z100G17G16M03S600； N3G81G99X50.0Y30.0Z-30.0R3.0F200.0；N4Y150.0； N5Y270.0； N6G15G80Z50； N7M05； N8M30；

（2）用增量值指令指定角度和半徑編程O3456 N1G00G90G56X0Y0； N2G00Z100G17G16M03S600； N3G81G99X150.0Y30.0Z-30.0R3.0F200.0； N4G91Y120.0； N5Y120.0； N6G15G80G90G00Z50； N7M05； N8M30；

4.7.3加工中心加工孔

圖4-43所示工件有三種類形的孔需要加工：六個(gè)Φ10mm通孔，四個(gè)Φ22mm沉孔，三個(gè)Φ50mm通孔，使用刀具代碼分別為T11、T15、T31，Z軸主軸端面作為編程起始點(diǎn)，采用刀具長度補(bǔ)償功能G43，Tll的補(bǔ)償值為+150mm，T15的補(bǔ)償值為+140mm，T31的補(bǔ)償值為+100mm，將補(bǔ)償值分別輸入H11、Hl5、H31中。采用手工換刀，主軸回到換刀位，利用程序停止指令M00使程序暫停運(yùn)行，換刀后按按鈕繼續(xù)運(yùn)行。刀具及切削用量表工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/r.min-1進(jìn)給速度f/mm·min-1類型材料1鉆六個(gè)Φ10mm通孔T11Φ10麻花鉆高速鋼6001202鉆四個(gè)Φ22mm沉孔T15Φ22麻花鉆高速鋼300703鉆三個(gè)Φ50mm通孔T31Φ50麻花鉆高速鋼20050

圖4-43加工中心編程實(shí)例3.參考程序加工程序如下：N001G92X0Y0Z0；N002G90G00Z200.0T11M00；N003G43Z0Hll；N004S600M03；N005G99G81X100.0Y-150.0Z-123.0R-77F120N006Y-210.0；N007G98Y-270.0；N008G99X560.0；N009