《數(shù)控編程與加工技術(shù)（第2版）》 課件 模塊2數(shù)控銑床編程與加工技術(shù)2-3 平面圖形的編程與加工技術(shù)、2-4 平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)、2-5 平面型腔零件的編程與加工技術(shù)

模塊2數(shù)控銑床編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3.1平面加工技術(shù)2.3.2直線圖形編程2.3.3圓弧圖形編程2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3.1平面加工技術(shù)1.確定進(jìn)給路線的原則進(jìn)給路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。確定進(jìn)給路線時(shí)，要在保證被加工零件獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量的前提下，力求計(jì)算容易，走刀路線短，空刀時(shí)間少。進(jìn)給路線的確定與工件表面狀況、要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙、刀具耐用度以及零件輪廓形狀等有關(guān)。具體地說(shuō)，確定進(jìn)給路線主要考慮以下幾個(gè)方面：2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1）應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高。2）應(yīng)使數(shù)值的計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。3）銑削零件表面時(shí)，要正確選用銑削方式。4）應(yīng)使加工路線最短，減少程序段和空刀時(shí)間，以減少加工時(shí)間。5）銑輪廓曲線時(shí)應(yīng)使刀具以圓弧的方式切入和離開(kāi)工件。6）先加工外輪廓，后加工內(nèi)輪廓。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.平面銑削工藝路徑當(dāng)銑削平面的寬度大于銑刀（面銑刀或立銑刀）直徑時(shí)，一次進(jìn)給不能完成全部平面的加工，要進(jìn)行多次進(jìn)給，進(jìn)給路徑一般有單相平行切削路徑、往復(fù)平行切削路徑、環(huán)切切削路徑三種。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3.銑削曲面的進(jìn)給路線處理曲面輪廓的加工工藝比平面輪廓復(fù)雜得多，要根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及零件的精度要求，選擇合理的進(jìn)給路線。加工曲面時(shí)，常用球頭刀采用直線行切法、曲線行切法、環(huán)切法等三種方法進(jìn)行加工。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4.FANUC數(shù)控系統(tǒng)常用功能（1）準(zhǔn)備功能2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)（2）輔助功能數(shù)控銑床輔助功能也稱為M功能或M指令，它是指令機(jī)床做一些些輔助動(dòng)作的代碼。輔助功能有兩類型，輔助功能M代碼用于指定主軸起動(dòng)，主軸停止，程序結(jié)束等等。而第二輔助功能B代碼，用于指定分度工作臺(tái)定位。數(shù)控銑床所用的輔助功能指令與數(shù)控車床基本相同，這里不再介紹。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)5.選擇工件坐標(biāo)系(零點(diǎn)偏移)指令G54～G59批量加工工件時(shí)，通常使用與機(jī)床參考點(diǎn)位置固定的絕對(duì)工件坐標(biāo)系，分別通過(guò)坐標(biāo)系偏置G54～G59這6個(gè)指令來(lái)選擇調(diào)用對(duì)應(yīng)的工件坐標(biāo)系。這6個(gè)工件坐標(biāo)系是通過(guò)運(yùn)行程序前，輸入每個(gè)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)到機(jī)床參考點(diǎn)的偏置值而建立的。如圖3-55所示，用CRT/MDI在參數(shù)設(shè)置方式下設(shè)置了兩個(gè)加工坐標(biāo)系：G54：X-50.0Y-50.0Z-10.0；G55：X-100.0Y-100.0Z-20.0；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)5.選擇工件坐標(biāo)系(零點(diǎn)偏移)指令G54～G59批量加工工件時(shí)，通常使用與機(jī)床參考點(diǎn)位置固定的絕對(duì)工件坐標(biāo)系，分別通過(guò)坐標(biāo)系偏置G54～G59這6個(gè)指令來(lái)選擇調(diào)用對(duì)應(yīng)的工件坐標(biāo)系。這6個(gè)工件坐標(biāo)系是通過(guò)運(yùn)行程序前，輸入每個(gè)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)到機(jī)床參考點(diǎn)的偏置值而建立的。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）如果在工作臺(tái)上同時(shí)加工多個(gè)相同零件或不同的零件，它們都有各自的尺寸基準(zhǔn)，在編程過(guò)程中，有時(shí)為了避免尺寸計(jì)算，可以建立6個(gè)工件坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在便于編程的某一固定點(diǎn)上，當(dāng)加工某個(gè)零件時(shí)，只要選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系編制加工程序。2）G54～G59和G92指令都是設(shè)定工件坐標(biāo)系的，但G92指令所設(shè)定的工件原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所處的位置有關(guān)。G54～G59設(shè)定的工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是不變的，在系統(tǒng)斷電后也不破壞，再次開(kāi)機(jī)后仍有效，并與刀具的當(dāng)前位置無(wú)關(guān)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3）利用G92指令建立工件坐標(biāo)系，需要在加工零件前，操作者在程序段中給出預(yù)置寄存的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；而利用G54～G59指令建立工件坐標(biāo)系，是通過(guò)CRT/MDI操作面板在設(shè)置參數(shù)下設(shè)定實(shí)現(xiàn)的。操作者在安裝工件后，測(cè)量工件原點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的偏移量，并把工件坐標(biāo)系在各軸方向上相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系的位置便移量寫(xiě)入工件在坐標(biāo)偏置儲(chǔ)存器中，在執(zhí)行程序時(shí),就可以按工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值來(lái)運(yùn)動(dòng)了。4）使用G54～G59指令設(shè)置工件坐標(biāo)系時(shí)，就不能再用G92指令，否則原來(lái)的坐標(biāo)系和加工坐標(biāo)系將平移。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示，用CRT/MDI在參數(shù)設(shè)置方式下設(shè)置了兩個(gè)加工坐標(biāo)系：G54：X-50.0Y-50.0Z-10.0；G55：X-100.0Y-100.0Z-20.0；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)6.絕對(duì)編程指令G90和增量編程指令G91絕對(duì)值編程指定運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)在當(dāng)前坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編程原點(diǎn)計(jì)算出絕對(duì)值坐標(biāo)尺寸進(jìn)行編程的一種方法。采用絕對(duì)值編程時(shí)，首先要指出編程原點(diǎn)的位置。絕對(duì)編程指令G90編入程序時(shí)，其后所有編入的坐標(biāo)值均以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)。在編程時(shí)一般采用絕對(duì)值編程。增量值編程指定各軸運(yùn)動(dòng)的距離和方向，是根據(jù)前一個(gè)位置的坐標(biāo)值增量來(lái)表示位置的一種編程方法，即程序中的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)坐標(biāo)而言的。增量編程指令G91編入程序時(shí)，以后所有編入的坐標(biāo)值均以前一個(gè)坐標(biāo)位置作為起始點(diǎn)來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)的位置矢量。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)7.快速點(diǎn)定位指令G00G00指令是命令刀具以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置，它是快速定位，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)軌跡要求。G00指令是摸態(tài)指令，其指令格式：G00XY__Z__；說(shuō)明：1）“X

Y__Z__”代表目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值。用絕對(duì)值指令G90時(shí)，是終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；用增量值指令G91時(shí)，是刀具移動(dòng)的距離?！?；”代表一個(gè)程序段的結(jié)束。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2）該指令所作的就是使刀具以高速率移動(dòng)到“X

Y__Z__”指定的位置，被指令的各軸之間的運(yùn)動(dòng)互不相關(guān)，也就是說(shuō)刀具移動(dòng)的軌跡不一定是一條直線。所以，在使用G00指令時(shí)要注意刀具是否和工件及夾具發(fā)生干涉，以免發(fā)生意外。3）G00指令下，快速倍率為100%時(shí)，X、Y、Z各軸的運(yùn)動(dòng)速度均不受當(dāng)前F值的控制。當(dāng)各軸運(yùn)動(dòng)到達(dá)運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)并發(fā)出位置到達(dá)信號(hào)后，CNC認(rèn)為該程序段已經(jīng)結(jié)束，并轉(zhuǎn)向下一程序段。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示，使用G90和G91指令編程。要求刀具由原點(diǎn)按順序移動(dòng)到1、2、3點(diǎn)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1）G90方式編程：N10M03S650；N20G54G90G00X20.0Y15.0；N30X40.0Y50.0N40X60.0Y25.0；N50M30；2）G91指令編程：N10M03S650；N20G54G91G00X20.0Y15.0；N30X20.0Y30.0；N40X20.0Y-20.0；N50M30；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)7.直線插補(bǔ)指令G01G01指令是命令刀具在兩坐標(biāo)間以插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)方式按指定的F進(jìn)給速度作任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。G01指令是摸態(tài)指令，其指令格式：G01XY__Z__F；說(shuō)明：1）G01指令使刀具按地址F下編程的進(jìn)給速度從當(dāng)前位置移動(dòng)到程序段指令的終點(diǎn)。2）“X

Y__Z__”代表目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值。用絕對(duì)值指令G90時(shí)，是終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；用增量值G91編程時(shí)，是刀具移動(dòng)的距離。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3）“F

”為合成進(jìn)給速度（進(jìn)給量），當(dāng)兩個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)移動(dòng)時(shí)，為兩軸的合成速度。當(dāng)程序中使用指令“G94”時(shí)，進(jìn)給速度的單位為mm/min（每分進(jìn)給方式）；使用指令“G95”時(shí)，進(jìn)給速度的單位是mm/r（每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式）。如圖所示，使用G01指令編程，要求刀具從A點(diǎn)線性進(jìn)給到B點(diǎn)。采用G90指令編程：G90G01X100.0Y55.0F100；采用G91指令編程：G91G01X75.0Y30.0F100；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示路徑，要求用G01編程，坐標(biāo)系原點(diǎn)O是程序起始點(diǎn)，要求刀具中心由O點(diǎn)快速移動(dòng)到A點(diǎn)，然后沿AB、BC、CD、DA實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)，再由A點(diǎn)快速返回程序起始點(diǎn)O，請(qǐng)用G01指令編寫(xiě)相應(yīng)的程序段。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1）按絕對(duì)坐標(biāo)指令G90編程：N10M03S600；N20G90G54G00X10.0Y12.0；N30G01Y28.0F100；N40X42.0；N50Y12.0；N60X10.0；N70G00X0Y0；N80M30；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2）按增量坐標(biāo)指令G91編程：N10S600M03；N20G91G54G00X10.0Y12.0；N30G01Y16.0F100；N40X32.0；N50Y-16.0；N60X-32.0；N70G00X-10.0Y-12.0；N80M30；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)例2-1采用

16mm立銑刀加工如圖所示零件，已知毛坯為55mm×45mm×15mm六方體，材料為硬鋁。要求在數(shù)控銑床上加工3個(gè)臺(tái)階面，編寫(xiě)數(shù)控加工程序。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1.工藝分析1）加工路線為：銑上表面去掉1mm余量→銑第二個(gè)臺(tái)階→銑第三個(gè)臺(tái)階。2）該零件要加工的部位為中小平面，采用

16mm立銑刀加工，由于硬鋁切削性能良好，3個(gè)臺(tái)階面精度要求不高，主軸轉(zhuǎn)速取400r/min，進(jìn)給速度取200mm/min，切削深度從上到下依次取1mm、3mm、2mm。毛坯為規(guī)則六方體，采用平口鉗裝夾，走刀切削進(jìn)給方向?yàn)閄方向往復(fù)切削，使進(jìn)給方向垂直于鉗口，將零件裝到平口鉗上時(shí)，應(yīng)在毛坯下墊兩塊等高平行墊鐵，并使毛坯高出鉗口7～9mm。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.計(jì)算各基點(diǎn)坐標(biāo)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3.編制程序2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1.選擇機(jī)床坐標(biāo)系指令G53當(dāng)?shù)毒咭苿?dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系的某一點(diǎn)時(shí)，則使用該指令。其指令格式：G90G53X__Y__Z__；說(shuō)明：1）G53是非模態(tài)指令，它僅在指定機(jī)床坐標(biāo)系的程序段有效。2）G53在絕對(duì)坐標(biāo)指令G90模態(tài)下有效，在增量坐標(biāo)指令G91模態(tài)下無(wú)效。3）X、Y、Z為刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。3.3.2直線圖形編程2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程舉例：G90G53X-100.0Y-100.0Z-20.0；執(zhí)行完該程序段指令之后，刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置如圖所示。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.建立工件坐標(biāo)系指令G92工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)（機(jī)床原點(diǎn)）之間的距離用G92（EIA代碼中用G50）指令進(jìn)行設(shè)定，即確定起刀點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)距離，也就是確定刀具起始點(diǎn)的坐標(biāo)值，并把這個(gè)設(shè)定值存于程序存儲(chǔ)器中，作為零件所有加工尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。其指令格式：G92X__Y__Z__；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）G92指令的作用是將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在相對(duì)于刀具起始點(diǎn)的某一空間點(diǎn)上，X、Y、Z指令后的坐標(biāo)值實(shí)質(zhì)上就是當(dāng)前刀具在所設(shè)定的工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2）G92指令與數(shù)控車床坐標(biāo)系設(shè)定指令G50相同，當(dāng)?shù)毒咂鹗键c(diǎn)的位置發(fā)生變化時(shí)，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置也會(huì)隨之發(fā)生變化。3）工件坐標(biāo)系建立后，一般不能將機(jī)床鎖定后測(cè)試運(yùn)行程序。4）用G92指令建立工件坐標(biāo)系后，如果關(guān)機(jī)，建立的工件坐標(biāo)系將丟失，重新開(kāi)機(jī)后必須再次對(duì)刀以建立工件坐標(biāo)系。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：加工開(kāi)始前，把刀具置于一個(gè)合適的起始點(diǎn)，其程序?yàn)椋篏92X20.0Y10.0Z10.0；則建立了如圖所示的工件坐標(biāo)系。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3.局部坐標(biāo)系指令G52在工件坐標(biāo)系中編制程序時(shí)，為方便編程，可以在工件坐標(biāo)系中設(shè)置子坐標(biāo)系。坐標(biāo)系又稱為局部坐標(biāo)系。其編程格式：G52X__Y__Z__；（設(shè)定局部坐標(biāo)系）……G52X0Y0Z0；（取消局部坐標(biāo)系）2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）用G52X__Y__Z__指令可以在工件坐標(biāo)系G54～G59中設(shè)定局部坐標(biāo)系。X、Y、Z為局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。G52中沒(méi)有指定的坐標(biāo)原點(diǎn)不變。2）在局部坐標(biāo)系設(shè)定后，以絕對(duì)值方式（G90）編程的坐標(biāo)值是在此局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，系統(tǒng)界面顯示的絕對(duì)坐標(biāo)值也是局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。3）G52指令為非模態(tài)指令，但其設(shè)定的局部坐標(biāo)系在被取代或注銷前一直有效。G52暫時(shí)清除刀具半徑補(bǔ)償中的偏置。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4）設(shè)定局部坐標(biāo)系后，工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系保持不變。在工件坐標(biāo)系中指定局部坐標(biāo)系新的零點(diǎn)，可以改變局部坐標(biāo)系。指定新的局部坐標(biāo)系時(shí)不需要取消原來(lái)的局部坐標(biāo)系，但在指定新的坐標(biāo)系時(shí)，其指令G52X__Y__Z__中的X__Y__Z__值是原來(lái)工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，而不是上一個(gè)局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。5）為了取消局部坐標(biāo)系并在工件坐標(biāo)系中指定坐標(biāo)值，應(yīng)使用局部坐標(biāo)系取消指令，使局部坐標(biāo)系零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)一致。當(dāng)一個(gè)軸用手動(dòng)返回參考點(diǎn)功能返回參考點(diǎn)時(shí)，該軸的局部坐標(biāo)系零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)一致（局部坐標(biāo)取消）。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4.尺寸單位選擇指令G20和G21編程指令：G20（G21）；說(shuō)明：1）G20指令為英制輸入；G21指令為公制輸入，接通電源時(shí)，默認(rèn)為公制輸入。2）G20、G21彼此可以互相注銷。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)5.坐標(biāo)平面的選擇指令G17、G18、G19G17指令表示在XY平面內(nèi)加工，G18指令表示在XZ平面內(nèi)加工，G19指令表示在YZ平面內(nèi)加工。G17、G18、G19指令為模態(tài)指令，可相互注銷，G17指令是系統(tǒng)默認(rèn)指令。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)6.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令G43、G44、G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能，是指當(dāng)使用不同規(guī)格的刀具或刀具磨損后，可通過(guò)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度尺寸的變化，而不必修改程序或重新對(duì)刀，達(dá)到加工要求。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令G43、G44、G49的指令格式：G01（G00）G43Z__H__；刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償G01（G00）G44Z__H__；刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償G01（G00）G49Z__；刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消其中Z為程序中的指令值；H為偏置號(hào)，H代碼為刀具長(zhǎng)度偏移量的存儲(chǔ)器地址，H00～H99共100個(gè)，偏移量用MDI方式輸入，偏移量與偏置號(hào)一一對(duì)應(yīng)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）G43為刀具正向長(zhǎng)度補(bǔ)償：Z軸的實(shí)際坐標(biāo)值=Z軸的指令坐標(biāo)+長(zhǎng)度補(bǔ)償值G44為刀具負(fù)向長(zhǎng)度補(bǔ)償：Z軸的實(shí)際坐標(biāo)值=Z軸的指令坐標(biāo)-長(zhǎng)度補(bǔ)償值Z為程序中的指令值；H為偏置號(hào)，H代碼為刀具長(zhǎng)度偏移量的存儲(chǔ)器地址，后面帶兩位數(shù)字表示補(bǔ)償號(hào)，H00～H99共100個(gè)，其中H00表示取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，偏移量用MDI方式輸入，偏移量與偏置號(hào)一一對(duì)應(yīng)；G49為取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。不管選擇的是絕對(duì)坐標(biāo)值還是增量值，補(bǔ)償后的坐標(biāo)值表示補(bǔ)償后的終點(diǎn)位置坐標(biāo)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2）在G17指令情況下，刀具補(bǔ)償G43和G44是指用于Z軸的補(bǔ)償。同理，在G18指令情況下，對(duì)Y軸補(bǔ)償；在G19情況下，對(duì)X軸補(bǔ)償。3）在設(shè)置補(bǔ)償值時(shí)，使用（+/-）號(hào)。如果改變了（+/-）號(hào)，G43和G44在執(zhí)行時(shí)會(huì)反向操作。4）G43、G44是模態(tài)指令，它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。G43、G44、G49指令本身不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值不能生效。長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消必須與G00（或G01）指令同時(shí)使用，且在Z軸方向上的位移量不為零。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)5）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償輸入時(shí)，按偏置鍵OFFSET/SETTING鍵，調(diào)出刀具補(bǔ)償界面，并輸入到刀補(bǔ)的相應(yīng)位置。補(bǔ)償值的確定一般有兩種情況：一是有機(jī)外對(duì)刀儀時(shí)，以主軸軸端中心為對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)，以刀具伸出軸端的長(zhǎng)度作為H中的偏置量；二是無(wú)機(jī)外對(duì)刀儀時(shí)，若以標(biāo)準(zhǔn)刀的刀位點(diǎn)作為對(duì)刀基準(zhǔn)，則刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀的長(zhǎng)度差值作為其偏置量。該值可以為正，也可以為負(fù)。6）有了刀具長(zhǎng)度偏置功能，當(dāng)加工中刀具因磨損、重磨、換新刀而長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，不必修改程序中的坐標(biāo)值，只需修改存放在寄存器中的刀具長(zhǎng)度偏置值。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)例2-1用φ6mm的銑刀銑削如圖3-68所示的“X”、“Y”、“Z”三個(gè)字母，深度為1mm，已知所用刀具比標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀柄短10mm，試編寫(xiě)加工程序。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)如圖所示各基點(diǎn)的坐標(biāo)值見(jiàn)表。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)參考程序見(jiàn)表2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1.返回參考點(diǎn)檢查指令G27該指令用于加工過(guò)程中，檢查是否準(zhǔn)確地返回參考點(diǎn)。其指令格式：G27X__；X向參考點(diǎn)校驗(yàn)G27Z__；Z向參考點(diǎn)校驗(yàn)G27X__Y__Z__；參考點(diǎn)校驗(yàn)說(shuō)明：1）該指令用于檢查機(jī)床是否能準(zhǔn)確返回參考點(diǎn)。為了提高數(shù)控機(jī)床加工的可靠性及保證零件的加工精度，可用G27指令來(lái)檢查工件原點(diǎn)的正確性。2.3.3圓弧圖形編程2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2）執(zhí)行G27指令的前提是機(jī)床在通電后必須返回過(guò)一次參考點(diǎn)（手動(dòng)返回或用G28指令返回）。當(dāng)執(zhí)行G27指令后，返回各軸參考點(diǎn)指示燈分別點(diǎn)亮。在取消刀具補(bǔ)償功能（用G40或G49）后，才能使用G27指令。3）若不要求每次執(zhí)行程序時(shí)，都執(zhí)行返回參考點(diǎn)的操作，應(yīng)在該指令前加上“/”（程序跳轉(zhuǎn)），以便在不需要檢查時(shí)，跳過(guò)該程序段。4）若希望執(zhí)行該程序段后讓程序停止，應(yīng)在該程序段后加上M00或M01指令，否則程序?qū)⒉煌Ｖ苟^續(xù)執(zhí)行后面的程序段。5）X、Y、Z分別代表參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.返回參考點(diǎn)指令G28該指令可使刀具從當(dāng)前點(diǎn)位置以快速定位方式經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)回到參考點(diǎn)。當(dāng)返回參考點(diǎn)完成時(shí)，表示返回完成的指示燈亮。其指令格式：G28X__；X向回參考點(diǎn)G28Z__；Z向回參考點(diǎn)G28X__Y__Z__；主軸回參考點(diǎn)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）X、Y、Z坐標(biāo)設(shè)定值為回參考點(diǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)的中間點(diǎn)（不是機(jī)床參考點(diǎn)），此中間點(diǎn)不能超過(guò)參考點(diǎn)，指定該點(diǎn)可以以絕對(duì)值（G90）方式，也可以以增量值（G91）方式，取決于當(dāng)前的模態(tài)。在G90時(shí)為中間點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為中間點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量。指定中間點(diǎn)的目的是使刀具沿著一條安全的路徑返回參考點(diǎn)。2）系統(tǒng)在執(zhí)行G28X__Y__Z__；時(shí)，先使所有的編程軸都快速定位到中間點(diǎn)，然后再?gòu)闹虚g點(diǎn)到達(dá)參考點(diǎn)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3）G28指令一般用于自動(dòng)換刀或者消除機(jī)械誤差，所以使用G28指令時(shí)，應(yīng)取消刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。該指令也用于整個(gè)程序加工結(jié)束后使工件移出加工區(qū)，以便卸下加工完畢的工件并裝夾待加工零件。4）在G28的程序段中不僅產(chǎn)生坐標(biāo)軸移動(dòng)指令，而且記憶了中間點(diǎn)坐標(biāo)值，以供G29使用。5）G28指令僅在其被規(guī)定的程序段中有效（非模態(tài)）。6）在加工中心換刀之前，通常可用G28指令將主軸從當(dāng)前位置返回參考點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)換刀，其程序如下：G91G28Z0；G28X0Y0；……；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3.從參考點(diǎn)返回指令G29該指令可使刀具從參考點(diǎn)以快速定位方式經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)返回指定點(diǎn)，如圖所示。其指令格式：G29X__Y__Z__；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4.從第2、3、4參考點(diǎn)返回指令G30該指令可使刀具由所在位置經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)回到參考點(diǎn)。與G28類似，差別在于G28是回歸第一參考點(diǎn)，而G30是返回第2、3、4參考點(diǎn)。其指令格式為：G30P2X__Y__Z__；第二參考點(diǎn)返回，P2可省略G30P3X__Y__Z__；第三參考點(diǎn)返回G30P4X__Y__Z__；第四參考點(diǎn)返回2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)5.圓弧插補(bǔ)指令G02/G03G02、G03使刀具按給定進(jìn)給速度沿圓弧方向進(jìn)行切削加工，G02/G03指令是摸態(tài)指令，其指令格式：2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）G02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令。X,Y,Z為圓弧終點(diǎn)的坐標(biāo)，在G90時(shí)為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的位移量。F為進(jìn)給速度。2）第一種格式是用圓心相對(duì)于起點(diǎn)的位置進(jìn)行編程，I、J、K為圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的偏移值，即圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)。I為圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)在X軸上的分量，J為圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)在Y軸上的分量，K為圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)在Z軸上的分量，如圖3-58所示。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3）第二種格式是用圓弧半徑R進(jìn)行編程，當(dāng)圓弧圓心角小于180°時(shí)，R為正值，否則R為負(fù)值。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4）G02/G03指令方向的判別，是從不在圓弧平面的坐標(biāo)軸正方向往負(fù)方向看，順時(shí)針用G02指令，逆時(shí)針用G03指令，它們?cè)诟髯鴺?biāo)平面內(nèi)的方向判斷如圖3-61所示。5）圓弧插補(bǔ)是按照切削速度進(jìn)刀的；圓弧插補(bǔ)自動(dòng)過(guò)象限，過(guò)象限時(shí)自動(dòng)進(jìn)行反向間隙補(bǔ)償。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示，使用G02對(duì)劣弧a和優(yōu)弧b編程。劣弧a的四種編程方法：G90G02X0.0Y30.0R30.0F100；G90G02X0.0Y30.0I30.0J0.0F100；G91G02X30.0Y30.0R30.0F100；G91G02X30.0Y30.0I30.0J0.0F100；優(yōu)弧b的四種編程方法：G90G02X0.0Y30.0R-30.0F100；G90G02X0.0Y30.0I0.0J30.0F100；G91G02X30.0Y30.0R-30.0F100；G91G02X30.0Y30.0I0.0J30.0F100；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示，使用G02/G03對(duì)整圓編程。從A點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)一周：G90G02X30.0Y0.0I-30.0J0.0F100；G91G02X0.0Y0.0I-30.0J0.0F100；從B點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)一周：G90G03X0.0Y-30.0I0.0J30.0F100；G91G03X0.0Y0.0I0.0J30.0F100；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：根據(jù)如圖所示走刀路線，用所學(xué)指令編寫(xiě)加工程序。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)N10M03S600；N20G90G54G00X20.0Y15.0；N30G01Y80.0F100；N40G01X60.0；N50G02X80.0Y60.0R20.0F100；N60G01Y15.0；N70X70.0；N80Y60.0；N90G03X50.0R10.0F100；N100Y15.0；N110X20.0；N120G00X0.0Y0.0；N130M30；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)6.螺旋線插補(bǔ)指令G02/G03G02和G03分別表示順時(shí)針螺旋線插補(bǔ)和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，順時(shí)針、逆時(shí)針的定義和圓弧插補(bǔ)指令相同。在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)，垂直于插補(bǔ)平面的插補(bǔ)軸同步運(yùn)動(dòng)，形成螺旋線移動(dòng)軌跡，其指令格式：2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：螺旋線插補(bǔ)指令是在圓弧插補(bǔ)指令的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)移動(dòng)軸指令。刀具以地址F指定的進(jìn)給速度從當(dāng)前點(diǎn)以螺旋線的軌跡移動(dòng)到指定的位置。其參數(shù)意義同圓弧插補(bǔ)進(jìn)給，第三個(gè)坐標(biāo)是與選定平面相垂直的軸的終點(diǎn)。該格式只能進(jìn)行0°～360°范圍內(nèi)的螺紋插補(bǔ)，當(dāng)編程中出現(xiàn)多圈螺旋線時(shí)，需要編寫(xiě)多個(gè)螺旋線插補(bǔ)程序段。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)編程示例：如圖所示，使用G03指令對(duì)螺旋線編程。采用G91編程：G91G17F100；G03X-30.0Y30.0I-30.0J0.0Z10.0F100；采用G90編程：G90G17F100；G03X0.0Y30.0I-30.0J0.0Z10.0F100；2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)例3-2如圖所示，根據(jù)尺寸要求，在96mm×48mm硬鋁板上加工出POS字樣，刀具為直徑4mm的鍵槽銑刀。2.3.4典型零件編程與加工實(shí)例2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)1.加工工藝方案（1）加工工藝路線POS三個(gè)字樣的加工路線是：P：P1→P2→P3→P4→P5；O：P6→P6；S：P7→P8→P9→P10→P11→P12→P13→P14。（2）工、量、刃具選擇2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)（3）合理選擇切削用量2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則，在96mm×48mm硬鋁板左下角建立工件坐標(biāo)系，Z軸原點(diǎn)設(shè)在頂面上，左下角設(shè)為坐標(biāo)系原點(diǎn)。（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)（3）參考程序2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)3.操作步驟及內(nèi)容1）開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)，各坐標(biāo)軸手動(dòng)回機(jī)床原點(diǎn)。2）刀具安裝。3）清潔工作臺(tái)，安裝夾具和工件。4）對(duì)刀設(shè)定工件坐標(biāo)系。5）輸入加工程序。6）調(diào)試加工程序。8）自動(dòng)加工。9）檢測(cè)。取下工件，用游標(biāo)卡尺進(jìn)行尺寸檢測(cè)。10）清理加工現(xiàn)場(chǎng)。11）按順序關(guān)機(jī)。2.3平面圖形的編程與加工技術(shù)4.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)1.銑削外輪廓進(jìn)給路線銑削外輪廓時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃切削，加工刀具的切入與切出路線和利用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)的加工路線如圖所示。2.4.1銑削外輪廓進(jìn)給路線項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)2.刀具半徑補(bǔ)償指令G41、G42、G40使用刀具半徑補(bǔ)償功能后，只需按實(shí)際的工件輪廓進(jìn)行編程，數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算刀心的軌跡坐標(biāo)，使刀具偏離工件輪廓一個(gè)半徑值，進(jìn)行半徑補(bǔ)償。刀具半徑補(bǔ)償指令G41、G42、G40的指令格式為：G00（或G01）G41X__Y__Z__D__；刀具半徑左補(bǔ)償G00（或G01）G42X__Y__Z__D__；刀具半徑右補(bǔ)償G40；刀具半徑補(bǔ)償取消項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)說(shuō)明：1）刀具半徑補(bǔ)償功能可自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，簡(jiǎn)化編程。刀具直徑變化后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后的刀具直徑，即可適用同一程序。用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補(bǔ)償，可進(jìn)行粗、精加工。2）G41為調(diào)用刀具半徑左補(bǔ)償，稱左刀補(bǔ)；G42為調(diào)用刀具半徑右補(bǔ)償，稱右刀補(bǔ)；G40為取消刀具半徑補(bǔ)償。G41、G42、G40指令后面一般只能跟G00、G01，而不能跟G02、G03等。補(bǔ)償方向根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償代碼（G41、G42）和補(bǔ)償量的符號(hào)決定。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)3）G41與G42的判斷方法是：沿刀具進(jìn)給的方向看，刀具位于工件輪廓（編程軌跡）左邊，就是左補(bǔ)償；刀具位于工件輪廓（編程軌跡）右邊，就是右補(bǔ)償。進(jìn)行刀具補(bǔ)償時(shí)，要用G17/G18/G19選擇刀補(bǔ)平面，缺省狀態(tài)是XY平面。4）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑹堑毒哂善鸬饵c(diǎn)以進(jìn)給速度接近工件，刀具中心從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過(guò)程。在切削過(guò)程中，刀心點(diǎn)始終與編程輪廓相距一個(gè)偏置量。刀具離開(kāi)工件，回到退刀點(diǎn)過(guò)程中取消刀具半徑補(bǔ)償，刀心點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡逐漸過(guò)渡到與編程軌跡重合的過(guò)程。退刀點(diǎn)也應(yīng)位于零件輪廓之外且距離加工零件輪廓較近。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)5）刀具半徑補(bǔ)償只能一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行。在刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪B(tài)下，不能改變平面的選擇，否則出現(xiàn)報(bào)警。6）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消必須與G00或G01指令同時(shí)使用，且在半徑補(bǔ)償平面內(nèi)至少一個(gè)坐標(biāo)的移動(dòng)距離不為零。刀具半徑補(bǔ)償在建立與取消時(shí)，起始點(diǎn)與終止點(diǎn)位置最好與補(bǔ)償方向在同一側(cè)。7）在刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消的程序段后，一般不允許存在連續(xù)兩段以上的非補(bǔ)償平面內(nèi)移動(dòng)指令。8）從左到右或者從右到左切換補(bǔ)償方向時(shí)，都要經(jīng)過(guò)取消補(bǔ)償方式；補(bǔ)償量的變更通常是在取消補(bǔ)償方式換刀時(shí)進(jìn)行的。若在刀具半徑補(bǔ)償中進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償量也被變更了。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)例2-3試用刀具半徑補(bǔ)償指令編寫(xiě)圖所示的運(yùn)行軌跡，已知半徑值存放于D01中。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)參考程序項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)例2-4利用φ20mm立銑刀銑削圖所示零件輪廓，試?yán)玫毒甙霃窖a(bǔ)償指令編寫(xiě)該零件加工程序。半徑值存放在D02。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)參考程序項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)例2-5利用φ40mm面銑刀銑削圖所示零件，材料為45鋼，毛坯為100mm×80mm×22mm，試?yán)玫毒甙霃窖a(bǔ)償指令編寫(xiě)該零件加工程序。半徑值存放在D03。項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)參考程序項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)例2-5平面外輪廓零件如圖所示。已知毛坯尺寸為62mm×62mm×21mm的長(zhǎng)方料，材料為45鋼，按單件生產(chǎn)安排其數(shù)控加工工藝，試編寫(xiě)出凸臺(tái)外輪廓加工程序并利用數(shù)控銑床加工出該零件。2.4.2典型零件編程與加工實(shí)例項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)1.加工工藝方案（1）加工工藝路線1）選擇切入、切出方式?？紤]刀具的進(jìn)、退刀（切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過(guò)程中的暫停，以免留下刀痕。2）選擇銑削方向。一般情況下盡可能采用順銑，即外輪廓銑削時(shí)宜采用沿工件順時(shí)針?lè)较蜚娤鳌?）選擇銑削路線。首先粗、精加工環(huán)凸臺(tái)；然后粗、精加工六棱柱凸臺(tái)；最后掉頭，銑削四棱柱臺(tái)外輪廓。（2）工、量、刃具選擇項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)（3）合理選擇切削用量項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)（1）工件坐標(biāo)系建立根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則，在φ40mm圓臺(tái)中心建立工件坐標(biāo)系，Z軸原點(diǎn)設(shè)在頂面上，圓臺(tái)中心設(shè)為坐標(biāo)系原點(diǎn)。（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)（3）參考程序項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)項(xiàng)目2.4平面外輪廓零件的編程與加工技術(shù)3.操作步驟及內(nèi)容1）開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)，各坐標(biāo)軸手動(dòng)回機(jī)床原點(diǎn)。2）刀具