《數(shù)控編程與加工訓練教程》課件項目13 平面凸臺外輪廓的編程與加工

項目13平面凸臺外輪廓的編程與加工技能要求1.掌握FANUC0iMate數(shù)控系統(tǒng)的編程指令G90、G91、G00、G01、G02、G03、G41、G42、G40的編程格式及應用。2.了解數(shù)控銑床加工平面凸臺外輪廓的特點，并能夠正確地對零件進行數(shù)控銑削工藝分析、編制加工工藝。3.通過對平面凸臺外輪廓類零件的加工，掌握數(shù)控銑床的編程方法。典型案例

在FANUC0iMate數(shù)控銑床上加工如圖13-1所示零件，設毛坯為70×70×25mm的板料，且四個側面及上下表面已加工，材料為45鋼。圖13-1典型案例零件圖知識學習

一、設置工件坐標系G921．用G92設置工件坐標系功能：G92指令是規(guī)定工件坐標系坐標原點（程序零點）的指令。格式：G92XYZ

說明：坐標值x、y、z為刀具中心點在工件坐標系中的坐標。執(zhí)行G92指令時，機床不動作。2．用G54到G59設置工件坐標系

若在工作臺上同時加工多個相同零件或一個較復雜的零件時，可以設定不同的程序零點，簡化編程。見圖13-2，可建立G54～G59共6個加工坐標系。其中：G54——加工坐標系1，G55——加工坐標系2，G56——加工坐標系3，G57——加工坐標系4，G58——加工坐標系5，G59——加工坐標系6。

圖13-2工件零點偏置

二、絕對值G90與增量值G91G90指令按絕對值設定輸入坐標，即移動指令終點的坐標值X、Y、Z都是以工件坐標系坐標原點（程序零點）為基準來計算。

G91指令按增量值設定輸入坐標，即移動指令的坐標值X、Y、Z都是以始點為基準來計算，再根據終點相對于始點的方向判斷正負，與坐標軸正方向一致則取正，相反取負。

例1：如圖13-3所示，已知刀具中心軌跡為“A→B→C”，使用絕對坐標方式與增量坐標方式時各動點的坐標分別為：G90時：A（10，10）、B（35，50）、C（90，50）；G91時：B（25，40）、C（55，0）圖13-3

絕對、增量坐標

三、快速點位運動G00格式：G00XYZ功能：刀具以快速移動速度，從刀具當前點移動到目標點。它只是快速定位，對中間空行程無軌跡要求，G00移動速度是機床設定的空行程速度，與程序段中的進給速度無關。說明：（1）常見G00軌跡如圖13-4所示。（2）X、Y、Z是目標點的坐標；（3）在未知G00軌跡的情況下，應盡量不用三坐標編程，避免刀具碰撞工件或夾具。圖13-4

銑床G00軌跡

四、直線插補G01格式：G01X_Y_Z_

F_

功能：刀具以指定的進給速度，從當前點沿直線移動到目標點。說明：（1）X、Y、Z是目標點的坐標。（2）F代碼是進給速度指令代碼。直到新的值被指定之前，一直有效。（3）如果F代碼不指定，進給速度被當作零。

例4：如圖13-5所示，刀具從A點直線插補到B點。圖13-5直線插補G90G01X45Y30F100或G91G01X35Y15F100五、刀具長度補償G43、G44、G49指令：G43建立刀具長度正補償

G44建立刀具長度負補償

G49取消刀具長度補償格式：（1）Z為補償軸的終點坐標，H為長度補償偏置號。調用G43時，數(shù)控系統(tǒng)會將程序中Z坐標值自動加上H代碼所指定的偏移量；在調用G44時，自動減去H代碼指定的偏移量。實際應用中，常使用G43長度補償，只有在特殊情況下才使用G44指令；執(zhí)行G43時：Z實際值=Z指令值+（H××）；執(zhí)行G44時：Z實際值=Z指令值?（H××）；（H××）是指編號為××寄存器中的補償值，H00～H99；（2）刀具長度正補償即刀具實際位移量小于指令給定位移量時,為刀具長度正補償;反之則為刀具長度負補償。（3）G43和G44為模態(tài)指令。

例5：如圖13-7所示零件上直槽加工，工件零點選擇在工件中心，其參考程序如下：圖13-7直槽加工

六、刀具半徑補償如圖13-8所示，使用了刀具半徑補償指令后，數(shù)控系統(tǒng)會控制刀具中心自動按圖中的點劃線進行加工走刀。

(a)外輪廓補償(b)內輪廓補償

圖13-8刀具半徑補償G41是刀具左補償指令，即順著刀具前進方向看(假定工件不動)，刀具位于工件輪廓的左邊，稱左刀補。如圖13-9(a)所示。G42是刀具右補償指令，即順著刀具前進方向看(假定工件不動)，刀具位于工件輪廓的右邊，稱右刀補。如圖13-9(b)所示。G40是為取消刀具半徑補償指令。使用該指令后，Ｇ41、Ｇ42指令無效。(a)外輪廓補償(b)內輪廓補償圖13-9

刀具半徑的左右補償1．指令及功能2．格式

3．說明

（1）G41、G42、G40為模態(tài)指令，機床初始狀態(tài)為G40。（2）建立和取消刀補必須與G01或G00指令組合完成。建立刀補的過程如圖13-10所示，是使刀具從無刀具補償狀態(tài)（圖中P0點）運動到補償開始點（圖中P1點），其間為G01運動。用刀補輪廓加工完成后，還有一個取消刀補的過程，即從刀補結束點（圖中P2點），G01或G00運動到無刀補狀態(tài)（圖中P0點）。（a）左刀補應用過程（b）右刀補應用過程圖13-10

建立和取消刀補過程

（3）X、Y是G01、G00運動的目標點坐標。圖9.11中，X、Y在建立刀補時，是A點坐標，取消刀補時，是P0點坐標。（4）在建立刀具半徑補償?shù)某绦蚨沃?不能使用圓弧指令。（5）G41或G42必須與G40成對使用。（6）D為刀補具償號也稱刀具偏置代號地址字，后面常用兩位數(shù)字表示代號。D代碼中存放刀具半徑值作為偏置量，用于數(shù)控系統(tǒng)計算刀具中心的運動軌跡。一般有D00～D99。偏置量可用CRT/MDI方式輸入。

二維輪廓加工，一般均采用刀具半徑補償。在建立刀具半徑補償之前，刀具應遠離零件輪廓適當?shù)木嚯x，且應與選定好的切入點和進刀方式協(xié)調，保證刀具半徑補償?shù)挠行?，如圖13-11所示。刀具半徑補償?shù)慕⒑腿∠仨氃谥本€插補段內完成。

(a)合理的方式(b)不合理的方式圖13-11

建立刀具半徑補償?shù)湫桶咐龑嵤?．刀具與切削用量選擇

1．零件工藝分析

3．參考程序1．零件工藝分析

工件在加工時需采用一次裝夾方式，首先加工50×50mm凸臺外輪廓，然后加工68×68mm凸臺外輪廓，并保證總高度尺寸；采用平口虎鉗夾緊的裝夾方式；以工件上表面對稱中心為坐標原點。尺寸計算（1）銑50×50mm凸臺外輪廓關鍵尺寸計算精銑外輪廓在X負方向上的切入點坐標尺寸=－=－25;精銑外輪廓在Y負方向上的切入點坐標尺寸=－=－35;精銑外輪廓在X負方向上的建立刀具半徑補償起始點坐標尺寸≤－25－D;精銑外輪廓在Y負方向上的建立刀具半徑補償起始點坐標尺寸≤－35－D;（2）銑68×68mm凸臺外輪廓關鍵尺寸計算精銑外輪廓在X負方向上的切入點坐標尺寸=－=－34;精銑外輪廓在Y負方向上的切入點坐標尺寸=－=－35;精銑外輪廓在X負方向上的建立刀具半徑補償起始點坐標尺寸≤－34－D;精銑外輪廓在Y負方向上的建立刀具半徑補償起始點坐標尺寸≤－35－D;2．刀具與切削用量選擇產品名稱或代號課內實訓樣件零件名稱平面凸臺零件零件圖號13-1序號刀具號刀具名稱數(shù)量加工表面刀具半徑R／mm刀具補償號備注1T01立銑刀1粗銑凸臺外輪廓1001

2T01立銑刀1精銑凸臺外輪廓1002

編制

審核

批準

共1頁第1頁表13-1刀具選擇表單位名稱××××××產品名稱或代號零件名稱零件圖號課內實訓樣件平面凸臺零件13-1工序號程序編號夾具名稱使用設備數(shù)控系統(tǒng)場地001O1300精密虎鉗數(shù)控銑床XD－40AFANUC

0iMate數(shù)控實訓中心機房、車間工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速n（r/min）進給量f

(mm/min)背吃刀量mm備注01粗銑50×50mm外輪廓T01Φ208001009.5

02粗銑68×68mm外輪廓T01Φ208001001.5

03精銑50×50mm外輪廓T01Φ2012001200.5

04精銑68×68mm外輪廓T01Φ2012001200.5

編制

審核

批準

共1頁第1頁表13-2工藝卡片3．參考程序程序說明O1300;工件外輪廓加工程序名N2G15G40G49G50G69G80;安全模式：取消指令N4G17G21G54G90G94;建立工件坐標系等指令N6T01;選擇刀具，刀具準備功能N8M06;換刀N10M03S800;主軸正轉，轉速為800r/minN12G00Z100.0M08;主軸快速定位到最大安全高度，冷卻液打開N14X-60.0Y-60.0;快速移動到下刀點位置N16Z5.0;主軸快速下刀定位至最小安全高度N18G01Z-5.0F500;主軸進給至-5.0mm處，進行50×50mm外輪廓粗加工N20G41G01X-25.0Y-35.0D01F100;建立刀具左補償，加載1號刀補（刀具半徑值+粗加工余量）N22Y20.0;直線插補進給至Y20.0N24G02X-20.0Y25.0R5.0;順圓插補至X-20.0，Y25.0N26G01X20.0;

N28G02X25.0Y20.0R5.0;

N30G01Y-20.0;

N32G02X20.0Y-25.0R5.0;

N34G01X-20.0;

N36G02X-25.0Y-20.0R5.0;

N38G03X-40.0Y-5.0R15.0;逆時針圓弧切出工件輪廓N40G00Z5.0;主軸快速退刀至最小安全高度N42G40X-60.0Y-60.0;取消刀補，刀具快速移到下一工步起刀點N44G01Z-10.0F500;主軸進給至-10.0mm處，進行68×68外輪廓粗加工N46G41G01X-34.0Y-35.0D01F100;建立刀具左補償，加載1號刀補（刀具半徑值+粗加工余量）N48Y29.0;

N50G02X-29.0Y34.0R5.0;

N52G01X29.0;

N54G02X34.0Y29.0R5.0;

N56G01Y-29.0;

N58G02X29.0Y-34.0R5.0;

N60G01X-29.0;N62G02X-34.0Y-29.0R5.0;

N64G03X-49.0Y-14.0R15.0;

N66G00Z5.0;

N68G40X-60.0Y-60.0;

N70M03S1200;調整主軸轉速，進行精加工N72G01Z-5.0F500;主軸進給至-5.0mm處，進行50×50mm外輪廓精加工N74G41G01X-25.0Y-35.0D02F120;建立刀具左補償，加載2號刀補（刀具半徑值）N76Y20.0;

N78G02X-20.0Y25.0R5.0;

N80G01X20.0;

N82G02X25.0Y20.0R5.0;

N84G01Y-20.0;

N86G02X20.0Y-25.0R5.0;

N88G01X-20.0;

N90G02X-25.0Y-20.0R5.0;

N92G03X-40.0Y-5.0R15.0;

N94G00Z5.0;主軸快速退刀至最小安全高度N96G40X-60.0Y-60.0;取消刀補，刀具快速移到下一工步起刀點N98G01Z-10.0F500;主軸進給至-10.0mm處，進行68×68外輪廓精加工N100G41G01X-34.0Y-35.0D02F120;建立刀具左補償，加載2號刀補（刀具半徑值）N102Y29.0;

N104G02X-29.0Y34.0R5.0;

N106G01X29.0;

N108G02X34.0Y29.0R5.0;

N110G01Y-29.0;

N112G02X29.0Y-34.