课时4  数控铣床与加工中心的程序编制

一、数控铣床的编程特点

（1）使用数控铣床的目的在于：解决复杂的和难加工的工件的加工问题；

（2）采用数控铣床加工可提高加工效率；

（3）数控铣床的数控装置具有多种插补方式，编程时要合理充分选择这些功能，以提高加工精度和效率；

（4）数控铣床编程时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点：

n 二坐标联动数控铣床用于加工平面零件轮廓；

n 三坐标以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工；

（5）复杂轮廓一般要采用计算机辅助计算和自动编程。

二、数控铣床编程中的特殊功能指令

（1）工件坐标系设定指令

  G54~G59

  G54~G59无需在程序段中给出工件坐标系与机床坐标系的偏置值，而是安装工件后测量出工件坐标系原点相对机床坐标系原点在X、Y、Z向上的偏置值，然后用手动方式输入到数控系统的工件坐标系偏置值存储器中。系统在执行程序时，从存储器中读取数值，并按照工件坐标系中的坐标值运动。

 

                       图2.21 数控铣工件坐标系与机床坐标系

要求：从当前点→A→B

 

……

N10 G54 G90 G00 X30 Y40

N20 G59

N30 G00X30 Y30

…………..                 

（2）镜像加工指令

     图2.22 数控加工中的对称图形

 

（3）常用的孔加工循环指令

G代码	孔加工动作	在孔底的动作	刀具返回方式	用途
G73	间歇进给		快速	高速深孔往复排屑钻
G74	切削进给	暂停、主轴正转	切削进给	攻左旋螺纹
G76	切削进给	主轴定向停止、刀具位移	快速	精镗孔
G80				取消固定循环
G81	切削进给		快速	钻孔
G82	切削进给	暂停	快速	孔、镗阶梯孔
G83	切削进给		快速	深孔往复排屑钻
G84	切削进给	暂停、主轴反转	切削进给	攻右旋螺纹
G85	切削进给		切削进给	精镗孔
G86	切削进给	主轴停止	快速	镗孔
G87	切削进给	主轴停止	快速返回	反镗孔
G88	切削进给	暂停、主轴停止	手动操作	镗孔
G89	切削进给	暂停	切削进给	精 镗阶梯孔

例： 采用固定循环方式加工37个f10的通孔，孔的分布如图所示，试编写加工程序。

 

图2.23 固定循环加工

解：N01 G90 G80 G92 X0.Y0. Z100. ；

N02 G00 X-30. Y51.963 M03 S800;

N03 Z20. M08 F40;

 

N04 G91 G81 G99 X20. Z-18. R-17. L4;

 

N05 X10. Y-17.321;

 

N06 X-20. L4;

 

N07 X-10. Y-17.321;

 

N08 X20. L5;

 

N09 X10. Y-17.321;

 

N10 X20. L6;

 

N11 X10. Y-17.321;

 

N12 X20. L5;

 

N13 X-10. Y-17.321;

 

N14 X-20. L4;

 

N15 X10. Y-17.321;

 

N16 X20. L3;.

 

N17 G80 M09;

 

N18 G90 G00 Z100.;

N19 X0. Y0. M05;
N20 M30;

 

孔加工注意事项：

孔加工循环指令是模态指令，孔加工数据也是模态值；

撤消孔加工固定循环指令为G80，此外，G00、G01、G02、G03也可起撤消作用；

孔加工固定循环指令执行前，必须先用M指令使主轴转动；

孔加工中，刀具长度补偿指令在刀具至R点时生效。

三、数控铣床加工实例

如图所示的一盖板零件，试编制其零件加工程序。

 

                   图2.24 一盖板零件图的铣削程序编制

分析：

 

工件坐标系原点定在工件左下角的A点。

 

对刀点选择在工件坐标系中的位置为：(-25,10,40）

 

刀具的切入点为B点；

 

刀具中心的走刀路线为：

对刀点1→对刀点2 →b→c→c’→下刀点2→下刀点1

 

各基点及圆心坐标如下：

    A(0,0)  B(0,40)   C(14.96,70)  D(43.54,70)   E(102,64)

    F(150,40)  G(170,40)  H(170,0)  O1(70,40)  O2(150,100)

O0001

N01 G92 X-25.0 Y10.0 Z40.0; 建立工件坐标系

N02 G90 G00 Z-16.0 S300 M03; 刀具到2点

N03 G41 G01 X0 Y40.0 F100 D91 M08; 到B点

N04 X14.96 Y70.0; 到C点

N05 X43.54; 到D点

N06 G02 X102.0 Y64.0 I26.46 J-30.0; 加工圆弧段DE

N07 G03 X150.0 Y40.0 I48.0 J36.0; 加工圆弧段EF

N08 G01 X170.0; 加工直线段FG

N09 Y0; 加工直线段GH

N10 X0; 加工直线段HA

N11 Y40.0; 加工直线段AB

N12 G00 G40 X-25.0 Y10.0 Z40.0 M09; 快速回到点1
N13 M02; 程序结束

四、加工中心的编程特点

数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床；

在加工中心上加工零件的特点是：被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具；自动控制该机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。

加工中心编程具有以下特点：

（1）首先应进行合理的工艺分析；

（2）根据加工、批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀；一般当加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，采用自动换刀；

（3）自动换刀要留出足够的换刀空间；

（4）尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数；

（5）对于编好的程序，必须进行认真检查，并于加工前安排好试运行。

（6）尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中。

（7）一般应使一把刀具尽可能担任较多的表面加工，且进给路线设计得应合理。

2.3自动编程简介

一、自动编程的概念及类型

程序编制的大部分或全部工作是由计算机来完成的。

按编程信息的输入与计算机对信息的处理方式的不同，可分为：

n 以自动编程语言为基础的自动编程方法

n 以计算机绘图为基础的自动编程方法。

以语言为基础的自动编程方法：编程时编程人员是依据所用数控语言的编程手册以及零件图样，以语言的形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可直接用于数控机床的数控加工程序

n 主要软件有：美国的APT

n 日本的FAPT

n 德国的EXAPT等；          

特点：其编程方法直观性差，编程过程比较复杂，使用不够方便，属于早期的数控自动编程语言。

以计算机绘图为基础的自动编程方法

在编程时编程人员首先对零件图样进行工艺分析，确定构图方案，然后即可利用自动编程软件本身的自动绘图及CAD功能，在CRT屏幕上以人机对话的方式构建出几何图形，接着还需要利用自动编程软件的CAM功能，才能制作出数控加工程序。

特点：这种编程方式又称为图形交互式自动编程，是一种CAD与CAM高度结合的自动编程系统。

n 主要软件有：Pro/E

n Cimatron

n MasterCAM

n UGII等。