数控铣床编程入门知识
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数控铣床编程相关1. 概述数控铣床是一种通过计算机程序控制铣床进行加工的设备。
相比于传统的手工操作或者传统数控铣床,数控铣床编程使得加工过程更加自动化和精确化。
本文将介绍数控铣床编程的基本知识和常用指令。
2. 编程基础2.1. 数控铣床坐标系数控铣床采用三维直角坐标系来描述加工物体的位置和加工路径。
常用的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。
绝对坐标系是以工件坐标系原点为参考点进行加工,而相对坐标系是以当前位置为参考点进行加工。
2.2. G代码G代码是数控铣床程序中最基本的指令,用于定义加工的运动方式和切削模式。
常见的G代码包括:•G00:快速定位•G01:线性插补•G02:顺时针圆弧插补•G03:逆时针圆弧插补•G17/G18/G19:选择平面•G90:绝对坐标•G91:相对坐标2.3. M代码M代码是数控铣床程序中用于执行其他功能的指令。
常见的M代码包括:•M03:主轴正转•M04:主轴反转•M05:主轴停止•M06:刀具更换•M08:冷却液开启•M09:冷却液关闭•M30:程序结束3. 常见指令示例3.1. 直线插补G00 X10 Y20 Z30 ; 快速定位到坐标(10,20,30)G01 X50 Y50 Z30 F100 ; 以速度100进行线性插补到坐标(50,50,30)3.2. 圆弧插补G00 X0 Y0 Z0 ; 快速定位到原点G02 X50 Y0 I0 J50 F100 ; 以速度100进行逆时针圆弧插补,圆心坐标为(0,50)3.3. 切割深度控制G00 Z0 ; 刀具快速提升到最高位置G01 Z-5 F50 ; 以速度50向下切割至深度54. 编程实例下面是一个简单的数控铣床编程实例,用于加工一个矩形孔:G90 ; 绝对坐标模式G00 X10 Y10 Z0 ; 快速定位到矩形孔左上角G01 Z-5 F50 ; 切割至深度5G01 X20 ; 切割水平边G01 Y20 ; 切割垂直边G01 X10 ; 切割水平边G01 Y10 ; 切割垂直边G00 Z0 ; 切割结束,刀具提升至最高位置5. 总结数控铣床编程是一项重要的技能,它可以使加工过程更加自动化和精确化。
模块二 数控铣床编程入门知识本课题可以引领你进入数控铣床编程的大门,本课题学习数控铣床编程基础,其目的是在学习数控编程前对数控编程有一个总体的了解和把握,对数控程序的结构建立起基本的印象。
通过本课题的学习,你可以轻松的掌握数控铣床加工工艺的分析方法,数控铣削加工工艺的实质,就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上,对数控铣削的加工方法、装夹方式、切削加工进给路线、刀具选择以及切削用量等工艺容进行正确而合理的选择。
一、数控铣床加工工艺入门知识数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一,根据加工实践,数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。
(一)选择并确定数控铣削加工部位及工序容在选择数控铣削加工容时,应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。
主要选择的加工容有:1.工件上的曲线轮廓,特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓,如图2-50所示的正弦曲线。
2.已给出数学模型的空间曲面,如图2-51所示的球面。
3.形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位;3.用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的外凹槽;4.以尺寸协调的高精度孔和面;学习目标知识目标: ●了解数控编程的内容、结构和基础知识。
●掌握数控铣床坐标系与运动方向的规定与建立。
能力目标: ●数控铣床加工工艺知识的综合应用。
图2-50 Y=SIN(X)曲线 图2-51 球面5.能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状;6.用数控铣削方式加工后,能成倍提高生产率,大大减轻劳动强度的一般加工容。
(二)零件图样的工艺性分析根据数控铣削加工的特点,对零件图样进行工艺性分析时,应主要分析与考虑以下一些问题。
1.零件图样尺寸的正确标注由于加工程序是以准确的坐标点来编制的,因此,各图形几何元素间的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)应明确,各种几何元素的条件要充分,应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。
数控铣床编程入门<精编版>(FANUC 0i MC)加工中心是在数控机床的基础上发展起来的,都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控机床。
不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。
本章以FANUC 0i MC 系统加工中心为例介绍数控铣、加工中心编程的基本编程应用。
第一节数控铣及加工中心编程基本指令1、工件坐标系设定指令G92指令格式:G92 X-Y-Z-;参数含义:X、Y、Z-刀具起始点在工件坐标系中的坐标值。
说明:该指令为FANUC 0i MB系统的数控铣、加工中心指令,指令一般处于程序的开始,作用是建立工件加工的坐标系,该指令是一个非运动指令,只是设定工件坐标系原点,设定的坐标系在机床重开机时消失。
如图5-1所示。
例:G92 X150.0 Y300.0 Z200.0;图5-1工件坐标系设定2、工作坐标系的选取指令G54~G59根据零件图样所标尺寸基点的相对关系和有关形位公差要求,为编程计算方便,有的数控系统用G54~G59预先设定6个工作坐标系,这些坐标系存储在机床存储器中,在机床重开机时仍然存在,在程序中可以分别选取其中之一使用。
G54可以确定工作坐标系1;G55可以确定工作坐标系2;G56可以确定工作坐标系3 G57可以确定工作坐标系4;G58 可以确定工作坐标系5;G59 可以确定工作坐标系66个工作坐标系皆以机床原点为参考点,分别以各自与机床原点的偏移量表示,需要提前输入机床内部,如图5-2所示。
图5-2工件坐标系指令3、快速点定位指令G00指令格式:G00 X- Y- Z-参数含义:X-Y-Z刀具快速点定位的目标点坐标。
说明:G00在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速退刀、返回换刀点等。
其运动速度程序中不设定,由机床原始设置来确定。
G00只实现定位作用,对实际所走的路径不作严格要求,刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。
运动时也不进行切削加工,编程时应注意参考所用机床的有关说明,注意在快速近定位点时,避免刀具与工件等发生干涉碰撞。
数铣简单编程实例一、前言数控铣床是一种高精度、高效率的机床,广泛应用于汽车、航空、航天等领域。
数控铣床的编程可以通过手动编程和自动编程两种方式实现。
本文将介绍数控铣床简单编程实例,帮助读者了解数控铣床编程的基本知识和技能。
二、数控铣床编程基础知识1. 数控铣床坐标系在数控铣床上,有三个坐标轴:X轴、Y轴和Z轴。
X轴表示左右移动,Y轴表示前后移动,Z轴表示上下移动。
三个坐标轴交叉形成的平面称为XY平面。
2. G代码和M代码G代码是指机器工作时需要遵守的指令集合。
常见G代码有G00(快速定位)、G01(线性插补)、G02(圆弧插补)等。
M代码是指机器工作时需要执行的指令集合。
常见M代码有M03(主轴正转)、M04(主轴反转)、M05(主轴停止)等。
3. 坐标系原点坐标系原点是数控铣床上一个固定点,作为参照点,用来确定工件的位置。
通常情况下,坐标系原点是工件的左下角。
三、数控铣床简单编程实例下面将介绍三个数控铣床的简单编程实例,帮助读者了解数控铣床编程的基本方法。
1. 实例一:直线加工在这个实例中,我们将使用G01命令进行直线加工。
假设我们要在一块长方形铝板上加工一个圆形孔洞。
首先,在机器上安装好刀具和夹具,并将铝板夹紧。
然后使用手动模式移动刀具到铝板左下角,并设置坐标系原点。
接下来,输入以下G代码:G00 X50 Y50 Z0G01 Z-5 F100G02 X100 Y100 I25 J0 F200G02 X50 Y150 I0 J-25 F200G02 X0 Y100 I-25 J0 F200G02 X50 Y50 I0 J25 F200G01 Z0 F100以上代码表示:先将刀具移动到X=50、Y=50的位置;然后向下移动5mm,并以每分钟100毫米的速度进行插补;接着以半径为25mm、圆心坐标为(100, 100)的圆弧路径向右上方运动,并以每分钟200毫米的速度进行插补;然后以半径为25mm、圆心坐标为(50, 150)的圆弧路径向右下方运动,并以每分钟200毫米的速度进行插补;接着以半径为25mm、圆心坐标为(0, 100)的圆弧路径向左下方运动,并以每分钟200毫米的速度进行插补;最后以半径为25mm、圆心坐标为(50, 50)的圆弧路径向左上方运动,并以每分钟200毫米的速度进行插补。
模块二数控铳床编程入门知识本课题可以引领你进入数控铣床编程的大门,本课题学习数控铣床编程基础,其目的是在学习数控编程前对数控编程有一个总体的了解和把握,对数控程序的结构建立起基本的印象。
通过本课题的学习,你可以轻松的掌握数控铣床加工工艺的分析方法,数控铣削加工工艺的实质,就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上,对数控铣削的加工方法、装夹方式、切削加工进给路线、刀具选择以及切削用量等工艺容进行正确而合理的选择。
学习目标 ..... ........................................................ ►j 知识目标:•了解数控编程的内容、结构和基础知识。
I •掌握数控铣床坐标系与运动方向的规定与建立。
T能力目标:•数控铣床加工工艺知识的综合应用。
一、数控铣床加工工艺入门知识数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一,根据加工实践,数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。
(一)选择并确定数控铣削加工部位及工序容在选择数控铣削加工容时,应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。
主要选择的加工容有:1.工件上的曲线轮廓,特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓,2-50所示的正弦曲线。
2.已给出数学模型的空间曲面,如图2-51所示的球面°---------- \ ---------- %3.形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位;3.用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的外凹槽;如图YY=SIN(X)图2-50 Y=SIN(X)曲线图2-51 球面4.以尺寸协调的高精度孔和面;5.能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状;6.用数控铣削方式加工后,能成倍提高生产率,大大减轻劳动强度的一般加工容。
(二)零件图样的工艺性分析根据数控铣削加工的特点,对零件图样进行工艺性分析时,应主要分析与考虑以下一些问题。
1.零件图样尺寸的正确标注由于加工程序是以准确的坐标点来编制的,因此,各图形几何元素间的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)应明确,各种几何元素的条件要充分,应无引起矛盾的多余尺寸或者影响工序安排的封闭尺寸等。
例如,零件在用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时,由于零件轮廓各处尺寸公差带不同,如在图2-52中,就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差围。
这时一般采取的方法是:兼顾各处尺寸公差,在编程计算时,改变轮廓尺寸并移动公差带,改为对称公差,采用同一把铣刀和同一个刀具半径补偿值加工,对图2-52中括号的尺寸,其公差带均作了相应改变,计算与编程时用括号尺寸来进行。
图2-52零件尺寸公差带的调整2.统一壁圆弧的尺寸加工轮廓上壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸(1 )壁转接圆弧半径R如图2-53所示,当工件的被加工轮廓高度H较小,壁转接圆弧半径R较大时,则可采用刀具切削刃长度L较小,直径D较大的铣刀加工。
这样,底面A的走刀次数较少,表面质量较好,因此,工艺性较好。
反之如图2-54,铣削工艺性则较差。
通常,当RV0.2H时,则属工艺性较差。
图2-53 R较大时2-54 R较小时(2 )壁与底面转接圆弧半径r如图2-55,铣刀直径D 一定时,工件的壁与底面转接圆弧半径r越小,铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r也越大,铣刀端刃铣削平面的面积越大,则加工平面的能力越强, 因而,铣削工艺性越好。
反之,工艺性越差,如图2-56所示。
当底面铣削面积大,转接圆弧半径r也较大时,只能先用一把r较小的铣刀加工,再用符合要求r 的刀具加工,分两次完成切削。
总之,一个零件上壁转接圆弧半径尺寸的大小和一致性,影响着加工能力、加工质量和换刀次数等。
因此,转接圆弧半径尺寸大小要力求合理,半径尺寸尽可能一致,至少要力求半径尺寸分组靠拢,以改善铣削工艺性。
(三)保证基准统一的原则有些工件需要在铣削完一面后,再重新安装铣削另一面,由于数控铣削时,不能使用通用铣床加工时常用的试切方法来接刀,因此,最好采用统一基准定位,即力求设计基准、工艺基准和编程基准统一。
这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量,并且能有效的减少装夹次数。
(四)分析零件的变形情况铣削工件在加工时的变形,将影响加工质量。
这时,可采用常规方法如粗、精加工分开及对称去余量法等,也可采用热处理的方法,如对钢件进行调质处理,对铸铝件进行退火处理等。
加工薄板时,切削力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动,使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证,这时,应考虑合适的工件装夹方式。
动脑筋:能否提出合适的工件装夹方式呢?总之,加工工艺取决于产品零件的结构形状,尺寸和技术要求等。
在表2-1中给出了改进零件结构提高工艺性的一些实例表2-1改进零件结构提高工艺性(五)零件的加工路线在数控加工中,刀具(严格说是刀位点)相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。
即刀 具从对刀点开始运动起,直至结束加工所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返 回等非切削空行程。
加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次 考虑数值计算简单,走刀路线尽量短,效率较高等。
下面举例分析数控机床加工零件时常用的加工路线。
1. 铣削轮廓表面在图2-57铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。
对于二维轮 廓加工通常采用的加工路线为:(1) 从起刀点下刀到下刀点;(2) 沿切向切入工件; (3) 轮廓切削;(4) 刀具向上抬刀,退离工件; (5) 返回起刀点。
图2-57轮廓铳削表2-1改进零件结构提高工艺性(续表)在加工和 不加工表 面间加入 过渡减少加工劳动量改进零件几何形状斜面筋代替阶梯筋,节约材料轮廓切削切入点2.寻求最短走刀路线走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,它不但包括了工步的容,也反映出工步顺序,走刀路线是编写程序的依据之一0如加工图2-58 (a)所示的孔系。
图2-58 (b)的走刀路线为先加工完外圈孔后,再加工圈孔,若改用图2-58 (c)图的走刀路线,可减少空刀时间,则可节省定位时间近一倍,提高了加工效率。
(a)钻削示例件(b)常规进给路线(c)最短进给路线图2-58最短走刀路线的设计3.顺铣和逆铣对加工影响在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。
逆铣时切削力F的水平分力F X的方向与进给运动V f方向相反,顺铣时切削力F的水平分力F X的方向与进给运动V f的方向相同。
铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。
通常,由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构,其进给传动间隙很小,顺铣的工艺性就优于逆铣。
如图2-59 (a)所示为采用顺铣切削方式精铣外轮廓,图2-59 (b)所示为采用逆铣切削方式精铣型腔轮廓,图2-59 (c)所示为顺、逆铣时的切削区域(a)顺铳(b)逆铳(c)切入和退刀区图2-59顺铳和逆铳切削方式顺铁逆铳同时,为了降低表面粗糙度值,提高刀具耐用度,对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料,尽量采用顺铣加工。
但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件,表皮硬而且余量一般较大,这时采用逆铣较为合理。
(六)数控铣削加工顺序的安排加工顺序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序等,工序安排的科学与否将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。
切削加工工序通常按以下原则安排:1.先粗后精当加工零件精度要求较高时都要经过粗加工、半精加工、精加工阶段,如果精度要求更高,还包括光整加工等几个阶段。
2.基准面先行原则用作精基准的表面应先加工。
任何零件的加工过程总是先对定位基准进行粗加工和精加工,例如轴类零件总是先加工中心孔,再以中心孔为精基准加工外圆和端面;箱体类零件总是先加工定位用的平面及两个定位孔,再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。
3.先面后孔对于箱体、支架等零件,平面尺寸轮廓较大,用平面定位比较稳定,而且孔的深度尺寸又是以平面为基准的,故应先加工平面,然后加工孔。
4.先主后次即先加工主要表面,然后加工次要表面。
(七)常用铣削用量的选择在数控机床上加工零件时,切削用量都预先编入程序中,在正常加工情况下,人工不予改变。
只有在试加工或出现异常情况时,才通过速率调节旋钮或电手轮调整切削用量。
因此程序中选用的切削用量应是最佳的、合理的切削用量。
只有这样才能提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率,降低加工成本。
影响切削用量的因素有:机床切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率以及主轴转速围、进给速度围之。
机床一刀具一工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。
切削用量的选择应使机床一刀具一工件系统不发生较大的“振颤”。
如果机床的热稳定性好,热变形小,可适当加大切削用量。
刀具刀具材料是影响切削用量的重要因素。
表2-2是常用刀具材料的性能比较。
数控机床所用的刀具多采用可转位刀片(机夹刀片)并具有一定的寿命。
机夹刀片的材料和形状尺寸必须与程序中的切削速度和进给量相适应并存入刀具参数中去。
标准刀片的参数请参阅有关手册及产品样本。
工件不同的工件材料要采用与之适应的刀具材料、刀片类型,要注意到可切削性。
可切削性良好的标志是,在高速切削下有效地形成切屑,同时具有较小的刀具磨损和较好的表面加工质量。
较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量,可以获得较好的表面粗糙度。
合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。
冷却液冷却液同时具有冷却和润滑作用。
带走切削过程产生的切削热,降低工件、刀具、夹具和机床的温升,减少刀具与工件的摩擦和磨损,提高刀具寿命和工件表面加工质量。
使用冷却液后,通常可以提高切削用量。
冷却液必须定期更换,以防因其老化而腐蚀机床导轨或其他零件,特别是水溶性冷却液。
铣削加工的切削用量包括:切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。
从刀具耐用度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量或侧吃刀量,其次选择进给速度,最后确定切削速度。
1.背吃刀量a p或侧吃刀量a e背吃刀量a p为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸,单位为伽。
端铣时,a p为切削层深度;而圆周铣削时,为被加工表面的宽度。
侧吃刀量a e为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸,单位为伽。
端铣时,a e为被加工表面宽度;而圆周铣削时,a e为切削层深度,见图2-60(a)周铳(b)端铳图2-60 铳削加工的切削用量背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定:(1)当工件表面粗糙度值要求为R a=12.5〜25 口时,如果圆周铣削加工余量小于5伽,端面铣削加工余量小于6伽,粗铣一次进给就可以达到要求。
但是在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可分为两次进给完成。