5数控铣床编程基础-新.doc

第5章数控铣床编程基础
铣削是机械加工中最常用的方法之一。数控铣床可以进行铣削、镗削、钻削、攻丝等加工，不仅适于加工盘、盖板、箱体、壳体类零件，还适于加工各种形状复杂的曲线、曲面轮廓以及模具型腔等平面或立体零件。对于非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般要借助计算机用CAD/CAM软件来实现。经济型二轴联动数控铣床只能进行二维平面零件和简单曲面零件轮廓加工，三轴以上联动的数控铣床可以加工难度大的复杂曲面轮廓的零件与模具。
数控铣床的数控装置具有多种插补方式，都具有直线插补和圆弧插补功能，有的还具有极坐标插补，抛物线插补，螺旋线插补等多种插补功能。编程时要合理地选择这些功能，充分利用数控铣床、加工中心的多种功能：如刀具半径补偿、长度补偿和固定循环、坐标转换等功能进行加工，以提高加工效率和精度。

5.1坐标系
机床坐标系的概念已经在第一章的1.2数控机床坐标系统中介绍，以下针对铣床坐标
系再加以说明。
5.1.1机床坐标系
图5-1机床坐标系
机床坐标系是机床上固有的机械坐标系，在机床出厂前已设定好。机床通电后，通过返回机械零点建立机床坐标系，回到零点时屏幕上显示的当前刀具在机床坐标系中的坐标值均为零。机床坐标系的零点通常设在坐标轴的极限位置上，如图5-1所示。刀具移动的一些特殊位置，如换刀位置，通常也在零点。一般情况下用手动返回参考点，建立机床坐标系。机床坐标系的零点就是机床零点，也称为机械零点。他是数控系统计算，检验测量等的基准。
5.1.2工件坐标系
工件坐标系用零点偏置代码G54~G59设定，工件坐标系需预先通过对刀的方式得到编程零点相对机床零点的值，并在机床的零点偏置设定参数中设定，然后在程序中用零点偏置（G54~G59）指定。用户可以一次设定6个工件坐标系，操作时首先将工件安装在工作台上，然后让机床返回原点，建立机床坐标系。具体操作为分别测量每个需设定的工件坐标系原点相对机床坐标系的偏置，其偏置值即为工件坐标原点偏置，将所测得的各工件坐标原点偏置输入到数控系统中对应的零点偏置数据存放寄存器中，数控系统将记忆这些数据，当程序中出现G54~G59代码时，系统调用其中的数据，则对应的工件坐标系将有效。图5-2中EXOFS偏置量在FANUC系统中称为外部零点偏置值，在SIEMENS中对应的该偏置量称为基本偏置，ZOFS1～ZOFS6如图5-2所示为G54~G59的零点偏置值。

图5-2机床坐标系与工件坐标系

5.2刀具补偿
5.2.1刀具号T
在加工中心上加工零件，通常要用到多把刀具。用编程指令T可以预选或调用刀具，
T后面的数字表示刀具号，如T1、T2、．．．T12．．．等。用T指令直接更换刀具还是仅仅进行刀具预选，在机床数据中设定。
换刀编程举例
不用M06更换刀具
N10T1 ；调用1号刀具
．．．
N70T40 ；调用40号刀具
用M6更换刀具
N10T14 ；预选14号刀具
．．．
N15M6 ；执行刀具更换，T14有效

5.2.2刀具半径补偿G41、G42、G40
在数控铣床、加工中心上加工零件时，所使用的刀具直径有一定的大小，不可能为零，用铣刀进行切削时，刀具中心的轨迹相对工件的轮廓就就必须偏移了一个刀具的半径。若按刀具中心轨迹数据进行编程，手工计算中心轨迹很麻烦且容易出错，更严重的是刀具对工件有可能产生过切或少切现象。利用刀具半径补偿功能，只要在程序中给出指令G41（左偏）图5-3刀具中心轨迹
或G42（右偏）以及偏置号D，刀具便会自动地沿轮廓走刀方向，往左或往右偏置一个刀具半径。而编程人员在编程时，则可以直接以工件的标注尺寸（零件轮廓）作为编程轨迹进行编程，不需要计算偏置轮廓的数据，使编程便易。
图5-4中刀具中心偏置——左补（G41）和右补（G42）的判断：沿着走刀方向望前看，刀具偏在零件的左边就是左补，刀具偏在零件的右边就是右补。
刀具半径补偿功能的取消用G40代码。

图5-4刀具左补、右补图5-5切线方向切入、切出
刀补的建立与取消：从没有刀补到有刀补，要有一个建立刀补的过程，建立刀补的过程是一段直线，直线的长度必须大于刀具半径，才能保证不发生过切现象。在零件加工过程中，建立刀补前屏幕显示的是刀具中心坐标，建立刀补后显示的是零件轮廓坐标。
为了保证零件的轮廓加工精度，在使用刀补时尽量沿切线方向过渡切入、切出。例如铣削图5-5所示的内圆槽时，用一与圆槽相切的圆弧BC、CE过渡切入、切出。即从O点到B点建立刀补，刀具中心自动偏置到B′，BC过渡切入，顺时针走圆弧CDC，CE过渡切出，这样避免圆槽DC的内壁在C点产生接刀痕。见图5-5所示。

图5-6建立、取消刀补过程
只有在线性插补时，即刀补指令必须跟在直线