第3章數控銑床及加工中心工藝編程長春職業技術學院機械工程數控銑床加工的特點

數控銑基本功能指令坐標變換功能指令數控銑加工編程實例

3.1.1數控銑床加工的對象3.1數控銑床加工的特點

數控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復雜型面的零件，如凸輪、樣板、模具、螺旋槽等。同時也可以對零件進行鉆、擴、鉸、锪和鏜孔加工。

3.1.2數控銑床加工的特點1、零件加工的適應性強、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，如模具、殼體類零件等。

2、能加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數學模型描述的復雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。

3、能加工一次裝夾定位后，需進行多道工序加工零件。4、加工精度高、加工質量穩定可靠。5、生產自動化程序高。6、生產效率高。7、屬于斷續切削方式，對刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削下，要有紅硬性。

3.1.3數控銑床編程時應注意的問題3.1數控銑床加工的特點

＊了解數控系統的功能及規格。不同的數控系統在編寫數控加工程序時，在格式及指令上是不完全相同的。＊熟悉零件的加工工藝。＊合理選擇刀具、夾具及切削用量、切削液。＊多次重復使用的程序編程盡量使用子程序。＊程序零點的選擇要使數據計算的簡單。

3.1.4數控銑床坐標系3.2.1有關坐標和坐標系的指令

（1）、絕對值編程G90與增量值編程G91格式：G90GX—Y—Z—

G91GX—Y—Z—

注意:銑床編程中增量編程不用U、W，而且X軸不再是直徑。3.2數控銑床編程指令

例：刀具由原點按順序向1、2、3點移動時用G90、G91指令編程。工件坐標系的建立格式：G92X_Y_Z_

X、Y、Z、為當前刀位點在工件坐標系中的坐標。G92指令通過設定刀具起點相對于要建立的工件坐標原點的位置建立坐標系。此坐標系一旦建立起來，后序的絕對值指令坐標位置都是此工件坐標系中的坐標值。說明

G92設置加工坐標系G92XX2YY2ZZ2

則將工件原點設定到距刀具起始點距離為X=

-X2，Y=-Y2

，Z=-Z2的位置上。

（2）工件坐標系選擇G54-G59

1、G54～G59是系統預置的六個坐標系，可根據需要選用。2、該指令執行后，所有坐標值指定的坐標尺寸都是選定的工件加工坐標系中的位置。3、G54～G59預置建立的工件坐標原點在機床坐標系中的坐標值可用MDI方式輸入，系統自動記憶。4、使用該組指令前，必須先回參考點。5、G54～G59為模態指令，可相互注銷。工件坐標系選擇G54-G59G54～G59工件坐標原點在機床中預置方式例：刀具由原點按順序向1、2、3點移動時用G90、G91指令編程。G54編程如下N01G54G00G90X30.0Y40.0快速移到G54中的A點N02G59將G59置為當前工件坐標系

N03G00X30.0Y30.0移到G59中的B點N04G52X45.0Y15.0在當前工件坐標系G59中建立局部坐標系G52N05G00G90X35.0Y20.0移到G52中的C點N06G53X35.0Y35.0移到G53（機械坐標系）中的D點……

坐標平面選擇指令G17、G18、G19用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。

G17選擇

XY平面，G18選擇

ZX平面，G19選擇

YZ平面。

模態指令，可相互注銷，數控銑床默認G17XY平面。

坐標平面選擇G17，G18，G19格式：G17 G18 G19XYZG17G18G19G17——XY平面，

G18——ZX平面，

G19——YZ平面。坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。

G17、G18、G19為模態功能，可相互注銷，G17為缺省值。XYZG17G18G19例：刀具由原點按順序向1、2、3點移動時用G90、G91指令編程。G54注意：銑床中X軸不再是直徑.例：刀具由原點按順序向1、2、3點移動時用G90、G91指令編程。（3）公英制設定G20、G21

G21G20公制尺寸英制尺寸1英寸=25.4mm3.2.2自動返回參考點G28格式：G28X_Y_Z_其中，X、Y、Z為指定的中間點位置。G28G91X0Y0Z0X、Y、Z三軸都回零

G28G91Z0

Z向回零1、快速定位指令G00格式：G00X_Y_Z_說明：1、G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。2、為避免干涉，通常的做法是：不輕易三軸聯動。一般先移動一個軸，再在其它兩軸構成的面內聯動。如：進刀時，先在安全高度Z上，移動（聯動）X、Y軸，再下移Z軸到工件附近。退刀時，先抬Z軸，再移動X-Y軸。3.2.3數控銑床移動指令

G90G01X60Y30F200；2、直線進給指令G01格式：G01X_Y_Z_F_G17X

Y

I

J

G90G91G18G19G02G03Z

X

Z

Y

K

I

J

K

()R

F

1）從圓弧所在平面的垂直坐標軸的負方向看去，

順時針方向為G02，逆時針方向為G03；2）F規定了沿圓弧切向的進給速度；3）X、Y、Z為圓弧終點坐標值，G90絕對，G91增量。4）I、J、K表示圓心相對于圓弧起點的增量坐標，與 G91和G90無關。

3、圓弧插補指令(G02/G03)指令格式5）R是圓弧半徑，當圓弧所對應的圓心角為0°～180°時，R取正值；圓心角為180°～360°時，R取負值；6）I、J、K的值為零時可以省略；7）在同一程序段中，如果I、J、K與R同時出現則R有效。G17X

Y

I

J

G90G91G18G19G02G03Z

X

Z

Y

K

I

J

K

()R

F

XY插補平面XZ插補平面YZ插補平面G02/G03判斷：

G02為順時針方向圓弧插補，G03為逆時針方向圓弧插補。順時針或逆時針是從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向看到的回轉方向。平面圓弧插補終點X起點KIZ圓心終點Y起點IJX圓心

終點Z起點JKY圓心

I，J，K分別表示X，Y，Z軸圓心的坐標減去圓弧起點的坐標，如下圖所示。某項為零時可以省略。例1：如圖所示小圓弧I和大圓弧II，圓弧起點A，終點B，半徑均為R25。寫出分別寫出程序段。III絕對+R方式編程增量+R方式編程絕對+R方式編程增量+R方式編程圓弧I圓弧II絕對+IJ方式編程G90G17；G03X0.Y25.R25.F100；G90G17；G03X0.Y25.R-25.F100；G91G17；G03X-25.Y25.R25.F100；G91G17；G03X-25.Y25.R-25.F100；G90G17；G03X0.Y25.I-25.F100；G90G17；G03X0.Y25.J25.F100；絕對+IJ方式編程當圓弧圓心角小于180°時，R為正值，當圓弧圓心角大于180°時,R為負值。整圓編程時不可以使用R，只能用I、J、K。F為編程的兩個軸的合成進給速度。例2：如圖所示，起刀點在坐標原點O，從O點快速移動至A點，分別以順時針、逆時針加工整圓，使用絕對坐標編程。逆時針編程順時針編程G90G00X30.Y0；G03I-30.F100；

G90G00X30.Y0；G02I-30.F100

；G02/G03實現空間螺旋線進給格式：G17G02(G03)X...Y...R...Z...F...或

G18G02(G03)X...Z...R...Y...F...G19G02(G03)Y...Z...R...X...F...即在原G02、G03指令格式程序段后部再增加一個與加工平面相垂直的第三軸移動指令，這樣在進行圓弧進給的同時還進行第三軸方向的進給，其合成軌跡就是一空間螺旋線。X、Y、Z為投影圓弧終點,第3坐標是與選定平面垂直的軸終點.如下圖所示軌跡G91G17G03X-30.0Y30.0R30.0Z10.0F100或：G90G17G03X0Y30.0R30.0Z10.0F100起點終點基本指令編程舉例如圖所示零件以φ30的孔定位精銑外輪廓暫不考慮刀具補償程序單（1）%0001G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0Z-2.0S100M03G01X75.0F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0主程序號建立工件坐標系，編程零點w快進到X=100，Y=60Z軸快移到Z=-2，主軸直線插補至X=75，Y=60，直線插補至X=35，Y=60順圓插補至X=15，Y=60直線插補至X=15，Y=70逆圓插補至X=-15，Y=70直線插補至X=-15，Y=60順圓插補至X=-35，Y=60直線插補至X=-75，Y=60程序頭程序主干程序單（2）G09Y0X45.0X75.0Y20.0Y65.0G00X100.0Y60.0Z120.0X150.0Y160.0M05M30直線插補至X=-75，Y=0處直線插補至X=45，Y=45直線插補至X=75，Y=20直線插補至X=75，Y=65，輪廓完快速退至X=100，Y=60的下刀處快速抬刀至Z=120的對刀點平面快速退刀至對刀點程序結束，復位。程序尾返回上層

（1）刀具半徑補償G40，G41，G423.2.4數控銑加工的刀具補償指令

刀具半徑補償指令格式如下：G17G41/G42G00(G01)X

Y

D

為刀補號地址……G40取消刀具半徑補償Ｇ41刀具左補償（順銑）Ｇ42刀具右補償（逆銑）補償器開與不開的比較G41、G42判斷G42G41G41G42沿刀具運動方向向前看，刀具在零件（材料）左側的刀具半徑左補償G41沿刀具運動方向向前看，刀具在零件（材料）右側的刀具半徑左補償G42半徑補償的設置刀具半徑補償建立的過程

刀具半徑補償G40，G41，G42舉例（起點為原點）N20G90G54G00G41X20.Y10.D01；

//快速進刀到G54坐標X20Y10處，并建立01#左刀補。

N25G01Y50.F200；N30X50.；N25Y20.；N40X10.；N45G00G40X0Y0；

//刀具遠離工件回到原點，并取消刀補N50M05；N55M30；刀具為Φ10平銑刀刀具半徑補償器D01中設置為5O41N5G17G21G40G49G69G80G90G94；

//XY平面，公制，取消半徑補償，取消長度補償，取消坐標旋轉，取消固定循環，絕對坐標，每分進給量N10G91G28Z0；//Z向回零N15M03S800;G54例2：如圖所示，一高5的R30圓臺，以順銑方式加工，使用絕對坐標完成編程。G02I-30.；134256G17G21G40G49G69G80G90G94；G91G28Z0；M03S800；G90G54G00X45.Y20.Z30.;ZG01Z-5.F300;

//下刀至工件表面下方5mm處G01G41X30.F50D01;Y0；G01Y-20.；G40X45.；G91G28Z0;M05;M30;O41利用同一個程序、同一把刀具，通過設置不同大小的刀具補償半徑值而逐步減少切削余量的方法來達到粗、精加工的目的。1）建立補償的程序段，必須是在補償平面內不為零的直線移動。（G00、G01可以，G02、G03不可以）2）建立補償的程序段，一般應在切入工件之前完成。3）取消刀補一般應安排在切出工作之后。刀具半徑補償注意事項格式：G51X

Y

Z

P

設定縮放

…… G50 取消縮放1.縮放功能指令G50、G51X、Y、Z為縮放中心的坐標，P為縮放倍數，如2倍為P2000。G51既可指定平面縮放，也可指定空間縮放。G51、G50為模態指令，可相互注銷，G50為缺省值。4.2.5簡化編程的指令例：如圖所示的三角形ABC，頂點為A(30，40)，B(70，40)，C(50，80)，若D(50，50)為中心，縮小1倍，用縮放功能編寫程序。O51主程序N10G17G21G40G49G69G80G90G94N20G91G28Z0N30M03S800N40G00G90G54X0Y0Z10.N50G01Z-5.F50N55G51X50.Y50.P500N60G42Y30.D01N70X90.N80X50.Y110.N90G91X-50.Y-100.N100G40N105G50N110G00G90Z100.N120M05N130M30%2.鏡像功能指令G51.1、G50.1格式：G17G51.1X

Y

//關于某軸鏡像

……G50.1X

Y

//取消鏡像注意G51.1為模態指令，如果沒有用G50.1取消，將一直保持有效。部分系統通過以下格式實現：G51XYIJ如：G51X0I-1.，關于Y軸鏡像，縮放倍率為1G50O511主程序N10G17G21G40G49G69G80G90G94;N20G91G28Z0;

N30M03S800;N40M98P510; //加工①N50G51.1X0; //Y軸鏡像N60M98P510;

//加工②N70G51.1X0Y0; //X、Y軸鏡像N80M98P510; //加工③N90G51.1Y0; //X軸鏡像N100M98P510; //加工④N110M05;N120M30;%

例：加工如圖所示工件(高5mm)，用鏡像指令編程.刀具D10，半徑補償代號01#子程序（①的加工程序）：O501N10G54G90G00X40.Y0Z10.;N20G01Z-5.F100;N30G41G01Y10.D01F50;N40X10.;N50Y30.;N60X20.;N70G03X30.Y20.R10.;N80G01Y0.0;N90G40X40.;N100G00Z10.;

N110G50.1X0Y0;N120M99;格式：G68X

Y

R

//坐標旋轉G69//取消坐標旋轉3、旋轉變換指令G68，G69X、Y為旋轉中心坐標，R為旋轉角度，單位是度，0~360.000°。其它平面內變換指令格式相同，只要把坐標軸作相應的變更就可以。O68主程序N10G17G21G40G49G69G80G90G94;N20G91G28Z0;

N30M03S800;N40M98P69; //加工①N50G68X0Y0R90.; //旋轉90°N60M98P69;

//加工②N70G68X0Y0R180.; //旋轉180°N80M98P69; //加工③N90G68X0Y0R270.; //旋轉270°N100M98P69; //加工④N110M05;N120M30;%

例：加工如圖所示工件(高5mm)，用鏡像指令編程.刀具D10，半徑補償代號01#子程序（①的加工程序）：O69N10G54G90G00X40.Y0Z10.;N20G01Z-5.F100;N30G41G01Y10.D01F50;N40X10.;N50Y30.;N60X20.;N70G03X30.Y20.R10.;N80G01Y0.0;N90G40X40.;N100G00Z10.;N110G69;N120M99;4.2.6固定循環

圖4.9孔加工固定循環圖4.10固定循環數據形式固定循環的程序格式如下：G98（G99）G73(G74、G76、G80～G89)XYZRQPFKG98（G99）指定返回點平面，G98為返回初始平面，G99為返回R點平面。G73(G74、G76、G80～G89)為孔加工方式，是固定循環代碼。X、Y為孔位置；Z為孔底坐標（相當于孔深）。R為返回平面的坐標值；Q指定每次進給深度（G73或G83時）或指定刀具位移增量（G76或G87時）；P指定刀具在孔底暫停時間；K指定固定循環次數。G73、G74、G76和G81～G89、Z、R、P、F、Q、都是模態指令。G80、G01～G03等代碼可以取消循環固定循環。

4.2.6固定循環

1、鉆孔循環(鉆中心孔)G81G81指令的循環動作如圖所示，包括X、Y坐標定位、快進、工進和快速返回等動作。G98與G99指定返回平面。G90與G91指定X、Y、Z和R的編程方式，盡量用G90絕對值編程。注意：如果Z移動位置為零該指令不執行。

G98（G99）G81X

Y

Z

R

F

；例：如下圖所示零件，要求用G81加工所有的孔，試編寫其數控加工程序。工件零點選擇在工件上表面中心，選用Φ10的鉆頭，程序如下：O0081;

N10G17G40G49G69G80G90G94;N20G91G28Z0;

N30M03S800;N40G54G90G00X0Y0Z30.；N50G99G81X-20.Y-10.Z-15.R5.F20M07；N60X20.；N70Y10.；N80X-20.；N90G80；N100G00Z100.；N120M08N130M30；2、帶停頓的鉆孔循環G82該指令除了要在孔底暫停外，其它動作與G81相同。P指定暫停時間。此指令主要用于加工盲孔或臺階孔，以提高孔深精度。G98（G99）G82X

Y

Z

R

P

F

；O0082;

……N40G54G90G00X0Y0Z30.；N50G99G82X-20.Y-10.Z-15.R5.P2000F20M07；N60X20.；N70Y10.；N80X-20.；N90G80；……3、深孔加工循環G83深孔加工指令G83的循環動作如圖所示，每次進刀量用地址Q（正值）給出。每次進給時，應在距已加工面d（mm）處將快速進給轉換為切削進給，d是由參數確定的。注意：如果Z、Q、K為零該指令不執行。

G98（G99）G83X

Y

Z

R

Q

F

；4、高速深孔加工循環G73該固定循環用于Z軸的間歇進給，使深孔加工時容易排屑，減少退刀量，提高加工效率。Q值為每次的進刀量（正值），退刀用快速，其值d由系統參數決定，無須用戶指定。注意：如果Z、K、Q移動量為零時該指令不執行

G98（G99）G73X

Y

Z

R

Q

F

；G98（G99）G73X

Y

Z

R

Q

F

；G98（G99）G83X

Y

Z

R

Q

F

；G73與G83比較d均由系統參數決定O0073;

……N40G54G90G00X0Y0Z30.；N50G99G73X-20.Y-10.Z-40.R5.Q3.F20M07；N60X20.；N70Y10.；N80X-20.；N90G80；……G73、G83進退刀方式排屑暢通，均適宜加工深孔，G73比G83的效率更高。用Φ10鉆頭打40深孔，每刀進給3mm.用G73和用G83程序編法相同。鏜孔循環5、粗鏜孔

G98（G99）G85X

Y

Z

R

F

;

G98（G99）G86X

Y

Z

R

P

F

;G98（G99）G88X

Y

Z

R

P

F

;G98（G99）G89X

Y

Z

R

P

F

;G85，刀具以F速度加工到孔底，然后以F速度返回到R平面。G86，刀具以F速度加工到孔底，主軸停，然后快速返回到R平面。G89，刀具以F速度加工到孔底，暫停P，然后以F速度返回到R平面。G88，刀具以F速度加工到孔底，主軸停，手動快速返回到R平面。鏜如下圖所示Φ20通孔，用G85進行編程。O0085;

N10G17G21G40G49G69G80G90G94;N20G91G28Z0;

N30M03S800;N40G54G90G00X0Y0Z30.；N50G98G85X-40.Y0.Z-52.R-15.F50M07；N60X40.；N70G80；N80G00Z100.；N90M08N100M30；鏜如下圖所示Φ30臺階孔，選擇合適的鏜孔指令進行編程。O0089;

N10G17G21G40G49G69G80G90G94;N20G91G28Z0;

N30M03S800;N40G54G90G00X0Y0Z30.；N50G98G89X-40.Y0.Z-35.R-15.P500F50M07；N60X40.；N70G80；N80G00Z100.；N90M08N100M30；鏜孔循環6、精鏜孔G76與反鏜孔G87G98（G99）G76X

Y

Z

R

Q

P

F

;G98（G99）G87X

Y

Z

R

Q

F

;G76指令的循環動作，主軸旋轉，刀具向下鏜孔，在孔底定向準停后，刀尖反向移動Q，然后快速退刀，主軸正轉。G87指令的循環動作，刀具在XY平面定位，主軸定向準停，刀尖反向移動Q，快速到孔底R平面，沿刀尖方向移動Q，主軸旋轉，鏜孔到Z點，再次定向準停后，刀尖方向移動Q，然后快速退刀至初始平面。ZRRZG98（G99）G76X

Y

Z

R

Q

P

F

;G98（G99）G87X

Y

Z

R

Q

F

;G76精鏜G87反鏜鏜如下圖所示兩個