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1、数控高级编程讲义本讲义包含三部分内容：第一篇铣工篇第二篇 车工篇附录第1页/共123页第一篇铣工篇专题一行切和环切专题二 分层切削专题三相同轮廓的重复加工专题四简单平面曲线轮廓加工专题五简单立体曲面加工专题六孔系加工第2页/共123页专题一行切和环切在数控加工中，行切和环切是典型的两种走刀路线。行切在手工编程时多用于规则矩形平面、台阶面和矩形下陷加工，对非矩形区域的行切一般用自动编程实现。环切主要用于轮廓的半精、精加工及粗加工，用于粗加工时，其效率比行切低，但可方便的用刀补功能实现。1.1环切环切加工是利用已有精加工刀补程序，通过修改刀具半径补偿值的方式，控制刀具从内向外或从外向内，一层一层去
2、除工件余量，直至完成零件加工。编写环切加工程序，需解决三个问题：环切刀具半径补偿值的计算；环切刀补程序工步起点（下刀点）的确定;如何在程序中修改刀具半径补偿值。第3页/共123页1.1.1环切刀具半径补偿值的计算确定环切刀具半径补偿值可按如下步骤进行：1.确定刀具直径、走刀步距和精加工余量；2.确定半精加工和精加工刀补值；3.确定环切第一刀的刀具中心相对零件轮廓的位置（第一刀刀补值）；4.根据步距确定中间各刀刀补值。第4页/共123页1.1.1环切刀具半径补偿值的计算示例:用环切方案加工图1-1零件内槽，环切路线为从内向外。环切刀补值确定过程如下：1、根据内槽圆角半径R6，选取12键槽铣刀，精
3、加工余量为0.5mm，走刀步距取10mm。2、由刀具半径6,可知精加工和半精加工的刀补半径分别为6和6.5mm。3、如图所示，为保证第一刀的左右两条轨迹按步距要求重叠，则两轨迹间距离等于步距，则该刀刀补值=30-10/2=25mm。4、根据步距确定中间各刀刀补值，第二刀刀补值=25-10=15mm第三刀刀补值=15-10=5，该值小于半精加工刀补值，说明此刀不需要。由上述过程，可知，环切共需4刀，刀补值分别为25、15、6.5、6mm。第5页/共123页图1-1 第6页/共123页1.1.2环切工步起点(下刀点)的确定对于封闭轮廓的刀补加工程序来说，一般选择轮廓上凸出的角作为切削起点，对内轮廓
4、，如没有这样的点，也可以选取圆弧与直线的相切点，以避免在轮廓上留下接刀痕。在确定切削起点后，再在该点附近确定一个合适的点，来完成刀补的建立与撤消，这个专用于刀补建立与撤消的点就是刀补程序的工步起点，一般情况下也是刀补程序的下刀点。第7页/共123页1.1.2环切工步起点(下刀点)的确定一般而言，当选择轮廓上凸出的角作为切削起点时，刀补程序的下刀点应在该角的角平分线上（45方向），当选取圆弧与直线的相切点或某水平/垂直直线上的点作为切削起点时，刀补程序的下刀点与切削起点的连线应与直线部分垂直。在一般的刀补程序中，为缩短空刀距离，下刀点与切削起点的距离比刀具半径略大一点，下刀时刀具与工件不发生干涉
5、即可。但在环切刀补程序中，下刀点与切削起点的距离应大于在上一步骤中确定的最大刀具半径补偿值，以避免产生刀具干涉报警。第8页/共123页1.1.2环切工步起点(下刀点)的确定如对图1-1零件，取R30圆弧圆心为编程零点,取R30圆弧右侧端点作为切削起点，如刀补程序仅用于精加工,下刀点取在(22,0)即可，该点至切削起点距离=8mm。但在环切时，由于前两刀的刀具半径补偿值大于8mm，建立刀补时,刀具实际运动方向是向左,而程序中指定的运动方向是向右，撤消刀补时与此类似，此时数控系统就会产生刀具干涉报警。因此合理的下刀点应在编程零点(0,0)。第9页/共123页1.1.3在程序中修改刀具半径补偿值在程
6、序中修改刀具半径补偿值可采用如下方法1.在刀补表中设好环切每一刀的刀具半径补偿值,然后在刀补程序中修改刀具补偿号。示例1-1，示例1-2。2.使用G10修改刀具补偿半径，示例1-3，示例1-4。3.直接用宏变量对刀补值赋值，示例1-5。第10页/共123页示例1.1使用G41G42修改刀具补偿号%1000;主程序(图1-1)G54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;G41 X30 D1 F100;M98 P0010;G41 X30 D2 F100;M98 P0010;G41 X30 D3 F100;M98 P0010;G
7、41 X30 D4 F100;M98 P0010;M05 M09;G0 Z50;M30;%0010子程序G90 G1 Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;G1M99;补偿号刀具补偿半径12521536.546第11页/共123页示例1.2用循环宏变量修改刀具补偿号%100;(图1-1)HNCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;#1=1;刀补号变量WHILE#1 LE 4;G1G41 X30 D#1 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#1=#1+
8、1;ENDW;Z50;M30;%100(图1-1)FANUCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;#1=1;刀补号变量WHILE#1 LE 4DO1;G1G41 X30 D#1 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#1=#1+1;End1;Z50;M30;第12页/共123页示例1.3使用G10和子程序完成环切%1000主程序(图1-1FANUCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;G10 L10 P
9、1 R25;M98 P0010;G10 L10 P1 R15;M98 P0010;G10 L10 P1 R6.5;M98 P0010;G10 L10 P1 R6;M98 P0010;M05 M09;G0 Z50;M30;%0010子程序G90 G1G41 X30 D1 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;M99;第13页/共123页示例1.4使用G10和循环完成环切%1000(图1-1)G54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;#10=25;粗加工起始刀补值#11=10;步距#12
10、=6;精加工刀补值#1=2;粗、精加工控制WHILE#1 GE 1 DO1;WHILE#10 GE#12 DO2;G10 L10 P1 R#10;G41 X30 D1 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#10=#10-#11;END2;#10=6.5;半精加工刀补值#11=0.5;#1=#1-1;END1;Z50;M30;第14页/共123页示例1.5用循环和宏变量修改刀补值F%1000(图1-1)FANUCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;#13001=25;粗加工起始
11、刀补值#11=9.25;步距#12=6;精加工刀补值#1=2;粗、精加工控制WHILE#1 GE 1 DO1;WHILE#13001GE#12 DO2;G41 X30 D1 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#13001=#13001-#11;END2;#13001=#12;半精加工刀补值#1=#1-1;END1;Z50;M30;说明：假定在某FANUC系统中1号刀具半径补偿值对应变量号为#13001，HNC系统100号以后刀具半径使用#+刀具号表示，实际使用时以自己系统为准 第15页/共123页示例1.5用循环和宏变量修改刀补值H%1000;(图1-
12、1)HNCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;X0 Y0;Z5 M08;G1 Z-10 F60;#100=25;粗加工起始刀补值#11=9.25;步距#12=6;精加工刀补值#1=2;粗、精加工控制WHILE#1 GE 1WHILE#100GE#12G1G41 X30 D100 F100;Y60;X-30;Y0;G3 X30 R30;G0 G40 X0;#100=#100-#11;ENDW;#100=#12;半精加工刀补值#1=#1-1;ENDW;Z50;M30;说明：假定在某FANUC系统中1号刀具半径补偿值对应变量号为#13001，HNC系统100号以后刀具半
13、径使用#+刀具号表示，实际使用时以自己系统为准 第16页/共123页1.1.4环切宏程序当使用刀具半径补偿来完成环切时，不管我们采用何种方式修改刀具半径补偿值，由于受刀补建、撤的限制，它们都存在走刀路线不够简洁，空刀距离较长的问题。对于象图1-1所示的轮廓，其刀具中心轨迹很好计算，此时如用宏程序直接计算中心轨迹路线，则可简化走刀路线，缩短空刀距离。示例1.6 完全使用宏程序的环切加工如图1-1所示，用#1、#2表示轮廓左右和上边界尺寸，编程零点在R30圆心，加工起始点放在轮廓右上角（可削除接刀痕）第17页/共123页示例1.6 完全使用宏程序的环切加工H%1000(图1-1)HNCG54 G9
14、0 G0 G17 G40;Z50 M03 S1000;#4=30 ;左右边界#5=60 ;上边界#10=25;粗加工刀具中心相对轮廓偏移量(相当于刀补程序中的刀补值)#11=9.25;步距#12=6 ;精加工刀具中心相对轮廓偏移量(刀具真实半径)G0 X#4-#10-2 Y#5-#10-2;Z5;G1 Z-10 F60;#20=2;WHILE#20 GE 1;WHILE#10 GE#12;#1=#4-#10;左右实际边界#2=#5-#10;上边实际边界G1 X#1-2 Y#2-2 F200;G3 X#1 Y#2 R2;圆弧切入到起点G1 X-#1;Y0;G3 X#1 R#1;G1 Y#2;G3
15、 X#1-2 Y#2-2 R2#10=#10-#11ENDW#10=#12#20=#20-1ENDWG0 Z50M30第18页/共123页示例1.6 完全使用宏程序的环切加工F%1000(图1-1)FANUCG54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S100;#4=30 ;左右边界#5=60 ;上边界#10=25;粗加工刀具中心相对轮廓偏移量(相当于刀补程序中的刀补值)#11=9.25;步距#12=6 ;精加工刀具中心相对轮廓偏移量(刀具真实半径)G0 X#4-#10-2 Y#5-#10-2;Z5;G1 Z-10 F60;#20=2;WHILE#20 GE 1 DO1;WHILE#
16、10 GE#12 DO2;#1=#4-#10;左右实际边界#2=#5-#10;上边实际边界G1 X#1-2 Y#2-2 F200;G3 X#1 Y#2 R2;圆弧切入到起点G1 X-#1;Y0;G3 X#1 R#1;G1 Y#2;G3 X#1-2 Y#2-2 R2#10=#10-#11END2#10=#12#20=#20-1END1G0 Z50M30第19页/共123页1.1.5 圆环形区域的环切在实际加工中经常会遇到圆环形区域的环切问题，如：圆形下陷、圆柱面的粗精加工等。下面仅以圆形下陷为例来探讨此类问题。对图1-5所示圆形下陷,选用18键槽铣刀,编程零点放在工件中心,精加工余量取0.6mm
17、,步距取15mm.对于圆的环切,只要能解决每一刀加工圆的半径问题,则程序就可以顺利编写。示例1-7，用宏变量和子程序完成圆环的环切。示例1-8，用循环完成圆环的环切。第20页/共123页示例1-7用宏变量和子程序的圆环环切%1000G54 G90 G0 G17 G40;X0Y0 Z50 M03 S1200;Z5 M07;G1 Z-15 F100;#100=15;必须使用全局变量M98 P0010 L6;15*6=90#100=100.4;110-9-0.6=100.4M98 P0010;G3 X101 R0.3 F400 S3000;G3 I-101;G3 X100 R0.5;G0 Z100
18、M09;M30;%0010 FANUCG1 X#100 F200;G3 I-#100#100=#100+15;M99;%0010 HNCG1 X#100 F200;G3 I-#100#100=#100+15;M99;第21页/共123页示例 1-8 用循环完成圆环的环切F%1000 FANUCG54 G0 G0 G17 G40;X0Y0Z50 M03 S1200;Z5 M07;G1 Z-15 F100;#10=9;刀具半径#11=15;步距#12=0.6;精加工余量#13=110;圆半径#13=#13-#10-#12;粗加工最大半径#14=#11;粗加工起始半径WHILE#14LT#13DO1
19、;G1 X#14 F200;G3 I-#14;#14=#14+#11END1G1 X#13;补加工G3 I-#13#13=#13+#12G3X#13R#12/2F400S3000;G3 I-#13;精加工G3 X#13-1 R0.5;G0 Z100 M09;M30;第22页/共123页示例 1-8 用循环完成圆环的环切H%1000 HNCG54 G0 G0 G17 G40;X0Y0Z50 M03 S1200;Z5 M07;G1 Z-15 F100;#10=9;刀具半径#11=15;步距#12=0.6;精加工余量#13=110;圆半径#13=#13-#10-#12;粗加工最大半径#14=#11;
20、粗加工起始半径WHILE#14LT#13G1 X#14 F200;G3 I-#14;#14=#14+#11ENDWG1 X#13;补加工G3 I-#13#13=#13+#12G3X#13R#12/2F400S3000;G3 I-#13;精加工G3 X#13-1 R0.5;G0 Z100 M09;M30;第23页/共123页1.2 行切一般来说，行切主要用于粗加工，在手工编程时多用于规则矩形平面、台阶面和矩形下陷加工，对非矩形区域的行切一般用自动编程实现。1.2.1 矩形区域的行切计算1、矩形平面的行切区域计算如图1-3所示，矩形平面一般采用图示直刀路线加工，在主切削方向，刀具中心需切削至零件轮
21、廓边，在进刀方向，在起始和终止位置，刀具边沿需伸出工件一距离，以避免欠切。假定工件尺寸如图所示，采用60面铣刀加工，步距50mm，上、下边界刀具各伸出10mm。则行切区域尺寸为800560(600+102-60)。第24页/共123页图1-3第25页/共123页1.2.1 矩形区域的行切计算2、矩形下陷的行切区域计算对矩形下陷而言，由于行切只用于去除中间部分余量，下陷的轮廓是采用环切获得的，因此其行切区域为半精加工形成的矩形区域，计算方法与矩形平面类似。如图1-4，假定下陷尺寸10080，由圆角R6选12铣刀，精加工余量0.5mm，步距10mm，则半精加工形成的矩形为(100-122-0.52
22、)(80-122-0.52)=7555。如行切上、下边界刀具各伸出1 mm，则实际切削区域尺寸=75(55+2-12)=7545第26页/共123页图1-4第27页/共123页1.2.2行切的子程序实现对于行切走刀路线而言，每来回切削一次，其切削动作形成一种重复，如果将来回切削一次做成增量子程序，则利用子程序的重复可完成行切加工。切削次数与子程序重复次数计算进刀次数n=总进刀距离/步距=45/10=4.5，实际需切削6刀，进刀5次。子程序重复次数m=n/2=5/2=2,剩余一刀进行补刀.步距的调整：步距=总进刀距离/切削次数。说明：当实际切削次数约为偶数刀时，应对步距进行调整，以方便程序编写；
23、当实际切削次数约为奇数刀时，可加1成偶数刀，再对步距进行调整，或直接将剩下的一刀放在行切后的补刀中，此时不需调整步距。由于行切最后一刀总是进刀动作，故行切后一般需补刀。第28页/共123页示例1.9 行切的子程序实现对图1-4零件，编程零点设在工件中央，下刀点选在左下角点。%1000(主程序)G54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 S800;G0 X-43.5 Y-33.5;定位到下刀点 Z5;G1 Z-10 F100;M98 P0010;环切加工(省略)G1 X-37.5 Y-22.5;行切起点M98 P0020 L2;行切加工G1 X37.5;补刀 Y22.5 X-37.5G
24、0 Z50;M30;%0020(子程序)G91 G1 X75 F150;Y10;X-75;Y10.;G90 M99;第29页/共123页1.2.3 行切宏程序实现对图1-4零件,编程零点设在工件中央,下刀点选在左下角点,加工宏程序如下:(本程序未考虑分层下刀问题)%1000(主程序)N1G54 G90 G0 G17 G40;N2 Z50 M03 S800;N3G65P9010A100B80C0D6Q0.5K10X0Y0Z-10F150;N4G0 Z50;N5M30;宏程序调用参数说明：A(#1)B(#2)-下陷的长与宽C(#3)-粗精加工标志,C=0,完成粗精加工,C=1,只完成精加工.D(#
25、7)-刀具半径Q(#17)-精加工余量K(#6)-步距X(#24)Y(#25)下陷中心坐标Z(#26)-下陷深度F(#9)-走刀速度第30页/共123页示例1.9 行切宏程序实现f%9010(宏程序)图1-4#4=#1/2-#7;精加工矩形半长#5=#2/2-#7;精加工矩形半宽#8=1；环切次数IF#3 EQ 1 GOTO 100;#4=#4-#17;半精加工矩形半长#5=#5-#17;半精加工矩形半宽#8=2；N100 G90 G0 X-#4 Y-#5;Z5;G1 Z#26 F#9;WHILE#8 GE 1 DO1;G1 X-#4 Y-#5;X#4;Y#5;X-#4;Y-#5;#4=#4+
26、#17;#5=#5+#17;#8=#8-1;END1;IF#3 EQ 1 GOTO 200;只走精加工#4=#1/2-2*#7+#17;行切左右极限X#5=#/2-3*#7-2*#17+4;行切上下Y#8=-#5；进刀起始位置G1 X-#4 Y#8;WHILE#8 LT#5 DO1;进刀的位置不到上极限时加工G1 Y#8;进刀 X#4;切削#8=#8+#6;准备下一次进刀位置#4=-#4;准备下一刀终点XEND1;G1 Y#5;进刀至上极限，准备补刀 X#4;补刀G0 Z5;N200 M99;第31页/共123页示例1.9 行切宏程序实现H对图1-4零件,编程零点设在工件中央,下刀点选在左下角
27、点,加工宏程序如下:(本程序未考虑分层下刀问题)%1000(主程序)N1G54 G90 G0 G17 G40;N2 Z50 M03 S800;N3M98P100A100B80C0D6Q0.5K10X0Y0Z-10F150;N4G0 Z50;N5M30;宏程序调用参数说明：A(#0)B(#1)-下陷的长与宽C(#2)-粗精加工标志,C=0,完成粗精加工,C=1,只完成精加工.D(#3)-刀具半径Q(#16)-精加工余量K(#10)-步距X(#23)Y(#24)下陷中心坐标Z(#25)-下陷深度F(#5)-走刀速度第32页/共123页示例1.9 行切宏程序实现H%100#6=#0/2-#3;精加工
28、矩形半长#7=#1/2-#3;精加工矩形半宽#8=1；环切次数IF#2 EQ 0;#6=#6-#16;半精加工矩形半长#7=#7-#16;半精加工矩形半宽#8=2ENDIFG90 G0X#23-#6Y#24-#7 Z5G1 Z#25 F#5WHILE#8 GE 1G1 X#23-#6 Y#24-#7;X#23+#6;Y#24+#7;X#23-#6;Y#24-#7;#6=#6+#16;#7=#7+#16;#8=#8-1;ENDW;IF#2 EQ 0;只走精加工，程序结束M99ENDIF#6=#0/2-2*#3+#16;行切左右极限X#7=#1/2-3*#3-2*#16+4;上下极限Y#8=-#7
29、；进刀起始位置G1 X#23-#6 Y#24+#8;WHILE#8 LT#7;准备进刀的位置不到上极限时加工G1 Y#24+#8;进刀 X#23+#6;切削#8=#8+#10;准备下一次进刀位置#6=-#6;准备下一刀终点XENDW;G1 Y#24+#7;进刀至上极限准备补刀 X#23+#6;补刀G0 Z5.;M99;第33页/共123页专题二 分层切削的实现在数控铣削中经常会遇到分层切削问题，在具体实现时主要有如下几种方式：1切削深度用绝对方式给定，在进行每层加工前，给定刀具切削深度。示例如下，假定每层切削深度2mm，共需切削5层。示例中只给深度控制部分，每层具体加工部分省略。%1000 主
30、程序G54 G90 G0 G17 G40 G49;Z50.M03 S1000;X10.Y10.;假定下刀点在此 Z5.G1 Z-2.F100;M98 P100;每层加工子程序，省略。注意子程序中不能有Z坐标。G1 Z-4.F100;M98 P100;G1 Z-6.F100;M98 P100;G1 Z-8.F100;M98 P100;G1 Z-10.F100;M98 P100;G0 Z50.;M30;第34页/共123页切削深度用增量方式给定切削深度用增量方式给定，用子程序重复实现分层下刀。示例如下，条件同上。%1000 主程序G54 G90 G0 G17 G40 G49;Z50.M03 S10
31、00;X10.Y10.;假定下刀点在此 Z5.G1 Z0.F100;M98 P100 L5;G0 Z50.;M30;%100 子程序G91 G1 Z-2.F100G90;加工部分省略M99第35页/共123页用循环方式实现切削深度的控制%1000(FANUC)G54 G90 G0 G17 G40 G49;Z50 M03 S1000;X10.Y10.假定下刀点在此 Z5.;#1=2;表示每层的切削深度WHILE#1 LE 10 DO1;X10.Y10.;假定下刀点在此G1 Z-#1 F100.加工部分省略G1 Z1-#1#1=#1+2END1G0 Z50.;M30%1000;HNCG54 G90
32、 G0 G17 G40 G49;Z50 M03 S1000;X10.Y10.;假定下刀点在此 Z5.;#1=2;表示每层的切削深度WHILE#1 LE 10X10.Y10.;假定下刀点在此G1 Z-#1 F100.加工部分省略#1=#1+2ENDWG0 Z50.;M30;第36页/共123页G65方式将子程序用宏调用G65方式调用，调用时指定切削深度。采用此方式编程，可以直接在主程序中给定子程序加工深度，而且一层加工的所有控制(定位、下刀、切削等)均在子程序，程序编写方便，单层、多层加工时程序调整都比较容易。示例如下第37页/共123页FANUC%1000主程序,可用1或3 的方式编写，只给1
33、 的方式G54 G90 G0 G17 G40 G49;Z50.M03 S1000;X10.Y10.;假定下刀点在此 Z5.G65 P100 Z-2.;G65 P100 Z-4.;G65 P100 Z-6.;G65 P100 Z-8.;G65 P100 Z-10.;G0 Z50.;%100子程序G90 G0X10.Y10.G1 Z#26 F100;.加工部分省略M99;第38页/共123页HNC%1000G54 G90 G0 G17 G40 G49;Z50.M03 S1000;X10.Y10.;假定下刀点在此 Z5.M98 P100 Z-2.;M98 P100 Z-4.;M98 P100 Z-6
34、.;M98 P100 Z-8.;M98 P100 Z-10.;G0 Z50.;M30%100子程序G90 G1 Z#25 F100;.加工部分省略M99;第39页/共123页专题二相同轮廓的重复加工在实际加工中,相同轮廓的重复加工主要有两种情况:1.同一零件上相同轮廓在不同位置出现多次；2.在连续板料上加工多个零件。实现相同轮廓重复加工的方法1.用增量方式定制轮廓加工子程序,在主程序中用绝对方式对轮廓进行定位,再调用子程序完成加工。2.用绝对方式定制轮廓加工子程序，并解决坐标系平移的问题来完成加工。3.用宏程序来完成加工。第40页/共123页2.1 相同轮廓的增量方式重复加工示例2-1,加工图
35、2-1所示工件,取零件中心为编程零点,选用12键槽铣刀加工,子程序用中心轨迹编程。%1000(主程序)G54 G90 G0 G17 G40 M03;Z50 S2000;X-150 Y-50;Z5;M98 P0010;G0 X-150 Y50;M98 P0010;G0 X0 Y50;M98 P0010;G0 X0 Y-50;M98 P0010;G0 X-150 Y-50;M98 P0010;G0 X-150 Y50;M98 P0010;G0 Z100;M30;%0010(子程序)G91 G0 X24G1 Z-27 F60 G3 I-24 F200G0 Z12G1 X10G3 I-34G0 Z15
36、G90M99第41页/共123页图2-1第42页/共123页2.2用坐标系平移完成相同轮廓的重复加工坐标系平移有两种方式:G54+G52，用于重复次数不多，且轮廓分布无规律情况。G54+G92，用于轮廓分布有规律且重复次数很多的情况。示例2-2,用局部坐标系G52完成图2-1相同轮廓的重复加工,G54零点设在零件中心,局部坐标系零点在需加工孔的孔心。示例2-3，用G54+G92完成相同轮廓的重复加工，G54零点设设在零件中心，子坐标系零点在需加工孔的孔心。第43页/共123页示例 2-2 G54+G52%1000(主程序)G54 G90G0 G17 G40;Z50 M03 M07 S1000;
37、G52 X-150 Y-50;M98 P0020;G52 X-150 Y50;M98 P0020;G52 X0 Y50;M98 P0020;G52 X0 Y-50;M98 P0020;G52 X150 Y-50;M98 P0020;G52 X150 Y50;M98 P0020;G52 X0 Y0;恢复G54G0 Z100;M30;%0020(子程序)G90 G0 X24;Z5;G1 Z-22 F100;G3 I-24;G0 Z-10;G1 X34;G3 I-34;G0 Z5;M99;第44页/共123页示例 2-3 G54+G92%1000G54 G90G0 G17 G40;Z50 M03 M
38、07 S1000;X-150 Y-50;M98 P0030 L3;G54 G0 X-150 Y50;M98 P0030 L3;G54 G0 Z100;M30;%0030G92 X0 Y0G90 G0 X24;Z5;G1 Z-22 F100;G3 I-24;G0 Z-10;G1 X34;G3 I-34;G0 Z5;X150M99;第45页/共123页2.3 用宏程序完成相同轮廓的重复加工示例2-4，用G65调用完成加工，宏程序用绝对编程。示例2-5，用G66调用完成加工，宏程序用绝对编程。示例2-6，使用循环，用一个程序完成加工。第46页/共123页示例 2-4用G65完成重复加工%1000 G
39、54 G90 G0 G17 G40 M03;Z50 S2000;Z5;G65 P9010 X-150 Y-50;G65 P9010 X-150 Y50;G65 P9010 X0 Y50;G65 P9010 X0 Y-50;G65 P9010 X150 Y-50;G65 P9010 X150 Y50;G0 Z100;M30;%9010(宏程序)G90 G0 X#24+24 Y#25 Z5G1 Z-20 F60G3 I-24 F200G0 Z-10G1 X#24+34G3 I-34G0 Z5M99第47页/共123页示例 2-5用G66完成重复加工%1000G54 G90 G0 G17 G40;Z
40、50 M03 M07 S1000;X-150 Y-50;G66 P9011;G0 X-150 Y50;X0 Y50;X0 Y-50;X150 Y-50;X150 Y50;G67;G0 Z100;M30;%9011#1=#5001;取当前孔心坐标#2=#5002;G90 G0 X#1+24 Y#2;Z5;G1 Z-22 F100;G3 I-24;G0 Z-10;G1 X#1+34;G3 I-34;G0 Z5;M99;第48页/共123页示例2-6使用循环完成重复加工%1000G54 G90 G0 G17 G40;Z50 M03 M07 S1000;#1=2;行数#2=3;列数#3=150;行距#
41、4=100;列距#5=-150;左下角孔心坐标(起始孔)#6=-50;#10=1;列变量WHILE#10 LE#2 DO1;#11=1;行变量#20=#5+#10-1*#3;待加工孔的孔心坐标X WHILE#11 LE#1 DO2;#21=#6+#11-1*#4;孔心YG0 X#20+24 Y#21;Z2;G1 Z-22 F100;G3 I-24;G0 Z-10;G1 X#20+34;G3 I-34;G0 Z5;#11=#11+1;END2;#10=#10+1;END1;G0 Z100;M30;第49页/共123页专题三简单平面曲线轮廓加工对简单平面曲线轮廓进行加工，是采用小直线段逼近曲线来完
42、成的。具体算法为：采用某种规律在曲线上取点，然后用小直线段将这些点连接起来完成加工。示例3-1,椭圆加工,假定椭圆长(X向).短轴(Y向)半长分别为A和B,则椭圆的极坐标方程为,利用此方程可方便地完成在椭圆上取点工作。编程条件：编程零点在椭圆中心，a=50，b=30，椭圆轮廓为外轮廓，下刀点在椭圆右极限点，刀具直径18，加工深度10mm。程序如下：第50页/共123页示例 3-1 椭圆加工%1000G54 G90 G0 G17 G40;Z50 M3 S1000;X60 Y-15;Z5 M07;G1 Z-12 F800;G42 X50 D1 F100;Y0;#1=0.5;变量初始值0.5度WHI
43、LE#1 LE 360 DO1;#2=50*COS#1;#3=30*SIN#1;G1 X#2 Y#3;#1=#1+0.5;END1;G1 Y15;G0 G40 X60;Z100;M30;第51页/共123页专题四简单立体曲面加工4.1球面加工球面加工使用的刀具粗加工可以使用键槽铣刀或立铣刀，也可以使用球头铣刀。精加工应使用球头铣刀。球面加工的走刀路线一般使用一系列水平面截球面所形成的同心圆来完成走刀。在进刀控制上有从上向下进刀和从下向上进刀两种，一般应使用从下向上进刀来完成加工，此时主要利用铣刀侧刃切削，表面质量较好，端刃磨损较小，同时切削力将刀具向欠切方向推，有利于控制加工尺寸。第52页/共
44、123页4.1球面加工进刀控制算法进刀点的计算：(图 4-2)先根据允许的加工误差和表面粗糙度，确定合理的Z向进刀量，再根据给定加工深度Z，计算加工圆的半径，即：r=sqrtR2-z2。此算法走刀次数较多。先根据允许的加工误差和表面粗糙度，确定两相邻进刀点相对球心的角度增量，再根据角度计算进刀点的r和Z值，即Z=R*sin，r=R*cos。进刀轨迹的处理对立铣刀加工，曲面加工是刀尖完成的，当刀尖沿圆弧运动时，其刀具中心运动轨迹也是一行径的圆弧，只是位置相差一个刀具半径。对球头刀加工，曲面加工是球刃完成的，其刀具中心是球面的同心球面，半径相差一个刀具半径。第53页/共123页图 4-2 第54页
45、/共123页示例4-1外球面加工加工图4-3所示外球面.为对刀方便,宏程序编程零点在球面最高点处,采用从下向上进刀方式.立铣刀加工宏程序号为%9013,球刀加工宏程序号%9014。第55页/共123页示例 4-1外球面加工%1000(主程序)G91 G28 Z0;M06 T01;G54 G90 G0 G17 G40;G43 Z50 H1M03 S3000;G65 P9013 X0 Y0 Z-30 D6 I40.5 Q3 F800;G49 Z100 M05;G28 Z105;M06 T02;G43 Z50 H2 M03 S4000;G65 P9014 X0 Y0 Z-30 D6 I40 Q0.5
46、 F1000;G49 Z100 M05;G28 Z105;M30;宏程序调用参数说明X(#24)/Y(#25)-球心坐标Z(#26)-球高D(#7)-刀具半径Q(#17)-角度增量,度I(#4)-球径F(#9)-走刀速度 第56页/共123页示例 4-1外球面加工%9013(立铣刀)#1=#4+#26;#2=SQRT#4*#4-#1*#1;#3=ATAN#1/#2;#2=#2+#7;G90G0X#24+#2+#7+2y#25;Z5;G1 Z#26 F300;WHILE#3 LT 90 DO1;G1 Z#1 F#9;X#24+#2;G2 I-#2;#3=#3+#17;#1=#4*SIN#3-1;
47、#2=#4*COS#3+#7;END1;G0 Z5;M99;第57页/共123页示例 4-1外球面加工%9014(球刀)#1=#4+#26;中间变量#2=SQRT#4*#4-#1*#1;#3=ATAN#1/#2;角度初值#4=#4+#7;处理球径#1=#4*SIN#3-1;#2=#4*COS#3;G90 G0 X#24+#2+2 Y#25;Z5;G1 Z#26 F300;WHILE#3LT90DO1;G1 Z#1 F#9;X#24+#2;G2 I-#2;#3=#3+#17;#1=#4*SIN#3-1;#2=#4*COS#3;END1;G0 Z5;M99;第58页/共123页4.1.2内球面加工
48、示例4-2，加工图4-4所示内球面。为对刀方便，宏程序编程零点在球面最高处中心，采用从下向上进刀方式。其主程序与示例4-1类似，宏程序调用参数与示例4-1相同，本例不再给出。立铣刀加工宏程序号为%9015，球刀加工宏程序号%9016。第59页/共123页示例 4-2 内球面加工%9015(立铣刀)#6=#4+#26;球心相对零点高度#8=SQRT#4*#4-#6*#6;#3=ATAN#6/#8;加工终止角#8=SQRT#4*#4-#7*#7;#5=ATAN#7/#8;加工起始角G90 G0 X#24 Y#25;加工起点 Z5;G1 Z#26 F50;#5=#5+#17;WHILE#5 LE#3
49、 DO1;#1=#6-#4*COS#5;Z#2=#4*SIN#5-#7;XG1 Z#1 F#9 X#24+#2G3 I-#2#5=#5+#17END1G0 Z5M99第60页/共123页示例 4-2 内球面加工%9016(球刀)#6=#4+#26;球心相对零点高度#8=SQRT#4*#4-#6*#6#3=ATAN#6/#8;加工终止角G90 G0 X#24 Y#25;加工起点 Z5;G1 Z#26 F50;#5=#17;#4=#4-#7;WHILE#5 LE#3 DO1;#1=#6-#4*COS#5;Z#2=#4*SIN#5;XG1 Z#1 F#9;X#24+#2;G3 I-#2;#5=#5+
50、#17;END1;G0 Z5;M99;第61页/共123页4.2水平圆柱面的加工水平圆柱面加工可采用行切加工沿圆柱面轴向走刀，沿圆周方向进刀；走刀路线短，加工效率高，加工后圆柱面直线度好；用于模具加工，脱模力较大；程序可用宏程序或自动编程实现。沿圆柱面圆周方向走刀,沿轴向进刀；走刀路线通常比前一方式长,加工效率较低,但用于大直径短圆柱则较好,加工后圆柱面轮廓度较好；用于模具加工,脱模力较小；程序可用子程序重复或宏程序实现,用自动编程实现程序效率太低。第62页/共123页4.2.1圆柱面的轴向走刀加工示例4-3，为简化程序，以完整半圆柱加工为例(图4-4 a)。为对刀、编程方便，主程序、宏程序零