數控銑床編程加工——

內外輪廓的編程與加工

編程指令數控機床在切削過程中不可避免地存在刀具磨損問題，比如鉆頭長度變短，銑刀半徑變小等，這時加工出的工件尺寸也隨之變化。

如果系統功能中有刀具尺寸補償功能，則可在操作面板上輸入相應的修正值，使加工出的工件尺寸仍然符合圖樣要求，否則就得重新編程。

有了刀具尺寸補償功能后，數控編程大為簡便，在編程時可以完全不考慮刀具中心軌跡計算，直接按零件輪廓編程。啟動機床加工前，只需輸入使用刀具的參數，數控系統會自動計算出刀具中心的運動軌跡坐標，減輕了編程人員勞動強度。另外，試切和加工中工件尺寸與圖樣要求不符時，可借助相應的補償加工出合格的零件。刀具的補償通常有三種：刀具半徑補償、刀具長度補償和刀具磨損補償。（1）刀具半徑補償指令G41／G42／G40

在銑床上進行輪廓加工時，因為銑刀具有一定的半徑，所以刀具中心（刀心）軌跡和工件輪廓不重合。

數控裝置大都具有刀具半徑補償功能，為程序編制提供了方便。當編制零件加工程序時，只需按零件輪廓編程，使用刀具半徑補償指令，并在控制面板上用鍵盤（CRT／MDI）方式，人工輸入刀具半徑值，數控系統便能自動計算出刀具中心的偏移量，進而得到偏移后的中心軌跡，并使系統按刀具中心軌跡運動。G17G41/G42/G40G00/G01X__Y__D__F__說明：1）G41、G42、G40為模態指令，G41為刀具半徑左補償，G42為刀具半徑右補償，G40為取消刀補，機床初始狀態為G40。2）G41、G42的判斷方法：順著刀具前進方向看（假定工件不動），刀具位于工件切削廓的左側，稱為刀具半徑左補償；刀具位于工件切削輪廓的右側，稱為刀具半徑右補償3）D為刀具補償號，也稱為刀具偏置代號地址字，后面常用兩位數字表示代號。D代碼中存放刀具半徑值作為偏置量，用于數控系統計算刀具中心的運動軌跡。一般有D00～D99。偏置量可用CRT／MDI方式輸入。4）刀具半徑補償值必須小于最小內圓弧半徑值，當刀具半徑補償值大于程序中內圓弧半徑時，機床報警并停止在將要過切語句的起始點上。刀具半徑補償的作用：1）刀具因磨損、重磨、換新而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數設置中輸入變化后的刀具直徑。1為未磨損刀具，2為磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數表中的刀具半徑r1改為r2，即可適用于同一程序。2）用同一程序，并用同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補償，粗精加工均可進行。刀具半徑為r，精加工余量為A。粗加工時，輸入刀具直徑D=2(r+Δ)，則加工出細雙點畫線輪廓。精加工時，用同一程序、同一刀具，但輸入刀具直徑D=2r，則加工出實線輪廓。3）采用同一程序段加工同一公稱直徑的凹凸模。對于同一公稱直徑的凹、凸型面，只需寫成一個程序，在加工外輪廓時，將偏置值設為＋，刀具中心將沿輪廓的外側切削：當加工內輪廓時，將偏置值設為-R，這時刀具中心將沿輪廓的內側切削。這種編程與加工方法在模具加工中運用較多。2.刀具長度補償指令G43／G44／G49通常加工一個工件時，每把刀具的長度都不相同，同時，刀具的磨損或裝夾也會引起刀具長度發生變化，因此在同一坐標系下執行如GO0ZO這樣的指令時，刀具的長度不同會導致刀具端面到工件的距離也不同。這種情況下，如果頻繁改變程序就會非常麻煩且易出錯。為此，應事先測定出各刀具的長度，然后把它們與標準刀具（通常定為第一把刀）長度的差設定給CNC。這樣在運行長度補償程序時，即使換刀，程序也不需要改變。長度補償程序使刀具端面在執行Z軸定位的指令（如GOOZO）后距離工件的位置是相同的。這個功能稱為刀具長度補償功能。

刀具長度偏置指令就是用來實現刀具長度補償功能的，它可以補償長度方向尺寸的變化。數控機床規定傳動的主軸為數控機床的Z軸，所以通常在Z軸方向進行長度補償。

在編寫工件加工程序時，先不考慮刀具的實際長度，而是按刀具標準長度或確定一個編程參考點進行編程，如果實際刀具長度和標準長度不一致，可以通過執行刀具長度偏置指令實現刀具長度差值的補償。指令格式：G43/G44Z__H__G49或H00說明：無論是絕對值指令，還是增量值指令，在G43時，程序中Z軸移動指令終點坐標值加上H代碼指定的偏移量（設定在偏置存儲器中）作為實際終點坐標值；在G44時，程序中Z軸移動指令終點坐標值減去H代碼指定的偏移量，作為實際終點坐標值。執行G43時：Z實際值=Z指令值＋Hxx執行G44時：Z實際值=Z指令值-Hxx實際應用中，常使用G43作為刀具長度補償H為刀具長度補償號，后面常用兩位數字表示代號，其中存放的是刀具的長度補償值當Hxx中的數值為正時，刀具長度正補償，適用于比基準刀具長的刀具當Hxx中的數值為負時，刀具長度負補償，適用于比基準刀具短的刀具03040N10G54G90G00Z100;N20M03S800;N30G00X-80Y-60;N40G43Z5H01;N50G01Z-3F200;N60G41X-52Y-53D01F100;N70Y0;N80X-46Y37;N90X-23;N100G03X23Y37R40;N110G01X45;N120X52Y0;N130Y-32;N140X47Y-37;N150X-37;N160G02X-52Y-22R15;N170G03X-72Y-2R20;N180G01G40X-80Y-60F200;N190Z5;N200G49G00Z100;N210M05;N220M30;如圖所示凸模板，加工部位是厚度為3mm的零件凸臺外輪廓，輪廓形狀由R40mm、R15mm圓弧段和8段直線構成，選用φ20mm的立銑刀切削，工件坐標系和銑削路線如圖3-67所示，試用刀具補償功能編寫加工程序。03041N10G54G90G00Z100;N20M03

S1000;N30G00X-18Y0;N40G43Z5H01;N50G01Z-5F40;N60X30F70;N70Y17.714;N80G02X-30Y17.714R56;N90G01Y-9;N100G41X50D01;N110Y41.762;N120G03X35Y45.635R8;N130G02X-35R40;N140G03X-50Y41.762R8;N150G01Y-15;N160G03X-40Y-25R10;N170G01X40;N180G03X50Y-15R10;N190G01Y-9;N200G01G40X-18Y0F200;N210Z5;N220G49G00Z100;N230M05;N240M30;如圖所示凹模板，加工部位是深度為10mm的零件內輪廓，輪廓形狀由R40mm、R8mm圓弧段和3段直線構成，選用φ14mm的立銑刀切削，工件坐標系和銑削路線如圖所示，基點坐標見表3-8，試用刀具補償功能編寫加工程序。03042N10G54G90G00Z100;N20M03S600;N30G00X40Y-40;N40G43Z5H01;N50G01Z-6F100;N60G41X32D01;N70X0;N80G02J40;06NG01X-32;N100G40X-40;000N110G00Z10;N120X0Y15;N130G01Z-6;N140G41Y0D01;N150G03X30R15;N160X-30R30;N170X0R15;N180G40G01Y15;N190Z5;N200G49G