掌握數控編程是操作現代銑端面打中心孔機床的基礎。一個清晰、高效、安全的程序,不僅能保證加工質量,還能充分發揮機床性能。本文將以一臺典型的FANUC系統臥式數控機床為例,詳細講解一個完整的“銑一端面并打中心孔”的加工程序實例,并對關鍵代碼進行逐行解析。
一、加工任務與前提條件
工件:45鋼棒料,直徑Φ60mm,毛坯長度余量2mm(單邊)。
加工要求:銑削右端面至總長尺寸,并鉆一個B型中心孔(深度約8mm)。
機床:臥式數控銑端面打中心孔機床,帶自動換刀功能。
刀具:
T01:Φ80mm面銑刀(4齒),硬質合金刀片。
T02:Φ5mm B型硬質合金中心鉆。
夾具:液壓卡盤夾持工件左端,右端用尾座頂尖支撐(假設尾座已預先調整好)。
二、程序實例(FANUC 0i 系統格式)
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O1000(程序號:銑端面打中心孔示例)
(程序說明:加工工件右端面及中心孔)
G90 G94 G40 G80 G21 G54; (安全啟動指令組)
M06 T01; (將1號刀換到主軸上)
G43 H01 Z100.; (調用1號刀長度補償,快速移至安全高度Z100)
M03 S800; (主軸正轉,轉速800rpm 銑削轉速)
G00 X70. Z5.; (快速定位:X移至半徑外(70>30),Z距端面5mm)
G01 Z0.2 F200; (以200mm/min進給,接近工件至Z0.2)
Z2.0 F100; (以100mm/min進給,銑削端面,切深2mm,至最終Z2.0位置)
G00 Z5.; (快速退刀至Z5)
M05; (主軸停止)
M06 T02; (將2號刀換到主軸上)
G43 H02 Z100.; (調用2號刀長度補償,移至安全高度)
M03 S1500; (主軸正轉,轉速1500rpm 鉆孔轉速)
G00 X0 Z2.; (快速定位至工件旋轉中心X0,距端面2mm)
G83 Z8.5 R1. Q2. F40; (啄鉆循環:鉆深至Z8.5,R點Z1,每次啄深2mm,進給40mm/min)
G80; (取消固定循環)
G00 Z100.; (快速退至安全高度)
M05; (主軸停止)
M30; (程序結束并返回開頭)
%
```
三、關鍵代碼逐行詳解
1. O1000:程序編號。用于在機床存儲器中標識該程序。
2. G90 G94 G40 G80 G21 G54:
`G90`:絕對坐標編程。所有坐標值均相對于程序原點(G54原點)。
`G94`:進給速度單位為 毫米/分鐘(mm/min)。這是最常用的方式。
`G40`:取消刀具半徑補償。本工序不需要。
`G80`:取消任何已激活的固定循環(如鉆孔循環)。安全起見,程序開始先取消。
`G21`:公制單位編程。
`G54`:選擇第一工件坐標系。我們通過對刀,已將工件右端面中心點設為G54原點(X0, Z0)。
3. M06 T01:自動換刀指令,將刀庫中的1號刀(面銑刀)換到主軸上。
4. G43 H01 Z100.:刀具長度正補償。`H01`調用寄存器中1號刀的長度補償值。執行此句后,機床就知道刀具尖端的真實位置了。`Z100.`是移動目標,即讓刀具快速移動到Z軸100mm的安全位置。
5. M03 S800:主軸以800轉/分鐘的速度順時針旋轉。
6. G00 X70. Z5.:快速移動。`X70.`(大于工件半徑30,確保安全)和`Z5.`(距端面5mm安全距離)。
7. G01 Z0.2 F200:直線插補(切削移動)。以200mm/min的速度移動到Z0.2,這是銑削前的“切入”點,留有0.2mm余量用于平緩切入。
8. Z2.0 F100:繼續直線插補,以100mm/min的速度銑削到Z2.0。這個值(2.0)就是端面需要被銑掉的總量。
9. G00 Z5.:快速抬刀,離開工件。
10. M05:主軸停止。為換刀做準備。
11. M06 T02:換2號刀(中心鉆)。
12. G43 H02 Z100.:調用2號刀的長度補償,并移動到安全高度。
13. M03 S1500:主軸以1500rpm啟動,適合小直徑鉆頭。
14. G00 X0 Z2.:快速定位到工件中心(X0),并距已加工好的端面(Z0)2mm處。X0的準確性至關重要,它由對刀保證。
15. G83 Z8.5 R1. Q2. F40:深孔啄鉆循環。
`Z8.5`:最終鉆孔深度。比中心孔有效深度略深,確保錐面完整。
`R1.`:R點平面位置(Z1)。每次啄鉆后退回至此點排屑。
`Q2.`:每次啄鉆的深度增量(2mm)。鉆深8.5mm,需要5次完成。
`F40`:鉆孔進給速度40mm/min。
動作:從R點開始進給Q深 > 快速退回R點 > 快速進給至離上次孔底一小段距離 > 再次進給Q深 …… 循環直至達到Z8.5。
16. G80:鉆孔循環結束,必須用G80取消,否則后續移動會繼續執行鉆孔動作。
17. G00 Z100.:快速退刀至安全高度。
18. M05:主軸停。
19. M30:主程序結束,光標返回程序開頭,為下一次執行做好準備。
四、編程要點與安全提示
安全第一:程序開頭使用安全指令組(G90,G94,G40,G80,G21),結尾退至安全高度(Z100)。
清晰的注釋:使用括號`()`添加注釋,說明程序目的和關鍵步驟,便于日后閱讀和修改。
合理的進退刀路徑:銑削時先徑向(X方向)定位到工件外,再軸向(Z方向)進給,避免碰撞。
巧用固定循環:對于鉆孔,使用`G83`啄鉆循環遠比用`G01`逐段編程更安全、高效、可靠。
務必對刀準確:程序是基于G54原點(X0, Z0)編寫的。`X0`(中心)和`Z0`(端面)的設定必須精確無誤。
首次運行務必模擬/單段:新程序必須在機床的圖形模擬功能中驗證,并在單段模式下低速試運行,確認無誤后再自動加工。
通過學習和理解這個實例,您可以舉一反三,編寫出滿足各種復雜零件銑端面打中心孔需求的數控程序,從而真正駕馭這臺自動化設備。

