掌握铣打机的数控编程,是充分发挥其自动化、高精度优势的前提。虽然现代CAD/CAM软件可以自动生成大部分代码,但理解基础的G代码(准备功能代码)和M代码(辅助功能代码),对于程序检查、手工修改、故障排查以及深入优化工艺至关重要。本文将聚焦于铣打机在铣端面打中心孔加工中最常用到的G代码指令,并结合实例进行详解。
一、坐标系与基本概念
机床坐标系(G53):机床固有的坐标系,原点在机床的机械参考点。通常用于机床回零或极限位置设定。
工件坐标系(G54G59):编程时使用的坐标系。通过在机床上对刀,将工件上的某一点(如工件端面中心)设为原点(G54原点)。这是铣打机编程最常用的坐标系。
绝对编程(G90)与增量编程(G91):
`G90`:所有坐标尺寸都是相对于工件坐标系原点的绝对位置。
`G91`:坐标尺寸是相对于刀具当前位置的增量值。
建议:主程序结构通常使用`G90`,清晰明了;在重复固定模式(如钻孔循环)的内部,可能使用`G91`。
二、铣打机核心G代码指令详解
1. 快速定位指令:G00
格式:`G00 X_ Z_;` (对于双轴卧式铣打机,通常X为径向,Z为轴向)
功能:命令刀具以机床设定的最快速度(空行程速度)从当前点移动到目标点。轨迹不一定是直线,各轴独立运动,最终同时到达。
应用:用于非切削的快速接近、退刀。示例:`G00 X100. Z50.;` (刀具快速移至X100, Z50的位置)。
2. 直线插补指令:G01
格式:`G01 X_ Z_ F_;`
功能:命令刀具以指定的进给速度`F`,从当前点沿直线移动到目标点。这是实现铣端面切削的核心指令。
应用:端面铣削、台阶铣削、钻孔进给等。示例(铣端面):
```
G01 Z0. F100; (以100mm/min进给,接触工件端面Z0)
Z2. F80; (以80mm/min进给,铣入端面2mm深度)
```
3. 固定循环指令(钻孔类)—— 打中心孔关键
固定循环用一个G代码程序段,定义一系列复杂的钻孔动作,极大简化编程。
G81 钻孔循环(普通钻):
格式:`G81 X_ Z_ R_ F_;`
动作:快速定位至初始点 > 快速移至R点(安全平面)> 以F进给钻孔至Z点 > 快速退回至R点或初始点。
示例:`G81 Z10. R2. F60;` (钻深10mm,R点距工件表面2mm,进给60mm/min)。
G82 锪孔/镗孔循环(带暂停):
在孔底暂停一段时间,以保证孔底平整。常用于打中心孔的定心或倒角。
格式:`G82 X_ Z_ R_ P_ F_;` (P为暂停时间,单位毫秒)。
G83 深孔啄钻循环(强烈推荐用于中心孔):
格式:`G83 Z_ R_ Q_ F_;`
动作:每次钻进Q指定的深度后,快速退至R点排屑,然后再次快速进至离上次孔底一小段距离处,继续钻进。完美解决排屑和散热问题,是钻较深或难加工材料中心孔的首选。
示例:`G83 Z12. R2. Q3. F50;` (每次啄钻3mm深)。
G80 取消固定循环:任何固定循环结束后,必须用`G80`取消,否则后续的移动指令会继续执行循环动作。
4. 刀具补偿指令
刀具长度补偿(G43, G44, G49):
由于每把刀具长度不同,使用`G43`(正向补偿)可以调用刀具偏置寄存器(H代码)中的长度值,使编程时无需考虑刀具实际长度差异。
格式:`G43 Z_ H_;` (如`G43 Z100. H01;` 调用1号刀的长度补偿,定位至Z100)。
`G49`用于取消长度补偿。
刀具半径补偿(G41, G42, G40):
用于轮廓铣削时,根据刀具半径自动偏置刀具路径。在铣打机上若进行轮廓铣削(如轴端异形)会用到。
`G41`为左补偿,`G42`为右补偿,`G40`取消。
三、一个完整的铣端面打中心孔程序示例
```
O1000 (程序号:加工示例)
G90 G94 G40 G80 G21 G54; (绝对编程,分进给,取消补偿,取消循环,公制,选G54坐标系)
M06 T01; (换1号刀 面铣刀)
G43 H01; (调用1号刀长补)
M03 S800; (主轴正转800rpm)
G00 X120. Z5.; (快速定位至起点)
G01 Z0.2 F200; (接近工件)
Z1.8 F80; (铣削端面,切深1.8mm)
G00 Z5.; (退刀)
M05; (主轴停)
M06 T02; (换2号刀 B型中心钻)
G43 H02; (调用2号刀长补)
M03 S1500; (主轴正转1500rpm)
G00 X120. Z2.; (定位)
G83 Z8. R1. Q2. F40; (啄钻中心孔,深8mm)
G80; (取消循环)
G00 Z100.; (退至安全高度)
M05; (主轴停)
M30; (程序结束并复位)
```
四、学习建议
1. 从手册开始:您所使用的铣打机数控系统(如FANUC、SIEMENS)的编程手册是最权威的资料,不同系统略有差异。
2. 善用模拟:在机床的图形模拟功能或仿真

