淺談簡化指令在數控銑削加工中的應用技巧*

劉才志

（長沙航天學校，湖南長沙 410205）

在數控銑削手工編程中，采取常規指令雖然可以順利加工出一般零件，但比較繁瑣，程序量也會很大。特別是對于一些局部具有對稱、旋轉、縮放等特征的零件，如果合理地采用數控銑削簡化指令，可以大大降低編程難度，減少編程計算，縮短編程長度，有效避免出錯率，提高編程效率[1]。本文以實例為牽引，采用華中數控數控銑床簡化指令進行編程技巧探討，以期取得舉一反三、事半功倍的效果。

1 數控銑削簡化指令功能、格式及使用注意要點

數控銑削簡化指令主要有鏡像、旋轉、縮放三類構成[2]。

1.1 鏡像指令G24/G25

（1）功能：當工件上具有對稱結構時，可以只對其中一部分進行編程，就能加工出對稱部分[3]。

（2）格式：

G24 X Y Z

M98 P

G25 XY Z

其中：G24、G25分別表示建立鏡像和取消鏡像；（X Y Z）表示鏡像軸的坐標。

注意：（X Y Z）表示鏡像軸的坐標，而非鏡像軸。如相對于X軸對稱，指令后需寫Y0，而非X0。

1.2 旋轉指令G68/G69

（1）功能：當工件上具有相同結構形狀而擺放位置呈一定角度關系時，可以只對其中一部分進行編程，就能加工出其他部分。

（2）格式：

G68 X Y ZP

M98 P

G69

其中：G68、G69分別表示建立旋轉和取消旋轉；其后的P表示旋轉角度；（X Y Z）表示旋轉中心的坐標。

（3）注意：旋轉角度P的取值范圍為“-360°～360°”，逆時針旋轉為正，反之為負[4]。

1.3 縮放指令G51/G50

（1）功能：用于比例縮放，即使程序制定的圖形按比例大小放大或者縮小[5]。

（2）格式：

G51 XY ZP

M98 P

G50

其中：G51、G50分別表示建立縮放和取消縮放；其后的P表示縮放倍數；（X Y Z）表示縮放中心的坐標。

（3）注意：縮放倍數P的取值為P=非基本體軸長÷基本體軸長。基本體是指編程者指定的縮放前的工件形狀，用于子程序編程。非基本體是在基本體的基礎上進行縮放的圖形。軸長通常是多邊形的邊長、圓的的半徑或直徑[6]。

2 加工實例及編程策略

如圖1所示零件，為多個復合內腔構成。零件圖例分析可以看出，其中四個邊角的內六邊形，是以中心軸線對稱，同時按一定比例做了縮放處理，以左上角的內六邊形為基本體，通過計算可以發現它們的比例是左下角圖形為0.7、右上角圖形為0.6、右下角圖形圖像為1，中間的5個腰型槽是以坐標原點為中心旋轉而成。按照零件特點初步制定編程方案為六邊形按照鏡像后再縮放完成，腰型槽則按照旋轉完成。

圖1 零件圖例

（1）編程策略

正是該零件在結構上有鏡像、縮放、旋轉的特點，可以綜合采用“G24+G51”的模式來編程，首先把左上角內六邊形編程一個子程序，選用直徑8的平底刀，一次下到加工深度平面，本文主要目的是介紹簡化指令的運用，在下刀就采用垂直下刀，從型腔的中心向邊角位移建立刀補，同時因選用刀具半徑與圓角相同，所以編程中可以不編寫圓弧。

（2）編程過程

%0001（主程序）

G54

M03S1000

M08

G00X0Y0Z10

M98P2000(加工左上角六邊形)

G24Y0（按X軸鏡像）

M98P1000(加工左下角六邊形)

G25Y0（鏡像取消）

G24X0（按y軸鏡像）

M98P4000(加工右上角六邊形)

G25X0（鏡像取消）

M98P2000(加工右下角六邊形)

G25X0Y0（鏡像取消）

G00Z10

M98P3000（加工腰型槽）

G68X0Y0P72（以原點為中心旋轉72°）

M98P3000

G69（旋轉取消）

68X0Y0P144（以原點為中心旋轉144°）

M98P3000

他的妻子覺得奇怪，問他：“這是你的家，你怎么還不進來呢？”那人說：“門口沒有掛鞋，這不是我的家。”他的妻子無奈地問：“你難道也不認識我了？”那個人仔細地看了看妻子，這才恍然大悟。

G69（旋轉取消）

68X0Y0P216（以原點為中心旋轉216°）

M98P3000

G69（旋轉取消）

68X0Y0P288（以原點為中心旋轉288°）

M98P3000

G69（旋轉取消）

G00Z100

M30

%1000(加工左下角六邊形子程序)

G51X-75Y-75P0.7（縮放0.7倍）

M98P2000

G50（縮放取消）

M99

%4000(加工右上角六邊形子程序)

G51X75Y75P0.6（縮放0.6倍）

M98P2000

G50（縮放取消）

M99

%2000（加工左上角基本體子程序）

G00X-75Y75（定六方中心）

G01Z-5F30（垂直下刀）

G41G01X-53Y75D01F100（建立左刀補）

X-64Y94.1（以下5行是六方的走刀軌跡）

X-86

X-97Y75

X-86Y55.9

X-64Y55.9

G40X-75Y75（回六方中心，取消刀補）

G0Z10（提刀）

M99

%3000（腰型槽基本體子程序）

G00X0Y37.5Z10（定腰型槽中心）

G01Z-5F30（垂直下刀）

G41G01X7Y50D01（建立左刀補）

G03X-7Y50R7（以下5行是腰型槽的走刀軌跡）

G01X-7Y25

G03X7Y25R7

G01X7Y50

G03X-7Y50R3

G40X0Y37.5（回腰型槽中心，取消刀補）

G00Z10（提刀）

M99

3 簡化指令應用說明

（1）三大簡化指令G24∕G25、G68∕G69、G51∕G50必須配套使用，前后呼應，缺一不可。

（2）在鏡像、縮放、旋轉功能下不能使用G52指令，但在G52下能進行鏡像、縮放、坐標系旋轉。即建立各指令的先后順序是“先平移，后旋轉，再刀補”[7]。

（3）加工基本體圖形用子程序實現，且編程路徑一般為：“特殊點出發—加工基本體—返回特殊點”，以確保工件每次加工形狀不發生“漂移”。

（4）在運用簡化指令加工時，可以適時、合理配合運用坐標系平移G52指令，以擴大加工范圍[8]。

（5）三大簡化指令必須配合子程序一起使用，且子程序的編程為基本體加工程序。

4 結束語

數控銑削簡化指令在使用時必須細致、細心，同時要根據工件形狀巧妙、靈活地配合如工件坐標系平移、刀具補償等指令共同使用，注意關注子程序應用的編程方法，這樣一來，可以大大簡化編程工作量，把貌似復雜的零件編程極大地簡化，提高了編程的效率。當然，數控系統若有變化，指令的格式和使用方法可能也隨之微調，編程者在實際編程操作時需格外留意。