浅谈简化指令在数控铣削加工中的应用技巧*

刘才志

（长沙航天学校，湖南长沙 410205）

在数控铣削手工编程中，采取常规指令虽然可以顺利加工出一般零件，但比较繁琐，程序量也会很大。特别是对于一些局部具有对称、旋转、缩放等特征的零件，如果合理地采用数控铣削简化指令，可以大大降低编程难度，减少编程计算，缩短编程长度，有效避免出错率，提高编程效率[1]。本文以实例为牵引，采用华中数控数控铣床简化指令进行编程技巧探讨，以期取得举一反三、事半功倍的效果。

1 数控铣削简化指令功能、格式及使用注意要点

数控铣削简化指令主要有镜像、旋转、缩放三类构成[2]。

1.1 镜像指令G24/G25

（1）功能：当工件上具有对称结构时，可以只对其中一部分进行编程，就能加工出对称部分[3]。

（2）格式：

G24 X Y Z

M98 P

G25 XY Z

其中：G24、G25分别表示建立镜像和取消镜像；（X Y Z）表示镜像轴的坐标。

注意：（X Y Z）表示镜像轴的坐标，而非镜像轴。如相对于X轴对称，指令后需写Y0，而非X0。

1.2 旋转指令G68/G69

（1）功能：当工件上具有相同结构形状而摆放位置呈一定角度关系时，可以只对其中一部分进行编程，就能加工出其他部分。

（2）格式：

G68 X Y ZP

M98 P

G69

其中：G68、G69分别表示建立旋转和取消旋转；其后的P表示旋转角度；（X Y Z）表示旋转中心的坐标。

（3）注意：旋转角度P的取值范围为“-360°～360°”，逆时针旋转为正，反之为负[4]。

1.3 缩放指令G51/G50

（1）功能：用于比例缩放，即使程序制定的图形按比例大小放大或者缩小[5]。

（2）格式：

G51 XY ZP

M98 P

G50

其中：G51、G50分别表示建立缩放和取消缩放；其后的P表示缩放倍数；（X Y Z）表示缩放中心的坐标。

（3）注意：缩放倍数P的取值为P=非基本体轴长÷基本体轴长。基本体是指编程者指定的缩放前的工件形状，用于子程序编程。非基本体是在基本体的基础上进行缩放的图形。轴长通常是多边形的边长、圆的的半径或直径[6]。

2 加工实例及编程策略

如图1所示零件，为多个复合内腔构成。零件图例分析可以看出，其中四个边角的内六边形，是以中心轴线对称，同时按一定比例做了缩放处理，以左上角的内六边形为基本体，通过计算可以发现它们的比例是左下角图形为0.7、右上角图形为0.6、右下角图形图像为1，中间的5个腰型槽是以坐标原点为中心旋转而成。按照零件特点初步制定编程方案为六边形按照镜像后再缩放完成，腰型槽则按照旋转完成。

图1 零件图例

（1）编程策略

正是该零件在结构上有镜像、缩放、旋转的特点，可以综合采用“G24+G51”的模式来编程，首先把左上角内六边形编程一个子程序，选用直径8的平底刀，一次下到加工深度平面，本文主要目的是介绍简化指令的运用，在下刀就采用垂直下刀，从型腔的中心向边角位移建立刀补，同时因选用刀具半径与圆角相同，所以编程中可以不编写圆弧。

（2）编程过程

%0001（主程序）

G54

M03S1000

M08

G00X0Y0Z10

M98P2000(加工左上角六边形)

G24Y0（按X轴镜像）

M98P1000(加工左下角六边形)

G25Y0（镜像取消）

G24X0（按y轴镜像）

M98P4000(加工右上角六边形)

G25X0（镜像取消）

M98P2000(加工右下角六边形)

G25X0Y0（镜像取消）

G00Z10

M98P3000（加工腰型槽）

G68X0Y0P72（以原点为中心旋转72°）

M98P3000

G69（旋转取消）

68X0Y0P144（以原点为中心旋转144°）

M98P3000

他的妻子觉得奇怪，问他：“这是你的家，你怎么还不进来呢？”那人说：“门口没有挂鞋，这不是我的家。”他的妻子无奈地问：“你难道也不认识我了？”那个人仔细地看了看妻子，这才恍然大悟。

G69（旋转取消）

68X0Y0P216（以原点为中心旋转216°）

M98P3000

G69（旋转取消）

68X0Y0P288（以原点为中心旋转288°）

M98P3000

G69（旋转取消）

G00Z100

M30

%1000(加工左下角六边形子程序)

G51X-75Y-75P0.7（缩放0.7倍）

M98P2000

G50（缩放取消）

M99

%4000(加工右上角六边形子程序)

G51X75Y75P0.6（缩放0.6倍）

M98P2000

G50（缩放取消）

M99

%2000（加工左上角基本体子程序）

G00X-75Y75（定六方中心）

G01Z-5F30（垂直下刀）

G41G01X-53Y75D01F100（建立左刀补）

X-64Y94.1（以下5行是六方的走刀轨迹）

X-86

X-97Y75

X-86Y55.9

X-64Y55.9

G40X-75Y75（回六方中心，取消刀补）

G0Z10（提刀）

M99

%3000（腰型槽基本体子程序）

G00X0Y37.5Z10（定腰型槽中心）

G01Z-5F30（垂直下刀）

G41G01X7Y50D01（建立左刀补）

G03X-7Y50R7（以下5行是腰型槽的走刀轨迹）

G01X-7Y25

G03X7Y25R7

G01X7Y50

G03X-7Y50R3

G40X0Y37.5（回腰型槽中心，取消刀补）

G00Z10（提刀）

M99

3 简化指令应用说明

（1）三大简化指令G24∕G25、G68∕G69、G51∕G50必须配套使用，前后呼应，缺一不可。

（2）在镜像、缩放、旋转功能下不能使用G52指令，但在G52下能进行镜像、缩放、坐标系旋转。即建立各指令的先后顺序是“先平移，后旋转，再刀补”[7]。

（3）加工基本体图形用子程序实现，且编程路径一般为：“特殊点出发—加工基本体—返回特殊点”，以确保工件每次加工形状不发生“漂移”。

（4）在运用简化指令加工时，可以适时、合理配合运用坐标系平移G52指令，以扩大加工范围[8]。

（5）三大简化指令必须配合子程序一起使用，且子程序的编程为基本体加工程序。

4 结束语

数控铣削简化指令在使用时必须细致、细心，同时要根据工件形状巧妙、灵活地配合如工件坐标系平移、刀具补偿等指令共同使用，注意关注子程序应用的编程方法，这样一来，可以大大简化编程工作量，把貌似复杂的零件编程极大地简化，提高了编程的效率。当然，数控系统若有变化，指令的格式和使用方法可能也随之微调，编程者在实际编程操作时需格外留意。