数控车床程序的编制与生产实例(ppt 72页).ppt

1、第6章 数控车床,学习目标,1了解数控车床的功能和结构，掌握数控车床的加工特点 2熟悉数控车床常用的编程指令和编程方式 3熟悉国产华中数控系统在指令格式上与FANUC系统的区别 4熟练掌握典型车削类零件的加工程序编制方法和宏程序的应用,6.1数控车床简介,数控车床是当今应用较为广泛的数控机床之一，它主要用于加工轴类、盘类等回转体零件的内外圆柱面，任意角度的内外圆锥面，复杂回转内外曲面，圆柱、圆锥螺纹等，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等切削加工,6.1.1 数控车床加工特点,数控车床与普通车床相比较，主要具有以下一些特点 ： 高精度 高效率 高柔性 工艺能力强 高可靠性,6.1.2 数控车

2、床的组成及分类,1数控车床的组成 数控车床由车床主体、数控装置、伺服系统、 辅助装置等几部分组成,数控车床,6.2数控车床程序的编制,6.2.1 数控车床系统的功能 数控车床系统的主要功能包括准备功能、辅助 功能、进给速度功能、主轴转速功能、刀具功 能等,1准备功能（G功能） 准备功能也称G功能或G代码，它是用来指令车 床工作方式或控制系统工作方式的一种命令， G功能由地址符G和其后的两位数字组成（00 99），用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、 机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置 等多种加工操作,FANUC 0i系统常用的G功能一览表,FANUC 0i系统常用的G功能一览表,2辅助功能

3、（M功能） 辅助功能也称M功能，由地址符M和其后的两位 数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以 及机床各种辅助功能的开关动作，如表示主轴 的旋转方向、启动、停止，切削液的开关等功 能,FANUC 0i系统常用的M功能一览表,3S、F和T功能 （1）S功能 S功能即主轴转速指令功能，它是由地址符S 及其后面的数字表示，用来指定车床的主轴 速度，需配合指令G96和指令G97来使用。 （2）F功能 F功能即进给速度功能，用来指定车刀车削表 面时的走刀速度。 （3）T功能 T功能即刀具功能，用来指定加工中所用的刀具号及 其所调用的刀具补偿号，一般T后面可有4位数值，前 2位表示刀具号，后2位表示刀具

4、补偿号,6.2.2 数控车床的基本编程指令 1编程中的有关规定 （1）数控车床坐标系 数控车床一般是两坐标机床（X轴、Z轴）。 随着数控车床刀架的位置不同，坐标系的方位 不同,数控车床坐标系的两种形式,2）数控车床的编程方式 直径编程和半径编程。 绝对编程和相对编程,数控车床编程方法,2G00与G01指令（快速定位与直线插补） 指令格式： G00 ()_()_； 01 ()_()_； _表示目标点绝对坐标。 _表示目标点相对刀具当前点的相对 坐标位移。 X(U)坐标按直径输入,3G02/G03指令（圆弧插补） 指令格式： X（U）_ Z（W）_ F ; 顺时针圆弧插补（G02）与逆时针圆弧插补

5、（G03）的判 断方法：沿着弧所在平面（如平面）的正法线方向 （+Y轴）向负方向（Y轴）观察，圆弧插补按顺时针方 向为02，逆时针方向为03，如图6-7所示,顺圆与逆圆的判别,圆弧插补指令说明,4G04（暂停） 指令格式：G04 X_；或 G04 P_； X表示指定时间，单位为s（秒），允许使用小数点，如G04 X2.0表示暂停2s。 P表示指定时间，单位为ms（毫秒），不允许使用小数点，如G04 P2000也表示暂停2s。 G04常用于车槽、镗孔、钻孔指令后，以提高表面质量及有利于铁屑充分排出,5G41/G42/G40（刀尖圆角半径补偿） （1）刀尖半径补偿 40：取消刀尖半径补偿，这时，刀

6、尖运动轨 迹与编程轨迹重合。 41：刀尖半径左补偿，即操作者处于+Y轴向 Y轴观察，并沿着车刀进给方向看，车 刀在工件的左侧，称左刀补 42：刀尖半径右补偿，即操作者处于+Y轴向 Y轴观察，并沿着刀具进给方向看，车 刀在工件的右侧，称右刀补,2）指令格式 X（U） Z（W） ; （3）刀尖的方位,刀尖方位的规定（前置刀架,4）补偿值的设定,刀具补偿的设定,6G90与G94指令（简单固定循环） （1）内、外圆切削循环G90 指令格式：G90 X (U) Z (W) R F ; 执行该指令刀具从循环起点开始按ABCDA作循环运动，最后又回到循环起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_ W_为切削终

7、点（C点）相对于循环始点（A点）的位移量。 _为锥体面切削始点与切削终点的半径差 _进给速度,G90外形加工循环,2）端面切削循环G94 指令格式：G94 X (U) Z (W) R F ; 如图6-20所示，执行该指令刀具从循环起点开始按ABCDA作循环运动，最后又回到循环起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_W_为切削终点（C点）相对于循环始点（A点）的位移量。 _为锥体面切削始点与切削终点在Z轴方向的差，即ZbZc，如图6-21所示；当R=0时，即为切削端平面，可省略。 _进给速度,94车削端面循环轨迹,94车削带有锥度的端面循环轨迹,G94切削循环例图,7G70、G71、G72、G7

8、3、G75指令（复合固定循环） （1）71（内、外径粗车循环） G71指令通过与Z轴平行的运动来实现内孔、外 圆加工，常用于毛坯为棒料的粗加工。 指令格式： G00 X Z ； 71 d e； 71 ns nf u w f,G71外径粗车循环路线图,，为粗车循环起刀点位置 d为循环切削过程中径向的背吃刀量，半径值。单位为mm。 e为循环切削过程中径向的退刀量，半径值，单位为mm。 ns为精加工形状程序段中的开始程序段号。 nf为精加工形状程序段中的结束程序段号 u为轴方向的精加工余量，直径值，单位为mm。在圆筒毛坯料粗镗内孔时，应指定为负值。 w为轴方向的精加工余量，单位为mm。 f为粗加工循

9、环中的进给速度,编程时注意以下几点。 在使用71进行粗加工循环时，只有含在71程序段中的、功能才有效。而包含在nsnf精加工形状程序段中的、功能，对粗车循环无效。 在AA间顺序号ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必须指定，也不能含有Z轴指令。 A必须符合、轴方向的单调增大或减少的模式,即一直增大或一直减小。 在加工循环中可以进行刀具补偿,2）G70（精车循环） G70指令用于切除G71或G73指令粗加工后留下的加工余量 指令格式： G00 X Z； 70 ns nf f ； 程序段中各地址的含义同G71,3）72（端面粗加工循环） G72指令通过与X轴平行的运动来实现内外圆端面粗加

10、工，常用于径向尺寸大，轴向尺寸较小的零件粗车加工。 指令格式： G00 X Z； 72 W d e ； 72 ns nf u w f,G72端面粗车循环路线图,编程时注意以下几点。 在使用72进行粗加工循环时，只有含在72程序段中的、功能才有效。而包含在nsnf精加工形状程序段中的、功能，对粗车循环无效。 在A间顺序号ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必须指定，且不能含有X轴指令。 之间必须符合轴、轴方向的单调增大或减少的模式，即一直增大或一直减小。 在加工循环中可以进行刀具补偿,4）G73（仿形粗车循环） G73仿形切削循环就是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状。 指令格式：

11、G00 X Z； 73 i k d； 73 ns nf u w f,i为X轴方向退刀总距离及方向，半径值； k为Z轴方向退刀总距离及方向； d为分割次数，等于粗车次数。 其他各项与G71相同,G73仿形粗车循环路线图,5）G75（切槽循环指令） G75指令主要用于加工径向环形槽。加工中径 向断续切削起到断屑、及时排屑的作用，特别 适合加工宽槽。 指令格式： G00 X 1 Z 1 ； 75 R e ； 75 X 2 Z 2 Pi Qk Rw F f,1、1为切槽起始点坐标。 2为槽底直径。 2为切槽时的Z向终点位置坐标，同样与切槽起始位置有关 e为切槽过程中径向的退刀量，半径值，单位为mm。

12、i为切槽过程中径向的每次切入量，半径值，单位为m。 k为沿径向切完一个刀宽后退出，在Z向的移动量，单位为m，但必须注意其值应小于刀宽。 w为刀具切到槽底后，在槽底沿Z方向的退刀量，单位为m，注意：尽量不要设置数值，取0，以免断刀,8螺纹加工 （1）G32（单行程螺纹切削指令） 指令格式： G32 （）_（）_Q_； （）_（）_与G00相同。 _为螺纹导程。 如45，Z轴为长轴，螺距是Lz； 如45，X轴为长轴，螺距是Lx。 Q_为螺纹起始角。该值为不带小数点的非模态值。如果是单线螺纹，则该值不用制定，这时该值为0；若是双线螺纹，Q值为180000,2）G92（单一循环螺纹切削指令） 指令格式

13、：92 （）_（）_ R_； 执行该指令刀具从循环起点开始按ABCDA作循环运动，最后又回到循环起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_W_为切削终点（C点）相对于循环始点（A点）的位移量。 _为螺纹切削始点与切削终点的半径差，即RbRc；加工圆柱螺纹时，R为0，表示加工圆柱螺纹，可省略。 如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配,螺纹切削单一循环指令G92,常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量,3）G76（复合循环螺纹切削指令） 指令格式： G76 P m r a Q d min R d G76 X ( U ) Z ( W )

14、R i P k Q d F f m为精加工最终重复次数（199）。 r为倒角量。 a为刀尖的角度。 dmin为最小切入量（用半径值指定）。 d为精加工余量。 X（U）Z（W）为螺纹切削终点坐标（绝对坐标或相对坐标）。 i为螺纹锥度。 k为螺纹牙形的高度（用半径值指令x轴方向的距离）。 d为第1次的切入量（半径值，无符号）。 f为螺纹的导程,G76指令运动轨迹,9子程序调用 在加工工件时，当相同的切削路线重复出现， 可以把这类路径作为子程序编写，先存储起 来，再多次调用，使程序简化。 格式：M98 P XXXXX 其中，XXXX为要调用的子程序号；为重 复调用次数，省略为一次,6.2.3 华中数

15、控系统编程指令 1复合循环指令 （1）G71（内/外径粗车复合循环指令） 无凹槽加工时 指令格式：G00 X Z ； 71 d r ns nf Xx Zz f ； 指令中的各地址参数与FANUC 0i系统相同，不 再赘述。不同之处在于华中数控系统将所有地 址写在一行，且X轴方向的精加工余量和Z轴方 向的精加工余量分别用地址X和地址Z描述,有凹槽加工时 指令格式：G00 X Z； 71 d r ns nf Ee f ； e为精加工余量，为X方向的等高距离，外径切 削时为正，内径切削时为负。其余各项同前,2）G73（仿形粗车复合循环指令） 指令格式：G00 X Z； 73 i Wk r ns nf

16、 Xx Zz f ； i为X轴方向的粗加工总余量，k为Z轴方向的 粗加工总余量，r为粗切削次数。其余各项的含 义同G71指令,3）G76（螺纹切削复合循环指令） 使用复合循环指令G76，刀具会自动进行多次 进给切削，只需一个指令即可加工出整个螺纹。 指令格式： G00 X Z； G76 C c R r E e A a Xx Zz I i Kk Ud V d min Q d P p F L,c为精车次数（0199），必须用两位数表示，为模态值。 r为螺纹Z向退尾长度（0099），为模态值。 e为螺纹X向退尾长度（0099），为模态值。 a为刀尖的角度（两位数字），有80、60、55、30、29和

17、0 6种，为模态值。 X、Z为螺纹切削终点坐标（绝对坐标或相对坐标）。 i为螺纹锥度。 k为螺纹牙形的高度（用半径值指令X轴方向的距离）。 dmin为最小背吃刀量（半径值）。 d为精加工余量（半径值）； d为第一次背吃刀量（半径值，无符号）； P为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角。 L为螺纹的导程,2宏程序 （1）宏变量及常量 宏变量：宏变量范围为#0#599，分层如下： #0#49：当前局部变量 #50#199：全局变量 #200#249：0层局部变量 #250#299：1层局部变量 #300#349：2层局部变量 #350#399：3层局部变量 #400#449：4层局部变量 #45

18、0#599：5层局部变量 #500#549：6层局部变量 #550#599：7层局部变量,常量：常量有PI、TRUE、FALSE。 PI：圆周率。 TRUE：条件成立（真）。 FALSE：条件不成立（假,2）运算符与表达式 算术运算符：+、/。 条件运算符：EQ（=）、NE（）、GT（）、GE（）、LT（）、LE（）。 逻辑运算符：AND、OR、NOT。 函数：SIN（正弦）、COS（余弦）、TAN（正切）、ATAN（反正切）、ABS（绝对值）、INT（取整）、SIGN（取符号）、SQRT（开方）、EXP（指数）。 表达式：用运算符连接起来的常数、宏变量构成表达式，例如：#1+#3/2+2，S

19、QRT#1*#1#18*#18,3）赋值语句 把常数或表达式的值赋给一个宏变量称为赋值。 格式：宏变量=常数或表达式 例如：#1=10，#112=#6*COS#100 （4）条件判断语句（IF,ELSE,ENDIF） 格式： IF条件表达式 ELSE ENDIF IF条件表达式 ENDIF,5）循环语句（WHILE,ENDW） 格式： WHILE 条件表达式 ENDW,6.3数控车床编程生产实例,6.3.1 轴类零件 用数控车床完成如图所示轴类零件加工。材料 为45钢，毛坯为45100，按照图样要求完成 节点、基点计算，设定工件坐标系，制定正确 的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参 数，编制数控加工程序（以华中数控系统指令 编程,轴类零件编程实例,1工艺路线 工件的外形有R20凹圆弧，故可用有凹槽的外径粗加工复合循环G71指令进行粗加工。 车槽94。 加工M122外螺纹。 切断，放1mm长度余量。 调头车端面保总长,2刀具的选择,3切削参数的选择,轴类零件各工序刀具的切削参数,6.3.2 套类零件,用数控车床完成图所示套类零件的加工。材料 为45钢，毛坯为40100，预制孔20，按照 图样要求完成节点、基点计算，设定工件坐标 系，制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和 切削工艺参数，编制数控加工程序以FANUC数 控系统