数控系统车削指令体系

1、一、数控车床的用途回顾 数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面，圆锥面、螺纹表面、成形回转体面等。对于盘类零件可以进行钻孔、扩孔、绞孔、镗孔等。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。 二、数控车削指令 车削程序结构与指令字格式与铣床相同。不再赘述,指令列表,1 主轴功能S 2 进给功能F 3 刀具功能T 4、快速定位G00 5、直线插补G01 6、顺圆插补G02、逆圆插补G03 7、刀尖半径补偿取消G40 、左偏刀尖半径补偿G41 ，右偏刀尖半径补偿G42 8、自动回参考点 G28 9、暂停指令 G04 10、单一固定循环指令G90、G92、G94 11、复合固定循环指令G70、G71、G

2、72,1) 主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位由G96、G97决定 ； 2) G96 S_表示主轴恒线速度旋转，S指定切削线速度，其后的数值单位为：米/每分钟(m/min)。常与G50 S_连用，以限制主轴的最高转速。(G96恒线速度有效，G97取消恒线速度)模态指令 。 3) G97 S_表示主轴恒转速切削，S指定主轴转速，其后的数值单位为：转/每分(r/min)；模态指令，系统默认。 4) 设定恒线速度可以使工件各表面获得一致的表面粗糙度。因为线速度，半径小的角速度大，反之角速度小。所以使用G96指令主轴必须能自动变速。（如：伺服主轴、变频主轴） 5) S所编程的主轴转速

3、可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调,1 主轴功能S_,例1： N5G96S600； N10G50S1200,例2： N5G97S600,主轴以600m/min的恒线速度旋转,主轴的最高转速为1200r/min,主轴以600r/min的转速旋转,1） F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速 度，其后的数值表示刀具进给速度，单位由G99、G98 及G32、G76、G92决定。 2） G98 F_进给速度单位是每分钟进给量(mm/min)，范围 115000(mm/min)； 3） G99 F_进给速度单位是每转进给量(mm/r），范围 0.0001500.0000(mm/r)，

4、系统默认； 4） G32/G76/G92 F_ 指定螺纹的螺距，范围0.0001 500.0000(mm/r)。 5） 借助于机床控制面板上的倍率按键，F可在一定范围内进 行修调，当执行螺纹切削循环G76、G92及螺纹切削G32 时，倍率开关失效，进给倍率固定在100%。 6） F为续效指令，直到被新的 F值所取代，而工作在 G00方 式下，快速定位的速度是各轴的最高速度，与所编 F无关,2 进给功能 F,例3： N5G98F10,例4： N5G99F0.2,车削进给速度为10mm/min,车削进给速度0.2mm/r,例5： N5G32F5,螺纹螺距为5mm,M 代码及功能表,说明： 1）T代

5、码用于选刀，其后的 4 位数字分别表示选择 的刀具号和刀具补偿号； 2）执行 T 指令，转动转塔刀架，选用指定的刀具； 3）当一个程序段同时包含 T 代码与刀具移动指令时， 先执行 T 代码指令，而后执行刀具移动指令； 4）刀具的补偿包括刀具偏置补偿、刀具磨损补偿及刀 尖圆弧半径补偿，刀尖位置； 5）T指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。刀尖圆弧补 偿号与刀具偏置补偿号对应； 6）取消刀补 T_00,3 刀具功能T,准备功能G代码 准备功能 G指令由 G后一或二位数值组成，它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。 G 功能根据功能的不同分成若干

6、组，其中 00组的G 功能（G04、G28、G70-G76）称非模态 G 功能，其余组的称模态G功能,格式：G00 X（U）_ Z（W）_ 说明： 1）X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的 坐标。X向为直径编程。因为测量和图纸上的零件尺寸均 以直径值表示，所以用直径值编程。为提高工件的径向 尺寸精度，X向的脉冲当量可取Z向的一半。 2）U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移 量。U向为直径编程。 3）G00 指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当 前位置快速移动到程序段指令的定位目标点，不能用 F- 规定。快移速度可由面板上 的“快速修调”修正。 4）同一程序行

7、中X、U、 Z、W可以混合编程,4、快速定位指令 G00,例：命令刀具从点A快速移动到点B，编程如下： N20 G00 X25 Z30；或 N20 G00 U15 W20；或N20 G00 X25 W20；或N20 G00 U15 Z30,图 G00移动方式,刀具的移动方式有三种： 1) 各轴以其最快的速度同时移动，通常情况下因速度和移动距离的不同先后到 达目标点，刀具移动路线为任意的。 2) 各轴按设定的速度以联动的方式移动到位，刀具移动路线为一条直线。 3) 各轴按输入的坐标字顺序分别快速移动到位，刀具的移动路线为阶梯形,5、直线插补指令G01,格式：G01 X_ Z_ F_；（模态） 说

8、明： 1）执行该指令时，刀具以坐标轴联动的方式，从当前位置插补 加工至目标点。移动路线为一直线。 2）该指令为模态指令。其它说明与“G00”相同。 编程举例： 如图所示，命令刀具从点A直线插补至点C， 1）绝对编程 N20G01 Z-30； 刀具由点A直线插补至点B N30X60 Z-48； 刀具由点B直线插补至点C 2）相对编程 N20G01 W-30； 刀具由点A直线插补至点B N30U20 W-18； 刀具由点B直线插补至点C,加工图1所示工件的锥面部分,图1 锥面加工,倒角、倒圆角,见P101,如图2 所示，用直线插补指令编程,3306 N10 G00 X16 Z2 M03； （移到倒

9、角延长线） N20 G01 U10 W-5 F300； （倒345角） N30 Z-48； （加工 26 外圆） N40 U34 W-10； （切第一段锥） N50 U20 Z-73； （切第二段锥） N60 X90； （退刀） N70 G00 X100 Z10； （回对刀点） N80 M05； （主轴停止） N90 M30； （程序结束并复位,图2 G01编程实例,6、G02顺圆插补、G03逆圆插补 格式：G02/G03 X_Z_I_K_(R_)F_ 说明： 1) G02为顺圆插补；G03为逆圆插补，用以在指定平面内按设定的进给速度沿圆弧轨迹切削; 2) 圆弧顺时针（或逆时针）旋转的判别方式

10、为：利用右手定则为工作坐标系加上Y轴，沿Y轴正向往负向看去，顺时针方向用G02，反之用G03，如下图,图2 G02/G03插补方向,3）I、K分别为平行于X、Z的轴，用来表示圆心的坐标，因为I，K后面数值为圆弧起点到圆心矢量的分量（圆心坐标起点坐标），故始终为增量值。 4) 当已知圆弧终点坐标和半径，可以选取半径编程的方式插补圆弧，R为圆弧半径，当圆心角小于180度时R为正；大于180度时R为负,图 3 G02/G03 参数说明,例1： 如图所示，加工圆弧AB、BC，加工路线为CBA， 采用圆心和终点（I、K）的方式编程,1)绝对编程 N20G03 X120 Z70 I0 K-40；加工BC

11、N30G02 X88 Z38 I0 K-20；加工AB,2) 相对编程 N10G00 X40 Z110； N20G03 U80 W-40 I0 K-40 F200；（R40） N30G02 U-32 W-32 I0 K-20；（R20,7、G40、G41、G42 刀尖半径补偿取消，左偏刀尖半径补偿，右偏刀尖半径补偿,刀尖圆弧补偿的引出： 编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，按这个刀尖点或圆心来编程，如图1a所示的P点就是理论刀尖，图2为刀尖放大图,图2 刀尖圆弧放大图,图3 刀尖圆弧半径的影响,但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（

12、一般圆弧半径R是0.21.6之间，球头车刀可达4mm），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P或圆心与实际切削点A、B是不同的点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差，如图3所示,车刀刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现。 T代码由字母T后面跟4位(或2位)数码组成，其中前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号，刀具补偿号实际上是刀补偿寄器的地址号，该寄存中存

13、放有刀具的X轴偏置和Z轴偏置量（各把刀具长度、宽度不同），刀尖圆弧半径，及假想刀尖位置序号，刀具补偿设定界面如图。(还包括磨损补偿,车刀补偿的应用,图4 刀具补偿画面,格式：G40/G41/G42 (G00/G01)X_ Z_ 说明： 1) 补偿方向的判断：逆着Y轴看，沿着刀具前进的方向看，刀具在工件左侧为左刀补G41，在右侧为右刀补G42； 2) 在车床刀具补偿设定的画面中，包括刀具位置补偿、刀尖半径补偿、假想刀尖位置序号。即除了输入刀具位置，刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，这是因为内、外圆车刀或左、右偏刀的刀尖位置不同，假想刀尖位置序号共有10个（18，0，9），如

14、图5所示，均看成后置刀架,3) 用圆头车刀进行车削加工时，实际切削点A和B分别决定了X向和 Z向的加工尺寸。如图3所示，车削圆柱面或端面（它们的母线与坐标轴Z或X平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线重合；车削锥面或圆弧面（它们的母线与坐标轴Z或X不平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线不重合； 4) G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一程序段里，与G00、G01写在同一段里； 在G41、G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终点的垂直位置停止，且产生过切或欠切现象。非移动指令包括：M，S，G04、G96等等； 6) 在G74G76、G90G92固定循环指令中

15、不用刀尖半径补偿，因为是端面或轴径固定循环，所以无需要刀补； 7) 在远离工件处建立、取消刀补,图5 假想刀尖位置,用刀尖半径为0.8mm的车刀精加工外径,O1 G00G40G97G99S500T0101M03; X20.Z2.; G41G01Z1.F0.15; Z-25.R2.; X40.C-2; Z-10; X50.W-10; W-2.; G40G00X52.Z3.; M30,8、自动回参考点 G28 格式：G28 X（U）- Z（W）- 说明： 1）G28指令首先使所有的编程轴都快速定位到中间点，然 后再从中间点返回到参考点。 2）X、Z： 绝对编程，中间点在工件坐标系中的坐标； 3）U

16、、W：增量编程，中间点相对于起点的位移量； 4)T00（2位）或T_00(4位)指令必须写在G28指令的同一程序段或该程序段之前，即回原点之前取消刀补,例：G28 U0 W0,9、暂停指令 G04 格式：G04 U（P）_ 说明： 1)G04 在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作； 2)在执行含 G04 的指令的程序段时，先执行暂停功能； 3)G04 可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。如对不通孔做深度加工时，进到指定深度后，用G04可使刀具做非进给光整加工，然后退刀，保证孔底平整无毛刺。切沟槽时，在槽底让主轴空转几转再退刀，一般退刀槽都不须精加工，采用G04有利于槽底光滑，

17、提高零件整体质量。该指令除用于钻、镗孔、切槽、自动加工螺纹外，还可用于拐角轨迹控制； 4)使用P的形式输入时，不能用小数点，P的单位是毫秒(ms)； 例： G99 G04 U1.0（P1000） 主轴空转1转， G99表示暂停进刀的主轴回转数； G98 G04 U1.0（P1000） 主轴空转1s，G98表示进刀暂停时间,10、G90、G92、G94单一固定循环指令,101）G90内、外径切削循环 格式：G90 X(U)_ Z(W)_ (F_); （加工内、外圆柱面） 或 G90 X(U)_ Z(W)_ I_ (F_); （加工圆锥面） 说明: 1） X(U)_、Z(W)_为外径、内径切削终点

18、坐标； 2） F_为切削进给量； 3） I_为圆锥半径差，I=圆锥起点半径圆锥终点半径。 4） G90指令循环车削外圆柱如图3 、外圆锥如图4所示： 循环起点循环终点,102） G94端面切削循环 格式： G94 X(U)_ Z(W)_ (F_)；(车削直端面） 或 G94 X(U)_ Z(W)_ K_ (F_); （车削锥度端面） 说明： 1）X(U)_、Z(W)_为端面切削终点坐标； 2）F_为切削进给量。 3）K_为锥面轴向尺寸，K=圆锥起点Z坐标圆锥终点Z 坐标。 4）G94指令循环车削直端面如图5 、锥端面如图6所示： 循环起点循环终点,循环起点,循环终点,Z,X,图5 G94指令循

19、环车削直端面示意图,为切削加工 为快速移动,103） G92螺纹切削循环 格式：圆柱螺纹G92 X(U)_ Z(W)_ F_； 圆锥螺纹G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_； 说明: 1） X(U)_、Z(W)_螺纹切削终点坐标； 2） F_为螺纹螺距； 3） R_为螺纹的锥度： R=圆锥起点半径圆锥终点半径,图7 G92直进式螺纹加工切削路线,图8 G92直进式螺纹加工,图10 斜进式加工,图9 G76螺纹切削循环路线,复合螺纹循环加工指令G76,切削深度递减公式计算,每次粗切深,在G76螺纹切削循环中，螺纹刀以斜进的方式进行螺纹切削。总的螺纹切削深度（牙高）一般以递减的方式进行分配，

20、螺纹刀单刃参与切削。每次的切削深度由数控系统计算给出,G92与G76的比较： G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，由于刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长。由于刀刃在加工中易磨损，因此在加工中要经常测量。 G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单

21、侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式，因此，此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方便。 如果需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G92、G76混用的办法，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生,图11螺纹切削循环示意图,加工图11螺纹(注:螺纹的牙深=0.6螺纹导程（经验公式） G00 X40.0 Z5.0； G92 X29.0 Z-42.0 F2.0；(加工螺纹第1刀) X28.2； (加工螺纹第2刀) X27.8

22、； (加工螺纹第3刀) X27.62； (加工螺纹第4刀) G00 X150.0 Z200.0,11、G70、G71、G72复合固定循环指令,111）G71外圆粗加工（复合固定）循环指令 格式：G71 U(d) R(e); G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_; 说明: d背吃刀量（切削深度）(25)； e 退刀量(13)； ns精加工形状程序段中的开始程序段号； nf精加工形状程序段中的结束程序段号； uX轴方向精加工余量（0.20.5）； wZ轴方向的精加工余量(0.51)； F、S、T分别是进给量、主轴转速、刀具号地址符。 注意：在顺序号为ns 到顺序号为

23、nf的程序段中，不应包含 子程序,图7中AB是粗加工后的轮廓，为精加工留下X方向余量u 、Z方向余量w ，AB 是精加工轨迹。（A为粗加工切入点,图7 G71外圆粗加工示意图,112) G72端面粗加工（复合固定）循环指令(用法与G71相同) 格式： G72 U(d) R(e); G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_; 说明: 1)d背吃刀量； 2)e 退刀量； 3)ns精加工形状程序段中的开始程序段号； 4)nf精加工形状程序段中的结束程序段号； 5)uX轴方向精加工余量； 6)wZ轴方向的精加工余量； 7)F、S、T分别是进给量、主轴转速、刀具号地 址符,图

24、8 G72端面粗加工示意图,11-3) G70精加工循环指令 格式：G70 P(ns) Q(nf); 说明: 1) ns精加工形状程序段中的开始程序段号； 2) nf精加工形状程序段中的结束程序段号； 3) G70指令在粗加工完后使用,图8 G70、G71指令运用示例,G70、G71指令综合运用实例,1) 毛坯：130200,2)编写加工程序 0100 N10 G90G54G00 X150.0 Z100.0; （起刀点） N20 M03 S1200 T0101 G98；（主轴正转1200转、1号刀1号补偿） N30 G00 X130.0 Z10.; （快移到切入点） N30 G71 U5.0

25、R1.0; （粗加工循环） N40 G71 P50 Q120 U0.2 W0.2 F160; N50 G00 X50.0 Z10; （精加工开始段） N60 G01Z45.0 F60； （加工45圆柱面） N70 X70.0Z65.0; （加工圆锥面） N120 X150 Z100 (退刀,12、 G73封闭切削循环指令 格式：G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_; 说明: i X方向总退刀量（i毛坯X向最大加工余量）； k Z方向总退刀量（可与i相等）； d 粗切次数（d=i/(1 - 2.5)）； ns 精加工形状程序段

26、中的开始程序段号； nf 精加工形状程序段中的结束程序段号； u X轴方向精加工余量（0.2 - 0.5）； w Z轴方向的精加工余量(0.5-1,图9 封闭切削循环示例,图中AB是粗加工后的轮廓，为精加工留下X方向余量u 、Z方向余量w ，A B 是精加工轨迹。（C为粗加工切入点,图12 G73指令运用示例,二 G73指令运用实例,1）样图,图12 G73指令运用实例,编写加工程序 0100 N10 G40G97G00G98X150.0 Z100.0; （起刀点） N20 M03 S1200 T0101 ；（主轴正转1200转、1号刀1号补偿） N35 G00 X150.0 Z10. （快移到切入点） N30 G73 U15.0 W15.0 R8.0; （封闭加工循环） N40 G73 P50 Q110 U0.2 W0.2 F80； N50 G00 X80.0 Z0 F60; （精加工开始段） N60 G01 Z35.0 F60； （加工35圆柱面） N110