毕业设计（论文）丝杠轴的加工工艺与编程

1、枣庄职业学院毕业设计（论文） 枣庄职业学院毕 业 设 计（论 文）丝杠轴的加工工艺与编程姓 名 系 部 专 业 班 级 学 号 指导老师 20 年 月摘要：论文分三大部分，第一部分论述了数控机床的基本功能,结构和由来；第二部分论述了车削丝杠的工艺分析及注意事项；第三部分论述了数控车削的编程指令介绍，注意事项及编程。 摘要正文:第一部分机床的基本知识说了数控机床的产生，发展，及它的各种系统，如数控系统，伺服系统，辅助控制系统，机床本体的伺服系统驱动电机，位置检测装置，进给运动传动部件，还有各种机床分类。第二部分是介绍了丝杠的工艺分析，主要写了丝杠的特点，加工时用到的装夹方法，装刀方法，较直方法，

2、车刀的选用，精度等级，基面的选择及热处理工艺。第三部分主要是写了加工时程序的运用，每个指令所注意到的事项编程路线。关键词： 基本知识 工艺 编程 系统 丝杠目 录 一、数控机床的基本知识1、历史由来2、机床的结构系统3、机床的分类二、车削丝杠轴的工艺分析1、装毛坯2、装刀具3、较直4、车削注意事项及工艺分析三、数控车削的编程指令介绍及丝杠轴的编程1、丝杠加工指令介绍2、指令汇总3、注意事项及编程 丝杠轴的加工工艺与编程一：数控机床的基本知识1、历史由来 随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础，其产品更是日趋精密复杂，特别是在宇航、航海、军事等领

3、域所需的机械零件，精度要求更高，形状更为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时，随着市场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率，提高产品质量及降低生产成本。 一种新型的生产设备数控机床就应运而生了 。第1代数控机床：1952年1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（nc）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的nc系统。第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的nc系统。2、机床的结构系统1控制介质数控机床工作时，不需要操作工人直接操纵机床，但机床又必须执行人的意图，这就需

4、要在人与机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物即称为控制介质。 2数控系统数控装置是一种控制系统，是数控机床的中心环节。它能自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床进给并加工零件，数控系统通常由输入装置、控制器、运算器和输出装置4大部分组成 。3伺服系统伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作，以加工出符合要求的工件。每一个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量。目前所使用的数控系统脉冲当量通常为0.001mm/脉冲。 4辅助控制系统辅助控制系统是介于数

5、控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。 5机床本体机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。 1伺服系统驱动电机（1）步进电动机步进电动机通常用于开环伺服系统机床。 （2）直流伺服电动机 小惯量直流电动机 宽调速直流电动机 无刷直流电动机 （3）交流伺服电动机近年来新型功率开关器件、专用集成电路和新的控制算法等的发展带动了交流驱动电源的发展，使其调速性能更能适应数控机床伺服系统的要求。交流速度控制系统正逐步取代直流速度控制系统。 2位置检测装置检测装置是把位移和速度测量信号作为反馈信号，并将反馈信号转换成数字送回计算机，和脉

6、冲指令信号相比较，以控制驱动元件正确运转。 （1）感应同步器感应同步器是一种电磁式的高精度位移检测元件，按其结构方式的不同可分为直线式和旋转式两种，前者用于长度测量，后者用于角度测量。 感应同步器的特点是：精度高，工作可靠，抗干扰性强，维护简单，寿命长，可测量长距离位置，成本低，易于批量生产。（2）光栅光栅就是在一块长条形的光学玻璃上均匀地刻划很多条与运动方向垂直的条纹，条纹之间的距离成为栅距。 光栅测量装置是一种非接触式测量，利用光路减少了机械误差，具有精度高，响应速度快等特点，因此是数控机床和数显系统常用的检测元件。（3）磁栅磁栅是用电磁的方法计算磁波数目的一种位置检测元件，磁栅测量装置由

7、磁性标尺、读取磁头和检测电路组成。磁栅位置检测电路的特点是：容易制造，检测精度高（能达到每米3?m），安装使用方便，对环境条件要求较低，若磁性标尺膨胀系数与机床一致，可在一般车间使用。由于磁头与磁栅为有接触的相对运动，因而有磨损，使用寿命受到一定的限制。一般使用寿命可达到5年，涂上保护膜后寿命则可进一步延长。（4）旋转变压器旋转变压器是一种角位移检测元件，由定子和转子组成，分为有刷和无刷两种形式。有刷旋转变压器定子和转子均为两相交流分布绕组。 数控机床检测装置主要使用无刷旋转变压器，因为无刷旋转变压器具有可靠性高、寿命长、体积小、不用维修以及输出信号大、抗干扰能力强等优点。 （5）脉冲编码器脉

8、冲编码器是把机械转角转化为电脉冲的一种常用角位移传感器。 （6）测速发电机测速发电机是速度反馈元件，相当于一台永磁式直流电动机。 3进给运动传动部件滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的新型理想传动装置。 具有如下优点。（1）传动效率高。（2）摩擦力小。（3）使用寿命长。（4）经预紧后可以消除轴向间隙，提高系统的刚度。（5）反向运动时无空行程，可以提高轴向运动精度。 4crt显示及其接口 5数控机床通信rs-232接口 数控机床的工作原理数控系统的主要任务之一就是控制执行机构按预定的轨迹运动。一般情况是已知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲线方程，由数控系统实时地算出各个中间点的坐标。即需

9、要“插入、补上”运动轨迹各个中间点的坐标，通常这个过程就称为“插补”。 3、数控机床的分类：按控制系统的特点分类1点位控制数控机床这类机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控装置。2直线控制数控机床这类机床主要有数控车床、数控磨床和数控镗铣床等，相应的数控装置称为直线控制装置。3轮廓控制数控机床属于这类机床的有数控车床、数控铣床、加工中心等。其相应的数控装置称为轮廓控制装置。轮廓数控装置比点位、直线控制装置结构复杂得多，功能齐全得多。按进给伺服系统的类型分类1开环进给伺服系统数控机床开环进给伺服系统通常不带有位置检测元件，伺服驱动元件一般为步

10、进电动机。 3半闭环进给伺服系统数控机床半闭环进给伺服系统是将位置检测元件安装在伺服电动机的轴上或滚珠丝杠的端部，不直接反馈机床的位移量，而是检测伺服机构的转角，将此信号反馈给数控装置进行指令值比较，用差值控制伺服电动机。 按工艺用途分类1金属切削类数控机床金属切削类数控机床包括数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。 2金属成型类数控机床金属成型类数控机床包括数控折弯机、数控组合冲床和数控回转头压力机等。这类机床起步晚，但目前发展很快。3数控特种加工机床数控特种加工机床如数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、火焰切割机和数控激光切割机床等。4其他类型的数控机床其他

11、类型的数控机床如数控三坐标测量机等。按所用数控装置的构成方式分类1硬线数控系统2软线数控系统二：车削丝杠轴的工艺分析1、装毛坯： 丝杠是细长柔性轴，它的长度l与直径d的比值很大，一般为2050，刚性较差。结构外形复杂，有很高的螺纹表面要求，还有门路、沟槽等，所以，在加工过程中易出现变形。由于细长丝杠加工过程的工艺系统刚性较差而影响生产效率和质量，因此必须对机床、工件和刀具作改进。这里主要从工件的装夹方面提出一些改进措施，以达到改善细长丝杠加工的切削条件，提高工件的刚性。 在卡盘装夹工件加工中使用后顶尖支承，比不用后顶尖而形成悬臂时，工件刚性提高很多。在车削细长丝杠时，使用了中心架，使支承间的距

12、离缩短了一半，可提高工件的刚性。采用跟刀架车削细长丝杠时，缩短切削作用点和支承点之间的距离，工件的刚性得到很大的提高.在车削加工中，一般走刀方向都是从尾座向床头方向，俗称正走向走刀。车削细长杠时需改用反向走刀，走刀的抗力方向使工件受拉应力。反向切削使工件受到拉伸作用，能消除振颤，使切削平稳，尤其是在车削丝杠外圆和粗切螺纹工序中，由于切削力大，更需要采用反向切削，尾座需装可伸缩的活顶尖。2、装刀具： 值得一提的是，在安装刀具时，刀尖应稍高于工件中心线0.10.15mm，使切削过程中刀具的切削前角增大，减少切削力，也就减少切削力对工件的压缩。同时，在切削过程中，刀尖还起着托起工件的作用，用以抵消跟

13、刀架支承块对工件的反作用力，相当于跟刀架的第四个支承块。 为了减少跟刀架支承块与工件的摩擦而造成支承块严重磨损，减少工件温度升高，同时冷却刀刃，在随时注意调整跟刀架松紧程度的同时，还需在切削过程中进行充分冷却和润滑，使切削顺利进行，保证粗车后螺纹的表面粗糙度。细长丝杠料的弯曲，对加工会产生很大的影响，尤其是在高速回转下，由于离心力的惯性作用，加剧了坯料的弯曲变形，并引起振动，造成加工困难，质量降低。因此，细长丝杠在加工过程中的校直工作也是一项必不可少的内容。3、较直：校直一般分冷校和热校两种，视工艺要求和坯料情况而定。 1.热校。通常在两种情况下采用热校直。一是在热处理后进行（丝杠一般进行调质

14、处理），以消除粗加工和热处理中所产生的弯曲变形。其方法是在工作件热处理后，当工作件冷却到一定程度时，检查工件变形大小，如超过图样技术要求，需进行校直，一般在手压床上进行，校到工艺要求以内。这样校直，工件不易回弹，保证工作精加工之后的质量。 另一种热校方法是在半精加工后进行，其方法是将半精加工后的工件校直后，在一定温度的油池内浸泡，使工件校直过程中的应力得到消除，工件内部组织稳定，精加工之后不易再变回去（恢复到校直前的状态），使工件精加工后的精度得以长期保持。此方法一般用于精度要求较高的丝杠。 2.冷校。冷校也存在以下两种情况：一是在粗车前丝杠毛坯料的校直，以保证粗车后车圆；一是螺纹粗车后，在半

15、精车或精车螺纹前进行。其作用和热校直相同，保证加工顺利进行和提高丝杠加工后的几何精度。 冷校直的方法有两种，通常采取的方法是在手压床上进行，毛坯料校直是在手压床工作台上垫两个等高的v形铁支承工件。半成品校直则用手压床的两顶尖顶住丝杠的中心孔支承。这种方法是用百分表找到丝杠弯曲部分的最高点，用压床的压头直接压最高点（压半成品时中间需垫木板），使工件产生塑性变形，使变曲度控制在工艺要求范围内。这种方法校直的工件，在经过精加工或热处理后，工件有可能会反弹回去，即全部或部分恢复到校直前的状态，造成工件精加工后的精度丧失，影响产品质量。4、车削注意事项及工艺分析： 在车床上加工细长丝杠时，一来容易产生振

16、动，不利于切削；二来不易保证零件的质量精度。解决这个难题的方法大致有两方面：其一是在切削时改善刀具的切削角度，选合理的切削用量；其二是增设辅具，即装上跟刀架，用以消除振动，以保证零件的质量和精度。车速也可以相应提高，进给量也可以增大，振动小，车出的零件弯曲度小，提高了生产率，同时也提高了零件的加工精度在国家标准gb78565中，对普通梯形螺纹精度是按中径公差划分的。共有五项基本参数：即外径d、内径d1、中径d2、螺距t及牙形半角/2。由于丝杠要传递正确运动，因此，根据使用要求分为6个等级：4、5、6、7、8、9（精度依次降低)。 各级精度丝杠应用范围如下：4级为目前最高级，一般很少应用；5级用

17、于精密仪器及机密机床，如坐标镗床、螺纹磨床等；6级用于精密仪器、精密机床和数控机床；7级用于精密螺纹车床、齿轮加工机床及数控机床；8级用于一般机床，如卧式车床、铣床；9级用于刨床、钻床及一般机床的进给机构。利用切削力和工件受力变形相抵消的原理，采用双刀架对中，即不需要使用中心架，也不需要使用跟刀架，只需采用适当刀具几何角度的双刀“对刀”切削，不但大大减小了工件弯曲变形，而且还能用大进给量，提高切削速度，同时进行粗车、半精车或精车，缩短加工时间，保证加工质量。 在车床床鞍上装上前后两个中拖板刀架，中拖板的丝杠也改成左右旋螺纹传动。采用前后两把车刀径向相对安装，半精车车刀正装，精车刀反装，沿同一轴

18、向方向走刀，左右旋转丝杠带动两个中拖板刀架同时作径向进刀或退刀，使两刀同时切削，达到切削力相抵消的目的。为了使切削力平衡，精车刀需采用0后角或小负后角，增加精车刀所产生的切削力，使之与半精车（切削余量大）所产生的切削力相平衡。径向切削力相互抵消，清除了细长丝杠切削容易变形的缺陷。同时精车刀的负后角形成的刀面对工件产生摩擦，使之起到一定的压光作用，改进了表面质量，提高了劳动生产效率。 车削细长轴时，由于工件刚性差，刀具几何形状对工件产生的振动非常敏感。如果车刀的几何形状选择不当，也不可能得到良好的效果。选择时主要考虑以下几点： 1.为了减少切削力，减少细长轴的弯曲，车刀的主编角取7593。 2.

19、为了减小切削力，应该选择较大的前角，取1530。 3.车刀前面应该磨有r1.53的断屑槽，使切屑卷曲折断。 4.选择负的刃倾角，取-310，使切屑流向待加工表面。另一方面，车刀也容易切入工件，并可减少切削力。 5.刀刃粗糙度要高，并要经常保持锋利。 6.为了减少径向切削力，刀尖半径应选得较小（r0.3mm），倒棱的宽度也应选得较小 细长丝杠由于其长径比较大、散热性能差，车削细长丝杠不仅生产效率很低，而且质量不易保证。所以，为了提高劳动生产效率和工作质量，提出解决车削细长丝杠难题的方法。但必须针对具体情况和不同要求单独或混合采用，才能达到预期的效果 一般所说的精密丝杠是指5、6、7级丝杠。精密丝

20、杠有淬硬丝杠和不淬硬丝杠两种。前者的耐磨性较好，能较长时间保持加工精度，但加工工艺复杂，必须有高精度的螺纹磨床和专门的热处理设备，而后者只需要精密丝杠车床。 滚珠丝杠副和滚珠丝杠的精度等级也分为六个等级，对于丝杠的技术要求可分为如下几项： 精度等级； 表面粗糙度； 单个螺距允差和定长上的累积允差； 中径圆度允差； 外径相等性允差； 外径圆跳动允差； 牙形半角允差； 中、外、内径允差等项 丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是： (1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。 (2) 抗拉极限强度一般不低于588mpa。 (

21、3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。 (4) 材料硬度均匀，金相组织符合标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用t10a, t12a及45等；淬硬丝杠常选用9mn2v，crwmn等。其中9mn2v有较好的工艺性和稳定性，但淬透性差，常用于直径50mm的精密丝杠；crwmn钢的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其轻易开裂，磨削工艺性差。 丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。 如果想获得更高的精度，应该： (1) 对外圆和螺纹可分多次加工，逐步减少切削量，从而逐步减少切削力和内应力，减少加工误差，进

22、步加工精度。 (2) 每次粗加工外圆及粗加工螺纹后都要进行时效处理，以便消除内应力。丝杠的精度要求越高，时效处理的次数也越多。 (3) 每次时效处理后都要重新打中心孔或修磨中心孔，以修止时效处理时产生的变形；并除往氧化皮等，使加工有可靠而精确的定位基面。 (4) 每次加工螺纹前，先加二l丝杠外圆(切削量很小)，然后以丝杠外圆和两端中心孔作为定位基面加丁:螺纹，逐步进步螺纹加工精度。 丝杠加工过程中校直和热处理工序，是保证丝杠精度，防止弯曲变形的关键工序。但是校直本身会产生内应力，这对精度要求较高的丝杠来说是不利的。由于内应力有逐渐消失的倾向，由于内应力的消失会引起丝杠的变形，这就影响了丝杠精度

23、的保持。所以，对精度要求高、直径较大的精密丝杠，在加工过程中不较直，而是采用加大径向总余量和工序间余量的方法逐次切往弯曲变形，经多次时效处理和把工序划分的更细的方法来解决变形.为避丝杠因自重引起弯曲变形，存放对应垂直放置，热处理时要在井式炉中进行。 一般不淬硬丝杠的螺纹经车削而成，而淬硬丝杠的螺纹在螺纹磨床上磨出螺纹。但对牙形半角大和大螺距、丝杠、螺纹的粗加工还是在淬硬前车削为好。 6、丝杠的热处理 首先要求对毛坯进行热处理，由于精密级和一普通级两类丝杠用料不同，它们的热处理方式也就不同。毛坯的热处理要求:(1)消除毛坯制造产生的内应力;(2)控制硬度以适应机械加.工的切削性能，一般切削硬度控

24、制在hbs140248之间为宜。 通常含碳量在0.25%0.5%的中碳钢用正火，含碳量0.5%0.8%的亚共析钢或共析钢用退火。对于含碳量在0.8%1.2%的过共析钢，由于其组织中存在粗片状珠光体及网状渗碳体，硬度比较高，要采取球化退火热处理(球化退火是将毛坯加热到750780后，以4040/时的速度冷却至500550，然后在空气中自然冷却)。 7、基面的选择 由于热处理使丝杠产生变形，而义不答应有冷直法校直，必须用切削方法纠止。假如仍采用原来的中心孔就会使加工余量过大。另外，中心孔本身也会有变形，因此对于不淬硬丝杠采用切往原中心孔，重新打中心孔(最后一次修正中心孔工序除外)的方法。在重新打中

25、心孔之前，找出丝杠径向圆跳动量为最大的圆跳动量的一半的两点，而后用中心支架支撑在这两点上并按外圆找正，切往原米的中心孔，重新打中心孔，这样就可使总加工余量减少很多。对于淬硬丝杠只能采用每次研磨中心孔的方法进行修正。 加工丝杠时，理论上是以中心孔为主要基面，外圆为辅助基面。实际上，在加工螺纹时，外圆本身的圆柱度和圆度，跟刀套与丝杠的配合精度，跟刀套与两顶尖连线的同轴度都成为影响螺纹加工精度的因素。因此工艺过程应为:在热处理后先加工外圆，再加工螺纹，以加工后的外圆定位。这样，终磨时外圆精度要求也相应地进步。横向对刀步骤：a将相应补偿号的x向补偿值清零；b精测卡盘吊环孔四周的外径尺寸，记下此d1，值

26、(此步只要换卡盘时作一次，以后可直接用记下的d1值)；c将卡盘用手转到吊环孔对着刀尖方向；左手将一条报纸放在刀尖与卡盘之间并不断拉动，右手用手动操纵先快后慢地将刀尖向卡盘外径靠近，直到报纸拉不动为止，设此时光屏上x向显示值为d2；d假如随后的加工吃刀量小，可不考虑让刀量。将光屏显示值减往卡盘直径后再减往两倍报纸厚度就是刀的补值。报纸的均匀厚度为0.08mm，局部压缩后为0.05mm.所以，x向刀补值=d2,一d10.1。将计算值输进此刀相应补偿号的x位置。假如以后的加工吃刀量大，应将上述值减往经验让刀量再输进。纵向对刀步骤：a将相应补偿号的z向补偿值清零；b将卡盘用手转到定位块对着刀尖方向；c

27、左手将一条报纸放在刀尖与定位块端面之间，并不断拉动。右手用手动操纵先快后慢地将刀尖定位块端面接近，直到报纸拉不动为止，设此时光屏上z向显示值为z1，则z向刀补值=z1-0.05。再将计算值输进此刀相应补偿号的z位置即可。假如以后加工吃刀量大，应将上述值减往经验让刀量后再输进。三：数控车削的编程指令介绍及丝杠轴的编程1、丝杠加工指令介绍：1. f功能 f功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。 (1)每转进给量 编程格式 g95 f f后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。 例：g95 f0.2 表示进给量为0.2 mm/r。 (2)每分钟进给量 编程格式g94 f f

28、后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。 例：g94 f100 表示进给量为100mm/min。 2. s功能 s功能指令用于控制主轴转速。 编程格式 s s后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，s功能指令还有如下作用。 (1)最高转速限制 编程格式 g50 s s后面的数字表示的是最高转速：r/min。 例：g50 s3000 表示最高转速限制为3000r/min。 (2)恒线速控制 编程格式 g96 s s后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。 例：g96 s150 表示切削点线速度控制在150 m/min。 (3)恒线速取消 编程格式 g

29、97 s s后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如s未指定，将保留g96的最终值。 例：g97 s3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。 3. t功能 t功能指令用于选择加工所用刀具。 编程格式 t t后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有t后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。 例：t0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。 t0300 表示取消刀具补偿。 4. m功能 m00： 程序暂停，可用nc启动命令（cycle start）使程序继续运行； m01：计划暂停，与m00作用相似，但m

30、01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效； m03：主轴顺时针旋转； m04：主轴逆时针旋转； m05：主轴旋转停止； m08：冷却液开； m09：冷却液关； m30：程序停止，程序复位到起始位置。 5. 加工坐标系设置g50 编程格式 g50 x z 式中x、z的值是起刀点相对于加工原点的位置。g50使用方法与g92类似。 6. 快速定位指令g00 g00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式： g00 x(u)_ z(w)_； 当用绝对值编程时，x、z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，u、w后面的数

31、值则是现在点与目标点之间的距离与方向。 7. 直线插补指令g01 g01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。 指令格式：g01 x(u)_z(w)_f ； 其中f是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。使用g01指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受g01指令后，刀具将移至坐标值为x、z的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为u、w值的点上。 8. 圆弧插补指令g02、g03 圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的f进给速度作圆弧插补运动，用于加工圆

32、弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令g02和逆时针圆弧插补指令g03两种。其指令格式如下： 顺时针圆弧插补的指令格式：g02 x(u)_z(w)_i_k_f_； g02 x(u)_z(w)_r_ f_； 逆时针圆弧插补的指令格式：g03 x(u)_z(w)_ i_k_f_； g03 x(u)_z(w)_r_ f_； 使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时，x、z是圆弧终点坐标值；增量编程时，u、w是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用r，也可以用i、k，r为圆弧半径值；i、k为圆心在x轴和z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; f为沿圆弧切线方向的进给率

33、或进给速度。 9. 暂停指令g04 g04指令用于暂停进给，其指令格式是： g04 p_ 或g04 x(u)_ 暂停时间的长短可以通过地址x(u)或p来指定。其中p后面的数字为整数，单位是ms；x(u)后面的数字为带小数点的数，单位为s。有些机床，x(u)后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。 该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令g04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆， 10. 英制和米制输入指令g20、g21 g20表示英制输入，g21表示米制输入。g20和g21

34、是两个可以互相取代的代码。机床出厂前一般设定为g21状态，机床的各项参数均以米制单位设定，所以数控车床一般适用于米制尺寸工件加工，如果一个程序开始用g20指令，则表示程序中相关的一些数据均为英制(单位为英寸)；如果程序用g21指令，则表示程序中相关的一些数据均为米制(单位为mm)。在一个程序内，不能同时使用g20或g21指令，且必须在坐标系确定前指定。g20或g21指令断电前后一致，即停电前使用g20或g21指令，在下次后仍有效，除非重新设定。 11. 进给速度量纲控制指令g98、g99 在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。 （1）进给

35、率，单位为mm/r，其指令为： g99； 进给率转换指令 g01x_z_f_； f的单位为mm/r (2)进给速度，单位为mm/min，其指令为： g98； 进给速度转换指令 g01x_z_f_； f的单位为mm/min g98和g99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。车削cnc系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。 12. 参考点返回指令g27、g28、g30 参考点是cnc机床上的固定点，可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。可以设置最多四个参考点，各参考点的位置利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回，

36、否则不能进行其它操作。参考点返回有两种方法： (1)手动参考点返回。 (2)自动参考点返回。该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后，在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。 自动参考点返回时需要用到如下指令： （1）返回参考点检查g27 g27用于检验x轴与z轴是否正确返回参考点。指令格式为： g27 x(u)_ z(w)_ x(u)、z(w)为参考点的坐标。执行g27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。 执行该指令时，各轴按指令中给定的坐标值快速定位，且系统内部检查检验参考点的行程开关信号。如果定位结束后检测到开关信号发令正确，则参考点的指示灯亮，说明滑板正确

37、回到了参考点位置；如果检测到的信号不正确，系统报警，说明程序中指令的参考点坐标值不对或机床定位误差过大。 （2）参考点返回指令g28、g30 g28 x(u) _ z(w) _； 第一参考点返回，其中x(u)、z(w)为参考点返回时的中间点，x、z为绝对坐标，u、w为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。 g30 p2 x(u)_ z(w)_； 第二参考点返回，p2可省略 g30 p3 x(u)_ z (w)_； 第三参考点返回 g30 p4 x(u)_ z(w)_； 第四参考点返回 第二、第三和第四参考点返回中的x(u)、z (w)的含义与g28中的相同。 如图3-14所示为刀具返回参考

38、点的过程，刀具从当前位置经过中间点(190，50)返回参考点，其指令为： g30 x190 z50； g30 u100 w30； 如图3-14中的虚线路径所示，如果参考点返回时不经过中间点，则刀具会与工件发碰撞，引起事故。 2、指令汇总：g00 快速移动 g01 直线插补 g02 顺时针圆弧插补 g03 逆时针圆弧插补 g04 暂停，精确停止 g17 选择xy平面 g18 选择zx平面 g19 选择yz平面 g20 英制 g21 公制 g28 返回参考点 g40 取消刀具半径补偿 g41 刀具半径左补偿 g42 刀具半径右补偿 g43 刀具长度正向补偿 g44 刀具长度负向补偿 g49 取消刀

39、具长度补偿 g54-g59 工件坐标系 g73 深孔转削固定循环 g74 反螺纹攻丝固定循环 g76 精镗固定循环 g80 取消固定循环 g81 钻削固定循环 g82 钻削固定循环 g83 深孔钻削固定循环 g84 攻丝固定循环 g85 镗削固定循环 g86 镗削固定循环 g87 反镗固定循环 g88 镗削固定循环 g89 镗削固定循环 g90 绝对指令编程 g91 增量指令编程 g98 固定循环返回初始点 g99 固定循环返回r点 附表 指令 功能 备注 m00 程序停止 m01 有条件停止 m02 程序结束 m03 主轴正转 m04 主轴反转 m05 主轴停止 m06 换刀 m08 冷却液

40、开 m09 冷却液关 m30 程序结束并返回程序头 m98 调用子程序 m99 子程序结束返回重复执行3、注意事项及编程： 暂停指令 g04 x(u)_/p_ 是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址p或x后的数值是暂停时间。x后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，p后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。 例如，g04 x2.0; 或g04 x2000;暂停2秒 g04 p2000; 但谀承紫导庸噶钪校鏕82、g88及g89），为了保证孔底的精糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址p表示，若用地址x表示，则控制系统认为x是x

41、轴坐标值进行执行。 例如，g82 x100.0 y100.0 z-20.0 r5.0 f200 p2000; 钻孔（100.0，100.0）至孔底暂停2秒 g82 x100.0 y100.0 z-20.0 r5.0 f200 x2.0； 钻孔（2.0，100.0）至孔底不会暂停。 2m00、m01、m02和m30的区别与联系 m00为程序无条件暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新启动程序，必须先回到jog状态下，按下cw（主轴正转）启动主轴，接着返回auto状态下，按下start键才能启动程序。 m01为程序选择性暂停指令。程序执行前必须打开控制面板上op stop键才能执行，执行后

42、的效果与m00相同，要重新启动程序同上。 m00和m01常常用于加工中途工件尺寸的检验或排屑。 m02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。 m30为主程序结束指令。功能同m02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管m30后是否还有其他程序段。 3地址d、h的意义相同 刀具补偿参数d、h具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面的补偿号地址来决定。不过在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定h为刀具长度补偿地址，补偿号从120号，d为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀

43、的刀库）。 例如，g00 g43 h1 z100.0; g01 g41 d21 x20.0 y35.0 f200; 4镜像指令 镜像加工指令m21、m22、m23。当只对x轴或y轴进行镜像时，切削时的走刀顺序（顺铣与逆铣），刀补方向，圆弧插补转向都会与实际程序相反，如图1所示。当同时对x轴和y轴进行镜像时，走刀顺序，刀补方向，圆弧插补转向均不变。 注意：使用镜像指令后必须用m23进行取消，以免影响后面的程序。在g90模式下，使用镜像或取消指令，都要回到工件坐标系原点才能使用。否则，数控系统无法计算后面的运动轨迹，会出现乱走刀现象。这时必须实行手动原点复归操作予以解决。主轴转向不随着镜像指令变化

44、。 5 圆弧插补指令 g02为顺时针插补，g03为逆时针插补，在xy平面中，格式如下：g02/g03 x_ y_ i_ k_ f_或g02/g03 x_ y_ r_ f_，其中x、y为圆弧终点坐标，i、j为圆弧起点到圆心在x、y轴上的增量值，r为圆弧半径，f为进给量。 在圆弧切削时注意，q180，r为正值；q180，r为负值；i、k的指定也可用r指定，当两者同时被指定时，r指令优先，i、k无效；r不能做整圆切削，整圆切削只能用i、j、k编程，因为经过同一点，半径相同的圆有无数个。 当有i、k为零时，就可以省略；无论g90还是g91方式，i、j、k都按相对坐标编程；圆弧插补时，不能用刀补指令g41/g42。 6g92与g54g59之间的优缺点 g54g59是在加工前设定好的坐标系，而g92是在程序中设定的坐标系，用了g54g59就没有必要再使用g92，否则g54g59会被替换，应当避免。 注意：（1）一旦使用了g92设定坐标系，再使用g54g59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用g92设定所需新的工件坐标系。（2）使用g92的程序结束后，若机床没有回到g92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，希望广大读者慎用。 7编制换刀子程序。 在加工中心上，换刀是不可避免的。但机床出厂时都有一