锥面轴的程序编制

1、任务三：锥面轴的程序编制任务三：锥面轴的程序编制编制程序编制程序仿真加工仿真加工生产类型：单件生产类型：单件毛坯：毛坯：4585材料材料 45钢钢：能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工程序。：能够熟练的编写锥面轴类零件数控加工程序。1会零件图的工艺分析及加工方法的选择；会零件图的工艺分析及加工方法的选择；2会加工顺序及进给路线的确定；会加工顺序及进给路线的确定；3. 会切削用量的确定；会切削用量的确定；4会数控加工工序卡的编制会数控加工工序卡的编制5会应用刀尖圆弧半径补偿指令会应用刀尖圆弧半径补偿指令g41/g42/g40、单、单一固定循环指令一固定循环指令g90/g94编程指令；编程指令； 了

2、解数控编程是什么了解数控编程是什么 了解数控编程的基础知识了解数控编程的基础知识 初步认识加工数控加工程序，并找到规律初步认识加工数控加工程序，并找到规律 学习学习基本编程指令基本编程指令fsmtg0g1g2g3fsmtg0g1g2g3 自己动手编制精车拉钉的完整程序，并仿真验证自己动手编制精车拉钉的完整程序，并仿真验证 数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理 了解数控车削加工工艺路线制定的原则了解数控车削加工工艺路线制定的原则 绘制走刀路线图绘制走刀路线图 了解车削圆锥的加工工艺路线了解车削圆锥的加工工艺路线 单一固定循环指令单一固定循环指令g90g94g90g94 刀尖圆弧半径补偿指令刀

3、尖圆弧半径补偿指令g41g42g40g41g42g40 数控车床上加工过程：数控车床上加工过程：两把刀对刀两把刀对刀数控编程数控编程 数控编程数控编程:就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控系统的参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控系统的程序段程序段格式格式和规定的和规定的语言语言记录在程序单上的全过程。记录在程序单上的全过程。分分 制制析析 定定零零 工工件件 艺艺图图 方方样样 案案 数数 学学 处处 理理 编编 写写 程程 序序 程程 序序 校校 验验修修 改改数控程序编制的内容及步骤数控程序编制的内容

4、及步骤数控编程的种类：数控编程的种类： 手工编程手工编程 人工进行人工进行刀具轨迹刀具轨迹的运算，工艺处理，并进行指令编程。的运算，工艺处理，并进行指令编程。 适用于几何形状不太复杂的零件。适用于几何形状不太复杂的零件。 自动编程自动编程 利用计算机软件编制程序，由程序员对零件图分析，进行工利用计算机软件编制程序，由程序员对零件图分析，进行工艺处理，按软件系统规定的语言格式，将艺处理，按软件系统规定的语言格式，将零件的形状、尺寸零件的形状、尺寸、刀、刀具参数切削用量等信息，用较简便的方式送入计算机，由计算机具参数切削用量等信息，用较简便的方式送入计算机，由计算机处理，编程程序向数控机床输出。处

5、理，编程程序向数控机床输出。 形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）工时，非圆曲线的计算）数控编程的基础知识数控编程的基础知识程序号程序号： fanuc 要求要求o及及19999范围内的任意数字组成范围内的任意数字组成 程序内容程序内容；是由若干个程序段组成；是由若干个程序段组成的。的。程序结束程序结束：表示加工结束，并返回：表示加工结束，并返回至开头。至开头。o0001;g54;m03s600;

6、t0101;g00x36.z5.;g01z-24.;g02u4.w-2.r2.;g01z-47.x50.g00x100.z50.m30; 程序内容程序内容：是由若干程序段组成。：是由若干程序段组成。 程序段程序段：是由干程序字组成和程序段结束符号：是由干程序字组成和程序段结束符号“; ”组成。组成。 程序字程序字：是由地址字或与其后所带的数字一起组成：是由地址字或与其后所带的数字一起组成举例：程序字举例：程序字,如如 “x-25.0” ，x为地址符；为地址符；“25”为数据字，为数据字，“-”为符号。为符号。程序段的格式：程序段的格式： 是指一个程序段中是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规

7、则指令字的排列顺序和书写规则。 目前广泛采用的是目前广泛采用的是可变程序段格式可变程序段格式，其编排格式如下：其编排格式如下：这种格式的特点是：这种格式的特点是： 程序段中的程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无，其后再跟数字或无 符号的数字。符号的数字。 指令字在程序段中的顺序没有严格的规定指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。，即可以任意顺序的书写。 不需要的指令字或者不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。与上段相同的续效代码可以省略不写。 因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。因此，

8、这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。数控程序的指令代码数控程序的指令代码n字字-地址可变程序段格式的编排顺序通常如下：地址可变程序段格式的编排顺序通常如下：nn-g-x-y-z-i-j-k-p-q-r-a-b-c-f-s-t-m-n在程序段中，必须明确组成程序段的各要素在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：n移动目标：终点坐标值移动目标：终点坐标值x、y、z；车床采用直径编程。车床采用直径编程。n沿怎样的轨迹移动：准备功能字沿怎样的轨迹移动：准备功能字g；n进给速度：进给功能字进给速度：进给功能字f；n切削速度：主轴转速功能字切削速度：主轴转速功能字s；n使用刀具：刀具功能字使用

9、刀具：刀具功能字t；n机床辅助动作：辅助功能字机床辅助动作：辅助功能字m。在数控车床进行加工的顺序规律在数控车床进行加工的顺序规律 o0001;g54;t0101;m03s600;m08;g00x45.z5.;g90x35.z-24.f0.3;g90x31.z-24.;g90x29.z-24.;g01x22.z5.;g42z1.;x28.z-2.;z-24.;g02u12.w-6.r6.;g01x45.g40x50.;g00x100.z50.;m09;m05;m30;程序号程序号，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编

10、号地址码。如在在编号前采用程序编号地址码。如在fanuc数控系统中，数控系统中，一般采用英文字母一般采用英文字母o作为程序编号地址及作为程序编号地址及19999范围内范围内的任意数字组成的任意数字组成 顺序号顺序号又称又称程序段号程序段号或或程序段序号程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字顺序号位于程序段之首，由顺序号字n和后续数字组成。顺序和后续数字组成。顺序号字号字n是地址符，后续数字一般为是地址符，后续数字一般为14位的正整数。位的正整数。数控加工中的顺序号实际上是数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称程序段的名称，与程序执行的先，与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次

11、序来执行程序，后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。（1）用小数点表示法）用小数点表示法（2）不用小数点表示法）不用小数点表示法如如35mm，可用，可用35.0、35.或或35000表示表示一般程序中都采用小数点表示方式来描述坐标位一般程序中都采用小数点表示方式来描述坐标位置数值。置数值。准备功能准备功能也叫也叫g功能功能或或g代码代码。（课本。（课本p68，表，表4-5）它是使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。它是使机床

12、或数控系统建立起某种加工方式的指令。g代码由代码由地址地址g和后面的两位数字组成和后面的两位数字组成 （1）续效指令续效指令（模态代码模态代码）：一经在一个程序段中指定，便）：一经在一个程序段中指定，便保持到以后程序段中直到出现同组的另一个代码时才失效。保持到以后程序段中直到出现同组的另一个代码时才失效。非续效指令非续效指令（非模态代码非模态代码）：只在所出现的程序段有效。）：只在所出现的程序段有效。（2）同组的任意两个）同组的任意两个g代码不能同时出现在一个程序段中，代码不能同时出现在一个程序段中，若出现则以最后面的若出现则以最后面的g功能有效；但是不同组别的功能有效；但是不同组别的g功能可

13、功能可以在同一个程序段中使用。以在同一个程序段中使用。（3）数控装置的）数控装置的初始状态初始状态；当机床电源打开时或按了；当机床电源打开时或按了reset键后，数控装置所处的状态。键后，数控装置所处的状态。m功能功能m00： 程序暂停，可用程序暂停，可用nc启动命令（启动命令（cycle start）使程）使程序继续运行；序继续运行；m01：选择暂停，与：选择暂停，与m00作用相似，但作用相似，但m01可以用机床可以用机床“任任选停止按钮选停止按钮”选择是否有效；选择是否有效；m03：主轴正转（由主轴向尾座看顺时针旋转）；：主轴正转（由主轴向尾座看顺时针旋转）；m04：主轴反转（由主轴向尾座

14、看逆时针旋转）；：主轴反转（由主轴向尾座看逆时针旋转）；m05：主轴旋转停止；：主轴旋转停止；m08：冷却液开；：冷却液开；m09：冷却液关；：冷却液关；m30：程序停止，程序复位到起始位置。：程序停止，程序复位到起始位置。使用使用m指令时，一程序段只允许出现一个，若同时出现指令时，一程序段只允许出现一个，若同时出现两个以上，则两个以上，则以最后面的以最后面的m代码有效代码有效，前面的，前面的m代码代码将被忽略而不执行。将被忽略而不执行。例如：例如：g97 s1000 m03 m08；则执行此程序段时，主；则执行此程序段时，主轴不会正转，只有切削液开。轴不会正转，只有切削液开。进给功能字进给功

15、能字的地址符是的地址符是f，又称为，又称为f功能功能或或f指令指令用于指定切削的进给速度。对于车床，用于指定切削的进给速度。对于车床，f可分为每分钟进可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，用给和主轴每转进给两种，用g98和和g99来区分。来区分。（1）每转进给量）每转进给量编程格式编程格式 f_f后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。例：例：g99 f0.2 表示进给量为表示进给量为0.2 mm/r。（2）每分钟进给量）每分钟进给量编程格式编程格式g98 f_f后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/

16、min。例：例：g98 f100 表示进给量为表示进给量为100mm/min。 f代码为续效代码，一经设定后，在未被重新指定前，进给速代码为续效代码，一经设定后，在未被重新指定前，进给速度持续有效。度持续有效。主轴转速功能主轴转速功能（s功能功能）代码）代码主轴功能也称主轴转速功能或主轴功能也称主轴转速功能或s功能，用来指定主轴的转速，功能，用来指定主轴的转速，用字母用字母s和其后的和其后的1-4位数字表示。位数字表示。s功能的单位是功能的单位是r/min。在编程时，在编程时， s功能代码只是设定主轴转速的大小，并不会功能代码只是设定主轴转速的大小，并不会使主轴反转，必须用使主轴反转，必须用m

17、指令指定正、反转时，主轴才开始指令指定正、反转时，主轴才开始转动。转动。（1）最高转速限制最高转速限制编程格式编程格式 g50 s_s后面的数字表示的是最高转速：后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：例：g50 s3000 表示最高转速限制为表示最高转速限制为3000r/min。（2）恒线速控制）恒线速控制 编程格式编程格式 g96 s_s后面的数字表示的是恒定的线速度：后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：例：g96 s150 表示切削点线速度控制在表示切削点线速度控制在150 m/min。（3）恒转速控制）恒转速控制 编程格式编程格式 s_ s后面的数字表示恒转速控制的主轴

18、转速，如后面的数字表示恒转速控制的主轴转速，如s未指定，将保未指定，将保留留g96的最终值。的最终值。 例：例：g97 s3000 表示恒转速控制的主轴转速表示恒转速控制的主轴转速3000 r/min。刀具功能刀具功能（t功能功能）代码）代码刀具功能也称刀具功能也称t功能，用来进行刀具的选择。刀具功能用字母功能，用来进行刀具的选择。刀具功能用字母t及后面的数字表示。程序中及后面的数字表示。程序中t代码的数值直接表示选择的代码的数值直接表示选择的刀具号码。例如刀具号码。例如在数控车床中的在数控车床中的t代码后面的数字即包含所代码后面的数字即包含所选刀具号，也包含刀具补偿号选刀具号，也包含刀具补偿

19、号，例如，例如t0402表示选择表示选择4号刀，号刀，调用调用2号刀具补偿参数进行刀具长度和半径的补偿。号刀具补偿参数进行刀具长度和半径的补偿。常用编程指令常用编程指令 绝对坐标编程和增量坐标编程绝对坐标编程和增量坐标编程在加工程序中，表示几何点的坐标位置有绝对值和增量值在加工程序中，表示几何点的坐标位置有绝对值和增量值两种方式。两种方式。绝对值绝对值是以是以工件原点工件原点为依据来表示坐标位置。为依据来表示坐标位置。增量值增量值是是以前一点位置以前一点位置坐标尺寸的增量来表示坐标位置。坐标尺寸的增量来表示坐标位置。用尺寸字的地址符指定（本课程中用尺寸字的地址符指定（本课程中部分使用）部分使用

20、）绝对尺寸的尺寸字的地址符用绝对尺寸的尺寸字的地址符用 x、z增量尺寸的尺寸字的地址符用增量尺寸的尺寸字的地址符用 u、w这种表达方式的特点是这种表达方式的特点是同一程序段中绝对尺寸和增量尺同一程序段中绝对尺寸和增量尺寸可以混用寸可以混用，这给编程带来很大方便。，这给编程带来很大方便。在在车削车削加工的数控程序中，加工的数控程序中，x轴的坐标值取为零件图样上轴的坐标值取为零件图样上的直径值。的直径值。g00快速定位快速定位书写格式：书写格式： g00 x（u）_ z（w）_； 说明：说明：（1）此指令是使刀具）此指令是使刀具以预先用参数设定的速度快速移动以预先用参数设定的速度快速移动定位定位到

21、所指定的位置。到所指定的位置。（2）不运动的坐标可以省略不运动的坐标可以省略。（3）x、z表示表示目标点目标点的绝对坐标值，的绝对坐标值，u、w表示目标点的相表示目标点的相对前一点的增量坐标。小数点前最多允许对前一点的增量坐标。小数点前最多允许4位数，小数点后位数，小数点后最多允许最多允许3位，正数可以省略位，正数可以省略“+”号。号。绝对值方式编程举例：绝对值方式编程举例： g00 x50.0 z6.0；增量方式编程举例：增量方式编程举例：g00 u-70.0 w-84.0；g00指令中的快进速度用机床参数对各轴分别进行设定，指令中的快进速度用机床参数对各轴分别进行设定，由于各轴以各自的速度

22、移动，不能保证各轴同时到达由于各轴以各自的速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而终点，因而合成轨迹并不总是直线。合成轨迹并不总是直线。在在fanuc系统中，运动总是先沿系统中，运动总是先沿45角的直线移动，最角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置。编程人员应了后再在某一轴单向移动至目标点位置。编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可能出现的碰撞。工中可能出现的碰撞。g01插补插补书写格式：书写格式： g01 x（u）_ z（w）_ f_ ； 说明：说明：（1）采用绝对尺寸编程时，刀具）采用绝对尺寸编程时，刀具以以

23、f指令指定的进给速度指令指定的进给速度进进行插补，运行至坐标值为行插补，运行至坐标值为x、z的某轨迹点上；的某轨迹点上；（2）采用相对尺寸编程时，刀具运行到距当前点（起始点）采用相对尺寸编程时，刀具运行到距当前点（起始点）的距离为的距离为u、w的某轨迹点上；的某轨迹点上；f指令为续效指令指令为续效指令 绝对值方式编程举例：绝对值方式编程举例： g01 x45.0 z13.0 f120；增量方式编程举例：增量方式编程举例：g01 u20.0 w-20.0 f120；g02、g03圆弧插补圆弧插补书写格式：书写格式： g02 x（u）_ z（w）_ i_ k_ f_； g03 x（u）_ z（w）

24、_ i_ k_ f_； g02 x（u）_ z（w）_ r_ f_ ； g03 x（u）_ z（w）_ r_ f_； g02g03x(u) _ z(w) _i _ k _r f ;（1）圆弧指令）圆弧指令g02、g03使刀具相对工件以使刀具相对工件以f指令指定指令指定的进给速度从当前点（起始点）向终点进行圆弧插补。的进给速度从当前点（起始点）向终点进行圆弧插补。g02指令是顺时针圆弧插补指令，指令是顺时针圆弧插补指令，g03是逆时针圆弧是逆时针圆弧插补指令插补指令。圆弧顺逆方向的判别：沿着圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时由正方向向

25、负方向看，顺时针方向针方向g02，逆时针方向，逆时针方向g03。（2）绝对尺寸编程时，）绝对尺寸编程时，x、z为圆弧终点坐标值；增量尺寸为圆弧终点坐标值；增量尺寸编程时，编程时，u、w为终点相对始点的距离为终点相对始点的距离；r是圆弧半径。是圆弧半径。（3）i、k为圆心在为圆心在x、z轴上相对始点的坐标增量，当轴上相对始点的坐标增量，当i、k为零时可以省略为零时可以省略；如果；如果i、k和和r同时出现在程序段上，则同时出现在程序段上，则以以r优先，优先，i、k无效。无效。绝对值方式编程举例：绝对值方式编程举例： g02 x46.0 z-15.078 i22.204 k6.0 f0.2绝对值方式

26、绝对值方式r编程：编程：g02 x46.0 z-15.078 r23.0 f0.2增量方式编程举例：增量方式编程举例： g02 u26.0 w-15.078 i22.204 k6.0 f0.2自己编制精车拉钉的完整程序自己编制精车拉钉的完整程序1040r23640数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理 n基点基点 构成零件轮廓构成零件轮廓的不同几何要素如直线、的不同几何要素如直线、圆弧、二次曲线等，之圆弧、二次曲线等，之间的间的交点交点或或切点切点称为基称为基点。基点坐标是编程中点。基点坐标是编程中必需的重要数据。必需的重要数据。2840r640材料：45钢10245全部12.5数控车削加工

27、工艺路线制订数控车削加工工艺路线制订 （课本（课本p65）1先粗后精先粗后精 选择切入切出方向选择切入切出方向最终轮廓一次走刀完成最终轮廓一次走刀完成内外交叉内外交叉2先近后远先近后远 3刀具集中刀具集中 数控车削的走刀路线的确定数控车削的走刀路线的确定（p20、39） 走刀路线走刀路线是指数控机床在加工过程中，刀具从起是指数控机床在加工过程中，刀具从起刀点开始，直至加工结束返回终点的轨迹，包括刀点开始，直至加工结束返回终点的轨迹，包括切削加工的路径切削加工的路径以及以及刀具切入、切出刀具切入、切出等空运行路等空运行路线。线。 走刀路线是编写程序的依据之一走刀路线是编写程序的依据之一。因此在确

28、定走。因此在确定走刀路线时，最好画一张刀路线时，最好画一张走刀路线图走刀路线图。 走刀路线图走刀路线图确定数控车削加工进给路线的主要原则确定数控车削加工进给路线的主要原则： 首先按照拟定的工步顺序，确定零件各加工表面进给路线的顺序；首先按照拟定的工步顺序，确定零件各加工表面进给路线的顺序； 确定的进给路线应该能确定的进给路线应该能保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙保证工件轮廓表面加工后的精度和表面粗糙度要求；度要求； 寻求最短的进给路线寻求最短的进给路线（包括空行程路线和进给加工路线），以便提（包括空行程路线和进给加工路线），以便提高加工效率；高加工效率； 要选择工件在加工时变形小的路线，

29、对横截面积小的细长零件或薄要选择工件在加工时变形小的路线，对横截面积小的细长零件或薄壁零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸，或者用对称地去除加壁零件应该采用分几次走刀加工到最后尺寸，或者用对称地去除加工余量的方法来安排进给路线。工余量的方法来安排进给路线。确定进给加工路线的重点，主要在于确定粗加工切削过程与空行程的确定进给加工路线的重点，主要在于确定粗加工切削过程与空行程的进给路线；进给路线；精加工切削过程的进给路线，基本上都是沿着零件轮廓精加工切削过程的进给路线，基本上都是沿着零件轮廓的顺序进行的的顺序进行的。切削用量的确定切削用量的确定 切削用量包括主轴转速切削用量包括主轴转速(切削速度切

30、削速度)、背吃刀量和进给、背吃刀量和进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是，合理选择切削用量的原则是，粗加工时粗加工时，一般以提高，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，通常选择较通常选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工半精加工和精加工时和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本，经济性和加工成

31、本，通常选择较小的背吃刀量和进给量通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可尽可能提高切削速度能提高切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合经验而定。手册并结合经验而定。工件材料 加工方式 背吃刀量/mm 切削速度/(m/min) 进给量/(mm/r) 刀具材料 粗加工 57 6080 0.20.4 粗加工 23 80120 0.20.4 精加工 0.20.3 120150 0.10.2 车螺纹 70100 导程 yt 类 钻中心孔 500800 r/min

32、钻 孔 30 0.10.2 w18cr4v 碳素钢 b600 mpa 切断(宽度 5 mm) 70110 0.10.2 yt 类 粗加工 23 5080 0.20.4 精加工 0.10.15 60100 0.10.2 合金钢 b=1470 mpa 切断(宽度 5 mm) 4070 0.10.2 yt 类 粗加工 23 5070 0.20.4 精加工 0.10.15 70100 0.10.2 铸 铁 200 hbs 以 下 切断(宽度 5 mm) 5070 0.10.2 yg 类 粗加工 23 6001000 0.20.4 精加工 0.20.3 8001200 0.10.2 铝 切断(宽度 5

33、mm) 6001000 0.10.2 yg 类 粗加工 24 400500 0.20.4 精加工 0.10.15 450600 0.10.2 黄铜 切断(宽度 5 mm) 400500 0.10.2 yg 类 数控车削用量推荐表数控车削用量推荐表主轴转速主轴转速n(r/min)主要根据允许的切削速度主要根据允许的切削速度 c(m/min)选取。选取。 d v1000cn式中：式中： vc切削速度切削速度 d工件直径工件直径(mm)。 主轴转速主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标要根据计算值在机床说明书中选取标准值。准值。普通精度轧制件用于轴类（零件的数控车削加工普通精度轧制件用于轴类（零

34、件的数控车削加工余量余量模锻毛坯用于轴类零件的数控车削加工余量 车圆锥的加工路线分析车圆锥的加工路线分析 数控车床上车外圆锥，假设圆锥数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为大径为d d，小径为，小径为d d ，锥长为，锥长为l l，车圆，车圆锥的加工路线如图所示。锥的加工路线如图所示。按阶梯切削路线，两刀粗车，最后按阶梯切削路线，两刀粗车，最后一刀精车；两刀粗车的终刀距一刀精车；两刀粗车的终刀距s s要作要作精确的计算，可有相似三角形得：精确的计算，可有相似三角形得：d-d 2ld-d 2s-apd-d 2l（d-d 2s-ap） 此种加工路线，粗车时，刀此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但

35、精车时，背具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。的路线最短。 按图按图b的相似斜线切削路线，也需计算的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距粗车时终刀距s，同样由相似三角形可计算，同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。离较短。 按图按图c c的斜线加工路线，只需确定每次的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量背吃刀量a ap p，而不需计算终刀距，编程方便。，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线

36、较长。具切削运动的路线较长。外圆切削循环外圆切削循环指令指令g90 圆柱切削循环指令格式圆柱切削循环指令格式： g90 x(u)_z(w)_f_g90 x(u)_z(w)_f_ 该循环主要用于轴类零件的外该循环主要用于轴类零件的外圆加工。圆加工。x、z为车削循环中车削进给路径的为车削循环中车削进给路径的终点终点坐标坐标，u、w是圆柱面切削终点是圆柱面切削终点相对于循环起相对于循环起点点增量坐标增量坐标。 切入切入切削切削退刀退刀返回返回快速移动快速移动 进给移动进给移动 进给移动进给移动 快速移动快速移动 使用循环切削指令，注意：使用循环切削指令，注意： 刀具必须刀具必须先定位至循环起点先定位

37、至循环起点，再执行循环切削指令再执行循环切削指令， 完成一循环切削后，刀具回到此循环起点。完成一循环切削后，刀具回到此循环起点。 循环切削指令为模态指令。循环切削指令为模态指令。 圆锥切削循环指令格式圆锥切削循环指令格式： g90 x(u)_z(w)_r_f_g90 x(u)_z(w)_r_f_ 该循环主要用于轴类零件该循环主要用于轴类零件的锥面加工。的锥面加工。 r的大小：的大小：为锥度部分大端与小端为锥度部分大端与小端之之半径差半径差。r的正负：的正负：起始点坐标大于终点坐起始点坐标大于终点坐标时标时r为正，反之为负为正，反之为负。端面车削固定循环指令端面车削固定循环指令g94 g94指令

38、用于盘套类零件的垂直端指令用于盘套类零件的垂直端面或锥形端面的加工面或锥形端面的加工 。直端面车削固定循环直端面车削固定循环 指令格式为指令格式为： g94 x(u)_z(w)_f_g94 x(u)_z(w)_f_ 锥锥端面车削固定循环指令格式端面车削固定循环指令格式为：为：g94 x(u)_z(w)_r_f_g94 x(u)_z(w)_r_f_ 刀具的几何补偿和磨损补偿刀具的几何补偿和磨损补偿 在编程时，一般以其中一在编程时，一般以其中一把刀具为基准，并以该刀具的把刀具为基准，并以该刀具的刀尖位置为依据来建立工件坐刀尖位置为依据来建立工件坐标系。这样，当其他刀位转至标系。这样，当其他刀位转至

39、加工位置时，刀尖的位置相对加工位置时，刀尖的位置相对于基准刀刀尖位置就会有偏差于基准刀刀尖位置就会有偏差。由此，原来设定的工件坐标。由此，原来设定的工件坐标系对这些刀具就不适用了。另系对这些刀具就不适用了。另外，每把刀具在加工过程中都外，每把刀具在加工过程中都有不同程序的磨损。因此，应有不同程序的磨损。因此，应进行位置补偿。进行位置补偿。按基准刀尖编程基准车刀当前车刀刀架转位几何补偿磨损补偿zjxjxmzmz1x2x1z2按刀架中心编程 刀具的补偿功能由刀具的补偿功能由t t代码实现。代码实现。刀具几何补偿刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想

40、刀具或基准刀具的偏移的；理想刀具或基准刀具的偏移的；刀具磨损补偿刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的。与原始尺寸的误差的。补偿数据通常是通过补偿数据通常是通过对刀对刀后采集到的，而且必须将这些后采集到的，而且必须将这些数据准确地数据准确地储存储存到刀具数据库中，然后通过程序中的到刀具数据库中，然后通过程序中的刀刀补代码来提取并执行。补代码来提取并执行。 刀补指令用刀补指令用t代码表示。常用代码表示。常用t代码格式为：代码格式为：t xx xx，即，即t后可跟后可跟4位数，其中前位数，其中前2位表示刀具号，后位表示刀具号，后2位表

41、示刀具补偿号。位表示刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具补偿寄器的地址号，该寄存中存放刀具补偿号实际上是刀具补偿寄器的地址号，该寄存中存放有刀具的有刀具的x轴偏置和轴偏置和z轴偏置量。刀具补偿号为轴偏置量。刀具补偿号为00时，表示取时，表示取消补偿。消补偿。 若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下，若还刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下，若还没有磨损补偿时，则只有几何位置

42、补偿，没有磨损补偿时，则只有几何位置补偿， x= xj、 z= zj；批量加工过程中出现刀具磨损后，则：批量加工过程中出现刀具磨损后，则： x= xj+ xm、 z= zj+ zm； 数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的移动来实现的。对带自动换刀的车床而言，执行移动来实现的。对带自动换刀的车床而言，执行t指令指令时，将先让刀架转位，按前时，将先让刀架转位，按前2位数字指定的刀具号选择好位数字指定的刀具号选择好刀具后，再按后刀具后，再按后2位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置，实施刀具几

43、何位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置，实施刀具几何位置补偿和磨损补偿。和磨损补偿。尖角车刀加工时的情况尖角车刀加工时的情况采用尖角车刀对加工及编程都很方便采用尖角车刀对加工及编程都很方便 刀头越尖就越容易磨损刀头越尖就越容易磨损 当刀具太尖而进给速度又较大时，可明显地感当刀具太尖而进给速度又较大时，可明显地感觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果，即使觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果，即使减小进给速度，也会影响到加工表面的粗糙度。减小进给速度，也会影响到加工表面的粗糙度。将车刀刀尖磨成圆弧过渡刃将车刀刀尖磨成圆弧过渡刃 车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状车刀车内、外圆和端面

44、时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状 转角处的尖角肯定是无法车出的转角处的尖角肯定是无法车出的 在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差。有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差。车锥面、圆弧车锥面、圆弧用刃用刃刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿 有刀尖存在时，对刀尖按轮廓线编程加工，即可以得有刀尖存在时，对刀尖按轮廓线编程加工，即可以得到理想轮廓，不需要考虑刀补；到理想轮廓，不需要考虑刀补； 用圆弧头车刀时：用圆弧头车刀时： 以以偏移理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程偏移理想轮廓一个刀具半径的轨迹线编程加工后，加工后，可保证切削得到

45、理想轮廓线。可保证切削得到理想轮廓线。 也可以也可以按照轮廓轨迹编程按照轮廓轨迹编程，再在程序中适当位置加，再在程序中适当位置加上上刀补刀补代码，让机床自动进行刀补。代码，让机床自动进行刀补。刀尖圆弧自动补偿刀尖圆弧自动补偿利用机床自动进行刀尖半径补偿时，需要使用利用机床自动进行刀尖半径补偿时，需要使用g40、g41、g42指令。指令。当系统执行到含当系统执行到含t代码代码的程序指令时，仅仅是从中取得的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的了刀具补偿的寄存器地址号寄存器地址号(其中包括刀具几何位置补其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小偿和刀具半径大小)，此时并不会开始实施刀尖半径补，此时并不

46、会开始实施刀尖半径补偿。只有在程序中遇到偿。只有在程序中遇到g41、g42、g40指令指令时，才时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。g41刀尖半径刀尖半径左左补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的左边。在编程轨迹的左边。 g42刀尖半径刀尖半径右右补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的右边。在编程轨迹的右边。 g40取消刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一取消刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。致。g42g41g41g42刀位点刀位点刀位点刀位点即是指编制数

47、控加工程序时用以确定刀具位置的基准即是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点。点。按照试切对刀的情况看，对刀所获得的坐标数据就是刀尖的按照试切对刀的情况看，对刀所获得的坐标数据就是刀尖的坐标，采用对刀仪，也基本上是按刀尖对刀的。坐标，采用对刀仪，也基本上是按刀尖对刀的。对于圆弧头车刀：对于圆弧头车刀：刀尖是不存在的，是一个刀尖是不存在的，是一个假想的刀尖点假想的刀尖点也可通过测出刀尖圆弧半径值来推测出也可通过测出刀尖圆弧半径值来推测出刀尖圆弧中心点刀尖圆弧中心点编程时，通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的，刀尖编程时，通常就是用这样两个参照点来作为刀位点的，刀尖半径补偿也就是围绕这两种

48、情况进行的。半径补偿也就是围绕这两种情况进行的。假想刀尖假想刀尖车锥面、圆弧用刃车锥面、圆弧用刃当采用当采用假想刀尖点假想刀尖点编程补偿方式时，系统内部只编程补偿方式时，系统内部只对锥面及对锥面及圆弧面计算刀补圆弧面计算刀补，而对车端面与车外圆则不进行刀补。，而对车端面与车外圆则不进行刀补。当采用当采用刀尖圆弧中心点刀尖圆弧中心点编程刀补方式时，则编程刀补方式时，则无论什么样的无论什么样的轮廓线都需要进行刀补运算。轮廓线都需要进行刀补运算。对对来说，无论用哪种补偿方式，我们来说，无论用哪种补偿方式，我们都都，至于怎么具，至于怎么具体地实施刀补，则是数控系统内部要做的事情。体地实施刀补，则是数控

49、系统内部要做的事情。对于对于没有刀补功能的车床没有刀补功能的车床来说，考虑来说，考虑如何刀补则是编程如何刀补则是编程者必须要考虑的问题者必须要考虑的问题，只有正确的刀补编程才能得到准确，只有正确的刀补编程才能得到准确的轮廓轨迹。的轮廓轨迹。假想刀尖方位假想刀尖方位是指假想刀尖与刀是指假想刀尖与刀尖圆弧中心的相对位置关系，用尖圆弧中心的相对位置关系，用09共共10个号码来表示。个号码来表示。如果以刀尖圆弧中心作为刀位如果以刀尖圆弧中心作为刀位点，则应选用点，则应选用0或或9作为刀尖方位作为刀尖方位号；号；其他号都是以假想刀尖作为刀其他号都是以假想刀尖作为刀位点的。位点的。假想刀尖号假想刀尖号g4

50、1 g01g42 g00 刀尖圆弧半径自动补偿功能使用刀尖圆弧半径自动补偿功能使用 ；刀尖圆弧半径自动补偿功能的刀尖圆弧半径自动补偿功能的建立建立g40 g01 g00 ；或单独将或单独将g40作一程序行书写作一程序行书写刀尖圆弧半径自动补偿功能的刀尖圆弧半径自动补偿功能的取消取消执行执行过刀尖半径补偿过刀尖半径补偿g41或或g42的指令后的指令后刀补将持续对每一编程轨迹有效；刀补将持续对每一编程轨迹有效；刀补的加载和卸载刀补的加载和卸载终点终点编程轨迹编程轨迹编程轨迹编程轨迹补偿取消补偿取消刀补卸载刀补卸载g40g42状态状态刀补加载刀补加载补偿引入补偿引入编程轨迹编程轨迹起点起点编程轨迹编

51、程轨迹g40状态状态g42g42编程轨迹编程轨迹 (1)在精车轮廓的在精车轮廓的前一程序段建立前一程序段建立刀具半径补偿，在切削刀具半径补偿，在切削完成轮廓的完成轮廓的后一个程序段后一个程序段，用指令，用指令g40取消取消补偿补偿 (2)刀径补偿的刀径补偿的建立和取消不应在建立和取消不应在g02、g03圆弧轨迹程序圆弧轨迹程序行上实施。行上实施。 (3)必须在必须在刀具补偿参数设定页面刀具补偿参数设定页面的相应刀具补偿号半径的相应刀具补偿号半径处填入处填入刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径；假想刀尖方向处，填入该把刀具的；假想刀尖方向处，填入该把刀具的假想刀尖号码假想刀尖号码；编制程序时的；编制程序时的

52、刀具补偿号刀具补偿号不能为不能为00。注意事项注意事项（4）刀径补偿建立和取消时，刀具位置的变化是一个渐）刀径补偿建立和取消时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。变的过程。（5）建立建立刀具半径补偿后，在刀具半径补偿后，在z轴轴的切削移动量必须的切削移动量必须大大于其刀尖半径于其刀尖半径，在，在x方向方向的切削移动量必须的切削移动量必须大于大于2倍倍刀刀尖半径值。尖半径值。（6）当输入刀补数据时给的是负值，则）当输入刀补数据时给的是负值，则g41、g42互相互相转化。转化。进行零件工艺分析进行零件工艺分析 制定工艺制定工艺编制零件数控加工程序编制零件数控加工程序仿真加工仿真加工（1）机床的选择：

53、选用）机床的选择：选用fanuc 0i-tc数控系统数控车床。数控系统数控车床。（2）毛坯的的选择：棒料）毛坯的的选择：棒料4585。（3）夹具的选择：三爪卡盘。）夹具的选择：三爪卡盘。（4）刀具的选择：外圆车刀，切断刀。）刀具的选择：外圆车刀，切断刀。（5）利用）利用g90/g94/g42/g40编制程序编制程序（6）采用试切法对刀完成坐标系设置操作及刀具补偿参数）采用试切法对刀完成坐标系设置操作及刀具补偿参数的设置，进行仿真加工。的设置，进行仿真加工。2 填写数控加工工序卡填写数控加工工序卡5 5 填写数控加工程序单填写数控加工程序单3 3 绘制数控加工走刀路线图绘制数控加工走刀路线图1

54、工艺分析工艺分析6 6 仿真加工仿真加工 7 7 填写记录单填写记录单 4 4 计算基点坐标计算基点坐标1)1)分析加工图纸。分析加工图纸。 2)2)确定装夹方案确定装夹方案3)3)分析走刀路线及工步顺序。分析走刀路线及工步顺序。4)4)选择刀具。选择刀具。5)5)确定切削用量。确定切削用量。6)6)制定加工工艺。制定加工工艺。尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度结构分析结构分析精度分析精度分析表面粗糙度表面粗糙度材料分析材料分析工艺分析工艺分析生产类型：单件生产类型：单件毛坯：毛坯：4585材料材料 45钢钢数控加工工序卡数控加工工序卡序号序号工艺内容工艺内容刀具号刀具号补偿号补

55、偿号刀具名刀具名称规格称规格刀尖刀尖半径半径主轴主轴转速转速r/minr/min进给进给速度速度mm/rmm/r背吃背吃刀量刀量mmmm1 12 23456 6数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图粗车外圆柱面粗车外圆柱面粗车外圆柱面和锥面粗车外圆柱面和锥面精车外圆和锥面精车外圆和锥面切向切入，切向切出切向切入，切向切出切断切断根据左刀尖编程（考虑切断刀的宽度），对刀时，碰端面输入根据左刀尖编程（考虑切断刀的宽度），对刀时，碰端面输入z0，再测量，再测量若根据右刀尖编程，对刀时，碰端面输入若根据右刀尖编程，对刀时，碰端面输入z（切断刀宽度），再测量（切断刀宽度），再测量基点坐标基点坐标基点基点a

56、 ac ce eg gi ik km m坐标值坐标值35，229，223，217，211，25，2-1，2基点基点b bd df fhjln坐标值坐标值45，-345，-645，-945，-1245，-1545，-1845，-21(g90)r-5-8-11-14-17-20-23数控加工程序清单数控加工程序清单加工程序加工程序程序注释程序注释u小数点、小数点、+ +、- -、字母、字母o o与数字与数字0 0、m03与与m30；u切向切入，切向切出，切入点必须在轮廓延长线上；切向切入，切向切出，切入点必须在轮廓延长线上；u精加工时有精加工时有g42/g40，g42放在真正切削轮廓之前，放在真正

57、切削轮廓之前，g40放在真正切出轮廓之后；放在真正切出轮廓之后；u换刀时，先返回换刀点，再换刀，可同时改变转速。换刀时，先返回换刀点，再换刀，可同时改变转速。ug90、g94中的中的r计算必须考虑切入和切出段，计算必须考虑切入和切出段，g90：r=(x切入点切入点-x切出点切出点)/2； g94：r=(z切入点切入点-z切出点切出点)ug90、g94和和g02、g03中的中的r在宇龙仿真中不是模态代码；在宇龙仿真中不是模态代码；加工步骤加工步骤 1）开机；）开机； 2）回参考点：）回参考点：先回先回x，后回，后回z 3）导入程序；）导入程序； 4）轨迹模拟，编辑与程序调试；）轨迹模拟，编辑与程

58、序调试； 5）装夹工件；）装夹工件； 6）安装刀具，设置）安装刀具，设置刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿； 7）对刀对刀:两把刀两把刀g54或或t0101，建立工件坐标系，建立工件坐标系，设置设置刀具长度补偿（记录数据）刀具长度补偿（记录数据） 8）运行程序加工工件；）运行程序加工工件； 9）测量）测量导入数控程序与新建一个导入数控程序与新建一个nc程序程序 导入数控程序导入数控程序 数控程序在记事本中输入并保存为文本格式（数控程序在记事本中输入并保存为文本格式（*.txt格式）文件，格式）文件，然后再导入（任务然后再导入（任务1）。）。 新建一个新建一个nc程序程序 按机床面板按机床面板“编

59、辑编辑”按钮按钮 此时已进入编辑状态此时已进入编辑状态 按数控系统面板按数控系统面板prog按钮按钮 crt界面转入编辑页面界面转入编辑页面 输入输入 0001 ，crt界面上将显示一个空程序界面上将显示一个空程序 开始程序输入，输入一段代码后，开始程序输入，输入一段代码后， 按按 键则数据输入域中的内容将显示在键则数据输入域中的内容将显示在crt界面上，界面上， 用回车换行键用回车换行键 结束一行的输入后换行。结束一行的输入后换行。编辑程序编辑程序按机床面板按机床面板“编辑编辑”按钮按钮 此时已进入编辑状态此时已进入编辑状态 按数控系统面板按数控系统面板prog按钮按钮 crt界面转入编辑页

60、面界面转入编辑页面u移动光标移动光标： 按按 和和 用于翻页，按方位键用于翻页，按方位键 移动光标。移动光标。u插入字符插入字符： 先将光标移到所需位置先将光标移到所需位置 按按mdi键盘上的数字键盘上的数字/字母键，将代字母键，将代码输入到输入域中码输入到输入域中 按按 键，把输入域的内容插入到光标所键，把输入域的内容插入到光标所在代码后面。在代码后面。u删除输入域中的数据删除输入域中的数据： 按按 键用于删除输入域中的数据。键用于删除输入域中的数据。u删除字符删除字符： 先将光标移到所需删除字符的位置，按先将光标移到所需删除字符的位置，按 键，删除光标所在的代码。键，删除光标所在的代码。u