第5章 典型机床数控编程ppt课件

1、第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 第第5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5.1 数控车床编程数控车床编程 5.2 数控铣床编程数控铣床编程 5.3 加工中心编程加工中心编程 习题习题 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5.1 数控车床编程数控车床编程 5.1.1 数控车床编程概述数控车床编程概述 1. 数控车床编程的特点数控车床编程的特点 （1） 在一个程序段中，在一个程序段中， 可以采用绝对值编程，可以采用绝对值编程， 也也可以采用增量值编程，可以采用增量值编程， 或二者混合编程。或二者混合编程。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （2

2、） 由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示的，时都是以直径值表示的， 因而当直径方向用绝对值编因而当直径方向用绝对值编程时，程时，X以直径值表示；以直径值表示； 用增量值编程时，用增量值编程时， 以径向实以径向实际位移量的二倍值表示，际位移量的二倍值表示， 并附上方向符号正向可以并附上方向符号正向可以省略）。省略）。 （3） 为提高工件的径向尺寸精度，为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当向的脉冲当量取量取Z向的一半。向的一半。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （4） 由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，由于车削加工常用

3、棒料或锻料作为毛坯， 加加工余量较大，工余量较大， 因而为简化编程，因而为简化编程， 数控装置常具备不同数控装置常具备不同形式的固定循环，形式的固定循环， 可以在程序中调用。可以在程序中调用。 （5） 车床数控系统中都有刀具位置补偿功能和刀车床数控系统中都有刀具位置补偿功能和刀具半径补偿功能，具半径补偿功能， 合理利用刀具补偿功能可以简化程合理利用刀具补偿功能可以简化程序编制，序编制， 提高零件的加工精度。提高零件的加工精度。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2. 车床数控系统的功能车床数控系统的功能 1） 准备功能准备功能G 准备功能又称准备功能又称G功能或功能或G代码，代

4、码， 它是指定数控系统它是指定数控系统准备好某种运动和工作方式的一种命令，准备好某种运动和工作方式的一种命令， 由地址由地址G及及其后的两位数字组成。其后的两位数字组成。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表5.1 准 备 功 能 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 辅助功能辅助功能M 辅助功能又称辅助功能又称M功能，功能， 主要用来表示机床操作时主要用来表示机床操作时的各种辅助动作及其状态。的各种辅助动作及其状态。 它由地址它由地址M及其后的两位及其后的两位数字组成。数字组成。 常用辅助功能如表常用辅助功能如表5.2所示，所示， 其中几个不其中几个不同的停

5、止方式介绍如下：同的停止方式介绍如下： 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表5.2 辅 助 功 能 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （1） M00程序停止。程序停止。 （2） M01选择停止。选择停止。 （3） M02程序结束。程序结束。 （4） M30纸带结束。纸带结束。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 3） F、 S、 T功能功能 （1） F功能。功能。 F功能用于指定进给速度，功能用于指定进给速度， 由由“F和其后面的数字组成。和其后面的数字组成。 （2） S功能。功能。 S功能用于指定主轴转速或速度，功能用于指定主轴转速或速度， 由由

6、“S和其后的数字组成。和其后的数字组成。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （3） T功能。功能。 T功能也叫刀具功能，功能也叫刀具功能， 用来指定刀位号和刀具补用来指定刀位号和刀具补偿组号简称刀补号），偿组号简称刀补号）， 由由“T和其后的数字组成，和其后的数字组成， 格式为格式为 T 刀具补偿组号刀具补偿组号 刀具号刀具号 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 3. 车床坐标系的设定车床坐标系的设定 1） 机床坐标系机床坐标系 机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立的机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立的X、 Z轴直角坐标系。轴直角坐标系。 其中，其中， Z轴与主

7、轴中心线重合，轴与主轴中心线重合， 为纵为纵向退刀方向（向退刀方向（+）；）； X轴与主轴垂直，轴与主轴垂直， 为横向退刀方为横向退刀方向（向（+） ， 如图如图5.1所示。所示。第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.1 机床坐标系 参考点机床原点O旋转中心线 X ZO第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 工件坐标系工件坐标系 工件坐标系是编程时使用的坐标系，工件坐标系是编程时使用的坐标系， 因此又称为因此又称为编程坐标系。编程坐标系。 数控编程时，数控编程时， 应该首先确定工件坐标系应该首先确定工件坐标系和工件原点。和工件原点。 工件坐标系是由操作编程人员

8、设定的，工件坐标系是由操作编程人员设定的， 其目的是其目的是为了方便编程和使各尺寸较为直观。为了方便编程和使各尺寸较为直观。 工件原点工件原点般设在零件的设计基准点或工艺基准般设在零件的设计基准点或工艺基准点上。点上。 图图5.2中将工件原点选在了主轴中心线与工件左中将工件原点选在了主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。端面或右端面的交点处。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.2 工件坐标系 O起刀点O工件原点工件 X Z第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.3 设定工件坐标系实例 机床原点XO工件原点5080303.845070350400A392Z

9、825P0第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 4. 刀具补偿功能刀具补偿功能 1） 刀具位置补偿刀具位置补偿 刀具位置补偿又叫刀具长度补偿、刀具位置补偿又叫刀具长度补偿、 刀具偏置或刀刀具偏置或刀具偏移。以下三种情况下均需要进行刀具位置补偿：具偏移。以下三种情况下均需要进行刀具位置补偿： （1） 用多把不同尺寸的刀具对同一个零件的轮廓用多把不同尺寸的刀具对同一个零件的轮廓尺寸进行连续加工的过程中，尺寸进行连续加工的过程中， 每把刀具的刀尖之间存每把刀具的刀尖之间存在位置偏差，在位置偏差， 必须利用刀具位置补偿功能将所有刀具必须利用刀具位置补偿功能将所有刀具的刀尖都偏置到同一个基准

10、点上。的刀尖都偏置到同一个基准点上。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （2） 对同一把刀来说，对同一把刀来说， 当刀具重磨后再把它安装当刀具重磨后再把它安装在原来的位置时，在原来的位置时， 会产生安装误差。会产生安装误差。 因此，因此， 在重新在重新开始加工以前，开始加工以前， 也必须利用刀具位置补偿功能来修正也必须利用刀具位置补偿功能来修正重新安装位置误差。重新安装位置误差。 （3） 每把刀具在其使用过程中都会有不同程度的每把刀具在其使用过程中都会有不同程度的磨损，磨损， 这时的刀尖位置与磨损前的刀尖位置存在偏差，这时的刀尖位置与磨损前的刀尖位置存在偏差， 这势必造成加工误

11、差。这势必造成加工误差。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 刀具半径补偿刀具半径补偿 在编制数控车床加工程序时，在编制数控车床加工程序时， 通常将刀尖看作是通常将刀尖看作是一个点。一个点。 然而在实际应用中，然而在实际应用中， 为了提高刀具寿命和降为了提高刀具寿命和降低加工表面的粗糙度，低加工表面的粗糙度， 一般将车刀刀尖磨成半径约为一般将车刀刀尖磨成半径约为0.41.6 mm的圆弧，的圆弧， 如图如图5.4所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.4 刀尖圆弧半径补偿对加工精度的影响 误差工件加工要求的轨迹无刀具补偿时的轨迹BCAPAPDR第

12、第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.4中，中， 在切削工件右端面时，在切削工件右端面时， 车刀圆弧的切点车刀圆弧的切点A与理论刀尖与理论刀尖P的的Z坐标值相同；坐标值相同； 车外圆时，车外圆时， 车刀圆弧车刀圆弧的切点的切点B与理论刀尖与理论刀尖P的的X坐标值相同；坐标值相同； 这时不会产生这时不会产生加工误差，加工误差， 不需要考虑刀尖半径补偿。不需要考虑刀尖半径补偿。第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.5 车刀刀尖方位代号 P7P5XP2P61POP3P84PP9/0Z第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 为了对上述由刀尖圆弧半径所引起的

13、误差进行自为了对上述由刀尖圆弧半径所引起的误差进行自动补偿，动补偿， 在加工工件之前，在加工工件之前， 必须把刀具半径补偿的有必须把刀具半径补偿的有关参数输入到关参数输入到CNC装置中。装置中。 参数包括刀尖半径参数包括刀尖半径R值和值和刀尖方位刀尖方位T参数。参数。 T值与车刀的形状和刀尖所处的位置值与车刀的形状和刀尖所处的位置有关，有关， 用用09表示，表示， 如图如图5.5所示。所示。 典型车刀的形状、典型车刀的形状、 位置和参数之间的关系如表位置和参数之间的关系如表5.3所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表5.3 典型车刀的形状、 位置和参数之间的关系 参

14、数刀尖圆弧的位置典 型 车 刀 形 状384PPP第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 51627PPPPP第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 3） 刀具补偿参数的输入刀具补偿参数的输入 每个刀具补偿号对应一组每个刀具补偿号对应一组X、 Z、 R、 T值。值。 其中其中X、 Z为刀具位置补偿值，为刀具位置补偿值， R、 T为刀具半径补偿值。为刀具半径补偿值。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.6 显示器屏幕显示刀补参数 XZRT0.961.53 0.83010203刀具补偿号 补偿值刀尖圆弧半径刀尖方位刀具位置第第5 5章章 典型机床数控编程典型

15、机床数控编程 4） 刀具半径补偿的方向刀具半径补偿的方向 将刀补参数输入到将刀补参数输入到CNC装置后，装置后， 当执行到含有当执行到含有T功能如功能如T0101的程序段时，的程序段时， 刀具位置补偿参数即刀具位置补偿参数即可生效，可生效， 而刀具半径补偿参数则必须执行到含有刀具而刀具半径补偿参数则必须执行到含有刀具半径补偿方向指令半径补偿方向指令G41或或G42指令时才可生效。指令时才可生效。 如图如图5.7所示，所示， G41指定左刀补，指定左刀补， 刀具沿编程轨迹前进方向刀具沿编程轨迹前进方向左侧行进；左侧行进； G42指定右刀补，指定右刀补， 刀具沿编程轨迹前进方刀具沿编程轨迹前进方向

16、右侧行进。向右侧行进。 当取消刀具半径补偿时，当取消刀具半径补偿时， 使用使用G40指令。指令。第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.7 刀具半径补偿G41、 G42 G42G41第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5.1.2 常用常用G指令指令 1. 快速点定位快速点定位G00 G00指令使刀具快速定位到指定的目标位置，指令使刀具快速定位到指定的目标位置， 运运动过程中无运动轨迹要求。动过程中无运动轨迹要求。 其指令书写格式是：其指令书写格式是： G00 XU_ ZW） _ ； 如图如图5.8所示，所示， 从起点从起点A快速定位到目标点快速定位到目标点B， 可

17、可以有三种编程方式。以有三种编程方式。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.8 快速点定位 X6020020100ZA(20, 20)B(60, 100)(60, 60)60第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （1） 绝对值方式编程如下：绝对值方式编程如下： G00 X120.0 Z100.0； 或或G00 X120000 Z100000； （2） 增量值方式编程如下：增量值方式编程如下： G00 U80.0 W80.0； （3） 绝对绝对/增量混合方式编程如下：增量混合方式编程如下： G00 U80.0 Z100.0； 或或 G00 X120. W80.0；

18、 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2. 直线插补直线插补G01 该指令用于按该指令用于按F指定的进给速度切削任意斜率的直指定的进给速度切削任意斜率的直线，线， 指令格式为指令格式为 G01 XU_ ZW） _ F _ ； 编程示例如图编程示例如图5.9所示，所示， 选右端面轴心选右端面轴心O为编程原为编程原点，点， 其绝对值方式编程如下：其绝对值方式编程如下：第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.9 直线插补 802040 50O100 200P3P2P1P0第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 N10 G00 X50.0 Z2.0 S800 T

19、01 M03； （P0P1点）点）N20 G01 Z40.0 F80； （刀尖从（刀尖从P1点按点按F速度进给到速度进给到P2点）点）N30 X80.0 Z60.0； （P2P3以以F速度进给速度进给N40 G00 X200.0 Z100.0； （P3P0快速返回快速返回本例也可采用增量值编程。本例也可采用增量值编程。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 3. 圆弧插补圆弧插补G02/G03 圆弧插补指令使刀具按圆弧插补指令使刀具按F给定的进给速度切削出圆给定的进给速度切削出圆弧轮廓，弧轮廓， G02用于顺时针圆弧，用于顺时针圆弧， G03用于逆时针圆弧。用于逆时针圆弧。 指令格

20、式如下：指令格式如下： （1） 终点终点+圆心圆心I， K）：）： G02或或G03 XU_ ZW_ I _ K_ F_； （2） 终点终点+圆弧半径圆弧半径R： G02或或G03 XU_ ZW_ R _F； 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.10 圆弧插补时R与-R的区别 2 RR1起点XZ终点O第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.11 顺时针圆弧插补 4020OZ1003040X 100R10第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.12 逆时针圆弧插补 X4640 28 40OZR6第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程

21、4. 螺纹切削指令螺纹切削指令G32 该指令用来切削圆柱螺纹、该指令用来切削圆柱螺纹、 圆锥螺纹、圆锥螺纹、 端面螺纹端面螺纹涡形螺纹），涡形螺纹）， 指令格式为指令格式为 G32 XU_ ZW_ F_； F为螺纹导程。为螺纹导程。 对于如图对于如图5.13所示的锥螺纹，所示的锥螺纹， 其其斜角斜角在在45以下时，以下时， 螺纹导程以螺纹导程以Z轴方向指定；轴方向指定； 45以上至以上至90时，时， 以以X轴方向值指定。轴方向值指定。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.13 螺纹加工G32 OZ2W X1AB ZX/2U/2第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程

22、 图5.14 螺纹加工示例 M302-6g20X第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5. 暂停延时指令暂停延时指令G04 该指令可使刀具进行暂短的无进给光整加工，该指令可使刀具进行暂短的无进给光整加工， 主主要用于切槽、要用于切槽、 钻到孔底以及自动加工螺纹等场合，钻到孔底以及自动加工螺纹等场合， 如如图图5.15所示，所示， 指令格式为指令格式为 G04 XU_秒秒s，可带小数），可带小数）P _ （毫秒（毫秒ms，不可带小数），不可带小数）第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.15 G04暂停指令 切槽或切断刀具在槽底暂停钻头在孔底暂停第第5 5章章 典型机

23、床数控编程典型机床数控编程 6. 自动返回参考点指令自动返回参考点指令G28 该指令使刀具自动返回参考点或经过某一中间位该指令使刀具自动返回参考点或经过某一中间位置再回到参考点，置再回到参考点， 如图如图5.16所示。所示。 指令格式为指令格式为 G28 XU_ ZW_ T00； T00(刀具复位刀具复位)指令必须写在指令必须写在G28指令的同一程序指令的同一程序段或该程序段之前；段或该程序段之前； X(U)必须按直径值输入；必须按直径值输入； 该指令该指令以设定的速度快速移动。以设定的速度快速移动。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.16 自动返回参考点指令自动返回参

24、考点指令(a) 经过中间点返回参考点；经过中间点返回参考点； (b) 从当前位置返回参考点从当前位置返回参考点 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5.1.3 数控车床加工与编程数控车床加工与编程 1. 加工路线与加工余量加工路线与加工余量 1) 大余量毛坯的切削路线大余量毛坯的切削路线 一般用阶梯车削法来车削大余量毛坯。一般用阶梯车削法来车削大余量毛坯。 图图5.17所所示的两种加工路线中，示的两种加工路线中， 图图a是错误的切削路线，是错误的切削路线， 图图b按按15的顺序切削，的顺序切削， 每次切削所留余量相等，每次切削所留余量相等， 是正确的切削路线。是正确的切削路线。

25、因为在同样背吃刀量的条件下，因为在同样背吃刀量的条件下， 按图按图a方式加工所剩余的余量过多。方式加工所剩余的余量过多。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.17 大余量毛坯的阶梯切削路线大余量毛坯的阶梯切削路线 (a) 错误；错误； (b) 正确正确 ap阶 梯 切 削 后 所 留 余 量(a)(b)阶 梯 切 削 后 所 留 余 量ap54321第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 根据数控加工的特点，根据数控加工的特点， 还可以放弃常用的阶梯车还可以放弃常用的阶梯车削法，削法， 改用依次从轴向和径向进刀、改用依次从轴向和径向进刀、 顺工件毛坯轮廓顺工件毛

26、坯轮廓走刀的路线，走刀的路线， 如图如图5.18所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.18 双向进刀的走刀路线 双向进刀切削后所留余量第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.19 分层切削时刀具的终止位置分层切削时刀具的终止位置 三刀以后所剩的余量毛坯轮廓毛坯轮廓三刀以后所剩的余量ee第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 分层切削时刀具的终止位置分层切削时刀具的终止位置 当某表面的余量较多需分层多次走刀切削时，当某表面的余量较多需分层多次走刀切削时， 从从第二刀开始就要注意防止走刀至终点时切削深度的猛第二刀开始就要注意防止走刀

27、至终点时切削深度的猛增。增。 如图如图5.19所示，所示， 设以设以90主偏刀分层车削外圆，主偏刀分层车削外圆， 合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离离e例如可取例如可取e=0.05 mm）。）。 如果如果e=0， 则每一刀都则每一刀都终止在同一轴向位置上，终止在同一轴向位置上， 主切削刃就可能受到瞬时的主切削刃就可能受到瞬时的重负荷冲击。重负荷冲击。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2. 加工参数的选择加工参数的选择 1） 合理选择切削用量合理选择切削用量 切削用量切削用量ap、f、 v选择是否合理，选择是否合理，

28、对于能否对于能否充分发挥机床的潜力与刀具的切削性能，充分发挥机床的潜力与刀具的切削性能， 实现优质、实现优质、 高产、高产、 低成本和安全操作具有很重要的作用。一些资低成本和安全操作具有很重要的作用。一些资料上推荐的切削用量数据如表料上推荐的切削用量数据如表5.3所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表表5.3 数控车削用量表数控车削用量表 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 合理选择刀具合理选择刀具 刀具尤其是刀片的选择是保证加工质量和加工效刀具尤其是刀片的选择是保证加工质量和加工效率的重要环节。率的重要环节。 零件材质的切削性能、零件材质的切削

29、性能、 毛坯余量、毛坯余量、 尺寸精度和表面粗糙度要求以及机床的自动化程度等尺寸精度和表面粗糙度要求以及机床的自动化程度等都是选择刀片的重要依据。都是选择刀片的重要依据。 数控车床能兼作粗、数控车床能兼作粗、 精车削，精车削， 粗车时要选强度高、粗车时要选强度高、 耐用度好的刀具，耐用度好的刀具， 以满足粗车时大背吃刀量、以满足粗车时大背吃刀量、 大进给大进给量的要求；量的要求； 精车时要选精度高、硬度高、精车时要选精度高、硬度高、 耐用度好的耐用度好的刀具，刀具， 以保证加工精度的要求。以保证加工精度的要求。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 3. 锥的切削锥的切削 1） 车

30、锥原理车锥原理 在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，种情况， 而每一种情况又有两种加工路线。而每一种情况又有两种加工路线。 图图5.20所所示为车正锥的两种加工路线，示为车正锥的两种加工路线， 当按图当按图a的加工路的加工路线车正锥时，线车正锥时， 需要计算终刀距需要计算终刀距S。 假设圆锥大径为假设圆锥大径为D， 小径为小径为d， 锥长为锥长为L， 背吃刀量为背吃刀量为ap， 则由相似三角则由相似三角形可得：形可得： dDLaSSaLdDpp22即 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 当按图当按图b的走刀路线车正锥时，的走

31、刀路线车正锥时， 则不需要计算则不需要计算终刀距终刀距S， 只要确定了背吃刀量只要确定了背吃刀量ap即可车出圆锥轮廓。即可车出圆锥轮廓。 但在每次切削中，但在每次切削中， 背吃刀量是变化的。背吃刀量是变化的。 图图5.21为车倒锥的两种加工路线，为车倒锥的两种加工路线， 车锥原理与正车锥原理与正锥相同。锥相同。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.20 车正锥的加工路线 SLDapd(a)(b)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.21 车倒锥的加工路线 (a)(b)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 车锥举例车锥举例 用用30 mm的

32、棒料毛坯，的棒料毛坯， 3号刀为外圆刀，号刀为外圆刀， 车削如车削如图图5.22所示的正锥。所示的正锥。 通过分析，通过分析， 确定分三次走刀，确定分三次走刀， 前前两次背吃刀量两次背吃刀量ap=2 mm， 最后一次背吃刀量最后一次背吃刀量ap=1 mm。 按第一种车锥路线进行加工，按第一种车锥路线进行加工， 终刀距终刀距S1=8 mm；S2=16 mm。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.22 车锥编程实例 3020O20100 200P0S1S2第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 4. 圆弧的车法圆弧的车法 1） 车锥法车锥法 在车圆弧时，在车圆弧时，

33、不可能用一刀就把圆弧车好，不可能用一刀就把圆弧车好， 因为因为这样吃刀量太大，这样吃刀量太大， 容易打刀。容易打刀。 可以先车一个圆锥，可以先车一个圆锥， 再车圆弧，再车圆弧， 但要注意车锥时起点和终点的确定，但要注意车锥时起点和终点的确定， 若确若确定不好则可能损伤圆弧表面，定不好则可能损伤圆弧表面， 也有可能将余量留得太也有可能将余量留得太大。大。 确定起点和终点的方法如图确定起点和终点的方法如图5.23所示所示 .第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.23 车锥法 ORDACB第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.24 车圆法 ORR1CDEBABA第

34、第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 车圆法车圆法 对于较复杂的圆弧，对于较复杂的圆弧， 用车锥法较复杂，用车锥法较复杂， 也可用车也可用车圆法，圆法， 即用不同半径的圆来车削，即用不同半径的圆来车削， 最终将所需的圆弧最终将所需的圆弧车出来。车出来。 如图如图5.24所示，所示， 起刀点起刀点A和终点和终点B的确定方法的确定方法如下：如下： 连接连接OA、 OB， 则此时车削圆弧的半径为则此时车削圆弧的半径为R1=OA=OB， 因此因此221221,RRRACBCRRAEBD每刀切削深度：每刀切削深度： PRRL2（P为分刀次数） 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控

35、编程 5. 孔的加工孔的加工 对于孔加工，对于孔加工， 不同的数控系统有不同的指令。不同的数控系统有不同的指令。 本本系统孔加工所使用的指令为直线插补指令系统孔加工所使用的指令为直线插补指令G01， 下面下面以图以图5.25为例说明孔加工的编程方法。为例说明孔加工的编程方法。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.25 孔加工编程实例 50R524514520O40305070第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 6. 单一固定循环单一固定循环G90 在前面介绍的加工程序中，在前面介绍的加工程序中， 一个一个G指令对应机床指令对应机床的一个动作，的一个动作， 一个

36、加工需要用若干个程序段实现。一个加工需要用若干个程序段实现。 为为了缩短程序长度，了缩短程序长度， 提高编程效率，提高编程效率， FANUC-0TD系统系统提供了固定循环指令，提供了固定循环指令， 每个固定循环能够完成一个典每个固定循环能够完成一个典型加工的一系列动作。型加工的一系列动作。 G90为单一加工固定循环指令，为单一加工固定循环指令， 用于圆柱面和圆锥面的循环切削。用于圆柱面和圆锥面的循环切削。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 （1） 外圆切削循环，外圆切削循环， 指令格式如下：指令格式如下： G90 XU_ ZW_ F_； 如图如图5.26所示，所示， 刀具从循环

37、起点开始按矩形循环，刀具从循环起点开始按矩形循环， 最后又回到循环起点。最后又回到循环起点。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.26 外圆切削循环外圆切削循环 XZW4(R)2(F)3(F)1(R)OU/2X/2Z第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 所示的工件，所示的工件， 其有关程序如下：其有关程序如下： N05 G90 X35.0 Z30.0 F60.0； N06 X30.0； N07 X25.0； 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.27 外圆切削循环加工实例外圆切削循环加工实例 XO40503025(1)(2)(3)P0Z第第

38、5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 (2) 锥面切削循环，锥面切削循环， 指令格式如下：指令格式如下： G90 XU_ ZW_ R _F_； 如图如图5.28所示，所示， R为锥体大小端的半径差。为锥体大小端的半径差。 锥面锥面起点坐标大于终点坐标时起点坐标大于终点坐标时R为正，为正， 反之为负。反之为负。 加工如加工如图图5.29所示的工件，所示的工件， 其有关程序如下：其有关程序如下： N05 G90 X40.0 Z-40.0 R-5.0 F40.0； N06 X35.0； N07 X30.0； 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.28 车锥面循环车锥面循环

39、 XZW4(R)U/2X/23(F)2(F)1(R)ZI第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.29 锥面切削循环加工实例锥面切削循环加工实例 5040 30 60 40O 20 5(1)(2)(3)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 7. 外圆粗车循环外圆粗车循环G71 G71为复合加工固定循环，为复合加工固定循环， 用于外内圆多刀用于外内圆多刀循环粗车加工，循环粗车加工， 其指令格式如下：其指令格式如下： G71 U(d) R(e) G71 PnsQnfUuWwF _S_ T _ ； N(ns)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 从序号从序号n

40、s至至nf的程序段，的程序段， 指定指定A到到B间的移动指令间的移动指令F _S_T_N(nf) 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 如图如图5.30所示，所示，C是粗车循环的起刀点，是粗车循环的起刀点，w是轴向是轴向精车余量，精车余量，u2是径向精车余量，是径向精车余量，d是切削深度，是切削深度， e是回刀时的径向退刀量。是回刀时的径向退刀量。 R表示快速进给，表示快速进给， F表示切表示切削进给。削进给。 当粗车内圆时，当粗车内圆时， 径向精车余量径向精车余量d应指定为负应指定为负值。值。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.30 外圆粗车循环外圆粗车循

41、环 编程轨迹(F)(R)(R)(F)45BAACdu/2e第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.31 端面粗车循环端面粗车循环 du/2e45第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 8. 端面粗车循环端面粗车循环G72 G72用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车， 如图如图5.31所所示，示， 指令格式如下：指令格式如下： G72 WdR(e) G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_； 其中，其中， d、 e、 ns、 nf、 u、 w的含义与的含义与G71相同。相同。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数

42、控编程 9. 成型粗加工复合循环成型粗加工复合循环G73 G73用于重复切削一个已经锻造、用于重复切削一个已经锻造、 铸造加工成型铸造加工成型的工件，的工件， 其指令格如下：其指令格如下： G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_； N(ns) ； 指定沿指定沿A A B的加工路线的加工路线 N(nf) 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 其中：其中： iX轴方向的总退刀距离轴方向的总退刀距离(半径值半径值)；kZ轴方向的总退刀距离；轴方向的总退刀距离；d重复加工次数；重复加工次数；ns精加工形状程序的第一个段号；

43、精加工形状程序的第一个段号；nf精加工形状程序的最后一个段号；精加工形状程序的最后一个段号；uX方向精加工余量及方向直径）；方向精加工余量及方向直径）；wZ方向精加工余量及方向。方向精加工余量及方向。走刀路线如图走刀路线如图5.32所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.32 固定形状粗车循环固定形状粗车循环G73 u/2iu/2wkwDACu/2wAB第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 10. 精车循环精车循环G70 当用当用G71、 G72、 G73粗车工件后，粗车工件后， 可以用可以用G70指令完成精车循环，指令完成精车循环， 即让刀具按粗车

44、循环指令的精加即让刀具按粗车循环指令的精加工路线切除粗加工中留下的余量。工路线切除粗加工中留下的余量。 其指令格式如下：其指令格式如下： G70 Pns） Qnf） 其中，其中， ns指定精车循环的第一个程序段号；指定精车循环的第一个程序段号； nf指指定精车循环的最后一个程序段号。定精车循环的最后一个程序段号。 在精车循环在精车循环G70状态下，状态下， ns至至nf程序中指定的程序中指定的F、 S、 T有效；有效； 当当ns至至nf程序中不指定程序中不指定F、 S、 T时，时， 粗粗车循环中指定的车循环中指定的F、 S、 T有效。有效。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图

45、图5.33所示为采用所示为采用G71外圆粗车循环与外圆粗车循环与G70精车循精车循环的例子。环的例子。 毛坯为棒料，毛坯为棒料， 粗加工切削深度为粗加工切削深度为7 mm， 进给量进给量0.3 mmr， 主轴转速为主轴转速为500 rmin， 主轴转主轴转速为速为500 r/min， 精加工余量精加工余量X向向4 mm(直径上直径上)，Z向向2 mm， 进给量为进给量为0.15 mm/r， 主轴转速为主轴转速为800 r/min， 程序起点如图所示。程序起点如图所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.33 G71、 G70指令加工实例 起点100Z终点7802XO406

46、01001404020 2010203030 10 2220第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.34 使用使用G70功能可能出现的碰撞功能可能出现的碰撞 AB此处发生碰撞第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.35 G73、 G70加工实例加工实例 XO1801601204010401020402201428021416B110130ZR20A16第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 11. 简单螺纹切削循环简单螺纹切削循环G92 G92为简单螺纹循环，为简单螺纹循环， 用于切削锥螺纹和圆柱螺用于切削锥螺纹和圆柱螺纹，纹， 该指令与单一固定循

47、环基本相同，该指令与单一固定循环基本相同， 只是只是F后边的后边的进给量改为螺距值，进给量改为螺距值， 指令格式如下：指令格式如下： G92 XU_ ZW_ RI_ F_ ；第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.36 螺纹循环螺纹循环G92 (a) 圆锥螺纹循环；圆锥螺纹循环； (b) 圆柱螺纹循环圆柱螺纹循环 ZWU/2X/2OC螺 纹终 点D(4R)(1R)循 环起 点AB螺 纹起 点(a)ZW循 环起 点AU/2X/2B螺 纹起 点(1R)OC螺 纹终 点(3R)D(4R)(2F)(b)(3R)(2F)I第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 切削时应注意以

48、下四个参数。切削时应注意以下四个参数。 1） 螺纹牙型高度螺纹总切深）螺纹牙型高度螺纹总切深） 螺纹牙型高度是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂螺纹牙型高度是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离，直于螺纹轴线的距离， 如图如图5.37中的中的H所示，所示， 它是车它是车削时车刀的总切入深度。削时车刀的总切入深度。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图图5.37 螺纹牙型的高度螺纹牙型的高度 Ph1H/4H/8HhrH/8第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 根据国标根据国标GB 19219781规定，规定， 普通螺纹的牙型普通螺纹的牙型理论高度理论高度H=0.8

49、66P， 实际加工时，实际加工时， 由于螺纹车刀刀由于螺纹车刀刀尖半径的影响，尖半径的影响， 螺纹的实际切深有变化。螺纹的实际切深有变化。 根据根据GB 19781规定，规定， 螺纹车刀可在牙底最小削平高度螺纹车刀可在牙底最小削平高度H8处削平或倒圆，处削平或倒圆， 则螺纹实际牙型高度可按下式计算：则螺纹实际牙型高度可按下式计算： h=H-2H8）=0.6495P 式中：式中： H螺纹原始三角形高度，螺纹原始三角形高度， H=0.866P mm； P螺距单位为螺距单位为mm）。）。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2） 螺纹起点与螺纹终点径向尺寸螺纹起点与螺纹终点径向尺寸 螺

50、纹加工中，螺纹加工中， 径向起点编程大径的确定决定径向起点编程大径的确定决定于螺纹大径。于螺纹大径。 3） 螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸 由于车螺纹起始时有一个加速过程，由于车螺纹起始时有一个加速过程， 结束前有一结束前有一个减速过程，个减速过程， 在这段距离中螺距不可能保持均匀，在这段距离中螺距不可能保持均匀， 因因而车螺纹时，而车螺纹时， 两端必须设置足够的升速进刀段和减速两端必须设置足够的升速进刀段和减速退刀段退刀段。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 4） 分层切削深度分层切削深度 如果螺纹牙型较深、如果螺纹牙型较深、 螺距较大，螺距较大， 可分

51、几次进给，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，得的差按递减规律分配， 如图如图5.38所示。所示。 常用螺纹切常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表削的进给次数与背吃刀量可参考表5.4选取。选取。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.38 螺纹进刀切削方法 87 6543 2 191 2 345第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表5.4 常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控

52、编程 图5.39 使用G92加工实例 O610246M30-6gP1(35, 104)P0(270, 260)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 12. 复合螺纹切削循环复合螺纹切削循环G76复合螺纹切削循环指令复合螺纹切削循环指令G67的格式如下：的格式如下： G76 P(m)(r)(a) Q(dmin) R(d)G76 X(W) Z(W) R(I) P(k) Q(d) F(f)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 13. 子程序子程序 在编制加工程序过程中，在编制加工程序过程中， 如果有一组程序段在一如果有一组程序段在一个程序中多次出现或者在几个程序中都要使用它，

53、个程序中多次出现或者在几个程序中都要使用它， 则则可以将这个典型的加工程序编制成固定程序，可以将这个典型的加工程序编制成固定程序， 单独命单独命名，名， 这种程序段称为子程序。这种程序段称为子程序。 使用子程序可以减少不必要的编程重复，使用子程序可以减少不必要的编程重复， 从而达从而达到简化编程的目的。到简化编程的目的。 主程序可以调用子程序，主程序可以调用子程序， 子程序子程序也可以调用下一级子程序。也可以调用下一级子程序。 子程序必须在主程序结束子程序必须在主程序结束指令后建立，指令后建立， 其作用相当于一个固定循环。其作用相当于一个固定循环。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控

54、编程 子程序调用指令子程序调用指令M98的格式如下：的格式如下： M98 P_ L_； 其中，其中， P为子程序号，为子程序号， L为子程序重复调用次数。为子程序重复调用次数。 子程序必须以子程序必须以M99结尾，结尾， 表示子程序运行结束，表示子程序运行结束， 请返回到主程序。请返回到主程序。 子程序调用下一级子程序称为嵌套。子程序调用下一级子程序称为嵌套。 图图5.40所示为车削不等距槽的示例。所示为车削不等距槽的示例。 对等距槽采对等距槽采用循环比较简单，用循环比较简单， 而不等距槽则调用子程序较为简单。而不等距槽则调用子程序较为简单。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程

55、图5.40 子程序编程示例 50406 2102 6 2102030第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 5.1.4 数控车床编程实例数控车床编程实例 某零件图如图某零件图如图5.41所示，所示， 需要在数控车床上对该需要在数控车床上对该零件进行精加工，零件进行精加工， 其中其中85 mm部分不加工，部分不加工， 要求编要求编制精加工程序。制精加工程序。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 图5.41 车削零件示例 O8565X35029015560R702080806250M481.514541.8Z26060345145200A第第5 5章章 典型机床数控编程典型

56、机床数控编程 1. 根据图纸要求按先主后次的加工原则确定工艺根据图纸要求按先主后次的加工原则确定工艺路线路线 （1） 先从左至右切削外轮廓面，先从左至右切削外轮廓面， 其路线为：其路线为： 倒倒角角切削螺纹的实际外圆切削螺纹的实际外圆切削锥面部分切削锥面部分车削车削62 mm外圆外圆倒角倒角车车80 mm外圆外圆切削圆弧部分切削圆弧部分车车80 mm外圆。外圆。 （2） 切切3 mm45 mm的槽。的槽。 （3） 车车M481.5的螺纹。的螺纹。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 2. 选择刀具并绘制刀具布置图选择刀具并绘制刀具布置图 根据加工要求需选用三把刀具：根据加工要求需

57、选用三把刀具： 一号刀车外圆，一号刀车外圆， 二号刀切槽，二号刀切槽， 三号刀车螺纹。三号刀车螺纹。 在绘制刀具布置图时，在绘制刀具布置图时， 要正确选择换刀点，要正确选择换刀点， 以避以避免换刀时刀具与机床、免换刀时刀具与机床、 工件及夹具发生碰撞现象。工件及夹具发生碰撞现象。 本本例换刀点选为例换刀点选为A200， 350点。点。 3. 确定切削用量确定切削用量 切削用量如表切削用量如表5.5所示。所示。 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 表5.5 切 削 用 量 表 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 4. 编制精加工程序编制精加工程序 该机床可以采用绝对值

58、和增量值混合编程，该机床可以采用绝对值和增量值混合编程， 绝对绝对值用值用X、 Z地址，地址， 增量值用增量值用U、 W地址，地址， 采用小数点采用小数点编程，编程， 程序如下：程序如下： 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 N01 G50 X200.0 Z350.0； (坐标系设定坐标系设定) N02 S630 M03 T0101 M08； N03 G00 X41.8 Z292.0； N04 G01 X47.8 Z289.0 F0.15； （倒角）（倒角） N05 U0 W59.0； （47.8 mm） N06 X50.0 W0； （退刀）（退刀） N07 X62.0 W60.

59、0； （锥度）（锥度） N08 U0 Z155.0； （62 mm） N09 X78.0 W0； (退刀退刀) N10 X80.0 W1.0； （倒角）（倒角） N11 U0 W19.0； (车车80 mm外圆外圆)第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 N12 G02 U0 W60.0 163.25 K30.0； (圆弧圆弧) N13 G01 U0 Z65.0； （车（车80 mm外圆）外圆） N14 X90.0 W0； N15 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100 M09； （退刀）（退刀） N16 X51.0 Z230.0 S315 M03 T0202 M08

60、 N17 G01 X45.0 W0 F0.16； （切槽）（切槽） N18 G04 X5.0； （延时）（延时） N19 G00 X51.0； （退刀）（退刀） N20 X200.0 Z315.0 M05 T0200 M09； （退刀）（退刀） N21 G00 X52.0 Z296.0 S200 M03 T0303 M08； N22 G92 X47.2 Z231.5 F1.5； （切螺纹）（切螺纹） 第第5 5章章 典型机床数控编程典型机床数控编程 N23 X46.6； N24 X46.2； N25 X45.8； N26 G00 X200.0 Z350.0 T0300； （退至起点）（退至起点