数控车床的程序编制的课件知识

1、 3.1 数控车床程序编制的基础 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。一、数控车削的基本特征与加工范围1) 基本特征 数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形

2、运动。2) 加工范围 数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削。3) 典型加工类别 车外圆 车端面 钻孔/铰孔 切槽 切断 车内孔/镗孔车型面车螺纹 车锥面4) 主要加工对象精度要求高的回转体零件高精度的机床主轴高速电机主轴带特殊螺纹的回转体零件非标丝杠表面形状复杂的回转体零件 其他形状复杂的零件 二、 数控车床的主要功能1) 简易数控车床这是一种低档数控车床，不具备刀尖圆弧半径自动补偿功能，编程时计算比较繁琐。2) 经济型数控车床这是中档数控车床，具有单色显示的CRT、程序存储和编辑功能，没有

3、恒线速度切削功能。3) 多功能数控车床这是高档的数控车床，具备刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速度切削、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。4) 车削中心主体是数控车床，配有刀库和机械手。三、数控车床圆周定位夹具 1) 三爪自定心卡盘 2) 软爪 (1) 软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。加工软爪内定位表面时，要在软爪尾部夹紧一适当的棒料，以消除卡盘端面螺纹的间隙，如图所示。 加工软爪 (2) 当被加工工件以外圆定位时，软爪内圆直径应与工件外圆直径相同，略小更好。 理想的软爪直径软爪内径过大软爪内径过小 3) 弹簧夹套 定心精度

4、高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位。 4) 四爪单动卡盘 四个对称分布卡爪是各自独立运动的，可以调整工件夹持部位在主轴上的位置，使工件加工面的回转中心与车床主轴的回转中心重合。四爪单动卡盘夹紧力大，但找正比较费时，单件小批量生产、大型或形状不规则的工件，可用四爪单动卡盘装夹。 四、数控车削工件的装夹 常用装夹方式三爪自定心卡盘装夹心轴装夹卡盘和顶尖装夹专用夹具装夹 薄壁零件的装夹 薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。五、常用车刀的主要类型及刀具材料 外圆车刀、车 槽、车断刀 内

5、圆车刀、镗刀螺纹车刀六、数控车削的对刀 对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。1）一般对刀一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。下面以Z向对刀为例说明对刀方法，见右图。刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统，即完成这把刀具Z向对刀过程。手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的“试切-测量-调整”的对刀模式，占用较多的在机床上时间。 2) 机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量出

6、刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如右上图所示。 机外对刀仪对刀 3)自动对刀自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，自动对刀过程如右下图所示。 自动对刀 3.2 数控车床的基本编程方法 一、F功能 (进给速度) 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

7、为0.2 mm/r。 2) 每分钟进给量 编程格式G94 F F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。 二、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

8、控制在150 m/min。 对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150 m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：A：n=1000150(40)=1193 r/minB：n=1000150(60)=795r/minC：n=1000150(70)=682 r/min恒线速切削方式 3) 恒线速取消 编程格式 G97 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。 三、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

9、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。 2) 倒角、倒圆编程 (1) 45倒角由轴向切削向端面切削倒角，即由Z轴向X轴倒角，i的正负根据倒角是向X轴正向还是负向,如图a所示。 其编程格式为 G01 Z(W) Ii 。由端面切削向轴向切削倒角，即由X轴向Z轴倒角，k的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向，如图b所示。编程格式 G01 X(U) Kk。ab (1)内(外)径切削循环G90 4) 单一固定循环 (1) 圆柱面内(外)径切削循环程序段格式为：G90

10、X(U)_ Z(W)_ F_X、Z为圆柱面切削终点坐标值；U、W为圆柱面切削终点相对循环起点的增量值。(2) 圆锥面内(外)径切削循环程序段格式为：G90 X(U)_ Z(W)_ R_(I_)F_ R值为切削起点B与切削终点C的X坐标值之差（半径值）。 (6) 外径切槽循环 外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加工。 编程格式: G75 R(e); G75 X(U) P(i) F 式中：e - 退刀量； X(U) - 槽深； i - 每次循环切削量。 例：试编写如图所示零件切断加工的程序。 G50 X200 Z100 T0202 M03 S600 G00 X35 Z-50 G75 R

11、1 G75 X-1 P5 F0.1 G00 X200 Z100 M30 6) 螺纹切削(1) 基本螺纹切削指令(G32)图3.42 圆柱螺纹切削圆锥螺纹切削基本螺纹切削方法见图3.42所示 编程格式 : G32 X(U) Z(W) F式中：X(U)、 Z(W) - 螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削；(X坐标值依据机械设计手册查表确定) ,F - 螺纹导程。 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。例：试编写图3.42所示螺纹的加工程序。（螺纹导程4mm，升速进刀段1=3mm，降速退刀段2=1.5mm，螺纹深度2

12、.165 mm）。 G00 U-62 G32 W-74.5 F4 G00 U62 W74.5 U-64G32 W-74.5G00 U64W74.5 (2) 螺纹切削循环指令(G92) 螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环（如图3.44所示），用一个程序段来指令。 图3.44螺纹切削循环 编程格式 G92 X(U) Z(W) I F式中：X(U)、 Z(W) - 螺纹切削的终点坐标值； I - 螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。 G00 X35 Z

13、104G92 X29.2 Z53 F1.5X28.6X28.2X28.04G00 X200 Z200 G00 X80 Z62 G92 X49.6 Z12 I-5 F2 X48.7 X48.1 X47.5 X47 G00 X200 Z200 例：用G71和G92指令编写车削如图4.26所示工件的加工程序。毛坯直径为28mm。工件外圆分粗、精车，精车余量在X轴方向为0.4mm（直径值），在Z轴方向为0.1mm。粗车时背吃刀量1mm。根据普通螺纹标准和加工工艺，M16粗牙普通螺纹的大径尺寸为15.8mm，螺距为2mm，总背吃刀量1.3mm（半径值），用高速钢螺纹车刀低速七次进给车削，背吃刀量（半径值

14、）分别为ap1=0.4mm、ap2=ap3=ap4=0.2mm，ap5=ap6=ap7=0.1mm，进退刀段取1=2mm、2=1mm。1号刀为90外圆车刀，基准刀；2号刀为车槽刀，主切削刃宽3mm，左刀尖为刀位点；3号刀为60螺纹车刀；4号刀为切断刀，主切削刃宽3mm，刀头长30mm，左刀尖为刀位点。 3.3 典型零件的程序编制 O0001N10 G50 X70 Z30N20 M06 T0100 N30 M03 S500N40 G90 G00 X40 Z2N50 G01 X28 F200N60 G71 P70 Q130 U0.4 W0.1 D1 F150 N150 M06 T0202N160

15、S200N170 G00 X30 Z-28N180 G01 X20 F300 N190 X12 F50N200 G04 X1N70 G01 X6.8 Z2N80 X15.8 Z-2.5 F100N90 X15.8 Z-28N100 X24 Z-38N110 Z-48N120 G02 X24 Z-66 R15N130 G01 Z-80N140 G00 X70 Z30N210 G01 X12.8N220 X18.8 Z-25N230 G00 X70 Z30N240 T0200N250 M06 T0303N260 S150N270 G00 X24 Z2N280 G92 X15 Z-26 F2 N290 X14.6