数控车床加工指令课件

1、数控车床编程的常用指令1.1.1数控车床的坐标系与参考点在数控编程与操作中一般常用到的坐标系有机床坐标系和编程坐标系两种。 1. 机床坐标系 机床原点 坐标轴 参考点 坐标轴数控车床一般只用到X、Z两轴。Z 主轴中心线方向 刀具远离工件的方向为Z轴正方向。X 工件径向水平方向 刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。注意：车床刀架有前置和后置两种，虽然2种刀架位置的车床，X轴正方向刚好相反，但是X轴的数据表示的是直径没有正负，所以工件不管是装在前置还是后置车床上X的数据是一样的，因此不管刀架是前置还是后置我们都采用后置刀架的情况编程。 参考点参考点为机床上一固定点，如图1-2所示。其固定位置，

2、由X向与Z向的机械挡块及电机零点位置来确定，车床的机械挡块一般设定在X、Z轴正向最大位置。 图1-22. 编程坐标系工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。它是由编程人员根据零件形状、尺寸、定位基准等来确定的，也就是说它的原点是可变的，所以编程中用编程坐标系来确定零件基点的坐标会更灵活更方便 注意事项在编程坐标系的使用中要注意：（1）编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。（2）编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。（3）编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。 （4）编程原点应尽量选择在零件的

3、设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，如图1-3所示为车削零件的编程原点。 同一工件由于工件原点可变，所以程序段中的坐标尺寸也会随之改变。因此，在编制加工程序前必须首先确定工件坐标系(编程坐标系)和工件原点(编程原点)。 1.2.1数控车床的常用功能数控车床常用的功能指令有G功能(准备功能)、M功能(辅助功能)、F功能(进给功能)、S功能(主轴转速功能)、T功能(刀具功能)。对于各种功能指令，为使编制的程序具有通用性，ISO组织和我国对某些指令作了统一的规定。我们以FANUC0i系统为主，介绍其指令的用法，该系统的G功能代码如表1-1所示。G3

4、2G33G3301螺纹切削G87G87G87侧钻循环G34G34G34变螺距螺纹切削G88G88G88侧攻丝循环G36G36G3600自动刀具补偿XG89G89G89侧镗循环G37G37G37自动刀具补偿ZG90G77G2001外径/内径自动车循环G40G40G4007取消刀具尖径补偿G92G78G21螺纹自动车削循环G41G41G41刀尖半径左补偿G94G79G24端面自动车削循环G42G42G42刀尖半径右补偿G96G96G9602恒表面切削速度控制G50G92G9200坐标系、主轴最大速度设定G97G97G97恒表面切削速度控制取消G52G52G5200局部坐标系设定G98G94G940

5、5每分钟进给G53G53G53机床坐标系设定G99G95G95每转进给G54G5914选择工件坐标系16G90G9003绝对值编程G65G65G6500调用宏程序G91G91增量值编程有关表1-1中的指令说明如下：(1) 表中的指令分为A、B、C三种类型，其中A类指令常用于CNC车床，B、C两类指令常用于数控铣床或加工中心，故本章介绍的是A类G功能。(2) 指令学分为若干组别，其中00组为非模态指令，其他组别为模态指令。所谓模态指令，是指这些G代码不只在当前的程序段中起作用，而且在以后的程序段中一直起作用，直到有其他指令取代它为止。非模态指令则是指某个指令只是在出现这个指令的程序段内有效。(3

6、) 同一组的指令能互相取代，后出现的指令取代前面的指令。因此，同一组的指令如果出现在同一程序段中，最后出现的那一个才是有效指令。一般来讲，同一组的指令出现在同一程序段中是没有必要的。例如，若有这样一个程序段：G01G00X120F100；则刀具将快速定位到X坐标为120的位置，而不是以100mm/min走直线到X坐标为120的位置。(4) 表中带“”号的功能是指数控机床开机上电或按了RESET鍵后，即处于这样的功能状态。这些预设的功能状态，是由系统内部的参数设定的，一般都设定成如上表示的状态。除了FANUC系统外，目前市场上应用较广的还有SIEMENS（德国）、FAGOR（西班牙）、HEIDE

7、NHAIN（德国）、MITSUBISHI（日本）等公司生产的数控系统，这些数控系统在目前的市场中占据主导地位。我国生产数控系统主要有HNC（华中数控）、CASNUC（航天数控）等，这些数控系统也具有较高的性能。M功能也称辅助功能，主要是命令数控机床的一些辅助设备实现相应的动作，数控车床常用的M功能如下：(1) M00程序停止数控程序中，若使用M00指令，当程序运行过程中执行到M00指令时，整个程序停止运行，主轴停止、切削液关闭，若要使程序往下执行，只需要按一下数控机床操作面板上的循环(CYCLESTART)启动键即可。这一指令一般可用于程序调试、工件首件试切削时检查工件加工质量及精度等需要让主

8、轴暂停的场合，也可用于经济型数控车床转换主轴转速时的暂停。(2) M01条件程序停止M01指令和M00指令类似，所不同的是，M01指令使程序停止执行是有条件的，它必须和数控机床操作面板上的选择性停止键(OPTSTOP)一起使用，若该键按下，指示灯亮时，则执行到M01时，功能与M00相同；若不按该键，指示灯熄灭，则执行到M01时，程序也不会停止，而是继续往下执行。(3) M02程序结束该指令往往用于一个程序的最后一个程序段，表是程序结束。此指令自动将主轴停止、切削液关闭，程序指针(可以认为是光标)停留在程序的末尾，不会自动回到程序的开头。1. M功能(4) M03主轴正转程序执行至M03指令，主

9、轴即正方向旋转(由尾座向主轴看时，逆时针方向旋转)。一般转塔式刀座，大多采用刀顶面朝下安装车刀，故用该指令。(5) M04主轴反转程序执行至M04指令，主轴即反方向旋转(由尾座向主轴看时，顺时针方向旋转)。(6) M05主轴停止程序执行至M05指令，主轴即停止，M05指令一般用于以下一些情况：程序结束前(常可省略，因为M02和M30指令都包含M05)；数控车床主轴换挡时，若数控车床主轴有高速档和低速档时指令时，在换档之前，必须使用M05指令，使主轴停止，以免损坏换档机构。主轴正、反转之间的转换，也必须使用M05指令，使主轴停止后，再用转向指令进行转向，以免伺服电动机受损。(7) M08冷却开程

10、序执行至M08指令时，启动冷却泵，但必须配合执行操作面板上的CLNTAUTO键，使它的指示灯处于“ON”(灯亮)的状态，否则无效。(8) M09冷却关M09指令用于将切削液关闭，当程序运行至该指令时，冷却泵关闭，停止喷切削液，这一指令常可省略，因为M02、M30指令都具有停止冷却泵的功能。(9) M30程序结束并返回程序头M30指令功能与M02指令一样，也是用于整个程序结束。它与M02指令的区别是，M30指令使程序结束后，程序指针自动回到程序的开头，以方便下一程序的执行，其他方面的功能与M02一样。(10) M98调用子程序程序运行至M98指令时，却跳转到该指令所指定的子程序中执行。格式：M9

11、8PLP指定子程序的程序号；L调用子程序的次数，如果只有一次，则可省略。2. F、S、T功能(1) F功能F功能也称进给功能，一般F后面的数据直接指定进给速度，但是速度的单位有两种，一种是单位时间内刀具移动的距离(mm/min)，另一种是工件每旋转一圈，刀具移动的(mm/r)距离。具体是何种单位，由G98和G99指令决定，前者指定F的单位为mm/min，后者指定F的单位为mm/r，两者都是模态指令，可以相互取代，如果某一程序没有指定G98或G99中的任何指令，则系统会默认一个，具体默认的是哪一个指令，由数控系统的参数决定，常用单位为mm/min。 (2) S功能S功能也称主轴转速功能，它主要用

12、于指定主轴转速。格式：SS后的数字即为主轴转速，单位r/min，例如：M03S1200，表示程序命令机床，使其主轴以每分钟1200转的转速转动。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用：最高转速限制格式： G50 SS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。该指令能防止因主轴转速过高，离心力太大而产生危险及影响机床寿命。 恒线速控制格式： G96 SS后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。3) T功能T功能也称刀具功能，数控车床上时行加工时，需尽可能采用工序集中的方法安排工艺。因此，往往在一次装夹下需要完成粗车、精车、

13、车螺纹、切槽等多道工序。这时，需要对加工中用到的每一把刀分配一个刀具号（由刀具在刀座上的位置决定），通过程序来指定所需要的刀具，机床就选择相应的刀具。格式：T；T后面接四位数字，前两位表示刀具号，后两位为补偿号。如果前两位数为00，表示不换刀；后两位数字为00，表示取消刀具补偿。 例如：T0414，表示换成四号刀，十四号补偿；T0005，表示不换刀，采用五号补偿；T0100，表示换成一号刀，取消刀具补偿。一般来讲，用多少号刀，其补偿值就放在多少号补偿中。什么是补偿呢？如图所示，以最简单的四方刀架为例设刀架上装有两把刀，一号刀具刀位点在A处，当二号刀换刀至一号刀位置时，其刀位点处于B的位置，一般

14、来讲，A、B两点的位置是不重合的。换刀后，刀架并没有移动(如果没有补偿)，也就是说，此时数控系统显示的坐标没有发生变化，实际上并不需要它发生变化。这时，需要将B点移到与A重合的位置，同时保持系统坐标不变。如何做到这一点。数控系统是通过补偿来实现的，事先将A、B两点间的坐标差X、Z测量出来，输入到数控系统中保存起来，当二号刀换到一号刀的位置上后，数控系统发出指令，让刀架移动X、Z的距离，使B点和A点重合，同时保持系统的坐标数值不变。这种补偿称为刀具位置补偿，车床数控系统中，除了刀具位置补偿外，还有刀具半径补偿。这些补偿值由机床操作人员测量出来后输入到数控系统中存储起来，然后由数控程序在换刀时调用

15、相应的补偿号即可。如图所示，刀具从A点走到B点，编程如下：绝对编程G00X50Z60或G90G00X50Z60增量编程G00U26W42或G91G00X26Z42如果采用尺寸字区别绝对编程与增量编程方式，还可以将绝对编程与增量编程两种方式混合起来，称为混合编程。如上图中，采用混合编程如下：G00X50W42或G00U26Z604.2快速定位指令 G00 编程格式G00 X Z ；其中：（1）格式中可两轴可单动也可联动；（2）X、Z的值为点定位后的终点坐标值；（3）只要是非切削的移动，通常使用G00指令。 使用说明 （1）以数控系统预先调定的最大进给速度移动，可以通过控制面板上的“快速进给率”按

16、钮调整。（2）快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。 (a) (b)图1-8 快速定位路径图1.2.2 直线插补指令 G01编程格式G01 X Z F ；其中：（1）G01是模态指令，连续进行直线插补时，后面的程序段可省略G01；（2）X、Z的值是直线插补的终点坐标值，其坐标值取决于绝对值编程还是增量值编程，由尺寸字地址决定；（3）F为进给速度（F是持续有效的指令，故切削速率相同时，下一程序段可省略），单位是mm/min；F指令也是模态指令，它可以用GOO指令取消。如果在

17、G01程序段之前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令；（4）可二轴联动或单轴移动。 绝对编程： G01 X37. Z30. 增量编程： G01 U25. W20. 1.2.3圆弧插补指令G02、G03编程格式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 ； 使用说明（1）X Z 是圆弧插补的终点坐标，可用绝对值或增量值表示。（2）（半径法）R是圆弧半径，以半径值表示。

18、 当圆弧对应的圆心角180时，R是正值； 当圆弧对应的圆心角180时，R是负值。（3）（圆心法）I、K是圆心相对于圆弧起点的坐标增量，在X(I)、Z(K)轴上的分向量。（4）选用原则：以使用较方便者（不用计算，即可看出数值者）为取舍，当同一程序段中同时出现I、K和R时，以R为优先（即有效）I、K无效。 （5）I为0或K为0时，可省略不写。 （6）若要插补一整圆时，只能用圆心法表示，半径法无法执行。若用半径法以两个半圆相接，其真圆度误差会太大。（7）F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。 1.2.3 倒角指令 G011.倒直角 2.倒圆角1.倒直角（1）45倒角由轴向切削向端面切削倒角，即由Z轴

19、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1-11(a)所示。编程格式： 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1-11（b）所示。编程格式： G01 Z(W) Ik； （a) Z轴向X轴（b) X轴向Z轴图1-11 45倒角（2）任意角度倒角在直线进给程序段尾部加上“C ”可自动插入任意角度的倒角。C的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点与终点之间的距离如图1-12（a）所示。例4：如图1-12(b)所示。G01 X50. C15.；X100. Z-100.； （a）(b)图 1-12 任意倒角2.

20、倒圆角由起始点的轴向切削向终点轴向切削倒圆角，r的正负值根据倒圆角是向终点轴向的正方向还是负方向。编程格式： G01 Z(W) ； Rr时，圆弧倒角情况如图1-13(a)所示。编程格式： G01 X(U) ； Rr时，圆弧倒角情况如图1-13(b)所示。 （a）Z轴向X轴（b）X轴向Z轴 图1-13 倒圆角 1.2.4 程序暂停指令 G04G04为暂停指令，其作用是刀具在一个指令的时间内暂时停止运动。该指令由于不做实际的切削运动，常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都是很有好处的，常用于以下几种情况： （1）切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的尺寸及粗糙度应设置G04命令

21、。（2）当运行方向改变较大时，应在该改变运行方向指令间设置G04命令。（3）当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置 G04命令。（4）在车台阶轴清根的场合，可使刀具做短时间的无进给光整加工，以提高表面加工质量。 编程格式G04 X(P) ；其中:X(P)暂停时间。X后用小数表示，单位为秒（s）；P后用整数表示（不能带小数点）单位为毫秒(ms)。如 G04 X2.0 表示暂停2s； G04 P500 表示暂停500ms。 使用说明（1）G04指令为非模态指令，只在本程序段有效。 （2）暂停延时指令G04不能和刀具补偿指令G41、G42在同一程序段中指定,也不能和进给功能指令（F指令）在同一

22、程序段中指定。 暂停指令应用示例G01 ；G04 X4.；G00 ； 或者：G01 ；G04 P4000；G00 ； 图1-14 暂停指令应用1.2.5 循环加工指令在数控车床上加工零件时，通常需要对毛坯进行一层层的车削才能加工到图样尺寸，由于零件形状不变所以每一层的车削动作都会相同。如图1-15所示的小轴段分三次车削完成。每次车削都会经过“切入-切削-退刀-返回”这几步动作。在编程中就要编3次步骤相同的程序。为了减少编程的工作量，数控系统设有多种固定循环功能。主要分为单一形状固定循环和复合固定循环。 图1-15 1.单一固定循环指令 G90、G94 1）外径/内径车削单一循环指令 G90 该

23、指令主要用于轴类零件的外圆、内圆和锥面的加工。 （1） 圆柱面车削单一循环编程格式G90 X(U) Z(W) F ； 其中：X、Z圆柱面切削的终点坐标值；U、W圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标增量。切削过程如图1-16所示，R表示快速移动，F表示进给运动，加工顺序按1、2、3、4进行。例：加工如图1-16所示零件。N10 G50 X200. Z200. T0101； N20 M03 S1000；N30 G00 X55. Z2. M08；N40 G01 G96 Z2. F2.5 S150；N50 G90 X45. Z-25. F0.2；N60 X40.；N70 X35.；N80 G00 X20

24、0. Z200.； N90 M30； 图1-16（2）圆锥面车削单一循环编程格式G90 X(U) Z(W) I F ；其中：X、Z圆锥面切削的终点坐标值；U、W圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；I圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正。 图1-17 例：加工如图1-18所示零件。G01 X65. Z2.； G90 X60. Z-25. I-5. F0.2； X50.；G00 X100. Z200.；图1-182）端面切削循环指令 G94端面切削循环是一种单一固定循环，该指令适用于加工圆柱端面或角度大的圆锥面。（1）平面端面切削循环其

25、切削动作如图1-19所示，R表示快速移动，F表示进给运动，加工顺序按1、2、3、4进行。编程格式G94 X(U) Z(W) F；其中：X、Z端面切削的终点坐标值；U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标。 图1-19例：加工如图1-20所示零件。G00 X65. Z5.； G94 X35. Z-5. F0.2；Z-10.；Z-15.；图1-20（2）锥面端面切削循环编程格式 G94 X(U) Z(W) K F ； 其中：X、Z端面切削的终点坐标值； U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标； K端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当 起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正。如

26、图1-21所示。 图1-21例：加工如图1-22所示零件。G94 X25. Z0. K-10. F0.2；Z-5.； Z-10.； 图1-222.固定复合循环 在数控车床上加工圆棒料时，在加工余量比较大的情况下，加工首先要进行粗加工，然后进行精加工。进行粗加工时，需要多次重复切削，才能加工到规定尺寸。因此，编制程序非常复杂。应用复合固定循环指令，只需指定精加工路线和粗加工的切削深度，数控系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数，因此可大大简化编程。 1) 外圆粗车固定循环指令 G71 该指令适用于对毛坯料粗车外径和粗车内径。编程格式G71 U(d) R(e)；G71 P(ns) Q(nf) U(

27、u) W(w) F(f) S(s) T(t)；N(ns)N(nf) 其中：dX向切削深度(半径给定)，没有正、负号；e 每次切削循环的退刀量,可以由参数指定；ns精加工轮廓程序中的第一个程序段的顺序号；nf精加工轮廓程序中的最后一个程序段的顺序号；uX轴方向的精车余量，直径编程，有正、负号，加工外圆时设定为正值，加工内径则设定为负；wZ轴方向的精车余量；f、s、tF、S、T代码仅在粗车循环程序段中有效，在顺序号ns至nf程序段中无效。说明： nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效。 该指令适用于轮廓形状成单调性变化的零件即零件直径呈递增或递减变化。 在nsnf之间的程序段

28、中不能调用子程序。 编程举例如图1-24所示尺寸工件。N10 G50 X200. Z140.；N20 M03 S800 T0101；N30 G00 X120. Z12. M08；N40G71U2. R0.5； N50 G71 P60 Q120 U2. W1. F0.5； N60 G00 X40.；ns段 N70 G01 Z-30. F0.2；N80 X60. Z-60.； N90 Z-80.；N100 X100. Z-90.；N110 Z-110.；N120 X120. Z-130.；nf段N130 G00 X200. Z140.；N140 M30； 图1-242）端面粗车循环指令 G72 端

29、面粗车循环指令G72，适合用于Z向加工量小，X向加工量大的棒料粗加工，一般用于加工端面尺寸较大的零件在切削循环过程中，刀具是沿Z方向进刀，平行于X轴切削。编程格式G72 W(d) R(e)；G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；N(ns)N(nf)其中：dZ向切削深度；e 退刀量；其他与G71的相同。 说明：nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车循环无效。该指令适用于轮廓形状成单调性变化的零件即零件直径呈递增或递减变化。在nsnf之间的程序段中不能调用子程序。在轮廓描述程序段中即nsnf程序段中刀具快速定位G00移近工件的程序段不指定X向

30、移动。 G72的循环过程如图1-25所示。图中C为粗加工循环的起点。AABA是要切削的部分，只要给出AB的轮廓形状以及径向精车余量u/2、轴向精车余量w及切削深度d就可以完成AABA区域的粗车工序。例：如图1-26所示尺寸编写端面粗切循环加工程序。N10 G50 X200. Z200.；N20 M03 S600 T0101；N30 G00 X170. Z2.；N40 G72 U4. R0.5；N50 G72 P70 Q110 U1. W0.5 F0.5；N60 G00 X160. Z60.； /nsN70 G01 X120. Z70. F0.15；N80 Z80.；N90 X80. Z9.；N

31、100 Z110.；N110 X36. Z132.；/nfN120 G00 X200. Z200.；N130 M30； 图1-263）轮廓粗车循环指令 G73 轮廓粗车循环指令适用于切削铸造成型、锻造成型或者已粗车成型的工件。当毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时，用G73比较合适。编程格式 G73 U(i) W(k) R(d)；G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)； N(ns).N(nf).其中：i X方向退刀量的距离和方向(半径指定)，该值是模态的，直到其他值指定以前不改变；k Z方向退刀量的距离和方向，该值是模态的，直到其他值指定以前不改变；d

32、 重复加工次数；Ns 精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf 精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u X轴向精加工余量；w Z轴向精加工余量。说明：G73不象G71、G72那样对零件轮廓的单调性有要求。 例：如图1-28所示为G73循环加工实例。X方向(单边)和Z方向需要粗加工切除12 mm，X方向(单边)和Z方向需要精加工切除2 mm，退刀量为1 mm。 图1-28O0001；N10 G50 X300. Z200.；N20 G00 X205. Z196.4 N30 T0101S600 M03； N40 G73 U12. W12. R3；N50 G73 P60 Q110 U4. W2. F0

33、.4 N60 G00 X51.3 Z163.2；N70 G01 W-32.1 F0.2 S700；N80 X71.8 W-19.6；N90 W-54.9；N100 X87.6；N110 X108.8 W-21.2； N120 G70 P50 Q100；N130 G00 X300. Z200.N140 M05；N150 M30； 4）精车循环指令 G70 使用粗车循环指令完成粗车后，使用G70指令可实现精车循环。精车时的加工量是粗车循环时留下的精车余量，加工轨迹是工件的轮廓线。编程格式G70 P(ns) Q(nf)；其中：P(ns)和Q(nf)的含义与粗车循环指令中的含义相同都是指轮廓描述程序段

34、的起始和结束程序段。 说明：在粗车循环中规定的F、S、T对于G70无效，但在执行G70时顺序号ns至nf程序段之间的F、S、T有效；当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段；ns至nf程序段不能调用子程序。 例:如图1-29所示是采用粗车循环指令G71和精车循环指令G70的加工举例。毛坯为棒料，直径是62 mm，刀具从A点开始，先走到C点(即循环起点)，然后开始粗车循环。每次粗车循环深度为4 mm，退刀量为2 mm，进给量为0.5 mm/r，主轴转速为500 r/min，径向加工余量和横向加工余量均为2 mm，精加工时进给量为0.2 mm/r，主轴转速为800 r/min。 图1

35、-29O0002；N10 G50 X100. Z52.；N20 G00 X70. Z4.N30 M03 S800 T0101；N40 G71 U4. R2.；N50 G71 P60 Q140 U4. W2. F0.5 S500；N60 G00 X6. S800；N70 G01 Z-24. F0.2；N80 X12.；N90 Z-32.； N100 X20.； N110 W-50.；N120 X40.；N130 W-20.；N140 X62. W-11.；N150 G70 P60 Q140；N160 G00 X100. Z52.；N170 M05；N180 M30； 3.2.8螺纹加工指令1.等

36、螺距螺纹切削指令 G32 2.单一单螺纹切削循环指令 G92 3.复合螺纹切削循环指令 G76 螺纹加工概述螺纹加工是数控车床的基本功能之一，加工类型包括：内（外）圆柱螺纹和圆锥螺纹、单头螺纹和多头螺纹、恒螺距螺纹和变螺距螺纹。数控车床加工螺纹的指令主要有三种：单一螺纹加工指令、单循环螺纹加工指令、复合循环螺纹加工指令。因为螺纹加工时，刀具的走刀速度与主轴的转速要保持严格的关系，所以数控车床要实现螺纹加工，必须在主轴上安装测量系统。不同的数控系统，螺纹加工指令也不尽相同，在实际使用时应按机床的要求进行编程。数控机床上加工螺纹，有两种进刀方法：直进法和斜进法。 如图所示，直进法是从螺纹牙沟槽的中

37、间部位进刀，每次切削时，螺纹车刀两侧的切削刃都受切削力，一般螺距小于3 mm时，可用直进法加工。斜进法加工时，从螺纹牙槽沟的一侧进刀，除第一刀外，每次切削只有一侧的切削刃受切削力，有助于减轻负载，当螺距大于3 mm时，可用斜时法进行加工。螺纹加工时，不可能一次就将螺纹沟槽加工成要求的形状，总是采取多次切削，在切削时应遵循一个原则“后一刀的切削深度有超过前一刀的切削深度”，那就是说，切削深度逐次减小，目的是使每次切削面积接近相等。多头螺纹加工时，先加工好一条螺纹，然后在轴向进给移一个螺距，加工第二条螺纹，直到全部加工完为止。（2）螺纹加工过程中的相关计算螺纹加工之前，需要对一些相关尺寸进行计算，

38、以确保车削螺纹的程序段中的有关参考量。车削螺纹时，车刀总的切削深度是螺纹的牙型高度，即螺纹牙顶到螺纹牙底间沿径向的距离。对普通螺纹，设螺距为P，根据GB/T1961981规定，螺纹牙型理论高度H /2=0.866P，实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，实际切削深度有变化。根据GB1971981规定，螺纹车刀可以在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆，则实际牙型高度可按下式计算： h=H2(H/8)=0.6495P式中：H螺纹三角形高度；P螺距，mm；外螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决定于螺纹的大径。例如要加工M3026g的外螺纹，由GB/T25161981知，螺纹大径的上偏差es=-

39、0.038 mm,下偏差ei=-0.318 mm，公差Td20.28 mm，则螺纹大径尺寸界于29.96229.682之间，所以螺纹大径应在此范围内选取，并在加工螺纹前，由外圆车削保证。螺纹小径在编程确定时，应考虑螺纹中径公差的要求，可以由有关公式计算得出。设牙底由单一弧形构成，圆弧半径为R，则编程小径可用下式计算： d1=d-1.75H+2R+es-Td2/2式中：d1螺纹小径,mm；d螺纹公称直径,mm；H螺纹原始三角形高度,mm；R牙底圆弧半径,mm，一般取R(1/81/6)H es螺纹中径基本偏差,mm；Td2螺纹中径公差,mm。如上例中，取R(1/8)H，则编程小径为： d1=301

40、.750.86622(1/8)0.86620.28/2 =27.191mm（3）螺纹加工过程中的引入距离和超越距离在数控车床上加工螺纹时，沿着螺距方向(Z方向)的进给速度与主轴转速必须保证严格的比例关系，但是螺纹加工时，刀具起始时的速度为零，不能和主轴转速保证一定的比例关系。在这种情况下，当刚开始切入时，必须留有一段切入距离，如图下所示的1，称为引入距离，同样的道理，当螺纹加工结束时，必须留一段切出距离，如下图所示的2，称为超越距离。引入距离1与超越距离2的数值与所加工螺纹的导程、数控机床主轴转速和伺服系统的特性有关。具体取值由实际的数控系统及机床来决定，如有的数控机床的规定如下： 1nP/4

41、00； 2nP/1800。式中： n主轴转速,r/min； P螺纹导程,mm.以上公式规定了这一系统最小的1和2，实际取值时，比计算值略大即可。螺纹切削时，为保证螺纹加工质量，一般采用多次切削方式，其走刀次数及每一刀的切削次数可参考表1-2普通螺纹切削深度及走刀次数参考表 .米 制 螺 纹螺 距11.522.533.54牙深（半径量）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次数及吃刀量(直径量)1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.4

42、0.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2英 制 螺 纹牙/in2418161412108牙深（半径量）0.6780.9041.0161.1621.3551.6262.033(直径量)切削次数及吃刀量1次0.80.80.80.810.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.50.50.60.60.64次0.110.140.30.40.40.55次0.130.210.40.56次0.160.47次0.17例加工如图所示的M3026g普通圆柱螺纹，外径已经车削完成，设螺纹牙

43、底半径R0.2mm，车螺纹时的主轴转速n=1500r/min。解：螺纹计算由GB/T197-1981查出Td20.28mm， es0.038mm，螺纹的大径尺寸界于29.68229.962mm mm，取29.8螺纹的小径 d1= d-1.75H+2R+es-Td2/2 =30-1.750.866220.20.0380.28/2 27.191mm，取编程小径为27.2引入距离1nP/40015002/400=7.5，取18mm超越距离2nP/180015002/1800=1.67，取22mm设起刀点位置(200，150),螺纹刀为一号刀。1.等螺距螺纹切削指令 G32G32指令可以加工圆柱螺纹和

44、圆锥螺纹。它和G01指令的根本区别是：它能使刀具直线移动的同时，使刀具的移动和主轴保持同步，即主轴转一周，刀具移动一个导程；而G01指令刀具的移动和主轴的旋转位置不同步，用来加工螺纹时会产生乱牙现象。编程格式G32 X Z F ；其中：X、Z 螺纹终点坐标；F 螺纹导程。 （1）说明： 若程序段中没有指定X，则加工圆柱螺纹；若程序段中指定了X，则加工圆锥螺纹。由于机床伺服系统的特性，用G32加工螺纹时在开始和停止阶段会有加速和减速情况，这样在螺纹的起始段和停止段就会发生螺纹的螺距不规则现象，因此为了保证螺纹的加工精度，螺纹加工的切入要考虑机床的加速特性，在螺纹的收尾段要考虑减速路程即保证刀具在

45、切入工件前加速完成，在切出工件后才能进行减速。所以螺纹加工的长度应该是加速段长度、减速段长度和螺纹长度之和。图1-31例：试编写如图1-32所示圆锥螺纹的加工程序。 第一次和第二次单边切削量分别为1 mm和0.8 mm，（螺纹导程3 mm，升速进刀段1=3 mm，降速退刀段2=1.5 mm。）O0003；N10 G50 X100. Z100.；N20 M03 S400 T0101；N30 G00 U-62.；N40 G32 W-64.5 F3.0；N50 G00 U62.；N60 W64.5；N70 U-63.6； N80 G32 W-64.5；N90 G00 U63.6；N100 W64.5

46、；N110 M05；N120 M30； 图1-322.单一单螺纹切削循环指令 G92 该指令可以用来加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。该指令的循环路线与前述的G90指令基本相同，只是F后面的进给量改为螺纹导程即可。 编程格式 G92 X(U) Z(W) I F ；其中：X、Z 螺纹终点坐标值；U、W螺纹终点坐标相对于起点坐标的增量值；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。注意：加工圆柱螺纹时，I=0可省略；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。 其加工路线如图1-33所示。 图1-33例：试编写如图1-34所示圆柱螺纹的加工程序。G00 X40.

47、Z106.；G92 X29.2 Z53. F2；X28.6；X28.2；X28.04；G00 X100. Z100.； 图1-34例：试编写如图1-35所示圆锥螺纹的加工程序。G00 X80. Z62.；G92 X49.6 Z12. I-5. F2； X48.7； X48.1； X47.5； X47.；G00 X200. Z200. 图1-353.复合螺纹切削循环指令 G76 编程格式 G76 P (m)（r）（） Q（dmin） R(d)； G76 X(U) Z(W) R(I) F(f) P(k) Q(d)；其中： m 精加工重复次数；r 倒角量； 刀尖角；dmin 最小切入量；d 精加工余

48、量；X(U)、 Z(W) 终点坐标；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；k 螺牙的高度 （X轴方向的半径值）；d 第一次切入量（X轴方向的半径值）；f 螺纹导程。 图1-36 说明G76指令的进刀是倾斜下刀，在螺纹加工过程中螺纹牙型形状不是一次成型，所以牙型的形状精度以及牙型的垂直度比较难保证，但由于G76指令的进刀是倾斜进刀所以排屑性好，该指令一般用于大螺距螺纹的加工，而G32、G92指令的进刀是垂直下刀，螺纹牙型形状是一次成型，加工的螺纹牙型形状精度及垂直度能够得到保证，

49、但排屑性比较差，一般用于小螺距且精度要求高的螺纹加工。 1.3 数控车床零件加工编程实例轴类零件编程 套类零件编程轴套类零件编程1.3.1 轴类零件编程对图所示的零件进行精加工。图中85mm不加工，要求编制精加工程序。 1. 确定工艺路线 1)先从左至右切削外轮廓面。其路线为：倒角切削螺纹的实际外圆切削锥度部分车削62mm外圆倒角车80mm外圆切削圆弧部分车80mm外圆。2)切3mm45mm的槽。3)车M482的螺纹。 2.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：l号刀车外圆，2号刀切槽，3号刀车螺纹。在绘制刀具布置图时，要正确选择换刀点，以避免换刀时刀具与机床、工件及夹具发生碰撞

50、现象。本例换刀点选为A(200，350)点。 3.确定切削用量 切削用量切削面主轴转速 单位（r/min）进给速度单位（mm/r）车外圆6000.15切槽3000.1车螺纹20024.编写精加工程序 N10 G50 X200.Z350.；(坐标系设定)N20 S600 M03 T0101 M08；N30 GOO X41.8 Z292.；N40 G01 X47.8 Z289. FO.15；(倒角)N50 U0 W-59.；(47.8mm)N60 X50.W0；(退刀)N70 X62. W-60.；(锥度)N80 UO Zl55.；(62mm)N90 X78. W0；(退刀)N100 X80. W

51、-1.0；(倒角)Nll0 UO W-9.0；(车80mm外圆)N120 G02 U0 W-60. I63.25 K-30.；(圆弧)N130 G01 U0 Z65.；(车80mm外圆)N140X90. W0；N150 GOO X200. Z350.M05 T0100 (退刀)N160S300 M03 T0202； G00 X51.Z230.N170 G01 X45. F0.1；(切槽)N180 G04 X5.；(延时)N190 G00 X51.；(退刀)N200 X200. Z350. M05 T0200；（退刀)N210 S200 M03 T0303 ； G00 X52. Z296.N220 G92 X47.2 Z231.5 F1.5；(切螺纹)N230 X46.6：N240 X46.2；N250 X45.8；N260 G00 X200. Z350.T0300;(退至起点)N270 M30；1.3.2 套类零件编程加工图所示的零件，毛坯直径为