数控车床编程和操作2

2022年12月17日第一节数控车床加工概述一、数控车床的加工对象及加工特点二、数控车床的主要类型三、数控车床的主要技术参数四、常见的数控车床控制系统2022年12月17日一、数控车床的加工对象及加工特点（1）高难度加工成型面零件、非标准螺距(或导程)、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过渡的螺旋零件都可在数控车床上加工。图4—1特殊内表面零件示例2022年12月17日（2）高精度零件加工零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机上的多面反射体等超精零件，几何轮廓精度高达0.01μm、表面粗糙度数值达Ra0.02μm这些高精度的零件均可在特殊精密数控车床上加工出来。2022年12月17日（3）淬硬工件的加工

在大型模具加工中，有不少尺寸大且形状复杂的零件。这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。2022年12月17日（4）高效率加工

为了进一步提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件。

2022年12月17日图4—2六轴控制的数控车床加工示意图2022年12月17日现代数控车床，必须具备良好的便于操作的优点。

数控车床加工具有如下特点：1．节省调整时间(1)快速夹紧卡盘减少了调整时间。(2)快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。(3)刀具补偿功能节省了刀具补偿的调整时间。(4)工件自动测量系统节省了测量时间并提高加工质量。(5)由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的移动也节省了时间。2022年12月17日2．操作方便(1)倾斜式床身有利于切屑流动和调整夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑油的供给，便于操作者操作机床。(2)宽范围主轴电机或内装式主轴电机省去了齿轮箱。(3)高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消除装置使进给速度快并有好的准确性。(4)具有切屑处理器。(5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。2022年12月17日3.具有程序存储功能

现代数控机床控制装置可根据加工形状，并把粗加工的加工条件附加在指令中，进行内部运算，自动地计算出切削轨迹。4.采用机械手和棒料供给装置既省力又安全，并提高了自动化和操作效率。5.加工合理化和工序集约化可完成高速度高精度加工及复合加工的目的。2022年12月17日二、数控车床的主要类型1．数控车床的组成及其作用（1）主体机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、进给机构等机械部件。（2）数控装置(CNC装置)

数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用计算机控制，主要由显示器、键盘、输入和输出装置、存储器以及系统软件等组成。2022年12月12日（3）伺服驱驱动系统统伺服驱动动系统是是数控车车床执行行机构的的驱动部部件，将将CNC装置输出出的运动动指令信信息转换换成机床床移动部部件的运运动，主主要包括括主轴驱驱动、进进给驱动动及位置置控制等等。（4）辅助装装置辅助装置置是指数数控车床床的一些些配套部部件，包包括换刀刀装置、、对刀仪仪，液压压、润滑滑、气动动装置、、冷却系系统和排排屑装置置等。2022年12月12日1—电气箱；；2—主轴箱；；3—机床防护护门；4—操作面板板；5—回转刀架架；6—尾座；7—排屑器；；8—冷却液箱箱；9一滑板；；10—卡盘踏板板开关；；1l—床身；2022年年12月月12日日2．数数控控车车床床的的分分类类1)按车车床床主主轴轴位位置置分分类类(1)立式式数数控控车车床床其车车床床主主轴轴垂垂直直于于水水平平面面，，并并有有一一个个直直径径很很大大、、供供装装夹夹工工件件用用的的圆圆形形工工作作台台。。这这类类机机床床主主要要用用于于加加工工径径向向尺尺寸寸大大、、轴轴向向尺尺寸寸相相对对较较小小的的大大型型复复杂杂零零件件。。2022年年12月月12日日(2)卧式式数数控控车车床床卧式数数控车车床又又分为为数控控水平平导轨轨卧式式车床床和数数控倾倾斜导导轨卧卧式车车床。。倾斜斜导轨轨结构构可以以使车车床具具有更更大的的刚性性，并并易于于排除除切屑屑。2022年年12月12日日2）按加加工零零件的的基本本类型型分类类(1)卡盘式式数控控车床床这类车车床未未设置置尾座座，适适合车车削盘盘类(含短轴轴类)零件。。其夹夹紧方方式多多为电电动或或液动动控制制，卡卡盘结结构多多具有有可调调卡爪爪或不不淬火火卡爪爪(即软卡卡爪)。(2)顶尖式式数控控车床床这类数数控车车床配配置有有普通通尾座座或数数控尾尾座，，适合合车削削较长长的轴轴类零零件及及直径径不太太大的的盘、、套类类零件件。2022年年12月12日日3)按数控控系统统的功功能分分类(1)经济型型数控控车床床（简简易数数控车车床））一般用用单板机机、单单片机机进行行开环环控制制，具有CRT显示、程序存存储、程序编编辑等功能，，加工精度较较低，功能较较简单。机械部分多为为在普通车床床基础上改进进(2)全功能型数控控车床较高档次的数数控车床，具有刀尖圆圆弧半径自动动补偿、恒线线速、倒角、、固定循环、、螺纹切削、、图形显示、、用户宏程序序等功能，加加工能力强，，适宜于加工工精度高、形形状复杂、循循环周期长、、品种多变的的单件或中小小批量零件的的加工。2022年12月12日日(3)精密型数控车车床采用闭环控制制，不但具有有全功能型数数控车床的全全部功能，而而且机械系统统的动态响应应较快，在数控车床基基础上增加其其他附加坐标标轴。适用于精密密和超精密加加工。2022年12月12日日4)其他分类方法法按数控车床的的不同控制方方式分：直线线控制数控车车床、两主轴轴控制数控车车床等；按特殊或专门门工艺性能分分：螺纹数控控车床、活塞塞数控车床、、曲轴数控车车床等多种。。此外，车削削中心也列入入这一类，分分立式和卧式式车削中心两两类。2022年12月12日日三、数控车床床的主要技术术参数数控车床的主主要技术参数数有：机床质量，机床外形尺寸寸(长x宽x高)，允许最大工件件回转直径，，最大车削直径径，最大车削长度度，最大棒料尺寸寸，主轴转速范围围，X、Z轴行程，X、Z轴快速移动速速度，定位精度，重复定位精度度，刀架行程，刀架转位数，，刀架装刀数，，刀具装夹尺寸寸，主轴头型式，，主轴电机功率率，进给伺服电机机功率，尾座行程，卡盘尺寸等。。2022年12月12日日中德欧马科TH-15型数控车床的的主要技术参参数：允许最大工件件回转直径，，mmф380最大车削直径径，mmф320最大车削长度度，mmф500最大棒料直径径，mmф42主轴通孔直径径，mmф54刀架工位数12主轴电动机功功率，kw 7.5/11X轴电动机功率率，kw 0.6Z轴电机功率，，kw0.6刀架的最大X向行程，mm 180刀架的最大Z向行程，mm520主轴转速，r/min60—6000最大移动速度度，m/minX、Z向均为202022年12月12日日四、常见的数数控车床控制制系统常用的数控车车床系统有：：日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、160／18TC、160／180TC、0i等，德国的SIEMENS公司的802S、802C、802D、810D、840D、840Di、840C等，美国ACRAMATIC数控系统、西班牙FAGOR数控系统等。。2022年12月12日日国内生产的数数控车床系统统北京机床研究究所的1060系列，无锡数控公司司的8MC／8TC数控系统，北京凯恩帝数数控公司KND-500系列，北京航天数控控集团的CASNUC—901、902系列，广州数控设备备厂GSK980T系列，大连大森公司司的R2F6000型珠峰数控公司司的CME988(中华I型)系列，北京航天数控控集团的CASNUC－911MC(航天I型)，华中数控公司司的世纪星21T中科院沈阳计计算所LT8520／30(蓝天I型)等。2022年12月12日日第二节数控控车床加工工工艺分析一、数控车床床加工刀具及及其选择二、数控车削削加工的切削削用量选择三、数控车削削加工的装夹夹与定位四、数控车削削加工中的装装刀与对刀2022年年12月月12日日一、、数数控控车车床床加加工工刀刀具具及及其其选选择择1．常常用用车车刀刀的的种种类类和和用用途途a.尖形形车车刀刀———直线线形形切切削削刃刃为为特特征征的的车车刀刀，，这这类类车车刀刀的的刀刀尖尖（（同同时时也也为为其其刀刀位位点点））b.圆弧弧形形车车刀刀———刀位位点点不不在在圆圆弧弧上上，，而而在在该该圆圆弧弧的的圆圆心心上上c.成型型车车刀刀———样板板车车刀刀，，其其加加工工零零件件的的轮轮廓廓形形状状完完全全由由车车刀刀刀刀刃刃的的形形状状和和尺尺寸寸决决定定。。

图4-4圆弧形车刀2022年年12月月12日日1）切切断断刀刀；；2）90°°左偏偏刀刀；；3）90°°右偏偏刀刀；；4）弯弯头头车车刀刀；；5）直直头头车车刀刀；；6）成成型型车车刀刀；；7）宽宽刃刃精精车车刀刀8）外外螺螺纹纹车车刀刀；；9）端端面面车车刀刀；；10）内内螺螺纹纹车车刀刀；；11）内内槽槽车车刀刀；；12）通通孔孔车车刀刀；；13）盲盲孔孔车车刀刀图4-5常用用车车刀刀的的种种类类、、形形状状和和用用途途2022年年12月月12日日2．机机夹夹可可转转位位车车刀刀的的选选用用数控控车车削削加加工工时时，，为为了了减减少少换换刀刀时时间间和和方方便便对对刀刀，，尽尽量量采采用用机机夹夹车车刀刀和和机机夹夹刀刀片片，，便便于于实实现现机机械械加加工工的的标标准准化化。。数控控车车床床常常用用的的机机夹夹可可转转位位式式车车刀刀结结构构型型式式如如图图4-6所示示。。图机机夹夹可可转转位位式式车车刀刀结结构构型型式式2022年年12月月12日日（1）刀刀片片材材质质的的选选择择常见见刀刀片片材材料料有有高高速速钢钢、、硬硬质质合合金金、、涂涂层层硬硬质质合合金金、、陶陶瓷瓷、、立立方方氮氮化化硼硼和和金金刚刚石石等等，，其其中中应应用用最最多多的的是是硬硬质质合合金金和和涂涂层层硬硬质质合合金金刀刀片片。。选择择刀刀片片材材质质主主要要依依据据被被加加工工工工件件的的材材料料、、被被加加工工表表面面的的精精度度、、表表面面质质量量要要求求、、切切削削载载荷荷的的大大小小以以及及切切削削过过程程有有无无冲冲击击和和振振动动等等。。2022年年12月12日日（2）刀片尺尺寸的的选择择刀片尺尺寸的的大小小取决决于必必要的的有效效切削削刃长长度L。有效效切削削刃长长度与与背吃吃刀量量aP和车刀刀的主主偏角角kr有关，，使用用时可可查阅阅有关关刀具具手册册选取取。图切切削削刃长长度、、背吃吃刀量量与主主偏角角关系系2022年年12月12日日（3）刀片形形状的的选择择刀片形形状主主要依依据被被加工工工件件的表表面形形状、、切削削方法法、刀刀具寿寿命和和刀片片的转转位次次数等等因素素选择择。a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型2022年年12月12日日表被被加加工表表面与与适用用的刀刀片形形状2022年年12月12日日二、数数控车车削加加工的的切削削用量量选择择1．切削用用量的的选用用原则则（1）背吃吃刀量量αp的确定定背吃刀刀量根根据机机床、、工件件和刀刀具的的刚度度来决决定，，在刚度度允许许的条条件下下，应应尽可可能使使背吃吃刀量量等于于工件件的加加工余余量，，这样可可以减减少走走刀次次数，，提高高生产产效率率。为为了保保证加加工表表面质质量，，可留留少许许精加加工余余量，，一般般为0.2~0.5mm。2022年年12月12日日（2）切削削速度度v的确定定切削速速度是指切切削时时，车车刀切切削刃刃上某某一点点相对对待加加工表表面在在主运运动方方向上上的瞬瞬时速速度(m/min)，又称称为线速度度。与普通通车削削加工工时一一样，，根据据零件件上被被加工工部位位的直直径，，并按按零件件和刀刀具的的材料料及加加工性性质等等条件件所允允许的的切削削速度度来确确定。。主要根根据实实践经经验来来确定定。2022年年12月12日日（3）进给给量f的确定定进给量量是指指工件件旋转转一周周，车车刀沿沿进给给方向向移动动的距距离，，单位位为mm/r，它与与背吃吃刀量量αp有着较较密切切的关关系。。表4—1为一些些资料料上切切削用用量推推荐数数据，，供使使用时时参考考。2022年12月12日表4—1切削用量量推荐数数据2022年12月12日2．选择切削削用量时时应注意意的几个个问题（1）切削用用量选择择的一般般原则是是：粗车时，，宜选择择大的背背吃刀量量αp，较大的的进给量量f，较低的的切削速速度v，以提高高生产率率。半精车或或精车时时，应选选用较小小(但不能太太小)的背吃刀刀量αp和进给量量f，较高的的切削速速度v，以保证证零件加加工精度度和表面面粗糙度度。2022年12月12日（2）主轴转转速由于交流流变频调调速数控控车床低低速输出出力矩小小，因而而切削速速度不能能太低。。主轴转转速n可用下式式计算：：n=1000v/πd2022年12月12日（3）车螺纹纹时的主主轴转速速a.螺纹加工工程序段段中指令令的螺距距值b.刀具在其其位移过过程的始始/终，都将将受到伺伺服驱动动系统升升/降频率和和数控装装置插补补运算速速度的约约束.c.车削螺纹纹必须通通过主轴轴的同步步运行功功能而实实现，即即车削螺螺纹需要要有主轴轴脉冲发发生器（（编码器器）。当当其主轴轴转速选选择过高高、编码码器的质质量不稳稳定时，，会导致致工件螺螺纹产生生乱纹（（俗称“烂牙”）。2022年12月12日车床数控控系统推推荐车螺螺纹时主主轴转速速如下：：式中P——被加工螺螺纹螺距距，mm；k——保险系数数，一般般为80。2022年12月12日三、数控控车削加加工的装装夹与定定位1．数控车车床的定定位及装装夹要求求在数控车车床上加加工零件件，应按按工序集中中的原则则划分工序序，在一一次装夹夹下尽可可能完成成大部分分甚至全全部表面面的加工工。根据零件件的结构构形状不不同，通通常选择择外圆、、端面或或端面、、内孔装装夹，并并力求设设计基准准、工艺艺基准和和编程基基准统一一，以减减少定位位误差，，提高加加工精度度。要充分发发挥数控控车床的的加工效效能，工工件的装装夹必须须快速，，定位必必须准确确。2022年12月12日数控车床床对工件件的装夹夹要求：：首先应具具有可靠靠的夹紧紧力，以以防止工工件在加加工过程程中松动动；其次应具具有较高高的定位位精度，，并多采采用气动动或液压压夹具，，以便于于迅速和和方便地地装、拆拆工件。。2022年12月12日2022年年12月月12日日2．常常用用的的夹夹具具型型式式及及定定位位方方法法（1）圆圆柱柱心心轴轴定定位位夹夹具具加工工套套类类零零件件时时，，常常用用工工件件的的孔孔在在圆圆柱柱心心轴轴上上定定位位，，如如图图4-6a）、、b)所示示。。（2）小小锥锥度度心心轴轴定定位位夹夹具具将圆圆柱柱心心轴轴改改成成锥锥度度很很小小的的锥锥体体(C=1/1000—1/5000)时，，就就成成了了小小锥锥度度心心轴轴。。工件件在在小小锥锥度度心心轴轴定定位位，，消消除除了了径径向向间间隙隙，，提提高高了了心心轴轴的的定定心心精精度度。。定定位位时时，，工工件件楔楔紧紧在在心心轴轴上上，，靠靠楔楔紧紧产产生生的的摩摩擦擦力力带带动动工工件件，，不不需需要要再再夹夹紧紧，，且且定定心心精精度度高高；；缺缺点点是是工工件件在在轴轴向向不不能能定定位位。。这种种方方法法适适用用于于有有较较高高精精度度定定位位孔孔的的工工件件精精加加工工。。2022年年12月月12日日（3）圆圆锥锥心心轴轴定定位位夹夹具具当工工件件的的内内孔孔为为锥锥孔孔时时，，可可用用与与工工件件内内孔孔锥锥度度相相同同的的锥锥度度心心轴轴定定位位。。为为了了便便于于卸卸下下工工件件，，可可在在芯芯轴轴大大端端配配上上一一个个旋旋出出工工件件的的螺螺母母。。如如图图4-6c）、、d)所示。（4）螺纹心轴定定位夹具当工件内孔是是螺孔时，可可用螺纹心轴轴定位夹具。。如图4-6e）、f)所示。（5）拨齿顶尖夹夹具用于轴类工件件车削的夹具具。车削时，，工件由主轴轴上通过变径径套而安装的的拨齿带动旋旋转，拨齿顶顶尖的结构如如图4—7所示。2022年12月12日日1一壳体；2一顶尖；3一止退环；4一螺钉；5—拨齿套；图4—7拨齿顶尖2022年12月12日日（6）可调卡爪式式卡盘夹具适用于在没有有尾座的卡盘盘式数控车床床上图4—8可调卡爪式卡盘1—卡爪；2—基体卡座；3—差动螺杆；4—拉杆；2022年12月12日日四、数控车削削加工中的装装刀与对刀装刀与对刀是是数控机床加加工中极其重重要并十分棘棘手的一项工工艺准备工作作。对刀的好与差差，将直接影影响到加工程程序的编制及及零件的尺寸寸精度。通过对刀或刀刀具预调，还还可同时测定定其各号刀的的刀位偏差，，有利于设定定刀具补偿量量。2022年12月12日日（1）车刀的安装装图4-9是车刀安装角度示意图正确地安装车车刀，是保证证加工质量，，减小刀具磨磨损，提高刀刀具使用寿命命的重要步骤骤（a）“–”的倾斜角度（（增大刀具切切削力）（b）“+”的倾斜角度（（减小刀具切切削力）图4-9车刀的倾斜角角度2022年12月12日日（2）刀位点刀位点是指在在加工程序编编制中，用以以表示刀具特特征的点，也也是对刀和加加工的基准点点。2022年12月12日日（3）对刀在加工程序执执行前，调整整每把刀的刀刀位点，使其其尽量重合于于某一理想基基准点，这一一过程称为对对刀。理想基准点可可以设在基准准刀的刀尖上上，也可以设设定在对刀仪仪的定位中心心(如光学对刀镜镜内的十字刻刻线交点)上。对刀一般分为为手动对刀和自动对刀两大类。目前，绝大多多数的数控机机床(特别是车床)采用手动对刀刀，其基本方方法有定位对刀法、、光学对刀法法和试切对刀刀法。2022年12月12日日A.定位对刀法定位对刀法的的实质是按接接触式设定基基准重合原理理而进行的一一种粗定位对对刀方法，其其定位基准由由预设的对刀刀基准点来体体现。对刀时，只要要将各号刀的的刀位点调整整至对刀基准准点重合即可可。该方法简便易易行，因而得得到较广泛的的应用，但其其对刀精度受受到操作者技技术熟练程度度的影响，一一般情况下其其精度都不高高，还须在加加工或试切中中修正。2022年12月12日日B.光学对刀法这是一种按非非接触式设定定基准重合原原理而进行的的对刀方法，，其定位基准准通常由光学学显微镜（或或投影放大镜镜）上的十字字基准刻线交交点来体现。。这种对刀方法法比定位对刀刀法的对刀精精度高，并且且不会损坏刀刀尖，是一种种推广采用的的方法。2022年12月12日日C.试切对刀法在前几种手动动对刀方法中中，均因可能能受到手动和和目测等多种种误差的影响响，对刀精度度十分有限，，实际加工中中往往通过试试切对刀，以以得到更加准准确和可靠的的结果。数控车床常用用的试切对刀刀方法如图4—11所示。2022年12月12日日图4-11车刀对刀点示示意图a）93º车刀X方向；b）93º车刀Z方向；c）两把刀X方向对刀；d）两把刀Z方向对刀2022年12月12日日（4）对刀点、换换刀点位置的的确定对刀点是数控控车床加工时时刀具相对于于工件运动的的起点，对刀刀点既是程序序的起点，也也是程序的终终点。选择对刀点的的一般原则是是：（1）尽量使加工工程序的编制制工作简单、、方便；（2）便于用常规规量具在车床床上进行测量量；（3）便于工件的的装夹；（4）对刀误差较较小或可能引引起加工的误误差最小。2022年12月12日日换刀点是指在在编制数控车车床多刀加工工的加工程序序时，相对于于机床固定原原点而设置的的一个自动换换刀或换工作作台的位置。。换刀的位置可可设定在程序序原点、机床床固定原点或或浮动原点上上，其具体的的位置应根据据工序内容而而定。为了防止在换换(转)刀时碰撞到被被加工零件、、夹具或尾座座而发生事故故，除特殊情情况外，其换换刀点都设置置在被加工零零件的外面，，并留有一定定的安全区。。2022年12月12日日第三节数控控车床加工的的编程一、数控车床床编程的特点点二、车床数控控系统功能三、数控车车床程序编制制四、补偿功能能2022年12月12日日一、数控车床床编程的特点点（1）数控车削加加工的内容（a）端面切削（b）外轴肩切削

2022年12月12日日（1）数控车削加加工的内容（c）锥面切削（d）圆弧面切削

（e）车退刀槽（f）切断2022年年12月12日（1）数控车削削加工的内内容（g）镗孔（h）镗内锥孔（c）钻孔（d）车销内、外螺纹2022年年12月12日（2）数控车削削加工的编编程特点①在一个程序序段中，可以采用绝绝对值编程程或增量值值编程，也也可以采用用混合编程程。②被加工工零件的径径向尺寸在在图样上和和测量时，，一般用直直径值表示示。所以采采用直径尺寸编程更为方方便。③由于车车削加工常常用棒料或或锻料作为为毛坯，加加工余量较较大，为简简化编程，，数控装置置常具备不不同形式的的固定循环，，可进行多多次重复循循环切削。。2022年年12月12日④编程时，认为车刀刀刀尖是一个个点，而实际上上为了提高高刀具寿命命和工件表表面质量，，车刀刀尖尖常磨成一一个半径不不大的圆弧弧，为提高高工件的加加工精度，，编制圆头头刀程序时时，需要对对刀具半径径进行补偿偿。大多数数数控车床床都具有刀刀具半径自自动补偿功功能（G41、G42），这类数数控车床可可直接按工件件轮廓尺寸寸编程。2022年年12月12日二、车床数数控系统功功能数控系统是是数控机床床的核心。。数控机床床根据功能能和性能要要求，配置置不同的数数控系统。。系统不同同，其指令令代码也有有差别，因因此，编程时应按按所使用数数控系统代代码的编程程规则进行行编程。数控车床常常用的功能能指令有准准备功能G、辅助功能能M、刀具功能能T、主轴转速速功能S和进给功能能F。2022年年12月12日三、数控控车床程序序编制（一）设定定工件坐标标系和工件件原点数控车床坐坐标系统分分为机床坐坐标系和工工件坐标系系（编程坐坐标系）。。无哪种坐坐标系统都都规定与车车床主轴轴轴线平行的的方向为Z轴，且规定定从卡盘中中心至尾座座顶尖中心心的方向为为正方向。。在水平面面内与主轴轴轴线垂直直的方向为为X轴，且规定定刀具远离离主轴旋转转中心的方方向为正方方向。2022年年12月12日①机床坐标系系图4-12机床坐标系系以机床原点点为坐标系系原点建立立起来的X、Z轴直角坐标标系，称为为机床坐标标系。车床的机床床原点为主轴旋转中中心与卡盘盘后端面之之交点。机床坐标系系是制造和和调整机床床的基础，，也是设置置工件坐标标系的基础础，一般不允许许随意变动动。如图4-12所示。2022年年12月12日②参考点参考点是机机床上的一一个固定点点。该点是是刀具退离离到一个固固定不变的的极限点（（图4-12中点O′即为参考点点），其位位置由机械械挡块或行行程开关来来确定。图4-12机床坐标系系2022年年12月12日③工件坐标系系（编程坐坐标系）数控编程时时应该首先先确定工件件坐标系和和工件原点点。零件在在设计中有有设计基准准，在加工工过程中有有工艺基准准，同时应应尽量将工工艺基准与与设计基准准统一，该该基准点通通常称为工工件原点。。以工件原原点为坐标标原点建立立起来的X、Z轴直角坐标标系，称为为工件坐标标系。图4-13工件坐标系系在车床上工工件原点可可以选择在在工件的左左或右端面面上，即工工件坐标系系是将参考考坐标系通通过对刀平平移得到的的。如图4-13所示。2022年年12月12日数控编程时时应该首先先确定工件件坐标系和和工件原点点，建立工工件坐标系系的指令为为：G50XZ；要建立如图图4—13所示工件坐坐标系，将将坐标原点点设在工件件的右端面面上，刀具具起点相对对工件坐标标系的坐标标值为（a,b）,则执行程序序G50XaZb；后系统内部部即记忆了了（a,b），并显示示在显示器器上，这相相当于在系系统内部建建立了一个个以工件原原点为坐标标原点的工工件坐标系系XpOpZp。2022年年12月12日（二）基本功能及及其指令的的编程1、尺寸系统统（1）工件坐标标系设定指指令①编程格格式:G50X（）Z（）②注意事事项：有些些数控机床床用G92指令建立工工件坐标系系，如华中中数控HNC-21T系统；有的的数控系统统则直接采采用零点偏偏置指令（（G54~G57）建立工件件坐标系，，如SIMENS802S/C系统。2022年年12月月12日日1、尺尺寸寸系系统统例4-1、建立立如如图图所所示示零零件件的的工工件件坐坐标标系系。。G50X150.Z20.；2022年年12月月12日日（2）绝绝对对和和增增量量尺尺寸寸编编程程（（G90/G91）注意意：有有些些数数控控数数控控系系统统没没有有绝绝对对和和增增量量尺尺寸寸指指令令，，当当采采用用绝绝尺尺寸寸编编程程时时，，尺尺寸寸字字用用X、Y、Z表示示；；采采用用增增量量尺尺寸寸编编程程时时，，尺尺寸寸字字用用U、V、W表示示。。数控控车车床床采采用用X、Z和U、W分别别表表示示绝绝对对和和增增量量尺尺寸寸。。2022年年12月月12日日（3）公公制制尺尺寸寸/英制制尺尺寸寸指指令令公制制与与英英制制单单位位的的换换算算关关系系为为：：1mm≈≈0.0394in.1in.=25.4mm注意意：①数数控控系系统统不不同同，，公公制制/英制制尺尺寸寸指指令令不不同同。。FANUC系统统采采用用G21/G20代码码；；SIEMENS和FAGOR系统统采采用用G71/G70代码码。。②使使用用公公制制／／英英制制转转换换时时，，必必须须在在程程序序开开头头独独立立的的程程序序段段中中指指定定上上述述G代码码，，然然后后才才能能输输入入坐坐标标尺尺寸寸。。2022年年12月月12日日（4）半半径径/直径径数数据据尺尺寸寸SIEMENS802S/C数控控系系统统，，G22和G23指令令定定义义为为半半径径/直径径数数据据尺尺寸寸编编程程。。在在数数控控车车床床中中，，可可把把X轴方方向向的的终终点点坐坐标标作作为为半半径径数数据据尺尺寸寸，，也也可可作作为为直直径径数数据据尺尺寸寸，，通通常常把把X轴的的位位置置数数据据用用直直径径数数据据编编程程更更为为方方便便。。注意意：华华中中数数控控的的世世纪纪星星HNC-21/22T系统统的的直直径径/半径径编编程程采采用用G36/G37代码码。。2022年年12月月12日日2、常常用用的的辅辅助助功功能能M00————程序序停停止止实际际上上是是一一个个暂暂停停指指令令。。当当执执行行有有M00指令令的的程程序序段段后后，，主主轴轴的的转转动动、、进进给给、、切切削削液液都都将将停停止止。。它它与与单单程程序序段段停停止止相相同同，，模模态态信信息息全全部部被被保保存存，，以以便便进进行行某某一一手手动动操操作作，，如如换换刀刀、、测测量量工工件件的的尺尺寸寸等等。。重重新新启启动动机机床床后后，，继继续续执执行行后后面面的的程程序序。。2022年年12月月12日日M01————选择择停停止止与M00的功功能能基基本本相相似似，，只只有有在在按按下下““选选择择停停止止””后后，，M01才有有效效，，否否则则机机床床继继续续执执行行后后面面的的程程序序段段；；按按““启启动动””键键，，继继续续执执行行后后面面的的程程序序。。M02————程序序结结束束该指指令令编编在在程程序序的的最最后后一一条条，，表表示示执执行行完完程程序序内内所所有有指指令令后后，，主主轴轴停停止止、、进进给给停停止止、、切切削削液液关关闭闭，，机机床床处处于于复复位位状状态态。。2022年年12月12日日M03———主轴正正转。。用于于主轴轴顺时时针方方向转转动M04———主轴反反转。。用于于主轴轴逆时时针方方向转转动M05———主轴停停止转转动M07———冷却液液开，，用于于切削削液1开M08———冷却液液开，，用于于切削削液2开M09———冷却液液关，，用于于切削削液关关M30———程序结结束2022年年12月12日日使用M30时，除除表示示执行行M02的内容容之外外，还还返回回到程程序的的第一一条语语句，，准备备下一一个工工件的的加工工。M98———子程序序调用用，用用于调调用子子程序序；M99———子程序序返回回，用用于子子程序序结束束及返返回。。2022年年12月12日日（三））插补补指令令的编编程1、快速线线性移移动指指令G00（1）编程程格式式G00X（U）Z（W）_；式中：：X、Z为刀具具移动动的目目标点点坐标标。（2）注意意事项项①使使用G00指令时时，刀刀具的的实际际运动动路线线并不不一定定是直直线，，而是一一条折折线。因此此，要要注意意刀具具是否否与工工件和和夹具具发生生干涉涉。对对不适适合联联动的的场合合，每每轴可可单动动。2022年年12月12日日1、快速线线性移移动指指令G002022年年12月12日日执行该该段程程序时时，刀刀具首首先以以快速速进给给速度度运动动到（（60，60）后在在运动动到（（60，100）。2022年年12月12日日例4-2：A→B→CG50X80.0Z222.0；G00X40.0Z162.0;（或U－40.0W——60.0）;A→D→→CG50X80.0Z222.0；G00Z162.0（或W—60.0）；；X40.0（或U－40.0）；2022年年12月12日2、带进给率的的线性插补补指令G01G01X（U）Z（W）F＿；说明①G01指令后的坐坐标值取绝绝对值编程程还是取增增量值编程程由G90/G91决定。②F指令也是模模态指令，，F的单位由直直线进给率率或旋转进进给率指令令确定。2022年年12月12日例3：下图图为典型车车削加工的的直线插补补实例。2022年年12月12日3、圆弧插插补指令G02/G03（1）G02/G03的编程格式式①用I、K指定圆心位置：G02X（U）Z（W）IKF_；G03X（U）Z（W）IKF_；②用圆弧弧半径R指定圆心位位置：G02X（U）Z（W）RF_；G03X（U）Z（W）RF_；2022年年12月12日（2）说明①采用绝对对值编程时时，圆弧终点坐坐标为圆弧弧终点在工工件坐标系系中的坐标标值，用X、Z表示；当采用增增量值编程程时，圆弧终点坐坐标为圆弧弧终点相对对于圆弧起起点的增量量值。②数控车床的的圆心坐标为I、K，表示圆弧弧起点到圆圆弧中心所所作矢量分分别在X、Z坐标轴方向向上的分矢矢量（矢量量方向指向向圆心）。。图中分别给出了了在绝对坐坐标系中，，顺弧与逆逆弧加工时时的圆心坐坐标I、K的关系。2022年年12月12日刀具起点刀具终点圆弧圆心顺圆刀具起点刀具终点圆弧圆心逆圆2022年年12月12日③当用半径指指定圆心位位置时，由由于在同一一半径R的情况下，，从圆弧的的起点到终终点有两个个圆弧的可可能性，为为区别二者者，规定圆圆心角α≤180时，用“＋R”表示，如图图中的圆弧弧1；α＞180时，用“－R”表示，如图图中的圆弧弧2。④用半径R指定圆心位位置时，不能描述整整圆。2022年年12月12日例4：刀具加工工轨迹如图图所示，圆圆弧为顺时针方向，图中中采用英制尺寸，绝对坐标编程时的加加工程序程程序如下。2022年年12月12日日程序如如下G90G70G17G0IX3.0Y0.25F10.0；G02X4.125Y-3.9486I0J-2.25；2022年年12月12日日例5：刀刀具加加工轨轨迹如如图所所示，，圆弧弧为逆时针针方向，，图中中采用用英制尺尺寸，绝对坐坐标编程时时的加加工程程序程程序如如下。。G90G70G17G01X3.875Y-2.0F10.0；G03X3.757Y-1.5625I-0.8750J0；2022年年12月12日日4、暂停停指令令G04（1）编编程格格式G04X（P）（2）说说明地址码码X或P为暂停停时间间。其其中：：X后面可可用带带小数数点的的数，，单位位为s，如G04X5.表示前前面的的程序序执行行完后后，要要经过过5s的暂停停，下下面的的程序序段才才执行行；地址P后面不不允许许用小小数点点，单单位为为ms。如如G04P1000表示暂暂停ls。2022年年12月12日日例6：图为为利用用暂停停G04进行切切槽加加工的的实例例。对对槽的的外圆圆柱面面粗糙糙度有有要求求，编编写加加工程程序如如下。。…N060G00X1.6；快速速到①①N070G01X0.75F0.05；以进进给速速度切切削到到②N080G04X0.24；暂停停0.24sN090G00X1.6；快速速到①①…2022年年12月12日日5、刀具具补偿偿指令令及其其编程程（1）不具具备刀刀具半半径补补偿功功能时时的编编程S圆头刀假想刀尖圆头刀加工锥面2022年年12月12日日图圆圆头头刀加加工凸凸凹圆圆2022年年12月12日日图刀刀心心轨迹迹编程程2022年12月12日（2）具备刀刀具半径径补偿功功能时的的刀具半半径补偿偿①刀具半径径补偿指指令（G41、G42、G40）图刀刀具具半径补补偿2022年12月12日图刀刀具具半径补补偿的建建立与取取消2022年12月12日刀具半径径补偿可可通过从从键盘输输入刀具具参数，，并在程程序中采采用刀具具半径补补偿指令令实现。。参数包括括刀尖半半径、车车刀形状状、刀尖尖圆弧位位置，这这些都与与工件的的形状有有关，必必须将参参数输入入刀据库库。格式：G41G00G42X(U)

Z(W)

;G40 G012022年12月12日G41为左偏刀刀具半径径补偿指指令，即即沿刀具具运动方方向看，，刀具位位于工件件的左侧侧；G42为右偏刀刀具半径径补偿指指令，即即沿刀具具运动方方向看，，刀具位位于工件件的右侧侧；G40为半径补补偿偏置置取消指指令，即即使用G41、G42后必须用用G40去取消偏偏置量，，使刀具具中心轨轨迹与编编程轨迹迹重合。。2022年12月12日2022年12月12日编程时按按假想刀刀尖轨迹迹编程(即工件的的轮廓与与假想刀刀尖P重合)，而车削削时实际际起作用用的切削削刃是圆圆弧切点点A、B，这样就就会引起起加工表表面的形形状误差差。图4—26刀具半径与假想刀尖2022年12月12日圆头车刀刀车圆锥锥面及圆圆柱面圆头车刀刀车弧面面（虚线为为实际加加工轨迹迹）2022年年12月月12日日图假假想想刀刀尖尖的的位位置置OFFSET01O0005N0040NO.XZRT01025.036002.006000.400102024.052003.500000.800203015.036004.082001.000004010.030––002.006000.602405002.030002.400000.350306012.450000.220001.008507004.000000.506000.3006ACTUALPOSITION(RELATIVE)U22.400W10.000WLSK2022年年12月月12日日a)没有半径补偿b)增加半径补偿的轨迹如图图所所示示未采采用用刀刀具具半半径径补补偿偿指指令令时时，，刀刀具具以以假假想想刀刀尖尖轨轨迹迹运运动动，，圆圆锥锥面面产产生生误误差差δ。采用刀具具半径补偿偿指令后，，系统自动动计算刀心心轨迹，使使刀具按刀刀尖圆弧中中心轨迹运运动，无表表面形状误误差。2022年年12月12日例7：车削如上上图所示零零件，采用用刀具补偿偿指令编程程。程序如如下：……N040G00X20.0Z20.0；快进至Ao点N050G41G01X20.0Z0F20；刀具左补补偿，AO—A1N060Z-20.0；车φ20外圆，A1—A2N070X70.0Z-55.0；车车锥面面，A2—A4N080G40G01X80.0Z—55.0；退刀并并取消刀补补，A4—A5……2022年年12月12日（四）螺纹纹车削指令令（G32/G92）1、简单螺纹车车削指令—G32G32指令能够切切削圆柱螺螺纹、圆锥锥螺纹、端端面螺纹（（涡形螺纹纹），实现现刀具直线线移动，并并使刀具的的移动和主主轴旋转保保持同步，，即主轴转一转转，刀具移移动一个导导程。螺距螺距螺距牙深螺纹大径螺纹小径2022年年12月12日（1）格式FANUCG32X（U）Z（W）F；F采用旋转进进给率，表表示螺距。。2022年年12月12日（2）几点注意意事项①进行横螺纹纹加工时，，其进给速速度F的单位采用用旋转进给给率，即mm/r（或inches/r）；②为避免免在加减速速过程中进进行螺纹切切削，要设设引入距离离1和超越距离离2，δ1—切入空刀行行程量，一一般为（3～5）F（导程）；；δ2—切出空刀行行程量，一一般取0.5δ1。2022年年12月12日图螺螺纹进刀切切削方法①P1表示单边切切削，每次次切削量相相等；②P2表示双边切切削，每次次切削量相相等；③P3表示单边切切削，每次次背吃刀量量相等；④④P4表示双边切切削，每次次背吃刀量量相等。切削量相等等是指每次次循环切削削面积相等等，保证螺螺纹车刀在在车削过程程中受力均均匀。2022年年12月12日例8：如图所示示，螺纹导导程=2mm，车削螺纹纹前工件直直径为φ48，分两次走走刀，第一一次切深为为0.8mm（单边），，第二次切切深为0.3mm，采用相对对值编程加工程序如如下：2022年12月12日日……N030G00U-11.6；N040G32W-59.0F2.0；N050G00U11.6；N060G00W59.0；N070G00U-12.2；N080G32W-59.0F2.0；N090G00U12.2；N100G00W59.0；……2022年12月12日日例：图为圆圆柱螺纹编程程实例，螺纹纹外径已加工工完成，牙型型深度1.3mm，分5次进给，吃刀刀量（直径值值）分别为0.9mm、0.6mm、0.4mm、0.4mm和0.1mm，采用绝对编编程，加工程程序如下。2022年12月12日日N01G54N02G00X58.0Z71.0N04X47.1N06G32Z12.0F2.0N08G00X58.0N10Z71.0N12X46.5N14G32Z12.0F2.0N16G00X58.0N18Z71.0N20X46.1N22G32Z12.0F2.0N24G00X58.0N26Z71.0N28X45.1N30G32Z12.0F2.0N32G00X58.0N34Z71.0N36X45.6N38G32Z12.0F2.02022年12月12日日例9：已知锥螺纹纹导程=2mm，分两次走刀刀，第一次切切深=0.8mm，第二次切深深为0.3mm，采用绝对值编编程，加工程程序如下：……N030G00X12.4Z76.0；N040G32X41.4Z27.0F2.0；N050G00X50.0；N060G00Z76.0；N070G00X11.8；N080G32X40.8Z27.0F2.0；N090G00X50.0；N100G00Z76.0；……图4—17圆锥螺纹加工实例2022年12月12日日（五）固定定循环与子程程序2022年12月12日日固定循环与子子程序对数控车床而而言，非一刀刀加工完成的的轮廓表面、、加工余量较较大的表面，，采用循环编编程，可以缩缩短程序段的的长度，减少少程序所占内内存。各类数数控系统复合合循环的形式式和使用方法法（主要是编编程方法）相相差甚大。FANUC0i-TA车削数控系统统分为简单固固定循环、复复合固定循环环两类。2022年12月12日日1、简单固定循循环（1）、外圆、内孔车车削循环(G90)直线切削（圆圆柱面）固定定循环：G90X（U）Z（W）F_；锥形切削固定定循环：G90X（U）Z（W）RF_；图4—19外圆、内孔车削循环图4—20圆锥面车削循环2022年12月12日日外圆柱面加工工时：（X，Z）为终点C坐标，（U，W）为终点C相对于起点A坐标值的增量量。图中：R表示快速进给给，F为按指定速度度进给。单程序段加工工时，按一次次循环启动键键可完成1—2—3——4的轨迹操作。。外圆锥面加工工时：图中：R的意义为圆锥锥体大小端的的差值，X(U)，Z(W)的意义同前。。用增量坐坐标编程程时要注注意R的符号，，确定方方法是锥面起点点B坐标大于于终点C坐标时R为正，反反之为负负。2022年12月12日例10：G90X40.0Z20.0F50.0；A→B→→C→D→AX30.0；A→E→→F→D→AX20.0；A→G→→H→D→AG90X40.0Z20.0R－5.0F50.0；A→B→→C→D→AX30.0；A→E→→F→D→AX20.0；A→G→→H→D→A2022年12月12日例11：G50X150.0Z200.0M08；G00X94.0Z10.0T0101M03Z2.0；循环起起点G90X80.0Z-49.8F0.25；循环①①X70.0；循环②②X60.4；循环③③G00X150.0Z200.0T0000；取消G90M01；2022年12月12日（2）端面车车削固定定循环（（G94）直端面车削削固定循循环G94X（U）Z（W）F_；锥端面切切削固定定循环G94X（U）Z（W）K（或R）F_；2022年12月12日例12：G00X84.0Z2.0；循环起起点G94X30.4Z-5.0F0.2；循环①①Z-10.0；循环②②Z-14.8；循环③③G00X150.0Z200.0；取消G942022年12月12日（3）螺纹车车削循环环G92圆柱螺纹纹的编程程格式为为：G92X（U）Z（W）F_；锥螺纹的的编程格格式为：：G92X（U）Z（W）RF_；图4—18螺纹切削循环b)a)2022年12月12日G92指令即为为螺纹切切削循环环指令，，该指令令完成工工件圆柱柱螺纹和和锥螺纹纹的切削削固定循循环。为为简单螺螺纹循环环。可以完成成如图4—18所示1—2——3—4的螺纹加加工过程程。指令中，，要给定定螺纹切切削的终终点坐标标，还要要给出螺纹的导导程F值。其中R表示了螺螺纹的锥锥度，其其值为锥锥螺纹大大、小径径的半径径差。2022年12月12日例13=例7、8：……N30G92U-11.6W-59.0F2.0；N31G92U-12.2W-59.0F2.0；……2022年年12月月12日日例14=例9………N30G92X41.4Z27.0R-14.5F2.0；N30G92X40.8Z27.0R-14.5F2.0；………图4—17圆锥螺纹加工实例2022年年12月月12日日执行行螺螺纹纹切切削削时时需需要要注注意意以以下下事事项项：：(1)螺纹纹切切削削中中进进给给速速度度倍倍率率无无效效，，进进给给速速度度被被限限制制在在100％。。(2)螺纹纹切切削削中中不不能能停停止止进进给给，，一一旦旦停停止止进进给给切切深深便便急急剧剧增增加加，，很很危危险险。。因因此此在在螺螺纹纹切切削削中中进进给给暂暂停停键键无无效效。。(3)在螺螺纹纹切切削削程程序序段段后后的的第第一一个个非非螺螺纹纹切切削削程程序序段段期期间间，，按按进进给给暂暂停停键键或或持持续续按按该该键键时时，，刀刀具具在在非非螺螺纹纹切切削削程程序序段段停停止止。。(4)