数控车加工工艺与编程模块二课件

任务1短轴加工任务2多台阶轴加工模块二

外圆与端面加工任务1短轴加工任务2多台阶轴加工模块二1.掌握用G00、G01基本指令完成外圆、端面加工的编程方法任务1短轴加工2.掌握刀具补偿号和刀具位置补偿指令的用法1.掌握用G00、G01基本指令完成外圆、端面加工的编程方法

如图所示为一短轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×45mm，材料为45钢。要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。

简单的短轴零件如图所示为一短轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×简单的短轴零件1该零件上包含哪些加工要素？2加工该零件需要哪些基本指令？3如何设定该零件的坐标系？零件外圆零件端面简单的短轴零件1该零件上包含哪些加工要素？2加工该零件需要哪

数控车床加工的动作在加工程序中用指令的方式予以规定。准备功能G指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。为了完成加工任务，我们先学习几个基本加工指令代码。快速点定位指令G00直线插补指令G01基本指令代码一、基本指令代码（8－1）数控车床加工的动作在加工程序中用指令的方式予以规定。绝对值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点

G00指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。指令书写格式：G00X（U）

Z（W）

；

增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置U、W的点格式中如果省略X（U），则表示为外圆加工。如果省略Z（W），则表示为端面加工。一、基本指令代码（8－2）1.快速点定位指令G00绝对值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z（1）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G33等功能注销。注意事项：（2）移动速度不能用程序指令设定，而是由厂家预先设置的，但可以通过面板上的快速倍率旋钮调节。（3）G00执行过程：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。（4）刀具的实际运动路线有时是直线，有时是折线，使用时应注意刀具移动过程中是否和工件发生干涉。（5）G00一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。一、基本指令代码（8－3）（1）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G33等

G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式，按指定的F进给速度做任意的直线运动。绝对值编程时，刀具以F指令的合成进给速度进行直线插补，运动到工件坐标系X、Z点指令书写格式：G01X（U）

Z（W）

F

；增量编程时，运动到距离现有位置U、W的点合成进给速度。一、基本指令代码（8－4）2.直线插补指令G01G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规（4）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33等功能注销。注意事项：（3）程序中F指令的进给速度在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。（2）进给速度由F指令决定。F指令也是模态指令，可由G00指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，且现在的G01程序段中没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序段中必须含有F指令。（1）G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由编程者根据情况决定。一、基本指令代码（8－5）（4）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33等O0001；N10M03T0101S600；

N20G00X14.0Z2.0；N30G01Z-10.0F0.3；N40X26.0；N50Z-20.0；N60X34.0；N70Z-30.0；N80G00X100.0Z10.0；N90M05；N100M30；一、基本指令代码（8－6）[例2－1－1]编制图示零件的加工程序G00、G01编程实例O0001；一、基本指令代码（8－6）[例2－1－1]G00进刀和退刀方式12切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。3退刀时，沿轮廓延长线退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X轴，后退Z轴。一、基本指令代码（8－7）进刀和退刀方式12切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以X、Z取值原则1.方便数学计算和简化编程2.容易找正对刀5.空行程不要太长4.方便拆卸工件3.不要与机床、工件发生碰撞一、基本指令代码（8－8）X、Z取值原则1.方便数学计算和简化编程2.容易找正对刀51.刀具位置补偿的目的

根据刀具的实际参数和位置，将刀尖圆弧半径补偿值和刀具几何磨损补偿值输入到与程序对应的存储位置。刀具位置补偿

二、刀具补偿（2－1)1.刀具位置补偿的目的根据刀具的实际参数和位置，将

对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。2.刀位点各类车刀的刀位点

二、对刀与刀具补偿（2－2）对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点1.试切对刀

★数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式）。1.试切对刀★数控车床常用的对刀方法有三种：试切对2.机械对刀仪对刀2.机械对刀仪对刀3.光学对刀仪对刀3.光学对刀仪对刀1.加工零件的结构分析与精度分析

一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结构分析：该轴类零件轮廓的结构形状不复杂，零件的尺寸精度要求不高。（2）精度分析：零件重要的径向加工部位有：φ30mm外圆，φ14mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：零件右端φ14mm外圆的轴向长度25mm和零件的总长度40mm。由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。1.加工零件的结构分析与精度分析一、确定零件的加工工艺（42.零件的装夹

用三爪自定心卡盘装夹零件，粗车零件右端外形，外圆留加工余量2mm。

零件装夹示意图

一、确定零件的加工工艺（4－2）2.零件的装夹用三爪自定心卡盘装夹零3.填写工艺卡片

（1）零件的数控加工工艺卡片

一、确定零件的加工工艺（4－3）3.填写工艺卡片（1）零件的数控加工工艺卡片一、确定零件（2）零件的数控加工刀具卡片

一、确定零件的加工工艺（4－4）（2）零件的数控加工刀具卡片一、确定零件的加工工艺（4－4O0002；N10G99M03T0101S500；

N20G00X40.0Z10.0；N30Ｘ31.0Z5.0；N40G01Z-40.0F0.3；N50G00X36.0；N60Z2.0；N70X27.0；N80G01Z-25.0F0.3；N90G00X33.0；N100Z2.0；N110X21.0；N120G01Z-25.0F0.3；N130G00X33.0；N140Z2.0；N150X15.0；N160G01Z-25.0F0.3；N170G00X33.0；N180X100.0Z50.0；N190M03T0202S600；N200G00X40.0Z2.0；N210X13.98；N220G01Z-25.0F0.1；N230X29.97；N240Z-40.0；N250X37.0；N260G00X100.0Z10.0；N270M05；N280M30；

以500r/min启动主轴正转，选择1号刀及1号刀补快速移动至工件处进到第一刀切削点粗加工φ30mm外圆快速退刀退回到起刀点进到第二刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀快速退回到起刀点进到第三刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀快速退回到起刀点进到第四刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀退刀换刀快速到起刀点进到精加工切削点精加工Φ14mm外圆退刀精加工Φ30mm外圆退刀回定刀点主轴停转主程序结束并复位二、编制加工程序

仿真加工过程视频O0002；以500r/min启动主轴正转，选择1号刀及1号产生原因预防和解决方法1．刀具数据不准确1．调整或重新设定刀具数据2．切削用量选择不当产生让刀2．合理选择切削用量3．程序错误3．检查、修改加工程序4．工件尺寸计算错误4．正确计算工件尺寸1.工件外圆尺寸超差三、外圆加工的质量分析（5－1）产生原因预防和解决方法1．刀具数据不准确1．调整或重新产生原因预防和解决方法1．车刀角度选择不当,如选择过小的前角、后角和主偏角1．选择合理的车刀角度2．刀具中心过高2．调整刀具中心高度3．切屑控制较差3．选择合理的进刀方式及切深4．刀尖产生积屑瘤4．选择合适的切速范围5．切削液选用不合理5．选择正确的切削液并充分喷注6．工件刚度不足6．增加工件的装夹刚度2.外圆表面质量太差三、外圆加工的质量分析（5－2）产生原因预防和解决方法1．车刀角度选择不当,如选择过小的前角产生原因预防和解决方法1.进给量过大1.降低进给量2.切屑阻塞2.采用断屑、退屑方式切入3.工件安装不合理3.检查工件安装，增加安装刚度4.刀具角度选择不合理4.正确选择刀具角度3.加工过程中出现扎刀导致工件报废三、外圆加工的质量分析（5－3）产生原因预防和解决方法1.进给量过大1.降低进给量2.切屑阻产生原因预防和解决方法1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具安装不正确2．正确安装刀具3．切削用量不当3．合理调整和选择切削用量4.台阶端面出现倾斜三、外圆加工的质量分析（5－4）产生原因预防和解决方法1．程序错误1．检查、修改加工程序2．产生原因预防和解决方法1．机床主轴间隙过大1．调整机床主轴间隙2．程序错误2．检查、修改加工程序3．工件安装不合理3．检查工件安装，增加安装刚度5.工件圆度超差或产生锥度三、外圆加工的质量分析（5－5）产生原因预防和解决方法1．机床主轴间隙过大1．调整机床主轴间1考虑为什么要设置刀具位置补偿？2指出下列刀具的刀位点在哪里？3解释G00、G01之间的区别？4常见的外圆加工缺陷有哪些？1考虑为什么要设置刀具位置补偿？2指出下列刀具的刀位点在哪里任务2多台阶轴加工

1.掌握用G90、G94、G71、G72、G73循环指令完成外圆、端面加工的编程方法2.掌握加工时常见问题和误差的分析及解决方法任务2多台阶轴加工1.掌握用

如图所示为中间轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×73mm，材料为45钢。本任务要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。

多台阶轴类零件如图所示为中间轴的零件图，其毛坯尺寸为ø多台阶轴类零件1该零件工艺路线如何确定？2怎样优化编程指令？3如何进行零件误差分析？多台阶轴类零件1该零件工艺路线如何确定？2怎样优化编程指令？车削循环指令是指用含有G功能的一个程序段来完成本来需要用多个程序段指令的加工程序，使程序简化。车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。各类数控系统循环指令的形式和编程方法相差甚大。本任务主要介绍FANUC数控系统的车削循环指令。1.车削循环指令概述课前预习车削循环指令是指用含有G功能的一个程序段来完成本来需要用多个2.车削循环指令分类车削循环单一形状固定循环复合形状固定循环内、外径车削循环端面车削循环内、外径粗车循环端面粗车循环固定形状粗车循环课前预习2.车削循环指令分类车削循环单一形状固定循环复合形状固定循环一、单一形状固定循环（6－1）1.外径、内径切削循环—G90动作组成指令格式：

G90X(U)

Z(W)

F

;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度适于：毛坯轴向余量比径向余量多G90循环一、单一形状固定循环（6－1）1.外径、内径切削循环—G90【例2－2－1】G90编程举例……N50G90X40.0Z20.0F0.3；（A→B→C→D→A）N60X30.0；（A→E→F→D→A）N70X20.0；（A→G→H→D→A）……一、单一形状固定循环（6－2）【例2－2－1】G90编程举例……一、单一形状固定循环（6适于：毛坯径向余量比轴向余量多2.端面切削循环—G94动作组成指令格式：

G94X(U)

Z(W)

F

;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度G94循环一、单一形状固定循环（6－3）【例2－２－２】G9４编程举例适于：毛坯径向余量比轴向余量多2.端面切削循环—G94G94【例2－2－3】G94编程举例N20G00X45.0Z5.0；N30G94X20.0Z-3.5F0.3；（A→B→C→D→A）N40Z-7.0；（A→E→F→D→A）N50Z-10.0；（A→G→H→D→A）……

一、单一形状固定循环（6－4）【例2－2－3】G94编程举例N20G00X45.0注意事项G94与G90循环的最大区别在于，G94第一步先走Z轴,而G90则是先走X轴。132在固定循环切削过程中，M、S、T等功能都不能改变，如需改变，必须在G00或G01指令下变更，然后再指令固定循环。固定循环每一步吃刀加工结束后,刀具均返回起刀点。一、单一形状固定循环（6－5）注意事项G94与G90循环的最大区别在于，G94第一步先走Z优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，比用G00、G01写四段程序要简单得多。缺点：一条G90指令不能实现多层切削，要实现多层切削，就必须多次重复使用该命令,显然编程很烦琐。有没有一种办法，用一条指令就能完成粗加工多层切削，使毛坯形状接近工件形状呢?答案是肯定的。一、单一形状固定循环（6－6）优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，二、复合形状固定循环（9－1）要完成一个多型面粗车过程,用简单车削循环编程需要人工计算分配车削次数和吃刀量，再一段段地用简单车削循环实现。比用基本加工指令要简单，但使用起来还是很麻烦。若使用复合形状固定循环则只须指定精加工路线和吃刀量，系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数，可大大简化编程工作。二、复合形状固定循环（9－1）要完成一个多型面粗车过程,用简1.外径、内径粗车循环（G71）指令格式：

G71U△dReG71PnsQnfU△u

W△wF

S

T

；

参数说明：

△d：径向背吃刀量、半径值，不带正负号；

e：退刀量（无符号）；

ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；

nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量（该尺寸为直径值）；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。二、复合形状固定循环（9－2）1.外径、内径粗车循环（G71）指令格式：二、复合形状固定循（1）自动进行多次循环，实现多层切削,使毛坯形状接近工件形状。（2）切削进给方向平行于Z轴。（3）在ns～nf程序段（即自循环开始至循环结束）内的指令F、S、T不起作用。在整个粗车循环中，只执行循环开始前指令的F、S、T功能，即进给速度、主轴转速、刀具均不能改变。在G71指令的程序段中，F、S、T是有效的。（4）只要指定精加工的加工路线及粗加工的吃刀量，系统会自动计算粗加工的加工路线和加工次数。

G71的特点：二、复合形状固定循环（9－3）（1）自动进行多次循环，G71的特点：二、复合形状固定循环（O0005；N10G99M03T0101S800；N20G00X120.0Z12.0；N30G71U4.0R1.0;N40G71P50Q120U1.0W0.5F0.3S500；N50G00X20.0S800；N60G01Z-15.0F0.15；N70X30.0；N80Z-30.0；N90X40.0；N100Z-45.0；N110X70.0；N120X75.0；N130G70P50Q120；N140G00X100.0Z100.0；N150M05；N160M30；二、复合形状固定循环（9－4）【例2－2－4】G71编程举例O0005；二、复合形状固定循环（9－4）【例2－2－4】G2.端面粗车循环（G72）指令格式：G72W△dRe；G72PnsQnfU△uW△wF

S

T

；

参数说明：△d：每次轴向背吃刀量（无符号）；

e：退刀量（无符号）；ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。二、复合形状固定循环（9－5）2.端面粗车循环（G72）指令格式：二、复合形状固定循环（O0006；N10G99M03T0101S800；

N20G00X80.0Z10.0；N30

G72W4.0R1.0；N40

G72P50Q110U1.0W0.5F0.3S500；N50G00Z-45.0S800；N60G01X50.0F0.15；N70Z-30.0；N80X40.0；N90Z-15.0；

N100X30.0；N110Z0.5；

N120G70P50Q110；N130G00X100.0Z100.0；N140M05；

N150M30；

二、复合形状固定循环（9－6）【例2－2－5】G72编程举例O0006；二、复合形状固定循环（9－6）【例2－2－5】G指令格式

G73U△iW△k

Rd；

G73Pns

Qnf

U△u

W△w

F

S

T

；

参数说明：

i：粗切时径向切除的总余量（半径值）；

k：粗切时轴向切除的总余量；

d：循环次数；

ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。3．固定形状粗车循环（G73）

二、复合形状固定循环（9－7）指令格式3．固定形状粗车循环（G73）二、复合形状固定循环O0007；N10G99M03S800T0101；N20G00X120.0Z30.0；N30

G73U9.0W1.0R3；N40G73P50Q130U1.0W0.5F0.3S500；N50G00X30.0Z5.0S800；N60G01Z-15.0F0.15；N70X40.0；N80Z-30.0；N90X50.0；N100Z-45.0；N110X70.0；N120Z-60.0；N130X85.0；N140G70P50Q130；N150G00X100.0Z100.0；N160M05；N170M30；二、复合形状固定循环（9－8）【例2－2－6】G73编程举例O0007；二、复合形状固定循环（9－8）【例2－2－6】G在精车循环G70状态下，ns～nf程序段中指定的F、S、T有效；如果ns～nf程序段中不指定F、S、T，粗车循环中指定的F、S、T有效。在使用G70精车循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。4．精车循环加工（G70）

当用G71、G72、G73粗车工件后，用G70来指定精车循环，切除精加工余量。其格式为：G70Pns

Qnf；ns：精加工轨迹中的第一个程序号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序号。

二、复合形状固定循环（9－9）在精车循环G70状态下，ns～nf程序段中指定的F、S、T有1.工艺分析一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结构分析该轴类零件的结构形状不复杂，为回转类工件且左右对称，无形位公差要求，但尺寸精度要求较高。（2）精度分析零件重要的径向加工部位有：两端的φ20mm外圆、φ24mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：φ30mm外圆的轴向长度20mm和零件的总长度70mm。由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。1.工艺分析一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结2.零件的装夹

零件装夹示意图

(1)用三爪自定心卡盘装夹零件，数控粗车加工零件右端外形，外圆留加工余量1mm。(2)掉头装夹，粗车左端两外圆。(3)精车ø20mm、ø24mm、ø30mm外圆。(4)掉头装夹，精车右端ø20mm、ø24mm外圆，尺寸达到图样技术要求。一、确定零件的加工工艺（4－2）2.零件的装夹零件装夹示意图(1)用三爪自3.填写工艺卡片

（1）零件的数控加工工艺卡片

一、确定零件的加工工艺（4－3）3.填写工艺卡片（1）零件的数控加工工艺卡片一、确定零件（2）零件的加工刀具卡片

一、确定零件的加工工艺（4－4）刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速（r/min）进给速度(mm/r)背吃刀量（mm）T0190°外圆偏刀1粗车工件外轮廓5000.32.0

T0290°外圆偏刀1精车工件外轮廓6000.10.5

（2）零件的加工刀具卡片一、确定零件的加工工艺（4－4）刀O0008；N10G99M03T0101S500；N20G00X40.0Z10.0；N30X36.0Z2.0；N40G90X31.0Z-50.0F0.3；N50X27.0Z-25.0；N60X23.0Z-15.0；N70X21.0Z-15.0；

N80G00X100.0Z100.0；

N90M05；N100M00；N110M03S500；N120G00X35.0Z2.0；

N130G71U2.0R0.5；N140G71P150Q190U1.0W0.5F0.3；N150G00X19.99；N160G01Z-15.0F0.1；N170X23.98；N180Z-25.0；N190X31.0；N195G00X100.0Z50.0;建立程序号主轴正转，转速为500r/min,选择1号刀及刀补刀具快速移动到定刀点移近工件单一循环粗车第一刀粗车第二刀粗车第三刀粗车第四刀快速退回到起刀点主轴停转程序暂停，工件掉头主轴以500r/min转动刀具快速移动到起刀点复合循环指令指定循环路径精加工定刀点精车Φ20mm外圆精车Φ24mm端面精车Φ24mm外圆精车Φ30mm端面二、编制加工程序（2－1）O0008；建立程序号二、编制加工程序（2－1）N200M05；N210M00；N220M03S600T0202；N230G00X31.0Z2.0；

N240G70P140Q190；N250G00X100.0Z50.0；N260M05；N270M00；

N280M03S600T0202；N290G00X32.0Z2.0；N300X19.99Z1.0；N310G01Z-15.0F0.1；N320X23.98；N330Z-25.0；N340X29.9；N350Z-51.0；N360X32.0；N370G00X100.0Z100.0；N380M05；N390M30；

主轴停转程序暂停，测量主轴以600r/min启动，换2号刀并调2号刀补快速移动到精加工定刀点精加工循环指令快速退刀主轴停转程序暂停，工件掉头主轴以600r/min启动快速移动到精加工定刀点到精加工第一刀切削点精车Φ20mm外圆精车Φ24mm端面

精车Φ24mm外圆精车Φ30mm端面精车Φ30mm外圆退刀回换刀点主轴停转程序停止并返回程序开始二、编制加工程序（2－2）仿真加工过程视频N200M05；主轴停转二、编制加工程序（2－2）仿真加1.端面加工时长度尺寸超差

产生原因预防和消除1．刀具数据不准确1．调整或重新设定刀具数据2．尺寸计算错误2．正确进行尺寸计算3．程序错误3．检查、修改加工程序三、端面加工的误差分析（4－1）1.端面加工时长度尺寸超差产生原因预防和消除1．刀具数据不产生原因预防和消除1．主轴转速过低1．调高主轴转速2．刀具中心过高2．调整刀具中心高度3．切屑控制较差3．选择合理的进刀方式及切深4．刀尖产生积屑瘤4．选择合适的切速范围5．切削液选用不合理5．选择正确的切削液并充分喷注2.端面表面质量太差三、端面加工的误差分析（4－2）产生原因预防和消除1．主轴转速过低1．调高主轴转速2．刀具中产生原因预防和消除1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具中心过高2．调整刀具中心高度3．刀具损坏3．更换刀片4．机床主轴配合间隙过大4．调整机床主轴配合间隙

5．切削用量选择不当5．合理选择切削用量3.端面中心处有凸台或凹凸不平三、端面加工的误差分析（4－3）产生原因预防和消除1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具产生原因预防和消除1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具选择错误2．正确选择加工刀具3．刀具损坏3．更换刀片4.台阶处不清根或呈圆角三、端面加工的误差分析（4－4）产生原因预防和消除1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具1说明固定形状粗车循环（G73）的格式。

2试述G71复合循环的使用方法和优点。3常见端面加工缺陷有哪些？1说明固定形状粗车循环（G73）的格式。2试述G71复合循4根据图示，分别用G00、G01、G71指令编写加工程序。4根据图示，分别用G00、G01、G71指令编写加工程序。5根据图示，分别用G90、G73指令编写加工程序。5根据图示，分别用G90、G73指令编写加工程序。任务1短轴加工任务2多台阶轴加工模块二

外圆与端面加工任务1短轴加工任务2多台阶轴加工模块二1.掌握用G00、G01基本指令完成外圆、端面加工的编程方法任务1短轴加工2.掌握刀具补偿号和刀具位置补偿指令的用法1.掌握用G00、G01基本指令完成外圆、端面加工的编程方法

如图所示为一短轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×45mm，材料为45钢。要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。

简单的短轴零件如图所示为一短轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×简单的短轴零件1该零件上包含哪些加工要素？2加工该零件需要哪些基本指令？3如何设定该零件的坐标系？零件外圆零件端面简单的短轴零件1该零件上包含哪些加工要素？2加工该零件需要哪

数控车床加工的动作在加工程序中用指令的方式予以规定。准备功能G指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。为了完成加工任务，我们先学习几个基本加工指令代码。快速点定位指令G00直线插补指令G01基本指令代码一、基本指令代码（8－1）数控车床加工的动作在加工程序中用指令的方式予以规定。绝对值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点

G00指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。指令书写格式：G00X（U）

Z（W）

；

增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置U、W的点格式中如果省略X（U），则表示为外圆加工。如果省略Z（W），则表示为端面加工。一、基本指令代码（8－2）1.快速点定位指令G00绝对值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z（1）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G33等功能注销。注意事项：（2）移动速度不能用程序指令设定，而是由厂家预先设置的，但可以通过面板上的快速倍率旋钮调节。（3）G00执行过程：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。（4）刀具的实际运动路线有时是直线，有时是折线，使用时应注意刀具移动过程中是否和工件发生干涉。（5）G00一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。一、基本指令代码（8－3）（1）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G33等

G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式，按指定的F进给速度做任意的直线运动。绝对值编程时，刀具以F指令的合成进给速度进行直线插补，运动到工件坐标系X、Z点指令书写格式：G01X（U）

Z（W）

F

；增量编程时，运动到距离现有位置U、W的点合成进给速度。一、基本指令代码（8－4）2.直线插补指令G01G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规（4）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33等功能注销。注意事项：（3）程序中F指令的进给速度在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。（2）进给速度由F指令决定。F指令也是模态指令，可由G00指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，且现在的G01程序段中没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序段中必须含有F指令。（1）G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由编程者根据情况决定。一、基本指令代码（8－5）（4）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33等O0001；N10M03T0101S600；

N20G00X14.0Z2.0；N30G01Z-10.0F0.3；N40X26.0；N50Z-20.0；N60X34.0；N70Z-30.0；N80G00X100.0Z10.0；N90M05；N100M30；一、基本指令代码（8－6）[例2－1－1]编制图示零件的加工程序G00、G01编程实例O0001；一、基本指令代码（8－6）[例2－1－1]G00进刀和退刀方式12切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。3退刀时，沿轮廓延长线退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X轴，后退Z轴。一、基本指令代码（8－7）进刀和退刀方式12切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以X、Z取值原则1.方便数学计算和简化编程2.容易找正对刀5.空行程不要太长4.方便拆卸工件3.不要与机床、工件发生碰撞一、基本指令代码（8－8）X、Z取值原则1.方便数学计算和简化编程2.容易找正对刀51.刀具位置补偿的目的

根据刀具的实际参数和位置，将刀尖圆弧半径补偿值和刀具几何磨损补偿值输入到与程序对应的存储位置。刀具位置补偿

二、刀具补偿（2－1)1.刀具位置补偿的目的根据刀具的实际参数和位置，将

对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。2.刀位点各类车刀的刀位点

二、对刀与刀具补偿（2－2）对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点1.试切对刀

★数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式）。1.试切对刀★数控车床常用的对刀方法有三种：试切对2.机械对刀仪对刀2.机械对刀仪对刀3.光学对刀仪对刀3.光学对刀仪对刀1.加工零件的结构分析与精度分析

一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结构分析：该轴类零件轮廓的结构形状不复杂，零件的尺寸精度要求不高。（2）精度分析：零件重要的径向加工部位有：φ30mm外圆，φ14mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：零件右端φ14mm外圆的轴向长度25mm和零件的总长度40mm。由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。1.加工零件的结构分析与精度分析一、确定零件的加工工艺（42.零件的装夹

用三爪自定心卡盘装夹零件，粗车零件右端外形，外圆留加工余量2mm。

零件装夹示意图

一、确定零件的加工工艺（4－2）2.零件的装夹用三爪自定心卡盘装夹零3.填写工艺卡片

（1）零件的数控加工工艺卡片

一、确定零件的加工工艺（4－3）3.填写工艺卡片（1）零件的数控加工工艺卡片一、确定零件（2）零件的数控加工刀具卡片

一、确定零件的加工工艺（4－4）（2）零件的数控加工刀具卡片一、确定零件的加工工艺（4－4O0002；N10G99M03T0101S500；

N20G00X40.0Z10.0；N30Ｘ31.0Z5.0；N40G01Z-40.0F0.3；N50G00X36.0；N60Z2.0；N70X27.0；N80G01Z-25.0F0.3；N90G00X33.0；N100Z2.0；N110X21.0；N120G01Z-25.0F0.3；N130G00X33.0；N140Z2.0；N150X15.0；N160G01Z-25.0F0.3；N170G00X33.0；N180X100.0Z50.0；N190M03T0202S600；N200G00X40.0Z2.0；N210X13.98；N220G01Z-25.0F0.1；N230X29.97；N240Z-40.0；N250X37.0；N260G00X100.0Z10.0；N270M05；N280M30；

以500r/min启动主轴正转，选择1号刀及1号刀补快速移动至工件处进到第一刀切削点粗加工φ30mm外圆快速退刀退回到起刀点进到第二刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀快速退回到起刀点进到第三刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀快速退回到起刀点进到第四刀切削点粗加工φ14mm外圆退刀退刀换刀快速到起刀点进到精加工切削点精加工Φ14mm外圆退刀精加工Φ30mm外圆退刀回定刀点主轴停转主程序结束并复位二、编制加工程序

仿真加工过程视频O0002；以500r/min启动主轴正转，选择1号刀及1号产生原因预防和解决方法1．刀具数据不准确1．调整或重新设定刀具数据2．切削用量选择不当产生让刀2．合理选择切削用量3．程序错误3．检查、修改加工程序4．工件尺寸计算错误4．正确计算工件尺寸1.工件外圆尺寸超差三、外圆加工的质量分析（5－1）产生原因预防和解决方法1．刀具数据不准确1．调整或重新产生原因预防和解决方法1．车刀角度选择不当,如选择过小的前角、后角和主偏角1．选择合理的车刀角度2．刀具中心过高2．调整刀具中心高度3．切屑控制较差3．选择合理的进刀方式及切深4．刀尖产生积屑瘤4．选择合适的切速范围5．切削液选用不合理5．选择正确的切削液并充分喷注6．工件刚度不足6．增加工件的装夹刚度2.外圆表面质量太差三、外圆加工的质量分析（5－2）产生原因预防和解决方法1．车刀角度选择不当,如选择过小的前角产生原因预防和解决方法1.进给量过大1.降低进给量2.切屑阻塞2.采用断屑、退屑方式切入3.工件安装不合理3.检查工件安装，增加安装刚度4.刀具角度选择不合理4.正确选择刀具角度3.加工过程中出现扎刀导致工件报废三、外圆加工的质量分析（5－3）产生原因预防和解决方法1.进给量过大1.降低进给量2.切屑阻产生原因预防和解决方法1．程序错误1．检查、修改加工程序2．刀具安装不正确2．正确安装刀具3．切削用量不当3．合理调整和选择切削用量4.台阶端面出现倾斜三、外圆加工的质量分析（5－4）产生原因预防和解决方法1．程序错误1．检查、修改加工程序2．产生原因预防和解决方法1．机床主轴间隙过大1．调整机床主轴间隙2．程序错误2．检查、修改加工程序3．工件安装不合理3．检查工件安装，增加安装刚度5.工件圆度超差或产生锥度三、外圆加工的质量分析（5－5）产生原因预防和解决方法1．机床主轴间隙过大1．调整机床主轴间1考虑为什么要设置刀具位置补偿？2指出下列刀具的刀位点在哪里？3解释G00、G01之间的区别？4常见的外圆加工缺陷有哪些？1考虑为什么要设置刀具位置补偿？2指出下列刀具的刀位点在哪里任务2多台阶轴加工

1.掌握用G90、G94、G71、G72、G73循环指令完成外圆、端面加工的编程方法2.掌握加工时常见问题和误差的分析及解决方法任务2多台阶轴加工1.掌握用

如图所示为中间轴的零件图，其毛坯尺寸为ø35mm×73mm，材料为45钢。本任务要求编写该零件的粗、精加工程序，并完成该零件的加工。

多台阶轴类零件如图所示为中间轴的零件图，其毛坯尺寸为ø多台阶轴类零件1该零件工艺路线如何确定？2怎样优化编程指令？3如何进行零件误差分析？多台阶轴类零件1该零件工艺路线如何确定？2怎样优化编程指令？车削循环指令是指用含有G功能的一个程序段来完成本来需要用多个程序段指令的加工程序，使程序简化。车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。各类数控系统循环指令的形式和编程方法相差甚大。本任务主要介绍FANUC数控系统的车削循环指令。1.车削循环指令概述课前预习车削循环指令是指用含有G功能的一个程序段来完成本来需要用多个2.车削循环指令分类车削循环单一形状固定循环复合形状固定循环内、外径车削循环端面车削循环内、外径粗车循环端面粗车循环固定形状粗车循环课前预习2.车削循环指令分类车削循环单一形状固定循环复合形状固定循环一、单一形状固定循环（6－1）1.外径、内径切削循环—G90动作组成指令格式：

G90X(U)

Z(W)

F

;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度适于：毛坯轴向余量比径向余量多G90循环一、单一形状固定循环（6－1）1.外径、内径切削循环—G90【例2－2－1】G90编程举例……N50G90X40.0Z20.0F0.3；（A→B→C→D→A）N60X30.0；（A→E→F→D→A）N70X20.0；（A→G→H→D→A）……一、单一形状固定循环（6－2）【例2－2－1】G90编程举例……一、单一形状固定循环（6适于：毛坯径向余量比轴向余量多2.端面切削循环—G94动作组成指令格式：

G94X(U)

Z(W)

F

;参数意义：X、Z表示切削终点位置F合成进给速度G94循环一、单一形状固定循环（6－3）【例2－２－２】G9４编程举例适于：毛坯径向余量比轴向余量多2.端面切削循环—G94G94【例2－2－3】G94编程举例N20G00X45.0Z5.0；N30G94X20.0Z-3.5F0.3；（A→B→C→D→A）N40Z-7.0；（A→E→F→D→A）N50Z-10.0；（A→G→H→D→A）……

一、单一形状固定循环（6－4）【例2－2－3】G94编程举例N20G00X45.0注意事项G94与G90循环的最大区别在于，G94第一步先走Z轴,而G90则是先走X轴。132在固定循环切削过程中，M、S、T等功能都不能改变，如需改变，必须在G00或G01指令下变更，然后再指令固定循环。固定循环每一步吃刀加工结束后,刀具均返回起刀点。一、单一形状固定循环（6－5）注意事项G94与G90循环的最大区别在于，G94第一步先走Z优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，比用G00、G01写四段程序要简单得多。缺点：一条G90指令不能实现多层切削，要实现多层切削，就必须多次重复使用该命令,显然编程很烦琐。有没有一种办法，用一条指令就能完成粗加工多层切削，使毛坯形状接近工件形状呢?答案是肯定的。一、单一形状固定循环（6－6）优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，二、复合形状固定循环（9－1）要完成一个多型面粗车过程,用简单车削循环编程需要人工计算分配车削次数和吃刀量，再一段段地用简单车削循环实现。比用基本加工指令要简单，但使用起来还是很麻烦。若使用复合形状固定循环则只须指定精加工路线和吃刀量，系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数，可大大简化编程工作。二、复合形状固定循环（9－1）要完成一个多型面粗车过程,用简1.外径、内径粗车循环（G71）指令格式：

G71U△dReG71PnsQnfU△u

W△wF

S

T

；

参数说明：

△d：径向背吃刀量、半径值，不带正负号；

e：退刀量（无符号）；

ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；

nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量（该尺寸为直径值）；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。二、复合形状固定循环（9－2）1.外径、内径粗车循环（G71）指令格式：二、复合形状固定循（1）自动进行多次循环，实现多层切削,使毛坯形状接近工件形状。（2）切削进给方向平行于Z轴。（3）在ns～nf程序段（即自循环开始至循环结束）内的指令F、S、T不起作用。在整个粗车循环中，只执行循环开始前指令的F、S、T功能，即进给速度、主轴转速、刀具均不能改变。在G71指令的程序段中，F、S、T是有效的。（4）只要指定精加工的加工路线及粗加工的吃刀量，系统会自动计算粗加工的加工路线和加工次数。

G71的特点：二、复合形状固定循环（9－3）（1）自动进行多次循环，G71的特点：二、复合形状固定循环（O0005；N10G99M03T0101S800；N20G00X120.0Z12.0；N30G71U4.0R1.0;N40G71P50Q120U1.0W0.5F0.3S500；N50G00X20.0S800；N60G01Z-15.0F0.15；N70X30.0；N80Z-30.0；N90X40.0；N100Z-45.0；N110X70.0；N120X75.0；N130G70P50Q120；N140G00X100.0Z100.0；N150M05；N160M30；二、复合形状固定循环（9－4）【例2－2－4】G71编程举例O0005；二、复合形状固定循环（9－4）【例2－2－4】G2.端面粗车循环（G72）指令格式：G72W△dRe；G72PnsQnfU△uW△wF

S

T

；

参数说明：△d：每次轴向背吃刀量（无符号）；

e：退刀量（无符号）；ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。二、复合形状固定循环（9－5）2.端面粗车循环（G72）指令格式：二、复合形状固定循环（O0006；N10G99M03T0101S800；

N20G00X80.0Z10.0；N30

G72W4.0R1.0；N40

G72P50Q110U1.0W0.5F0.3S500；N50G00Z-45.0S800；N60G01X50.0F0.15；N70Z-30.0；N80X40.0；N90Z-15.0；

N100X30.0；N110Z0.5；

N120G70P50Q110；N130G00X100.0Z100.0；N140M05；

N150M30；

二、复合形状固定循环（9－6）【例2－2－5】G72编程举例O0006；二、复合形状固定循环（9－6）【例2－2－5】G指令格式

G73U△iW△k

Rd；

G73Pns

Qnf

U△u

W△w

F

S

T

；

参数说明：

i：粗切时径向切除的总余量（半径值）；

k：粗切时轴向切除的总余量；

d：循环次数；

ns：精加工轨迹中的第一个程序段号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序段号；△u：径向（X）的精车余量；△w：轴向（Z）的精车余量；F、S、T：粗加工时所用的进给速度、主轴转速、刀具号。3．固定形状粗车循环（G73）

二、复合形状固定循环（9－7）指令格式3．固定形状粗车循环（G73）二、复合形状固定循环O0007；N10G99M03S800T0101；N20G00X120.0Z30.0；N30

G73U9.0W1.0R3；N40G73P50Q130U1.0W0.5F0.3S500；N50G00X30.0Z5.0S800；N60G01Z-15.0F0.15；N70X40.0；N80Z-30.0；N90X50.0；N100Z-45.0；N110X70.0；N120Z-60.0；N130X85.0；N140G70P50Q130；N150G00X100.0Z100.0；N160M05；N170M30；二、复合形状固定循环（9－8）【例2－2－6】G73编程举例O0007；二、复合形状固定循环（9－8）【例2－2－6】G在精车循环G70状态下，ns～nf程序段中指定的F、S、T有效；如果ns～nf程序段中不指定F、S、T，粗车循环中指定的F、S、T有效。在使用G70精车循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。4．精车循环加工（G70）

当用G71、G72、G73粗车工件后，用G70来指定精车循环，切除精加工余量。其格式为：G70Pns

Qnf；ns：精加工轨迹中的第一个程序号；nf：精加工轨迹中的最后一个程序号。

二、复合形状固定循环（9－9）在精车循环G70状态下，ns～nf程序段中指定的F、S、T有1.工艺分析一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结构分析该轴类零件的结构形状不复杂，为回转类工件且左右对称，无形位公差要求，但尺寸精度要求较高。（2）精度分析零件重要的径向加工部位有：两端的φ20mm外圆、φ24mm外圆；零件重要的轴向加工部位有：φ30mm外圆的轴向长度20mm和零件的总长度70mm。由上述尺寸可确定零件的轴向尺寸应该以零件右端面为基准。1.工艺分析一、确定零件的加工工艺（4－1）（1）结2.零件的装夹

零件装夹示意图

(1)用三爪自定心卡盘装夹零件，数控粗车加工零件右端外形，外圆留加工余量1mm。(2)掉头装夹，粗车左端两外圆。(3)精车ø20mm、ø24mm、ø30mm外圆。