第四章 数控加工的程序编制车床

第四章数控车削加工程序编制车削工艺一、数控车床机床的坐标系机床原点与机床坐标系机床原点：机床坐标系的零点机床原点的建立：用回参考点方式建立数控车床的机床原点多定在卡盘后端面的中心。机床参考点是用来确立机床坐标系的参照点是各坐标轴测量的起点是机床上固有的点

数控机床开机启动时，通常都要进行返回参考点操作，进行一次位置校准，以正确地在机床工作时建立机床坐标系。二、数控车床的编程特点1、加工坐标系

（1）加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致；（2）X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向。（3）加工坐标系的原点一般选在便于测量的工件右端面处。车床坐标轴及方向注：增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向2、直径编程方式

X轴的坐标值取为零件图样上的直径值。优点：采用直径尺寸编程可与零件图样中的尺寸标注一致，可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来方便。A(30,80)B(40,60)3、进刀和退刀方式

进刀退刀

三、工件坐标系的建立Z向x向o（1）对刀（2）设置加工坐标系2.直接设置工件坐标系

编程格式

G50X～Z～

式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。例：如图所示设置加工坐标的程序段如下：

G50X128.7Z375.1图4.10坐标系设定指令1.编程格式

G54～G59

四、S,F功能(一）F功能F指定的两种方式：1、每分钟进给量

编程格式

G98F**

每分钟进给量，单位为mm/min。

例：G98F100

表示进给量为100mm/min。2、每转进给量编程格式G99F**

主轴每转进给量，单位为mm/r。

例：G99F0.2

表示进给量为0.2mm/r。（二）

S功能1、缺省格式：编程格式

S～

S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。2、恒线速格式：

编程格式

G96S～

S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150

对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：

A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/min

B：n=1000×150÷(π×60)=795r/min

C：n=1000×150÷(π×70)=682r/min

3、恒线速取消

编程格式

G97S～

S后面的数字表示恒线速度取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。

例：G97S3000

表示恒线速取消后主轴转速3000r/min。五、T功能T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式

T～

T后面有两位数表示所选择的刀具号码。

若有T后面用四位数字，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。六、M功能M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLESTART）使程序继续运行；

M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；

M03：主轴顺时针旋转；

M04：主轴逆时针旋转；

M05：主轴旋转停止；

M08：冷却液开；

M09：冷却液关；

M30：程序停止，程序复位到起始位置。七、G指令部分直线插补指令（G01）直线插补指令用于直线或斜线运动。可使数控车床沿x轴、z轴方向执行单轴运动。输入格式：

G01X(U)

Z(W)

F

；相对编程绝对编程绝对方式编程：相对方式编程：A->B->C?N010G01X75Z50F0.2A->BN020G01X100F0.2B->CN010G01U0W-75F0.2A->BN020G01U25F0.2B->C七、G指令部分圆弧插补指令（G02/G03）

输入格式：顺圆

G02X

Z

I

K

F

；或 G02X

Z

R

F

；逆圆

G03X

Z

I

K

F

；或 G03X

Z

R

F

；（1）用增量坐标U、W也可以；X、Z–

指定的终点U、W–

起点与终点之间的距离I－圆弧起点到圆心之X轴的坐标增量K－圆弧起点到圆心之Z轴的坐标增量R–

圆弧半径(最大180度)。圆弧编程实例A->B

练习：B->AABOG02X50.0Z30.0I25.0F0.3；G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；G02X50.0Z30.0R25.0F0.3；G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；绝对圆心绝对半径相对半径相对圆心暂停指令（G04）

G04X(U)(P)

；指令暂停进刀的时间。七、G指令部分停留1.5秒：

G04X1.5G04U1.5G04P1500G04X

；秒G04U

；秒

G04P

；毫秒

可用于切槽、台阶端面等需要刀具在加工表面作短暂停留的场合4、螺纹切削指令(1)基本螺纹切削指令（G32）

编程格式G32X(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；

F-螺纹导程。

螺纹切削应在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。？圆柱螺纹升速进刀段δ1ABO降速退刀段δ2每次切削深度1mm(2)螺纹切削循环指令（G92）“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环。

编程格式

G92X(U)~Z(W)~I~F~式中：X(U)、Z(W)终点坐标值；F：螺纹导程

I-螺纹切削起始点与切削终点的半径差。

I=0:加工圆柱螺纹，

I<0:X向切削起始点坐标小于切削终点坐标IB数控车床编程举例25O0001；N10G00X100.Z50.；N20T0101；N30G96M03S80；N40G00X45.Z0.；N50G99G01X-2.F0.2；N70G01X0；N80G03X20.Z-10.R10.；N100G01Z-20.；N110G01X26.Z-32.；N130G02X32.Z-38.R3.；N140G01X36.；N150G01Z-48.；N160G01X45.；N170G00Z0.；N180G00X100.Z100.；N190M30；八、子程序子程序调出的形式：

M98PXXnnnn；

子程序号重复调用次数O0001;…M98P11000;…M30;O1000;…M98P12000;…M99;O2000;…M98P13000;…M99;主程序子程序子程序1重嵌套2重嵌套实例1：

已知毛坯直径φ32mm，长度为77mm，一号刀为外圆车刀，三号刀为切断刀，其宽度为2mm，加工过程使用切削液。（以工件右端面中心为坐标原点(工件坐标系：X-150，Z-100)，X向上为正，F=0.3S=800）N010G50X150.0Z100.;设工件坐标系N020M03S800M08T0101;换刀N030G00X35.Z0;进刀N040X-1.0F0.3;车端面N050G00Z2.;退刀N060G00X30.;准备车外圆N070G01Z-55.F0.3;车外圆N080G00X150.Z100.T0303;；换刀N090X32.Z0.;；准备切槽N100M98P02015;调用子程序2次切4个切槽N110G00W-12.;N120G01X0F0.12;切断毛胚O15；子程序N210G00W-12.;N210G01U-12.F0.15;N220G04X1.0;N240G00U12.;N250W-8.;N260G01U-12.F0.15;N270G04X1.0;N280G00U12.0;N290M99;九、车削复合固定循环指令1、外径粗车外径精车G71->G70

2、端面粗车循环G723、封闭切削循环G734、螺纹切削指令复合固定循环指令的功能特点：功能：可以将多次重复动作用一个指令来表示，系统会自动重复切削，直到加工完成。可有效简化程序条件：只需在程序中给出最终走刀轨迹及重复切削次数由零件图确定与背吃刀量有关常用指令1、G712、G703、G73外圆粗车循环指令精加工循环指令应用：特别适合余量大且形状复杂的零件加工编程一、外圆粗车循环指令G711、功能只需指定粗加工背吃刀量、精加工余量、精加工路线，系统便能自动给出粗加工路线和加工次数，完成粗加工。2、格式：G71U△dRe;G71PnsQnfU△uW△w;参数含义△d:粗加工背吃刀量，半径值；一般钢件取1~3mm；e：退刀量，半径值。一般取0.5~1mm；ns：精加工路线第一个程序段的段号；nf：精加工路线最后一个程序段的段号；△u：X方向精加工余量，直径值；一般取0.5mm,孔加工为负值△w：Z方向精加工余量；一般取0.05~0.1mm；（1）（2）精车路线（重要组成部分）Nns……;Nnf……;123OZXA循环起点C由△w和△u决定△dG71指令的运行过程A’Be精加工路线123△U/2X向精车余量粗车轮廓△w

1、指令运行前刀具先到达循环起点；

退刀量45°背吃刀量△d运行特点：2、指令运行中刀具依据给定的△d、e按矩形轨迹循环分层切削；

3、最后一次切削沿粗车轮廓连续走刀，留有精车余量△u、△w；

4、指令运行结束，刀具自动返回循环起点；二、精加工循环指令G701、功能：切除G71指令粗加工后留下的余量，完成精加工。2、格式：

G70PnsQnf；3、说明：（1）应与粗加工G71指令配合使用；（2）在G70状态下，ns~nf程序段中指定的F、S、T有效;

刀具按ns~nf程序段指定的精车路线进行一次连续切削！运行结束刀具返回循环起点。ns、nf含义与G71指令相同，并且数值应一致！运行特点：（注意精车时F、S、的变化）三、G71/G70指令的编程方法：适用条件：适用于棒料毛坯且形状尺寸单向递增的零件；不适于用G71指令编程编程要点：1、G71指令前应先定义循环起点；2、G71指令格式两段参数正确合理；3、G71指令后紧跟精加工路线；

（G00X_Z_;通常X取毛坯直径，Z取1~2）适于用G71指令编程4、G70指令跟在精车路线之后；基本固定随零件轮廓而变化(两段参数地址码分别是U、R/P、Q、U、W)（根据零件图编写精车路线，首末两段要标记）（1）（2）X56.;(G)G71/G70指令编程示例zxo编程思路：1、指定循环起点；2、定义G71指令参数；3、编写精车路线；A精车路线第一步刀具只允许X方向的移动，不能有Z指令！BCDEFGHJA′G00X90.Z2.;G71U2.R0.5;G71P10Q20U0.5W0.1;N10G42G00X20.;（A）N20X90.;(J)O0001G40G97G99M03S600F0.2;T0101;G40G00X200.Z100.;M30;循环起点粗车循环首段段号末段段号精加工路线由零件轮廓确定程序头程序尾4、指定G70指令；G70P10Q20S800;精车循环5、将程序头和程序尾加上；A(90,2)毛坯:φ90x100G01Z-10.F0.1;(C)X30.;(D)X46.W-20.;(E)W-20.;(F)X70.Z-65.;(H)1）指令中的F、S值是指粗加工中的F、S值，该值一经指定，则在程序段段号“ns”、“

nf”之间的所有F、S值无效；该值在指令中也可以不加以指定，这时就是沿用前面程序段中的F、S值，并可沿用至粗、精加工结束后的程序中去。注意事项：2）采用G71加工时，轮廓外形必须采用单调递增或单调递减的形式，否则会产生凹形轮廓不是分层切削而是在半精车时一次性进行切削加工，导致切削余量过大而损坏刀具。如图所示就是轮廓形状没有单调增加时半精加工一次切削凹坑的情形。3）循环中的第一个程序段即顺序号为“ns”的程序段必须沿着X向进刀，且不能出现Z轴的运动指令，否则会出现程序报警。如“G00X10.0；”正确而“G00X10.0Zl.0；”则错误。4）循环起点的确定：G71粗车循环起点的确定主要考虑毛坯的加工余量、进退刀路线等。一般选择在毛坯轮廓外1～2mm、端面1～2mm即可，不宜太远，以减少空行程，提高加工效率。应用举例：已知棒料直径44mm;进给量粗车:20mm/min精车:10mm/min;采用恒线速加工，粗车:55m/min,精车：58m/min1020R850.3BXp100ZpAC1500.321Ф44Ф38Ф2210(Ø45,5)应用举例：已知棒料直径44mm;进给量粗车:20mm/min精车:10mm/min;采用恒线速加工，粗车:55m/min,精车：58m/minN010G54；设置工件坐标系；N020T0101；选择1号刀N030G96S55M04；主轴反转，恒线速度（55m/min）控制；N040G00X45.0Z5.0；由起点快进至循环起点A；N050G71U2R1；外圆粗车循环，粗车切深2mm，退刀量1mm；N060G71P070Q110U0.6W0.3F20；精车路线为N070～N110。N070G00X22.0S58；设定快进A→A′,恒线速度控制；N080G01W-17F10；

车φ22外圆，精车进给量15mm/min，N090G02X38.0W-8.0R8；车R8圆弧N100G01W-10.0；车φ38外圆N110X44.0W-10.0；车锥面；N120G70P070Q110；精车循环开始结束后返回到A点；N130G00X150.0Z10.0；N135M05;N140M30；程序结束。101020R850.3BXp100ZpAC1500.321Ф44Ф38Ф2210作业

如下零件图。毛坯为长度140，直径Φ70的棒料。（注：用G71/G70/G92编程）螺纹尺寸的确定：牙高＝0.6P外径＝公称径－0.1P径＝外径一2*牙高G72端面粗车循环一、使用条件：Z向余量较小，X向余量大的工件的粗加工。2、端面粗车循环（G72）C△dAA′e（F）（R）（R）45°（F）B△U/2△wR：快速进給F：切削进給2、端面粗车循环（G72）

G72W（△d）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；N（ns）……；在N（ns）和N（nf）的程序段间，指定粗加工路线。…N（nf）……；其中△d—每次Z方向的吃刀量；e—每次切削循环的退刀量。

ns—指定精加工路线的第一个程序段序号；

nf—指定精加工路线的最后一个程序段序号；△u—X轴方向的精车余量（直径/半径指定）；△w—Z轴方向的精车余量；C△dAA′e（F）（R）（R）45°（F）B△U/2△wR：快速进給F：切削进給应用举例：已知粗车切深为2mm，余量在X轴方向为0.5mm，Z轴方向为2mm,粗:f=0.5s=500,精：f=0.15s800A′Ф150Ф120Ф80OB1Ф20088ACX20.514035101540z-100应用举例：已知粗车切深为2mm，余量在X轴方向为2mm，Z轴方向为0.5mm。N10G54N15G00X200.0Z142.0N20T0101；自动换刀，采用1号刀具；N30G00X176.0Z2.0；由起点快进至循环起点A，；N40M03S500；主轴正转；N50G72W2.0；端面粗车循环，Z向切深2mm，退刀量由参数指定；N60G72P70Q100U2.0W0.5F0.3；精车路线为N107～N100。N70G00Z-100.0F0.15S800；N80G01X150N90G01X120.0Z-60.0；移动到φ120、Z-60mm；N100Z-35.0；

车φ120的外圆；N110X80.0W35.0；车锥面。N120G70P70Q100；精车循环；N130G00X200.0Z142.0；返回到换刀点；N140M30；程序结束。

Ф200A′Ф150Ф120Ф80OB1Ф20088ACX20.514035101540三、注意事项：在顺序号NS中必须沿Z向进刀，且不能出现X坐标值，否则会出现程序报警。W值应比U值大。编程思维与G71相反，编程切削路线应从左到右，自大到小。工件端面的安全处。循环起点应选择在工件X方向和Z方向之外，在接近工件端面的安全处。

T0101G99;M03S800;G00X132.0Z2.0;G94X0.0Z0.0F0.2;G72W1.0R0.5;G72P70Q80U0.0W0.5F0.2;N70G00Z-70.0;G01X130.0;G01X100.0Z-60.0;Z-50.0;X80.0Z-40.0;Z-20.0;X40.0Z0.0;N80G00Z2.0;G00X100.0Z100.0;M05;M00;M03S1200;G00X132.0Z2.0;G70P70Q80F0.08;G40G00X100.0Z100.0;M05;

M30;学生自己进行编程，然后在模拟软件上运行，会发现一个问题：原来的凸圆弧编程了凹圆弧，这也是G72指令的一个重要特点，因为它是Z方向进刀，而且精车路线是从左到右，因此G02与G03指令，和我们平常的习惯正好相反。T0101G99;M03S800;G00X52.0Z2.0;G94X0.0Z0.0F0.2;G72W1.0R0.5;G72P70Q80U0.0W0.5F0.2;N70G00Z-12.0;G01X42.0;G02X34.0Z-8.0;X24.0;Z-4.0;X16.0;N80Z2.0;G00X100.0Z100.0;M05;M00;M03S1200;G41G00X52.0Z2.0;G70P70Q80F0.08;G40G00X100.0Z100.0;M05;M30;3、封闭切削循环3、封闭切削循环是一种复合固定循环。它适于对铸、锻毛坯切削，对零件轮廓的单调性则没有要求。

编程格式

G73U(i)W(k)R(d)