第四章数控车床编程操作教程

4数控车削工艺与编程车床加工实例数控车床的主要加工对象4.1数控车削加工工艺

数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得多。数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转类零件。数控车床的主要加工对象高精度的机床主轴高速电机主轴●精度要求高的回转体零件数控车床的主要加工对象非标丝杠●带特殊螺纹的回转体零件●表面形状复杂的回转体零件数控车床的主要加工对象凸轮轴曲轴钢制联接零件高压技术阀门壳体零件石油工业采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象●其他形状复杂的零件隔套精密加工业联接套航天工业●其他形状复杂的零件采用车铣加工中心数控车床的主要加工对象三爪自定心卡盘装夹两顶尖之间装夹双三爪定心卡盘装夹卡盘和顶尖装夹常用装夹方式数控车削工件的装夹通用夹具装夹找正：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系Z轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合数控车削工件的装夹采用找正的方法数控车削工件的装夹

也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。

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。薄壁零件的装夹数控车削的对刀

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

直接用刀具试切对刀自动对刀机外对刀仪对刀常用对刀方式对刀实例编制加工程序数控车削的工艺分析

一、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定二、根据工艺方案中工步内容及顺序的要求，逐项创建刀具路径并生成程序三、程序校验分析实例确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；方便数值计算，减少编程工作量；尽量减少程序段数走刀路线的确定数控车削的工艺分析

4.2数控车床编程基础知识

1.在一个程序段中，可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程。

2.用绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直径；增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。

3.为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。

4.由于车削加工的余量较大，因此，为简化编程数控装置常具备不同形式的固定循环。5.编程时，常认为刀尖是一个点，而实际中刀尖为一个半径不大的圆弧，因此需要对刀具半径进行补偿。4.2数控车床编程基础知识1．绝对编程与增量编程(1)绝对编程(2)增量值编程(3)混合编程2．直径编程与半径编程

一、编程规则1.机床坐标系2.工件坐标系3.工件坐标系设定二、坐标系

机床原点O+Z+XLФd旋转中心线图4-1数控车床坐标系O´参考点工件原点O+Z+XLФd图4-2工件坐标系起刀点对刀就是确定刀尖在工件坐标系中的位置。常用的对刀方法为试切法。O(b)确定刀尖在X向的位置O(a)确定刀尖在Z向的位置L4-3数控车床的对刀O(b)确定刀尖在X向的位置dO(b)确定刀尖在X向的位置d三、对刀1.快速点位运动G00 X ZO图4-4G00指令运用306ZX绝对坐标编程为：G00X30.0Z6.0相对坐标编程为：G00U-30.0W-83.0四、编程指令图4-5G00指令运用2.直线插补G01 X Z FO图3-7G01指令运用30ZX80O图4-6G01指令运用30ZX80绝对坐标编程为：G01X20.0Z-90.0F0.5相对坐标编程为：G01U0.0W-90.0F0.5图4-7G01指令运用3.倒角和圆角在相邻轨迹的程序段之间插入直线倒角或圆弧倒角。1)45o倒角:编程格式：（1）G01Z（W)I(C)i说明：由轴向切削向端面切削倒角，由Z轴向X轴倒角，i的正负根据倒角是向X轴正向还是负向确定。（2）G01X(U)K(C)k说明由端面切削向轴向切削倒角，由X轴向Z轴倒角，k的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向确定2)任意角度倒角:编程格式：G01X(U)Cc说明:在直线进给程序段尾部加上C_,可插入任意角度的倒角。C的数值是从假设没有倒角的拐角点距倒角的始点或终点之间的距离。4.圆弧插补指令G02、G03★用圆弧半径R指定圆心位置编程G02(或G03)XZRF(绝对)G02(或G03)UWRF(相对)

★用I,K指定圆心位置的编程G02(或G03)XZIKF(绝对)G02(或G03)UWIKF(相对)IKWU/2XR+X+Z图4-8圆弧插补图4-9圆弧插补

5.进给暂停G04 P图3-10暂停指令G04图3-10暂停指令G04图3-10暂停指令G04图4-10暂停指令G04格式：G04P10006.G20英制输入G21公制输入7.G27参考点返回检查G28返回到参考点G29由参考点返回9.刀具半径补偿G40刀具半径补偿取消G41刀具半径左补偿G42刀具半径右补偿刀尖半径补偿注意事项①G41、G42指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段，可以与G00和G01指令写在同一个程序段内.②必须用G40指令取消刀尖半径补偿③在使用G41或G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终点的垂直位置停止，且产生过切或少切现象。④在G74～G76、G90～G92固定循环指令中不用刀尖半径补偿。⑤在手动输入中不用刀尖半径补偿。⑥在加工比刀尖半径小的圆弧内侧时，产生报警。⑦在阶梯锥面连接处退刀时指定G40，在指定G40的程序段里使用反映斜面方向的I、K地址来防止工件被过切。五、固定循环切削功能指令1.单一形状的固定循环

（1）．外径/内径车削循环指令G90G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。指令格式：G90

X(U)

Z(W)

F

；利用G90可以切削锥面。指令格式：G90X(U)

Z(W)

R

F

；X、Z为切削终点的坐标值，F为进给速度。加工圆柱时，R=0，加工圆锥时，当X向切削起点坐标小于切削终点坐标时，R为负值，反之为正。（2）．端面切削循环G94G94是用于一些短、面大的工件加工的固定循环指令。（1）车大端面循环切削指令格式：G94X(U)

Z(W)

F

；X、Z为切削终点的坐标值，F为进给速度2、复合固定循环指令（1）．外径/内径粗车复合循环G71G71指令将工件切削至精加工之前的尺寸，精加工前的形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。输入格式：G71U(d)R（e)G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)(F

S

T

)；其中：ns—精加工程序第一个程序段的序号；nf—精加工程序最后一个程序段的序号；

U—x轴方向精加工留量（直径值）；

W—z轴方向精加工留量；

d—背吃刀量e—退刀量（2）．端面粗车循环G72 G72指令与G71指令类似，不同之处就是刀具路径是按径向方向循环的，输入格式同G71指令，刀具循环路径如图3-44所示。G72PnsQnfUuWwDd(F

S

T

)； 其中：d——粗加工每次切深（半径值）。其他参数与G71相同。(3)．固定形状粗车循环G73G73指令与G71、G72指令功能相同，只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行循环的，如图所示。输入格式：G73PnsQnfIIKKUUWWDd(F

S

T

)；其中：I——x轴方向的退出距离（半径值）和方向；

k—z轴方向的退出距离和方向；

d—粗切次数。其他参数与G71相同。4．精车循环G70