第2章数控加工程序的编制-补充和数控机床编程及加工

数控加工程序的编制

34一、数控车床的编程特点普通控车床能完成端面、内外圆、倒角、锥面、球面及成形面、螺纹等的车削加工。在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。由于车削加工图样上的径向尺寸及测量的径向尺寸使用的是直径值，因此在数控车削加工的程序中输入的X及U坐标值也是“直径值”。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。由于毛坯常用棒料或锻料，加工余量大，所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次循环切削。34一、数控车床的编程特点编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工作表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，因此为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具补偿，这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。对不具备刀具自动补偿功能的数控车床，编程时需先计算补偿量。许多数控车床用X、Z表示绝对坐标指令；用U、W表示增量坐标指令，而不用G90、G91指令。I、K在不同的程序段中作用也不同。I、K在圆弧切削时表示圆心相对于圆弧起点的坐标位置。而在有自动循环指令的程序中，I、K坐标则用来表示每次循环的进给量。二、车削加工程序编制

（回转体表面和端面）1、零件加工特点：

主要为轴类、盘类等回转体零件。主要加工表面为内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面，以及还需要做车槽、倒角、切断、钻孔、扩孔、铰孔等工作。可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率。

X方向分直径和半径,直径是回转零件常用的标注方式。切削需要多次吃刀。2、常用编程指令：刀尖半径补偿指令:G40、G41、G42

循环指令：单一固定循环指令（G90、G92、G94）复合固定循环指令（G71、G72、G73、G74、G75、G76）子程序指令直径编程方式恒速切削和恒转速切削指令进给速度和恒进给量切削速度三、常用编程指令举例1）刀尖圆弧半径自动补偿指令G40、G41、G42举例2）恒速切削G96与恒转速切削G97指令举例3）恒进给速度G94与恒进给量G95指令举例4）固定循环指令举例（1）单一固定循环指令举例

（2）复合固定循环指令举例（G71、G72、G73、G74、G75、G76指令）7）调用子程序举例刀尖位置编码：3

N10G00X200Z175T0101

N20M03S1500

N30G00G42X58Z10M08

N40G96S200

N50G01Z0F1.5

N60X70F0.2

N70X78Z-4

N80X83

N85X85Z-5N90Z-15

N100G02X91Z-18R3F0.15

N110G01X94

N120X97Z-19.5

N130X100

N140G00G40G97X200Z175

N150M30

1）、刀尖圆弧半径自动补偿指令

G40、G41、G42举例加工图所示零件2）恒速切削与恒转速切削指令

(G96G97)ISO标准:G96恒速切削指令(最大线速度m/min)G97恒转速切削指令(转速r/min)，表示取消恒定切削格式:G96(G97)S应用:G96常用与精加工和半精加工

G97常用与粗加工或半径变化不大的工件.举例:G96S180（恒速切削最大线速度180m/min)）

G97S2500（恒转速切削转速2500r/min）G96、G97为同组的模态指令字。CNC系统上电默认G97有效G50S-；设置恒线速控制时的主轴最高转速限制值（r/min）数控车削加工时，主轴转速可以设置成恒切削速度，车削过程中数控系统根据工件不同位置处的直径值计算主轴转速。恒切削速度的设置方法为G96S；（S的单位为m/min）例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。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/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/min主轴转速也可不设置成恒切削速度，指令格式为G97S；（S的单位为r/min）注意：设置成恒切削速度时，为了防止计算出的主轴转速过高而发生危险，在设置前应将主轴最高转速设置在某一最高值。指令格式为G50S；（S的单位为r/min）（1）在G96状态下，被指令的S值，即使在G97状态中也保持着，当返回到G96状态时，其值恢复。如：G96S50；切削线速度50m/mimG97S1000；主轴转速为1000r/minG96G0X30切削线速度50m/mim（2）当机床锁住时，恒线速度控制功能仍然有效。（3）螺纹切削时，恒线速度控制功能虽然也能有效，但为了保证螺纹加工精度，螺纹切削时不要采用恒线速度控制，应在G97状态下进行螺纹切削，这点对于各个数控系统都是适用的。3）恒进给速度与恒进给量指令

(G94G95)ISO标准:G94:恒进给速度(mm/min)G95:恒进给量(mm/r)格式:G94(G95)F华中I系统标准G98:恒进给速度(mm/min)G99:恒进给量(mm/r)格式:G98(G99)F应用:G95恒进给量用于加工螺纹。举例:G98F100:

（恒进给速度00mm/min)

（恒进给量0.3mm/r)4）单一固定循环

单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。包括圆柱面或圆锥面切削循环

端面切削循环平面端面切削循环锥面端面切削循环螺纹切削循环第一节数控车床的程序编制

车削固定循环功能车削循环指令是用含有G功能的一个程序段完成多个程序段指令的加工操作，免去了复杂的数学运算，使程序得以简化。车削循环指令有单一固定循环指令和复合循环指令。1.单一固定循环指令（FUNC-0i系统)单一固定循环指令只能进行简单的重复加工，主要有外径/内径切削固定循环指令（G90）、螺纹切削固定循环指令（G92)和端面固定循环指令（G94）。单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。第一节数控车床的程序编制

1.外径/内径切削循环固定循环指令（G90)编程格式：G90XZF其中，X、Z值为圆柱面切削终点的坐标值；F是进给速度。如图所示，该指令可使刀具从循环起点A走矩形轨迹，回到A点，然后进刀，在按矩形循环，依次类推，最终完成圆柱面车削。执行该指令刀具刀尖从循环起点（A点）开始，经ABCDA。其中，AB、DA段按快速R移动；BC、CD段按指令速度F移动。对于如图所示的工件，编制一个粗车φ32外圆的简单循环程序，每次切深1mm（半径方向）（1）确定切削深度及循环次数，单边径向余量为（40-32）/2=4mm,每次切削深度为1mm，其循环次数为4次。图3-2外循环程序示例（2）编写的循环程序如下：绝对坐标方式程序G90X38Z-60F300;G90X36Z-60F300;G90X34Z-60F300;G90X32Z-60F300;相对坐标方式程序G90X-4Z-62F300;G90X-6Z-62F300;G90X-8Z-62F300;G90X-10Z-62F300;

圆柱面固定循环切削举例；（ABCDA)

X30；（AEFDA)X20;（AGHDA)第一节数控车床的程序编制

2)带锥度的内（外）径切削循环指令如图所示，该指令可使刀具从循环起点A走直线轨迹，刀具刀尖从循环起点（A）开始，经A－B－C－A四段轨迹，依次类推，最终完成圆锥面车削。编程格式：

G90XZRF其中，X、Z为圆锥终点坐标值；R为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，R值为负，反之为正；F为进给速度。圆锥面固定循环切削举例3）端面切削循环（平面端面切削循环）编程格式

G94X(U)～Z(W)～F～式中：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。

……

G00X85Z5

G94X30Z-5F0.2

Z-10

Z-15.....第一节数控车床的程序编制

2.端面切削固定循环指令（G94）(1)端面切削循环编程格式如下：G94XZF;其中，X、Z为端面切削的终点坐标值；F为进给速度。第一节数控车床的程序编制

如右图所示的工件，编写其粗车端面的简单循环程序（z轴每次进刀3mm）①绝对坐标方式程序G94X50Z-3F200；G94Z-6；G94Z-9；②相对坐标方式程序G94X-14Z-3F200；G94Z-6；G94Z-9；第一节数控车床的程序编制

（2）带锥度的端面切削循环指令编程格式：G94XZRF其中，X、Z为端面切削的终点坐标轴；R为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向左边小于终点Z向坐标时R为负；反之为正。如图所示带有锥面的端面固定循环切削加工举例复习导入：

复合固定循环指令对于余量大形状复杂的零件如何简化编程呢余量较大且形状简单的零件简单固定循环指令G90数控车削加工——复合表面零件加工2、复合固定循环指令复合固定循环指令能解决复杂形面的加工，与简单循环的单一程序段不同，它有若干个程序段参加循环。运用复合循环切削指令，只需指定精加工路线和粗加工的背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，使程序得到进一步简化。数控车削程序——复合表面零件加工轮廓毛坯循环加工切槽加工螺纹加工轮廓毛坯循环加工G71G72G73轮廓毛坯循环加工—

G71格式及参数加工零件类型G71编程实例道具及走刀路径外圆粗切循环（G71）格式适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工。指令功能:切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行

编程格式：

G71U(△d)R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

式中：

△d-表示每次切削深度，即X轴向的进刀，以半径值表示，无正负号；

；

e—每次切削结束的退刀量（半径值），无正负号；

；

ns--表示精加工路线第一个程序段的顺序号；

；

nf--精加工路线最后一个程序段的顺序号；

；

△u--Ｘ方向的精加工余量，直径值；即外圆的加工余量为正,内孔加工余量为负

△w--Z轴向精加工余量；

f、s、t--F、S、T代码。

注意：1、ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效。

2、零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少；3、使用G71指令不得有Z方向的位移。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,孔加工为负值△w：Z方向精加工余量；一般取；（1）（2）精车路线（重要组成部分）Nns……;Nnf……;123R(e):X方向退刀量;是模态值。Δd:车刀X方向切深，无符号。(半径指定)；该指定是模态的。U(Δd)OZXA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△w1、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；G71走刀路线特点（1）G71平行于零件轴线分层切削（2）留余量沿轮廓走一刀G71加工零件类型零件特点：●“左边大右边小”——沿Z轴正方向X方向尺寸逐渐减小；☆G71较适合加工这样类型零件+Z+X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；

（G00XZ;通常X取毛坯直径，Z取1~2或毛坯外附近一点）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）G71/G70指令仿真加工G00X90.Z2.;X30.;O0001G00x150Z100;M03S600;T0101;G71U2.R0.5;G71P10Q20U0.5W0.1F0.2;N10

G00X20.;G01Z-10.F0.1;X46.W-20.;W-20.;X56.;X70.Z-65.;N20X90.;G70P10Q20S800;G00X200.Z100.;M30;使用循环指令编程，首先要确定换刀点、循环点A、切削始点A’和切削终点B的坐标位置。为节省数控机床的辅助工作时间，从换刀点至循环点A使用G00快速定位指令，循环点A的X坐标位于毛坯尺寸之外，Z坐标值可与切削始点A’的Z坐标值相同。

其次，按照外圆粗加工循环的指令格式和加工工艺要求写出G71指令程序段，在循环指令中有两个地址符U，前一个表示背吃刀量，后一个表示X方向的精加工余量。

O0100N10G00X200Z50;N20M03S800T0101;N25G00X125Z2；N30G71U3.0R1.0;N40G71P50Q120U0.2W0.2F0.3;N50G01X50.0F0.1S1000;/G00X50;N60Z-45.0;/G01z-45F0.1S1000;N70X70.0w-20;N80w-40.0;N90X90.0w-15.0;N100w-30.0;N110X120.0w-20.0;N120Z-185.0;N130G70P50Q120;N140G00X150.0Z100.0;N150M30外圆粗切循环（G71）举例N10G00X200Z140T0101N20T0101S600M03；N30G00X120Z12M08N60G00X40//nsN70G01Z-30F0.15N80X60Z-60N90Z-80N100X100Z-90N110w-20;N120X120w-20//nfN130G00X125N140X200Z140N150M30

例子N010

G00

X150

Z100；N015S500M03T0101；N020

G00

X41

Z0；/G00X41Z2;N030

G71

U2

R1；；

N050

G01

X0

F0.1；/G00X0;N055S800M03；/G01Z0F0.1S800;；N070

G01

W-10；N080

X17

W-10；N090

W-15；；；N120

X41；N130

G70

P50

Q120

；N140G00X150Z100；N150M30；课堂练习1、根据G71/G70指令的编程方法，检查程序中的错误，并说明原因。O0001M03S600；T0101；；；G00X20.；G01Z0.;X40.Z-10.；W-30.；X60.Z-50.；G01X61.；G70P1Q2S1000；G00X100.Z100.；M30；5、没有指定精车进给量；1234651、指令前没有定义循环起点；2、G71指令第二段参数地址码不对，Z应该为W；3、精加工路线首段没有标记；4、精加工路线末段没有标记；6、G70指令中P、Q后参数不对练一练

O0001；N20T0101；N30G00

；N40G71

；N50G71

；N60

；N70G01Z0.

；N80X22.Z

；N90Z-7.;N100

；N110Z-29.；N120X42.Z-44.；N130Z

；N140X45.；N150G01X46.；N160G70

；N170G00X100.Z100.；N180M30；2、根据零件图，应用G71、G70指令将程序补充完整。OXZ端面粗切循环（G72）格式端面粗切循环适于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工，指令功能

除切削是沿平行X轴方向进行外，该指令功能与G71相同，。编程格式

G72W(△d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

式中：

△d-背吃刀量；

e-退刀量；

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；

f、s、t-F、S、T代码。注意：

（1）ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车循环无效。

（2）零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少。（3）使用G72时不得有X方向的位移

指令功能

除切削是沿平行X轴方向进行外，该指令功能与G71相同，

Δd:车刀Z方向进刀量，无符号。(半径指定)；该指定是模态的。W(Δd)R(E):Z方向退刀量；是模态值。R(E)G72加工零件类型零件特点：●工件中有些部分需用切刀加工；☆G72较适合加工这样类型零件+Z+X返回G72走刀路径▲车刀沿Z方向进/退刀▲车刀沿X方向车削返回G72编程实例N01G00X52Z2;“设置刀具定位点”N02G72U3R0.5;“设置进退刀量”N03G72P40Q50U0.5W0.5F0.3;“设置循环程序起终点及其X/Z车削余量”N04G00Z-80;N05G01X50;N06Z-42;N07X46;N08Z-42.9;N09X44Z-41.9;N10X32;N11Z-22;N12X24Z-12;N13G02X0Z0R12;N14G01X52;返回端面粗加工切削循环程序举例O002N10G00X200Z200T0101N20M03S800N30G90G00X176Z132M08N40G96S120N70G00Z60//nsN75G01X160;N80G01X120Z70F0.15N90Z80N100X80Z90N110Z110N120X36Z132//nfN130G00G40X200Z200N140M30第一课题：轮廓毛坯循环加工—

G73格式及参数加工零件类型G73编程实例道具及走刀路径返回封闭切削循环G73

适合加工铸造、锻造成形的一类工件.（轴类零件X方向加工）指令功能

指令格式：G73U(Δi)

W(Δk)

R(d)；

G73P(ns)

Q(nf)U(Δu)W(Δw)FST；N(ns)

……；

……；

……F；

……S；

……；

N(nf)……；

图5

固定形状切削复合循环分析对比G71指令，探索G73参数含义

G73;G73PQUWF;UR探索G73参数含义类比思维

G71格式：

G71

G71W(△w)F(f)U(△u)U(△d)P(ns)Q(nf)R(e)结合“成形刀”，分层切削加工，探究G73指令参数含义探索G73参数含义观察分析综合G73U（i）R（d）;G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)式中：iX向最大切削余量/深度，（单边值）；（G71里表示吃刀量）d：加工循环次数（G71里表示退刀量）；ns：精加工形状的第一个程序段号；nf：精加工形状的最后一个程序段号；u：X

轴方向精加工余量（直径指定）；w：Z

轴方向精加工余量；f：进给速度；怎么没有S、T?3、讲解G73参数含义

i=

试试：下面的零件X向最大切削余量是多少？G73车削循环指令U(i)确定2

X向毛坯最大余量G73指令——主要参数含义例、棒料毛坯Ф20，材料为LY12，求单边最大余量U（i）i=(20-8)/2=6

i=(20-0)/2=10G73指令——主要参数含义G73走刀路径返回G73编程实例N01G00X52Z2;“设置刀具定位点”N02G73U25W0R10;“设置进退刀量”N03G73P40Q50U0.5W0.5;“设置循环程序起终点及其X/Z车削余量”N04G00X0Z0;N05G03X24Z-12R12;N06G01X32Z-22;N07Z-39.9;N08X44Z-40.9;N09Z-42;N10X46;N11Z-82;返回例

如图6所示，运用固定形状切削复合循环指令编程。N010

G00

Ｘ100

Z100N015S800M03T0101；N020

G00

Ｘ50

Z10N030

G73

Ｕ18

W5

R10N040

G73

P50

Q100

U0.5

W0.5

F0.2

N055S800M03；N060

G03

X12

W-6

Ｒ6N070

G01

W-10N080

X20

W-15N090

W-13N100

G02

X34

W-7

R7N110

G70

P50

Q100

N120G00X100Z100;N130M30;精加工复合循环（G70）指令格式G70

P(ns)

Q(nf)

指令功能用G71、G72、G73指令粗加工完毕后，可用精加工循环指令，使刀具进行A-A'-B的精加工，（如图1，图3，图5）。指令说明ns表示指定精加工路线第一个程序段的顺序号；nf表示指定精加工路线最后一个程序段的顺序号；

G70～G73循环指令调用N(ns)至N(nf)之间程序段，其中程序段中不能调用子程序。切槽加工如何来加工这个工件呢？返回切槽加工格式及参数加工零件类型G75编程实例返回G75格式格式:G75R(e);

G75X(U)Z(W)P（∆i)Q（∆k)R（∆d）；参数说明：e：每次沿X方向切削后的退刀量；X:X方向绝对坐标值 Z:Z方向绝对坐标值；∆i:x方向的每次循环移动量,单位为0.001mm,用不带符号的半径值表示；返回∆k:为刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量，用不带符号的值表示,单位∆d：切削到终点时Z方向的退刀量；G75切槽循环执行过程（1）X轴以F速度进给l的距离（2）X轴快退看的距离（3）X轴以F速度进给l+K的距离（4）重复2——3的过程直到X轴进给到B点

（5）X轴快退到A点（6）如Z不为零，则Z轴快速偏移E的距离（7）重复1——4的过程直到Z进给到C点，X进给到B点（8）X轴快速返回C点，Z快速返回A点G75切槽循环执行过程G75加工零件类型⊙带槽特征的零件⊙较适合G75加工返回G75编程实例N10G00X42Z-11;“设置点位点”N20G75R0.5;“设置X方向退刀量”N30G75X20Z-29P3000Q3000R0;“设置终点坐标、X方向进刀量、Z方向进刀量、Z方向退刀量”N40G00X80Z80;返回螺纹加工如何来加工这个工件呢？返回4.螺纹加工1.螺纹加工中的问题(1)车削螺纹时,刀具在进给方向(Z向)的进给速度与主轴转速之间有严格的定比关系。(2)设置引入量和超越量。但在螺纹切削的开始和结束部分,由于伺服的滞后,会产生螺距误差,为此必须设置引入量L1和超越量L2,L1≥2×导程，一般取2~5mm,L2≥（1～）×导程，则取L1的l/2左右。(3)若螺纹收尾处没有退刀槽,应按45°退刀收尾。(4)不可随意设定和调整主轴转速和车刀进给速度。(5)受车刀挤压,螺纹车削后其大径会涨大,因此,车削外螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小,当螺距为1·5~3·5mm时,外径一般可以小0·2~0·4mm车削内螺纹时,孔径尺寸D孔可按以下列近似公式计算:①车削塑性金属材料内螺纹时:D孔=D-P;②车削脆性金属材料的内螺纹时:D孔=D-1·05P(式中D为内螺纹大径,P为螺距)。(6)安装螺纹车刀时,刀尖必须与工件轴线等高,刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直。三角形普通螺纹的牙深高度按下式计算：

≈D大径＝D公称－D小径＝D公称－3)螺纹切削循环指令(G92)编程格式G92X(U)~Z(W)~I~F~式中：X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；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。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。(X坐标值依据《机械设计手册》查表确定)

F-螺纹导程。螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。注意：其他系统常用的螺纹的加工为:G33、G32图3-15圆柱螺纹切削示例N50G92X28.9Z56.0F2；；；；圆锥螺纹的加工程序编写

……

G00X80Z62

G92X49.6Z12I-5F2

X48.7

X48.1

X47.5

X47

G00X200Z200

……圆柱螺纹的加工程序编写举例（螺纹导程4mm，升速进刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2，螺纹深度2.165mm大径=60mm）。螺纹的加工程序。

……G32X58.5Z10.7F4

X55.77……X56圆柱螺纹的加工程序编写

G00X35Z104

G33X29.2Z53F1.5

X28.6

X28.2

X28.04

G00X200Z200螺纹加工复合循环指令G76格式编程实例返回G76格式格式:•G76P(m)(r)(a)Q(∆dmin)R(d):•G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q（∆d)F(L)；•参数说明：

•m：最后精加工的次数，是模态值。

•r：螺纹倒角量，是模态值。该值的大小可设置为，系数应为的整数倍，用00-99的两位数来表示，其中L为螺距。

•a：刀尖的角度，是模态值。可从80°,60°，55°，30°，29°和0°六个角度选择，用两位数表示。M,r,a用地址P同时指定，例如，m=2,r=1.2L,a=60°，表示为P021260

•∆

dmin

：最小切入量。

•d：精加工余量。

•i：螺纹锥度；圆柱螺纹i=0。

•k：螺纹牙高。

•∆d：第一次切入量。返回N10G00X18Z2;“设置点位点”N20G76P040000Q30R0.05;“设置加工循环次数、加工余量”N30G76X13.4Z-30R0P1300Q250F2;“设置终点坐标、螺纹锥度、螺纹牙高、切削深度、螺纹导程”N40G00X80Z80;“设置推刀点”返回(6)车削实例（3）带螺纹的轴类零件数控车削加工及其手工编程第一节车削数控加工及其手工编程分析A、工艺路线⑴先倒角→切削螺纹的实际外圆Φ47.8mm→切削锥度部分→车削Φ62mm外圆→倒角→车削Φ80mm外圆→切削圆弧部分→车削Φ85mm外圆。⑵切槽。⑶车螺纹。第一节车削数控加工及其手工编程B、选择刀具及画出刀具布置图根据加工要求,选用三把刀具。Ⅰ号刀车外圆，Ⅱ号刀切槽，Ⅲ号刀车螺纹。刀具布置如下图所示。采用刀仪对刀，螺纹刀尖相对与Ⅰ号刀尖在Z向位置15mm。编程之前,应正确的选择换刀点，以便在换刀过程中，刀具与工件、机床和夹具不会碰撞。C、确定切削用量车外圆，主轴转速为S630，进给速度为F150。切槽时，主轴转速为S315，进给速度为F10。切削螺纹时，主轴转速为S200，进给速度为。第一节车削数控加工及其手工编程刀具布置图第一节车削数控加工及其手工编程O0004/*程序号N10G00X200.Z350./*建立工件坐标系N15S600M03T0101M08;启动主轴,开冷却液N16G00X95Z292;N17G71U2R1;N18G70P20Q130U0.5W0F0.3;N20G00X41.8;/*刀具快速接近工件，N30G01X47.8Z289.F0.15;/*倒角

N40U0W-59/*车外圆,增量坐标编程

N50X50;/*退刀,绝对坐标与增量坐标混合编程N60X62.W-60;/*车锥度,绝对坐标与增量坐标混合编程第一节车削数控加工及其手工编程N70U0Z155;

/*车Φ62mm外圆,绝对坐标与增量坐标混合编程N80X78.W0;/*退刀,绝对坐标与增量坐标混合编程N90X80.W-1;/*倒角,绝对坐标与增量坐标混合编程N100U0W-19;/*车Φ80mm外圆,绝对坐标与增量坐标混合编程N110G02U0W-60.I163.25K-30;

/*车圆弧,I、K表示圆心相对于圆弧起点的坐标N120G01U0Z65;/*车Φ80mm外圆N130X90W0;/*退刀第一节车削数控加工及其手工编程N140G00X200.Z350.M05M09;/*快速退回到起始点,主轴停,冷却液关N150X51.Z230.S315M03T0202M08;/*换2#刀具,快速接近工件,启动主轴,开冷却液N160G01X45.W0F0.1;/*切槽N170G04X5.0;/*延时50ms,G40为延时指令N180G00X51;/*退刀N190X200.Z350.M05M09;/*快速退回到起始点,主轴停,冷却液关N200G00X52.Z296.S200M03T0303M08;/*换3#刀具,快速接近工件,启动主轴,开冷却液第一节车削数控加工及其手工编程N210G92X47.2Z231.5F1.5;/*G92车螺纹,切至深度0.3=(47.8-47.2)/2N220X46.6;/*车螺纹,切至深度N23046.1;/*车螺纹,切至深度N24045.8;/*车螺纹,切至深度N250G00X200Z350;N260M30;/*快速退回到起始点,程序结束

第一节车削数控加工及其手工编程车床编程实例例：如图所示的螺纹类零件，其φ28外圆柱直径处加工精度较高，同时需加工的螺纹，其材料为45钢，选择毛坯为φ32×100。如图所示，这是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面构成的特殊型面零件，其外圆柱面Φ50直径处不加工，而Φ40外圆柱面直径处加工精度较高，其材料为45钢，选择毛坯尺寸Φ50×110.(1）工艺分析及处理1）零件图的分析2)加工方案及加工路线的确定以零件右端面中心0作为坐标系原点，设定工件坐标系。根据零件尺寸精度及技术要求，将粗、精加工分开考虑。确定的加工工艺路线为：车削右端面→粗车外圆柱面分别为Φ44，，，，，Φ16.5→粗车圆弧面，→粗车外圆柱面Φ40.5→粗车外圆锥面→粗车外圆弧面R4.75→精车圆弧面R14，→精车外圆锥面→精车外圆柱面Φ40→精车外圆弧面R53）零件的装夹及夹具的选择采用数控机床本身的标准卡盘，零件伸出三爪卡盘外75mm左右，并找正加紧。4）刀具和切削用量的选择刀具的选择：选择1号刀具为90度硬质合金机夹车刀，用于粗、精车削加工。切削用量的选择：主轴转速n=630r/min，进给速度粗车为，精车外（2)尺寸计算R14mm圆弧的圆心坐标是：X=0mm,Z=-14mm;R5mm圆弧的圆心坐标是：X=50mm,Z=-(44+20-5)=-59mm参考程序O0001N0010G00X100.0Z100.0;工件坐标系设定N0020S630M03T0101;N0030G00X52.0Z0.0;快速点定位N0040G01X0.0F0.2;车削右端面N0050G00Z1.0快速点定位N0070G01Z-62.5;粗车外圆柱面为Φ44mmN0080X50.0;车削台阶N0090G00Z1.0;快速点定位N0100X40.5;N0110G01Z-60.0;粗车外圆柱面为N0120X44.0;车削台阶N0130G00Z1.0;快速点定位N0140X34.5;N0150G01Z-29.0;粗车外圆柱面为N0160X40.5;车削台阶N0170G00Z1.0;快速点定位N0180X28.5;N0190G01Z-14.0粗车外圆柱面为N0200X34.5车削台阶N0210G00Z1.0;快速点定位N0220X22.5;N0230G01Z-4.0;粗车外圆柱面为N0240X28.5;车削台阶N0250G00Z1.0;快速点定位N0260X16.5;N0270G01Z-2.0;粗车外圆柱面为N0280X22.5;车削台阶N0290G00Z0.25快速点定位

N0310G03X28.5Z-14.0R14.25;粗车圆弧面R14mmN0320G01X40.5Z-44.0;粗车外圆锥面N0330W-15.0;粗车外圆柱面N0340G02X50.0W-4.75R4.75;粗车圆弧面R5mmN0350G00Z0.0快速点定位N0370G03X28.0Z-14.0R14.0;精车圆弧面R14mmN0380G01X40.0Z-44.0;精车外圆锥面N0390W-15.0;精车外圆柱面Φ40N0400G02X50.0W-5.0R5.0;精车圆弧面R5mmN0410G00X100.0Z100.0T0100;

快速退回起始点，取消1号刀补N0420M05;主轴停止转动N0430M30;程序结束第二节

镗铣数控加工及其手工编程2.4.3数控铣削简介

2.4.3.1数控铣床的分类

数控铣床的种类很多，常用的分类方法有以下三种方式：1.按其主轴的布置形式分类（1）立式数控铣床

立式数控铣床的主轴轴线垂直于水平面，如图所示，它是数控铣床中数量最多的一种，应用范围也最广。其各坐标的控制方式有以下几种。①工作台纵向、横向及上下向移动，主轴不动。②工作台纵向、横向移动，主轴上下移动。③龙门式数控铣床。图2.4-1立式数控铣床图2.4-3龙门式数控铣床

为了扩大立式数控铣床的使用功能和加工范围，可增加数控转盘来实现四、五轴联动加工，如图所示。图2.4-4立式数控铣床配备数控转盘实现四轴联动加工（3）立卧两用数控铣床

如图所示，也称万能式数控铣床，主轴可以旋转90º或工作台带着工件旋转90º。图2.4-6配万能数控主轴头可任意方向转换的立卧两用数控铣床2.按数控系统控制的坐标轴数量分类（1）两轴半坐标联动数控铣床（2）三坐标联动数控铣床（3）四坐标联动数控铣床（4）五坐标联动数控铣床3.按数控系统的功能分类按数控系统的功能分为经济型、全功能型和高速铣削数控铣床。

2.4.3.2数控铣削的主要加工对象

数控铣床加工内容与加工中心加工内容有许多相似之处，都可以对工件进行铣削、钻削、扩削、铰削、锪削、镗削以及攻螺纹等加工，但从实际应用效果看，数控铣床更多地用于复杂曲面的加工，而加工中心更多地用于有多工序内容零件的加工。适合数控铣床加工的零件主要有以下几种。（1）平面类零件如图所示，零件的被加工表面平行、垂直于水平面或加工面与水平面的家教为定制的零件称为平面类零件。零件的被加工表面是平面（图b零件上的的p面）或可以展开成平面(如图(a)零件上的M面和图（c）零件上的N面)a）带平面轮廓的平面零件b）带斜平面的平面零件c）带正圆台和斜筋的平面零件

平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件，一般只需用三坐标数控铣床的两坐标联动（两轴半坐标联动）就可以把它们加工出来。对于平面垂直于坐标的面，其加工方法与普通铣床的加工方法一样。对于斜面的加工方法可采用：1.将斜面垫平加工，这是在零件不大或夹具容易实现的价格情况下进行。2.用行切法加工，如图a所示，这样会留有行与行之前的残留余量，最好要由锉工修锉平整，飞机上的整体壁板零件经常用这个方法加工。3.用五左边数控铣床的主轴摆角加工，不留残留余量，效果最好，如图b所示，对于斜面是正面台和斜肋板的表面，可采用成型铣刀加工，也可用五坐标数控铣床加工，但不经济。平面类零件的加工方法曲面类零件一般指具有三维空间曲面的零件。曲面可以是公式曲面，如抛物面、双曲面等，也可以是列表曲面，如图(a)所示。曲面通常由数学模型设计出，因此往往要借助于计算机来编程。

曲面类零件的被加工面不能展开为平面。加工时，铣刀与加工面始终为点接触，一般用球头铣刀采用两轴半或三轴联动的三坐标数控铣床加工。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标数控铣床加工，如模具类零件、叶片类零件、螺旋桨类零件等。（2）曲面类（立体类）零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。这类零件特点是加工面不能展开为平面，但在加工中，铣刀圆周与加工面接触的瞬间为一条直线。图所示是飞机上的一种变斜角梁椽条，该零件在第2肋至第5肋的斜角从3º10′均匀变化为2º32′，从第5肋至第9肋再均匀变化为1º20′，从第9肋至第12肋又均匀变化至0º。变斜角类零件一般采用4轴或5轴联动的数控铣床加工，也可以在第3轴数控铣床上通过两轴联动用鼓形铣刀分层近似加工，但精度稍差。图2.4-8变斜角类零件（3）变斜角类零件孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔、台阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件，一般是孔的位置要求较高的零件，如圆周分布孔，行列均布孔等，如图所示，其加工方法为钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹等。（4）孔类零件（5）其他在普通铣床上难加工的零件①形状复杂，尺寸繁多，划线与检测均较困难，在普通铣床上加工又难以观察和控制的零件。②高精度零件③一致性要求好的零件

虽然数控铣床加工范围广泛，但是因受数控铣床自身特点的制约，某些零件仍不适合在数控铣床上加工。如简单的粗加工面，加工余量不太充分或很不均匀的毛坯零件，以及生产批量特别大，而精度要求又不高的零件等。数控系统和铣削加工的主要功能1.点位控制功能

此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。

2.连续轮廓控制功能

此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。

3.刀具半径补偿功能

此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编程时的复杂数值计算。

4.刀具长度补偿功能

此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。

5.比例及镜像加工功能

比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。数控系统和铣削加工的主要功能6.旋转功能

该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。

7.子程序调用功能

有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的加工。

8.宏程序功能

该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。

2.4.2数控铣削加工内容的选择

一般情况下，一个零件并非全部的铣削表面都要采用数控铣床加工，应根据零件的加工要求和企业的生产条件来确定适合于数控铣床加工的表面和内容。通常选用以下内容进行数控铣削加工：①由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的平面轮廓；②空间的曲线和曲面；③形状虽然简单，但尺寸繁多，划线与检测均较困难得部位；④用普通铣床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等；⑤有严格位置尺寸要求的孔或平面；⑥能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状；⑦采用数控铣削加工能有效提高生产率，减轻劳动强度的一般加工内容。而像一些加工余量大且又不均匀的表面，在机床上占机调整和准备时间较长的加工内容，简单粗加工表面，毛坯余量不充分或不太稳定的部位等则不宜采用数控铣削加工。2.4.2数控铣削加工工艺的主要内容2.4.2.3零件图的工艺性分析关于数控加工的零件图和结构工艺性分析，在前面已作介绍，下面结合数控铣削加工的特点作进一步说明。1.零件图分析①零件的形状与结构。检查零件的形状、结构在加工中是否会产生干涉或无法加工，是否妨碍刀具的运动。②零件的尺寸标注。检查零件的尺寸标注是否正确且完整，零件各几何要素的关系是否明确且充分，是否有利于编程，尺寸标注是否有矛盾，各项公差是否符合加工条件等。③零件的技术要求。分析零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等，确保在现有的加工条件下能达到零件的加工要求。④零件的材料。了解零件材料的牌号、切削性能及热处理要求，以便合理地选择刀具和切削参数，并合理地制定出加工工艺和加工顺序等。①零件的内型和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀、对刀次数，提高生产率。②内槽圆角和内轮廓圆弧不应太小a）b）图2.4-9内槽圆角对加工工艺的影响a）工艺性不好（b）工艺性好2.零件结构工艺性分析2.4.2.3零件图的工艺性分析③铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大图2.4.10槽底圆角对加工工艺的影响铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r（D为铣刀直径），当D一定时，r越大，铣刀端刃铣削平面的面积越小，加工表面的能力越差，工艺性也越差。有关数控铣削工件的结构工艺性图例见表5-1.第二节镗铣数控加工及其手工编程2、镗铣数控加工中的基本工艺问题

工件坐标系的确定及程序原点的设置

安全高度

刀具半径补偿

a)合理方式b)不合理方式建立刀补半径补偿第二节镗铣数控加工及其手工编程刀具半径确定

对于铣削加工，精加工刀具半径选择的主要依据是零件加工轮廓和加工轮廓凹处的最小曲率半径或圆弧半径。刀具半径应小于该最小曲率半径值。

第二节镗铣数控加工及其手工编程进刀/退刀方式

a)切线方向进刀b)侧向进刀第二节镗铣数控加工及其手工编程刀具长度补偿指令1、刀具长度补偿G43、G44指令的含义G43、G44为刀具的长度补偿指令，当实际刀具长度与编程的标准长度不一致时，可通过刀具长度补偿功能实现对刀具长度差值的补偿。指令格式：其中，G43为刀具的正补偿，它是对刀具编程终点加上一个刀具长度偏差量的运算，G44为刀具的负补偿，它是对刀具编程终点减去一个刀具长度偏差量的运算。Z为目标点坐标，H为刀具长度补偿值的存储地址。执行G43时，（刀具短，离开工件补偿）Z实际值=Z指令值+（Hxx）4.刀具长度补偿指令格式执行G44时，（刀具长，趋近工件补偿）Z实际值=Z指令值-（Hxx）

根据H存储地址所存的值有正有负，在运用时，结合刀具的长短正确选择G43，G44指令。如图所示，编程时可有四种情况：设Z100，偏差量Δ2mm,程序段为：（1）G90G01G43Z100H01；（H01+2,100+2），此时刀具短，输入偏差值为Δ+2mm（2）G90G01G44Z100H01；（H01+2,100-2），此时刀具长，输入偏差值为Δ+2mm1.刀具长度补偿刀具长度补偿指令多把刀加工示例（3）G90G01G43Z100H01；[H01-2,100+（-2）]，此时刀具长

，输入偏差值为Δ-2mm（4）G90G01G44Z100H01；（H01+2,100-2），此时刀具短，输入偏差值为Δ-2mm3.刀具长度补偿指令格式这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果：指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。因此一般情况下，为避免指令输入或使用时失误，可根据操作者习惯采用两种方式：只用指令G43，H设正值或负值：H只设正值，用指令G43或G44。

以下介绍使用较多的第一种情况。指令格式中Z值可以为0，但H0或H00将取消刀具长度补偿，与G49(G40)效果等同，因为0号偏值寄存器被NC永远置0。

一般情况下，为避免失误，通过设定参数使刀具长度补偿只对Z轴有效。例如当前指令为G43XH;时，X轴的移动并没有被补偿。被补偿的偏置值由H后面的代码指定。例如H1设20.、H2设-30.，当指令“G43Z100.H1;”时，Z轴将移动至120.处：而当指令“G43Z100.H2;”时，Z轴将移动至70.处。

G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时，NC将首先执行G43(G44)。例如：刀具长度偏置存储器H01中存放的刀具长度值为11，对于数控铣床，执行语句G90G01G43Z-15H01后，刀具实际运动到Z（-15+11）=Z-4的位置；设（H02）=200mm时N1G92X0Y0Z0；设定当前点O为程序零点N2G90G00G44Z10.0H02；指定点A，实到点BN3G01Z-20.0；实到点CN4Z10.0；实际返回点BN5G00G40Z0；实际返回点O5.编程实例N1Z0N2Z10-200=-190N3Z-20.0-200=-220N4Z10.0-200=-190N5Z0补偿后相当于坐标系下移了200mm使用G43、G44相当于平移了Z轴原点。应用：在机床上有时可用提高Z轴位置的方法来校验运行程序。图中OXY:机床坐标系，O′X′Y′Z′:工件坐标系，图中的相对位置表示工件在机床上安装后，工件坐标系与机床坐标系的相对位置。X′Y

35300100R100R10010050100O′Y′OXZ′

3510070200Z第二节镗铣数控加工及其手工编程编程方式：工件坐标系编程参数编程单位：mm，刀具半径(D01)：8mm

，主轴转速：400r/min

进给速度：250mm/minX′Y

35300100R100R10010050100O′Y′OXZ′

3510070Z200第6节镗铣数控加工及其手工编程、工件坐标系：G54指令）N01G54G00X0Y0Z35；N02G90G17G00G42D01X-250Y-50S400M03M08；N03Z-40；N04G01X100F250；N05X0Y250；N06G03X-100Y150J-100；N07G02X-200Y50I-100；N08G01Y-70；N09G00G40Z35M05M09；N10X0Y0N11M30；X′Y

35300100R100R10010050100O′Y′OXZ′

3510070Z200第2节镗铣数控加工及其手工编程相对（增量）坐标编程N01G54G00X0Y0Z35；N01G01G17G42D01G00X-250Y-50S400M03M08；N02Z-40；N03G01X350F250；N04X-100Y300；N05G03X-100Y-100J-100；N06G02X-100Y-100I-100；N07G01Y-120；N08G00G40Z75M05M09；N09X200Y70；N10M30；X′Y

35300100R100R10010050100O′Y′OXZ′

3510070200第二节镗铣数控加工及其手工编程O0001N10G90G54G00X-50Y-50Z300;N20S800M03;N30G43G00H12;N40G00Z5;N50G01Z-20;N60M98P1010;N70Z-45F300;N80M98P1010;N90G00Z300;N100M30O1010N10G42G01X-30Y0F300D12M08;N20X100;N30G02X300R100;N40G01X400;N50Y300;N60G03X0R200;N70G01Y-30;N80G01X-50Y-50;N90M09;N100M99;