数控车床程序的编制与生产实例

第6章数控车床【学习目标】1．了解数控车床的功能和结构，掌握数控车床的加工特点2．熟悉数控车床常用的编程指令和编程方式3．熟悉国产华中数控系统在指令格式上与FANUC系统的区别4．熟练掌握典型车削类零件的加工程序编制方法和宏程序的应用6.1数控车床简介

数控车床是当今应用较为广泛的数控机床之一，它主要用于加工轴类、盘类等回转体零件的内外圆柱面，任意角度的内外圆锥面，复杂回转内外曲面，圆柱、圆锥螺纹等，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等切削加工。6.1.1数控车床加工特点

数控车床与普通车床相比较，主要具有以下一些特点：①高精度②高效率③高柔性④工艺能力强⑤高可靠性6.1.2数控车床的组成及分类

1．数控车床的组成数控车床由车床主体、数控装置、伺服系统、辅助装置等几部分组成数控车床6.2数控车床程序的编制

6.2.1数控车床系统的功能数控车床系统的主要功能包括准备功能、辅助功能、进给速度功能、主轴转速功能、刀具功能等。1．准备功能（G功能）准备功能也称G功能或G代码，它是用来指令车床工作方式或控制系统工作方式的一种命令，G功能由地址符G和其后的两位数字组成（00～99），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。G代码组别功能G代码组别功能G0001定位（快速移动）G3301攻丝循环*G01直线插补（切削进给）G3401变螺距螺纹切削G02圆弧插补CW（顺时针）*G4004刀尖半径补偿（选配）G03圆弧插补CCW（逆时针）G41G0400暂停，准停G42G28返回参考点（机械原点）G5000坐标系设定G3201螺纹切削G6500宏程序命令FANUC0i系统常用的G功能一览表G代码组别功能G代码组别功能G7000精加工循环G9001外圆，内圆车削循环G71外圆粗车循环G92螺纹切削循环G72端面粗车循环G94端面切削循环G73封闭切削循环G9602恒线速开G74端面深孔加工循环G97恒线速关G75外圆，内圆切槽循环*G9803每分进给G76复合型螺纹切削循环G99每转进给FANUC0i系统常用的G功能一览表2．辅助功能（M功能）辅助功能也称M功能，由地址符M和其后的两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作，如表示主轴的旋转方向、启动、停止，切削液的开关等功能。M代码功能M代码功能M00程序停止M08切削液开启M01程序选择性停止M09切削液关闭M02程序结束M30程序结束，返回开头M03主轴正转M98调用子程序M04主轴反转M99子程序结束M05主轴停止FANUC0i系统常用的M功能一览表3．S、F和T功能（1）S功能S功能即主轴转速指令功能，它是由地址符S及其后面的数字表示，用来指定车床的主轴速度，需配合指令G96和指令G97来使用。（2）F功能F功能即进给速度功能，用来指定车刀车削表面时的走刀速度。（3）T功能T功能即刀具功能，用来指定加工中所用的刀具号及其所调用的刀具补偿号，一般T后面可有4位数值，前2位表示刀具号，后2位表示刀具补偿号。6.2.2数控车床的基本编程指令1．编程中的有关规定（1）数控车床坐标系数控车床一般是两坐标机床（X轴、Z轴）。随着数控车床刀架的位置不同，坐标系的方位不同数控车床坐标系的两种形式（2）数控车床的编程方式①直径编程和半径编程。②绝对编程和相对编程。数控车床编程方法2．G00与G01指令（快速定位与直线插补）指令格式：G00Ｘ(Ｕ)_Ｚ(Ｗ)_；Ｇ01Ｘ(Ｕ)_Ｚ(Ｗ)_Ｆ_；①Ｘ_Ｚ_表示目标点绝对坐标。②Ｕ_Ｗ_表示目标点相对刀具当前点的相对坐标位移。③X(U)坐标按直径输入。3．G02/G03指令（圆弧插补）指令格式：

X（U）_Z（W）_F

;顺时针圆弧插补（G02）与逆时针圆弧插补（G03）的判断方法：沿着弧所在平面（如ＸＺ平面）的正法线方向（+Y轴）向负方向（−Y轴）观察，圆弧插补按顺时针方向为Ｇ02，逆时针方向为Ｇ03，如图6-7所示。顺圆与逆圆的判别项目命令指定内容意义1G02回转方向顺时针转CWG03逆时针转CCW2X_Z_终点位置绝对方式工件坐标系中圆弧终点位置坐标U_W_相对方式圆弧终点相对始点的坐标3I_K_从始点到圆心的距离圆心相对起点的位置坐标R圆弧半径圆弧半径4F进给速度圆弧的切线速度圆弧插补指令说明4．G04（暂停）指令格式：G04X_；或G04P_；①X表示指定时间，单位为s（秒），允许使用小数点，如G04X2.0表示暂停2s。②P表示指定时间，单位为ms（毫秒），不允许使用小数点，如G04P2000也表示暂停2s。③G04常用于车槽、镗孔、钻孔指令后，以提高表面质量及有利于铁屑充分排出。5．G41/G42/G40（刀尖圆角半径补偿）（1）刀尖半径补偿Ｇ40：取消刀尖半径补偿，这时，刀尖运动轨迹与编程轨迹重合。Ｇ41：刀尖半径左补偿，即操作者处于+Y轴向−Y轴观察，并沿着车刀进给方向看，车刀在工件的左侧，称左刀补Ｇ42：刀尖半径右补偿，即操作者处于+Y轴向−Y轴观察，并沿着刀具进给方向看，车刀在工件的右侧，称右刀补（2）圣指令格招式X（U稍）Z（W巧）;（3）亦刀尖的冈方位刀尖方位蒙的规定（必前置刀架玻）（4）补锻偿值的设替定刀具补宅偿的设挽定6．G墓90与判G94那指令（望简单固抖定循环雀）（1）内梳、外圆切缸削循环G讨90指令格做式：G备90生X(佳U)Z(W常)RF;①执足行该指秘令刀具温从循环楚起点开着始按A→B→C→D→A作循环运狸动，最后汪又回到循寺环起点。②Ｘ欺_Ｚ_鸟为切削拘终点（雄C点）刊的坐标出；U_期W_殖为切削肥终点（要C点）链相对于闹循环始贼点（A钢点）的俊位移量喷。③Ｒ识_为锥勉体面切怠削始点导与切削姑终点的怨半径差④Ｆ_皮进给速度辨。G90示外形加晋工循环（2）尊端面切驰削循环轮G94指令格浴式：G惕94特X(臣U)Z(策W)RF;①如图跳6-20药所示，执拥行该指令战刀具从循诱环起点开滩始按A→B→C→D→A作循环奶运动，摸最后又涝回到循疫环起点塌。②Ｘ裂_Ｚ_涨为切削堂终点（C点）的宾坐标；送U_W习_为切氧削终点单（C点）相对摇于循环始嗽点（A点）的激位移量蛇。③Ｒ补_为锥有体面切疗削始点将与切削照终点在Z轴方向偏的差，桥即Zb−Zc，如伪图6-汪21所株示；当波R=0剂时，即禽为切削漏端平面猾，可省臣略。④Ｆ_逼进给速度Ｇ94车圾削端面循碧环轨迹Ｇ94品车削带吸有锥度怨的端面蓄循环轨鹿迹G94诱切削循佩环例图7．G卖70、批G71副、G7酷2、G爹73、以G75扛指令（读复合固销定循环届）（1）尘Ｇ71剪（内、者外径粗麦车循环创）G71指猜令通过与Z轴平行的厘运动来实托现内孔、汽外圆加工塔，常用刻于毛坯炮为棒料仗的粗加防工。指令格式侄：G00勺XZ；Ｇ71湾Ｕ∆dＲe；Ｇ71驰ＰnsＱnfＵ∆uＷ∆wＦf；G71峰外径粗饿车循环碎路线图①，为粗车把循环起蝇刀点位仆置②∆d本为循环切殃削过程中碍径向的背景吃刀量，饰半径值。罢单位为m厕m。③e为骗循环切削班过程中径时向的退刀汇量，半径继值，单位获为mm。④ns莫为精加工削形状程序谜段中的开法始程序段危号。⑤n伐f为精搞加工形辨状程序凡段中的慨结束程历序段号⑥∆u皱为Ｘ轴方向的饼精加工余搏量，直径填值，单位炸为mm。罗在圆筒毛京坯料粗镗萍内孔时，更应指定为娱负值。⑦∆w框为Ｚ轴方向装的精加挎工余量宫，单位从为mm纪。⑧f为厕粗加工循盯环中的进习给速度。编程时册注意以烤下几点瓜。①在灶使用Ｇ枪71进悬行粗加茫工循环乓时，只父有含在浑Ｇ71美程序段单中的Ｆ望、Ｓ、厘Ｔ功能吴才有效茎。而包妈含在n爹s→n肃f精加削工形状定程序段峡中的Ｆ防、Ｓ、阀Ｔ功能煌，对粗承车循环晕无效。②在锄A—A'间顺序号急ns的程寨序段中只淘能含有G讽00或G委01指令粒，而且必拳须指定，陈也不能含番有Z轴指令。③A'→Ｂ必须美符合Ｘ、Ｚ轴方向懒的单调环增大或闷减少的激模式,惊即一直王增大或孩一直减命小。④在加相工循环中窝可以进行你刀具补偿堂。（2）G讽70（精笼车循环）G70指随令用于切纳除G71猫或G73江指令粗加编工后留下丑的加工余汉量指令格恰式：G00赏X抽Z；Ｇ70授ＰnsＱnfＦf；程序段中冬各地址的鸡含义同G船71。（3）Ｇ72（端面粗洲加工循环璃）G72指细令通过与X轴平行益的运动涌来实现暮内外圆乱端面粗准加工，勿常用于返径向尺近寸大，捡轴向尺挽寸较小义的零件剃粗车加边工。指令格霸式：G00姿X览Z；Ｇ72纺W∆dＲe；Ｇ72猾ＰnsＱnfＵ∆uＷ∆wＦf；G72敌端面粗袭车循环盲路线图编程时投注意以暂下几点莲。①在使牵用Ｇ72糊进行粗加然工循环时菠，只有含肚在Ｇ72木程序段中贝的Ｆ、Ｓ蜂、Ｔ功能熄才有效。朽而包含在忙ns→n切f精加工榴形状程序雁段中的Ｆ受、Ｓ、Ｔ继功能，对盆粗车循环贴无效。②在A—间顺序号怠ns的程蜻序段中只印能含有G亭00或G棕01指令威，而且必枣须指定，剥且不能含庭有X轴指令。③→Ｂ之间必须桃符合Ｘ轴、Ｚ轴方向的织单调增大馒或减少的稍模式，即丸一直增大忆或一直减休小。④在加液工循环中裳可以进行喜刀具补偿兄。（4）纯G73岸（仿形贡粗车循级环）G73仿爪形切削循峰环就是按旧照一定的义切削形状丧逐渐地接宪近最终形肺状。指令格晕式：G00名X闹Z贪；Ｇ73祸ＵiＷkＲd；Ｇ73流ＰnsＱnfＵ∆uＷ∆wＦf；①i为X轴严方向退刀惜总距离及漫方向，半储径值；②k为Z吧轴方向垒退刀总拢距离及拒方向；③d为走分割次数撞，等于粗裹车次数。其他各项爸与G71赔相同。G73仿刑形粗车循查环路线图（5）G桌75（切女槽循环指乱令）G75靠指令主奋要用于担加工径平向环形秀槽。加马工中径向断续切罢削起到断僻屑、及时含排屑的作龙用，特别适合加工该宽槽。指令格式霜：G00刺Xα1Zβ1；Ｇ75农R∆e；Ｇ75讲Xα2Zβ2PΔiQΔkRΔwFf；①α1、β1为切槽逼起始点伯坐标。②α2为槽底殃直径。③β2为切槽醉时的Z向终点位相置坐标，吸同样与切红槽起始位舍置有关④∆e给为切槽过底程中径向目的退刀量绢，半径值等，单位为滴mm。⑤Δi为切槽粪过程中乡丰径向的淹每次切捆入量，协半径值烦，单位合为μm敌。⑥Δk捡为沿径向例切完一个侍刀宽后退近出，在Z向的移动嗓量，单位析为μm，钥但必须注肉意其值应鸣小于刀宽睁。⑦Δ费w为刀果具切到有槽底后食，在槽格底沿−套Z方向步的退刀执量，单毕位为μ刺m，注丹意：尽饲量不要息设置数骄值，取编0，以授免断刀狭。8．螺纹阴加工（1）划G32焰（单行乖程螺纹挖切削指恩令）指令格式讨：G32并Ｘ（Ｕ粮）_Ｚ（左Ｗ）_Ｆ购_Q_；①Ｘ（管Ｕ）_Ｚ趴（Ｗ）_裹与G00钓相同。②Ｆ_连为螺纹导鄙程。如α≤45命°，Z轴为长奖轴，螺镰距是L密z；如α＞45°善，X轴为长轴桶，螺距是桶Lx。③Q_衫为螺纹起浙始角。该乓值为不带记小数点的仿非模态值衰。如果是哲单线螺纹途，则该值科不用制定米，这时该莫值为0；翻若是双线梢螺纹，Q勇值为18海0

00为0。（2）G粉92（单剖一循环螺常纹切削指臂令）指令格式溉：Ｇ92俭Ｘ（Ｕ渴）_Ｚ（局Ｗ）_眼R_Ｆ_岭；①执因行该指御令刀具员从循环嫌起点开裕始按A→B→C→D→A作循环运侵动，最后波又回到循韵环起点。②Ｘ_利Ｚ_为切酷削终点（C点）的升坐标；美U_W虾_为切锡削终点柏（C点）相对与于循环始取点（A点时）的位移悉量。③Ｒ扛_为螺查纹切削宴始点与央切削终麦点的半救径差，湾即Rb土−Rc猫；加工赵圆柱螺型纹时，间R为0茄，表示藏加工圆容柱螺纹缝，可省林略。④如果淋螺纹牙型象较深、螺伴距较大，厕可分几次围进给。每贝次进给的区背吃刀量膨用螺纹深教度减精加走工背吃刀告量所得的蝇差按递减软规律分配滴。螺纹切酱削单一吩循环指险令G9壁2米制螺纹螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598背吃刀量及切削次数1次0.60.80.81.01.21.51.52次0.40.50.60.70.70.70.83次0.20.30.50.60.60.60.64次0.10.20.40.40.40.60.65次0.150.20.40.40.40.46次0.10.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2常用螺纹底切削的进额给次数与桃背吃刀量（3）G迈76（复属合循环螺淹纹切削指逆令）指令格扇式：G76另PmraQdmi圣nRdG76访X塌(帅U)Z(柳W)RiPkQdFf①m为朋精加工最违终重复次农数（1～驼99）。②r为沃倒角量。③a为娱刀尖的角古度。④dmin化为最小切吼入量（用情半径值指臭定）。⑤d床为精加周工余量巡寿。⑥X（蜂U）Z（偏W）为螺护纹切削终但点坐标（漫绝对坐标额或相对坐骑标）。⑦i为至螺纹锥度超。⑧k弯为螺纹给牙形的丛高度（渴用半径好值指令x轴方向尺的距离爸）。⑨d为第1砍次的切入演量（半径栏值，无符咳号）。⑩f为泰螺纹的导超程。G76指龄令运动轨莲迹9．子程泡序调用在加工鸭工件时怀，当相美同的切吉削路线和重复出傍现，可以把侮这类路彻径作为医子程序锋编写，怜先存储霜起来，再掉多次调柄用，使址程序简搏化。格式：M屠98P愉□□□途XXXX跟X其中，X久XXX为蒸要调用的絮子程序号透；□□□煤为重复调用次尚数，省略好为一次6.2.午3华樱中数控系惊统编程指透令1．复合灿循环指令（1）G脸71（内傍/外径粗肿车复合循颂环指令）①无凹符槽加工时指令格圾式：G帖00记X狱Z捏；Ｇ71睡Ｕ∆dＲrＰnsＱnfX∆xZ∆zＦf；指令中士的各地百址参数陈与FA楚NUC面0i竖系统相框同，不再赘述。树不同之处削在于华中宏数控系统当将所有地址写在一杀行，且X轴方向导的精加纵工余量宝和Z轴方向的精田加工余讨量分别剧用地址X和地址Z描述。②有达凹槽加马工时指令格房诚式：G处00乓X流Z；Ｇ71宣Ｕ∆dＲrＰnsＱnfEeＦf；e为精谦加工余凉量，为X方向的懂等高距望离，外裂径切削时为正创，内径切泼削时为负读。其余各计项同前。（2）债G73会（仿形寄粗车复习合循环斑指令）指令格式夸：G00馒X写Z；Ｇ73欠Ｕ∆iW∆kＲrＰnsＱnfX∆xZ∆zＦf；i为X轴方向盈的粗加睡工总余应量，k为Z轴方向的粗加工总夹余量，r劣为粗切削辉次数。其农余各项的堆含义同G7右1指令。（3）委G76刃（螺纹蚊切削复边合循环句指令）使用复合劝循环指令盟G76，犯刀具会自倍动进行多仆次进给切削庄，只需一肢个指令即团可加工出巧整个螺纹能。指令格式判：G00近X促Z；G76孝CcRrEeAaXxZzIiKkUdVdmin报QdPpFL;①c为以精车次数雨（01～政99），钥必须用两设位数表示萌，为模态零值。②r测为螺纹Z向退尾长透度（00抄～99）陈，为模态趣值。③e扯为螺纹X向退尾成长度（印00～弓99）悦，为模饲态值。④a配为刀尖西的角度企（两位样数字）乡丰，有8坡0°、锄60°砌、55超°、3厨0°、孕29°缩慧和0°折6种泄，为模晃态值。⑤X、踩Z为螺纹列切削终点膨坐标（绝碑对坐标或体相对坐标诵）。⑥i为餐螺纹锥度慕。⑦k为截螺纹牙形孩的高度（界用半径值寄指令X轴方向的期距离）。⑧dmin盾为最小背稳吃刀量（纷半径值）跃。⑨d驶为精加义工余量立（半径交值）；⑩d为第一鼻次背吃刀显量（半径仔值，无符拖号）；P为主豪轴基准胳脉冲处腥距离切舅削起始针点的主盖轴转角卷。L为螺纹货的导程。2．宏程秋序（1）欢宏变量验及常量①宏变牛量：宏变格量范围为慌#0～#莲599，盾分层如下温：#0～跪#49躺：当前揉局部变锯量#50～警#199拜：全局变梯量#20蹲0～#公249亮：0层谜局部变豪量#250昏～#29黎9：1层笑局部变量#300孙～#34苗9：2层汪局部变量#35臂0～#炕399捕：3层货局部变翠量#40乓0～#隆449渐：4层罢局部变叹量#450炉～#59衫9：5层插局部变量#500剪～#54设9：6层戚局部变量#550艰～#59断9：7层栋局部变量②常零量：常满量有P究I、T骂RUE析、FA惜LSE醉。PI：圆哗周率π。TRUE老：条件成签立（真）烘。FALS绩E：条件粗不成立（魔假）。2）运算陆符与表达登式①算拴术运算言符：+塌、−、短×、/兽。②条冤件运算礼符：E奴Q（=夕）、N答E（≠诱）、G预T（＞梳）、G办E（≥罗）、L忽T（＜陈）、L辫E（≤捐）。③逻槐辑运算物符：A堪ND、喇OR、坑NOT零。④函数鞋：SIN哨（正弦）盲、COS旁（余弦）蠢、TAN捎（正切）纺、ATA烈N（反正疑切）、A颠BS（绝解对值）、疲INT（妨取整）、肠SIGN骄（取符号丧）、SQ束RT（开情方）、E狐XP（指镇数）。⑤表欢达式：摇用运算屿符连接感起来的霉常数、才宏变量贼构成表冻达式，浮例如：低[#1造+#3牧]/2烦+2，财SQR长T[#出1*#数1−#羞18*笼#18贷]。（3）赋族值语句把常数旨或表达醒式的值妇赋给一仔个宏变墨量称为待赋值。格式：截宏变量备=常数笋或表达教式例如：#粱1=10钥，#11男2=#6糖*COS惯[#10困0]（4）条隶件判断语粒句（IF拆,ELS捎E,EN雕DIF）格式：①I较F条件珠表达式……ELS竭E……END抚IF②I厅F条件涨表达式……ENDI虽F（5）循铜环语句（匀WHIL耗E,EN洗DW）格式：WHIL皆E条件切表达式……END瓣W6.3数界控车床编借程生产实侦例6.3渴.1剥轴类西零件用数控神车床完积成如图尝所示轴阻类零件渐加工。乐材料为45钢巡寿，毛坯为45×怒100腿，按照垒图样要逮求完成节点、换基点计青算，设们定工件逝坐标系狐，制定递正确的工艺桑方案，谷选择合团理的刀信具和切鲁削工艺抓参数，编聚制数控饲加工程释序（以祖华中数红控系统凭指令编程）。轴类零件翼编程实例1．工艺毯路线①工件筋的外形有R20凹乌圆弧，姿故可用早有凹槽厕的外径庭粗加工杨复合循狼环G7咏1指令景进行粗饱加工。②车槽9×4遵。③加工没M12×显2外螺纹搜。④切尤断，放赚1

m蠢m长度独余量。⑤调头奋车端面保灶总长。2．刀具金的选择3．切削化参数的选夫择机床：数控车床（HNC—21/22T）加工数据表工序加工内容刀具刀具类型主轴转速（r/min）进给量（mm/min）刀尖圆角半径补偿1粗车轮廓T193°外圆车刀600150有R0.42精车轮廓T293°外圆车刀80有R0.23切槽T3刀宽4

mm切断刀40025无4车外螺纹T460°外螺纹刀500无5切断T3刀宽4

mm切断刀40025无6调头车端面T193°外圆车刀轴类零件慎各工序刀瞒具的切削咬参数6.3森.2还套类覆零件用数控冒车床完纹成图所盾示套类错零件的徒加工。塌材料为45格钢，毛缸坯为40×大100害，预制兴孔20，开按照图样要求诱完成节点补、基点计山算，设定榨工件坐标系，制定墨正确的工敏艺方案，浅选择合理推的刀具和切削工拉艺参数酿，编制泰数控加搭工程序好以FA奶NUC楚数控系统指爪令编程）伴。套类零咸件编程尖实例1．工艺默路线①工纪件的外捏形在Z方向的咽轨迹非乒单调增絮或单减微趋势，垄故可用铺G73蹦指令粗股加工。②用之G70篇指令精史加工外农形。③用纸G71数指令粗切镗内孔宫。④切内伤槽27×历6及左难侧倒角C2，设辜刀宽为上3

m杏m。⑤车绸M24箭×1.愧5内螺德纹。⑥切面断。2．刀具搏的选择3．切削遵参数的选掌择机床：数控车床

(FANUC0i-TB)加工数据表工序加工内容刀具刀具类型主轴转速（r/min）进给量（mm/min）刀尖圆角半径补偿1粗车外形T193°菱形外圆车刀6000.15有R0.42精车外形T293°菱形外圆车刀1

0000.05有R0.43粗镗内孔T3内孔镗刀4000.15有R0.44精镗内孔T4内孔镗刀8000.05有R0.25切内槽T5内切槽刀4000.05无6车内螺纹T660°内螺纹刀3001.5无7切断T7外切槽刀（3

mm）4000.05套类零建件各工否序刀具些的切削夹参数6.3.迫3圆姐锥曲面类摸零件1．用证宏程序快编写曲但面精加圆工程序灯罩模具（1）间工艺路凳线车灯罩匆模具内惩曲面为窄抛物线帮方程，顽用G0启2或G俭03不适合采加工，摩可应用闯宏程序逐，用G靠01逼封近的方法。（2）截刀具的屠选择