数控车床加工及其程序编制和数控机床编程及加工

第四章数控车床加工及其

程序编制第一节数控车削加工工艺第二节数控车床程序编制第三节数控车床编程实例德州科技职业学院第一节数控车削加工工艺一、数控车床加工的主要特点第四章数控车床加工及其程序编制1.加工工艺范围：数控车床主要用于加工形状复杂、精度要求高的轴类、盘类等回转体零件。如图4.1所示：加工零件类型德州科技职业学院第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺2.数控车床加工的主要特点：（1）加工灵活、通用性强、能适合产品品种和规格频繁变化的特点；（2）能满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求。德州科技职业学院二、数控车床的类型（4）ＦＭＣ车床：数控车床、机器人等组成柔性加工单元第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院二、按主轴的配置形式分三、按数控系统控制轴数分1.双轴控制数控车床（2）双轴立式数控车床2.四轴控制数控车床第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院三、车削刀具及其主要特点1.数控车刀的特点：第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院四、数控车削加工工艺路线制定1.先粗后精精基准加工好以后，整个零件的加工工序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原则先加工精度要求较高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再进行精加工和光整加工。第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院通常在粗加工时，距离对刀点近的部位先加工，远的部位后加工，以便缩短刀具移动的距离，以减少空行程的时间。3.刀具集中用一把刀加工完相应各部位，再换另外一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀时间。第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院第二节数控车床程序编制一、G功能关于G代码注意：（1）G代码分为续效码和非续效码两类。非续效码只在本程序段内起作用，续效码一直起作用，直至被本组指令取代为止。（2）不同组别的G功能可在同一程序段内使用。（3）G代码中有一些是预设功能，由数控系统内部参数设定。第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院二、M功能

辅助功能字由M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。常用的M功能有：

M00：

程序暂停，可用NC启动命令使程序继续运行；

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：主轴停止；

M06：换刀;

M08：冷却液开；

M09：冷却液关；

M30：程序停止，程序复位到起始位置。

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院三、F、S、T功能

功能:用于指定进给速度，有每转进给和美分钟进给两种。（1）每转进给量编程格式G99F~

F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r例：G99F0.2表示进给量为0.2mm/r（2）每分钟进给量编程格式G98F~

F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min例：G98F100表示进给量为100mm/min

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院2.S功能:指令用于控制主轴转速,它有恒线速度和恒转速两种指令。（1）最高转速限制编程格式G50S～S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000表示最高转速限制为3000r/min（2）恒线速控制编程格式G96S～S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削线速度控制在150m/min。（3）恒转速控制编程格式G97S～S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制用来指定程序中使用的刀具。指令格式：T～，前两位代表刀具号，后两位代表刀具补偿号。例如：T0801指选择8号刀具，用1号刀具补偿。刀具补偿包括长度补偿和半径补偿两部分。德州科技职业学院五、快速定位G00和直线插补G01

1、快速定位G00

快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。

编程格式：G00X(u)～Z(w)～式中X、Z的值是快速点定位的终点坐标值;U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院1、快速定位G00

如所示的定位指令如下：第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.11G00快速定位指令德州科技职业学院2、直线插补G01用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。程序格式：G01X(u)～Z(w)～F～其中：X、Z的值是直线插补的终点坐标值；U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院六.圆弧插补G02、G03

1.顺时针圆弧插补的指令格式:

G02X(U)Z(W)IKF；G02X(U)Z(W)RF；2.逆时针圆弧插补的指令格式：G03X(U)Z(W)IKF；G03X(U)Z(W)RF；注意:（１）圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；（２）I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量;

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院

图（３）规定圆心角α≤180°时，用“+R”表示；α>180°时，用“-R”。所以，R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工（４）圆弧方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图4.1４所示。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院XY（４）圆弧编程实例G02编程如图4.1５所示：G02X50.0Z30.0I25.0F0.3；G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；G02X50.0Z30.0R25.0F0.3；G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制G03编程举例：G03X50.0Z30.0I25.0F0.3；G03U20.0W-20.0I25.0F0.3；G03X50.0Z30.0R25.0F0.3；G03U20.0W-20.0R25.0F0.3；德州科技职业学院七.暂停指令G04G04指令用于暂停进给,其指令格式是：G04P或G04X(U)暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。例如,欲空转2.5s时其程序段为：G04P2500；第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院八.刀具半径补偿指令刀具位于工件左侧（假设工件不动）G41D01刀具位于工件右侧（假设工件不动）G42D01取消刀具补偿G402.刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分：

（1）形成刀具补偿的建立补偿程序段

（2）零件轮廓切削程序段

（3）补偿撤消程序段第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院3.刀具半径补偿指令注意事项:刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲线插补方式下进行，刀具半径补偿一旦建立，在没被取消之前一直有效，编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线。

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制G41指令的刀具运动轨迹如图4.17所示：G42指令的刀具运动轨迹如图4.18所示：德州科技职业学院九.返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：G27X(U)Z(W)X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院十.参考点返回指令G28G28X(U)Z(W)；自动返回参考点，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。十一.参考点返回指令G29G29XZ；此指令的功能是使刀具从参考点返回目标点，其中X、Z为刀具目标点。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图所示，各参数意义如下：δ1、δ2：为切入量与切除量。一般δ1=n×P/400δ2=n×P/1800

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.20螺纹切削轨迹十二.单行程螺纹切削G32(1)指令格式：G32X(U)Z(W)F德州科技职业学院

（２）Ｇ32编程实例

F=4mm,δ1

=3mm,δ2=1.5mm

N100G00U-62

N110G32W-74.5F4N130G00U62

N140W74.5

N150U-64

N160G32W-74.5

N170G00U64

N180W74.5

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院十三.单一固定循环指令G90

1、轴向切削循环指令格式：

（1）圆柱切削指令G90X(U)Z(W)FX(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.22圆柱切削指令德州科技职业学院

（2）圆锥切削循环指令G90指令格式：G90X(U)Z(W)RF该循环主要用于轴类零件的锥面加工。R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值;起于锥端小头时，R为负值。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.23G90圆锥切削指令德州科技职业学院

（1）直端面车削循环

G94X(U)Z(W)F各地址代码含义与G90相同。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院（2）锥端面车削循环G94指令格式：G94X(U)Z(W)RF第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.25G94直端面车削循环德州科技职业学院十五.螺纹切削循环(G92)（1）圆柱螺纹编程格式:G92X(U)

Z(W)

F螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段。走刀路线如如图所示：

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院

（2）圆锥螺纹切削循环G92编程格式：G92X(U)

Z(W)

R(I)Ｆ

利用G92，可以将螺纹切削过程中，从始点出发“切入-切螺纹-退刀-返回始点”的4个动作作为一个循环用一个程序段指令。

运动轨迹如图4.27所示：

第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制圆锥螺纹切削循环德州科技职业学院十六.复合固定循环

（1）轴向粗切削循环G71

G71U(△d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)；

△d——背吃刀量，吃刀深度e——退刀量，提刀量

ns——精加工形状程序段中的开始程序段号；

nf——精加工形状程序段中的结束程序段号；

△u——X轴方向精加工余量；

△w——Z轴方向精加工余量；

f，s，t——F，S，T代码。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制轴向粗切削循环G71运动轨迹如图4.28所示：图4.28G71轴向粗车循环轨迹德州科技职业学院（2）径向粗车循环G72编程格式为

G72U(△d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)参数含义与G71相同走刀轨迹如图4.29所示：第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.29G72径向粗车循环德州科技职业学院（3）封闭切削循环G73编程格式

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

G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)式中i——X轴上总退刀量（半径值）；

k——Z轴上的总退刀量；

d——重复加工次数；刀具运动轨迹如图4.30所示：第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.30G73封闭切削循环德州科技职业学院（4）精加工循环(G70)编程格式：G70P(ns)Q(nf)；其中ns和nf与前述含义相同。在这里G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令都无效，只有ns-nf在程序段中F、S、T才有效。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院（5）螺纹切削多次循环G76编程格式G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)

G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(△d)F(f)

式中：M：精加工重复次数（必须用两位数表示）；R：倒角量；D：精加工余量；△dmin：最小切入量；α：刀尖的角度，

I：螺纹部分半径差(i=0时为圆柱螺纹)；K：螺牙的高度(用半径值指令X轴方向的距离)第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制螺纹切削多次循环G76的运动轨迹如图4.31所示：图4.31G76螺纹切削多次循环德州科技职业学院第三节数控车床编制实例

数控车床编程实例第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√