数控运用与维护课件

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。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。全书共XX章其内容分别为切削原理和数控技术应用。本书可作为高等职业职业技术学校、高等专科院校等大专层次的机械类及机电类专业的教学用书，也可供其他工程技术人员参考。主编制作主编制作第1章第5章第4章数控车削工艺第3章第2章金属切削加工第6章第8章第9章第10章第11章第7章数控车削编程数控运用与维护第1章绪论

第1章绪论第1章绪论第1章绪论第7章数控车削编程第7章数控车削编程

7.1单一形状固定循环指令的应用

7.1.2端面切削循环G947.1.1内外径单一形状固定循环指令G907.2内外径复合形状固定循环指令7.2.1内外径粗加工复合车削循环指令G717.2.2常与G71指令配合使用的指令7.2.3端面复合循环G727.2.4仿形加工G73指令7.2.5钻孔、镗孔循环7.2.6切槽复合循环指令G75第7章数控车削编程7.3螺纹的加工指令7.3.1、基本螺纹车削指令G327.3.2螺纹切削循环G927.3.3螺纹切削复合循环G767.4子程序的调用7.5宏程序7.5.1变量及其引用7.5.2常见的运算指令7.5.3宏程序的调用7.5.4宏程序转移与循环7.5.5宏程序的编制方法第7章数控车削编程7.1单一形状固定循环指令的应用单一形状固定循环指令，适用于加工型面较长的单一外圆、内孔表面。一般用于尺寸精度要求不高的表面。7.1.1内外径单一形状固定循环指令G90G90指令车削内、外圆柱面时的程序段格式如下：G90X(U)_Z(W)_(I__)F_；X、Z——绝对编程，每一层循环的终点坐标；U、W――相对编程，每一层循环的终点相对坐标；I――圆锥切削起、终点的半径差；第7章数控车削编程切削过程如图所示。第7章数控车削编程编程实例程序如下：（车圆锥）G00X42Z3;G90X30Z-50F0.3;X21X20F0.2G00X100Z100第7章数控车削编程7.1.2端面切削循环G94端面切削循环G94走刀路线

指令格式G94X(U)

Z(W)

K

FX、Z——每一层走刀路线切削起点对角点的坐标；K——端面圆锥Z向起、终点的坐标分量，K有正负之分；

第7章数控车削编程编程实例如图O1236N110T0101N020M03S700N030G00X42Z2N040G90X35Z-50F0.3N050X30N060G00X32Z10N070G94X10.2Z-5K-10F0.3N080Z0N190Z-5N100Z-10N110Z-15N120Z-19.8N130G94X10Z-20K-10F0.2(最后精车圆锥端面及外圆)N140G00X100Z100N150M30G71指令适用于毛坯表面的车削，一般情况下用于加工棒料毛坯。其走刀路线如图所示。

第7章数控车削编程7.2内外径复合形状固定循环指令当零件的阶台较多，表面要求一致性较高，在粗加工时，常常采用内外径复合形状固定循环指令进行粗加工。7.2.1内外径粗加工复合车削循环指令G71G71走刀路线图1.指令格式G71U（Δd）R（e）G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_N（ns）……N（nf）式中e——退刀时的径向退刀量，半径值；Δd——每次切削深度；ns——精加工走刀路线上第一个程序段顺序号；nf——精加工走刀路线上最后一个程序段顺序号；Δu——径向（X轴方向）的精车余量；Δw——轴向（Z轴方向）的精车余量。第7章数控车削编程注:内外径粗加工指令G71，适用于单调增或单调减的轮廓。既有增，又有减的轮廓不能用该指令。否则会产生过切现象。1.G70——精车循环1）指令格式：G70P（ns）Q（nf）式中ns——精车循环的第一个程序段的顺序号；nf——精车循环最后一个程序段的顺序号。2）注意事项（1）当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70指令精车循环，切除精加工留的余量。（2）精车循环中，只有在ns～nf之间指定的F、S、T才有效。当ns～nf程序段中不指定F、S、T时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令才有效。（3）当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段。（4）G70～G73中ns到nf间的程序段不能调用子程序。2.主轴恒线速指令当工件表面粗糙度要求一致性较高，或工件的直径差较大（如车圆锥）时，为保证表面质量的一致性可采用主轴恒线速功能。1）指令格式：G50SNmaxG96SVc……G97S式中Nmax——主轴最高极限转数;Vc——切削时的线速度;G97——取消主轴恒线速。第7章数控车削编程7.2.2常与G71指令配合使用的指令第7章数控车削编程加工实例01234T0101M03S600G00X114Z10G71U2R1G71P10Q20U0.4F0.3N10G42G00X0G01Z0F0.2G01X32C2Z-30X48Z-60Z-80X80Z-90W-20N20X112W-20N2T0101G50S2000G96S120G70P10Q20GOOG40X200Z100G97S600M30第7章数控车削编程7.2.3端面复合循环G72端面复合循环G72，主要用于加工盘类零件，采用X向切削，Z向上刀的走刀路线如图所示。G72走刀路线图格式：G72W（Δd）R（e）G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_N（ns）……N（nf）式中Δd——Z向上刀量（背吃刀量）；e——Z向退刀量；ns——精加工轮廓第一个程序段段号；nf——精加工轮廓最后一个程序段段号；Δu——精加工X向余量；Δw——Z向精加工余量。注：FANUC系统G72编程时，第一个程序段不允许出现X向进给，否则系统报警O345T0101MO3S400G50S2000G96S80G00X110Z2G72W2R2.G72P10Q20U0.3W0.4F0.3N1N10G41G00Z-64.G01X108X80W10W10X48W8N20W16/M01N2T0101第7章数控车削编程应用举例如图X32Z0G96S120G70P10Q20F0.2G00G40X100Z100G97S600M30仿形加工的用途该指令适合于加工毛坯余量较均匀的铸件或锻件。在表面尺寸有增有减时的零件加工。第7章数控车削编程7.2.4仿形加工G73指令

G73走到路线图……G73U（Δi）W（Δk）R（d）G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_式中Δi车削循环指令——X轴方向的退出距离和方向，即粗车时的径向余量（半径值）；当毛坯外形没有铸造或锻造出来时：Δi=D/2-ɑp（其中D表示）Δk：Z轴方向的退出距离和方向，即粗车时的轴向余量。d：粗车循环次数。总余量除以背吃刀量，圆整后的值。地址符除Δi、Δk、d之外，其余与G71中的含义相同。

第7章数控车削编程仿形加工指令G73格式注：采用仿形加工时，若有凹型面，刀具应选择较小的刀尖角和较大的副偏角，否则副切削刃和工件的已加工表面会产生干涉现象。

第7章数控车削编程应用举例仿形加工G73指令应用例题

O0023T0101M03S600G00X50Z2G73U13R6G73P10Q20U0.4F0.3N10G00X20G01Z0F0.2G01X24Z-2Z-18X30C1Z-28G02X30Z-48R15G03X30Z-58R7.5G01X42Z-66第7章数控车削编程N20G01Z-80G50S200G96S120G70P10Q20G97S600G00X100Z100M30经济型数控车床(FANUC0iMate-TB系统)在孔的加工中常需要钻孔和镗孔。对于深度较小的孔可以采用直接进给，一次切削完成孔的钻削。对于深度较大的孔，为排屑方便可采用啄式钻孔。特别是对于孔径小且深度较大时，断屑镗孔更可有效地避免切屑缠绕在刀具上。啄式钻孔、镗孔的走刀路线如图所示。第7章数控车削编程7.2.5钻孔、镗孔循环G74啄式钻孔、镗孔的走刀路线G74R（e）G74X(U)Z（W）P(Δi)Q（△K）R(△d)F

式中e——每进给一个△K后，Z向回退量，当e≥L工时，为深孔排屑钻孔；Δi——X轴方向的移动量，半径值（μm）；△K——Z方向上的进给移动量（μm）；△d——加工最后的Z向退刀量；F——进给速度。

第7章数控车削编程编程格式：注：1）当X(U)、P(Δi)、R(△d)省略，可用于钻孔加工。该指令是采用往复排屑式钻孔（啄钻），用于较深的孔的加工。2）不省略状态则是镗孔粗加工循环。3）本指令只适合于单一型面的孔加工，复合型面孔的加工，可采用G71指令编程。第7章数控车削编程应用举例编制如图所示的零件内孔的加工程序

第7章数控车削编程零件加工程序切槽复合循环指令G75，主要用于切削宽度较大的沟槽，可实现分刀切削的目的。其走刀路线如图所示。

第7章数控车削编程7.2.6切槽复合循环指令G75切槽复合循环指令走刀路线G75R(e)G75X(U)

Z(W)

P(△i)Q(△k)R(△d)F

式中X(U)、Z(W)——切削终点的坐标；e——X向回退刀量；△i——X方向每次切入的深度（μm）；△k——Z方向每次循环的吃刀量（μm）；△d——工件加工最后的退刀量。第7章数控车削编程指令格式：注：1）△d的设置应根据工件的形状考虑，如果工件沟槽没有预做出形状时，不得设置△d值，否则可能损坏刀具。2）循环起点的设置要考虑对刀的刀位点及刀具的宽度。3）每次切削的宽度，应小于刀头宽度，以保证槽底光滑。若精度较高时，应预留加工余量，最后精加工。

编制如图所示外沟槽的加工程序。外表面已加工完成。采用高速钢切槽刀切槽，刀宽4mm。第7章数控车削编程应用举例O0235T0202；M03S200；G00X42Z-29；M08；G75R1；G75X20Z-45；P10000Q3000F0.1；G00X100；Z100；M30；第7章数控车削编程7.3螺纹的加工指令7.3.1、基本螺纹车削指令G32G32指令是螺纹加工的最基本指令，与其子程序、宏程序配合编辑可实现直进法、左右切削法和斜进法。是大螺距螺纹编程中必不可少的指令，其走刀路线如图7-15所示。螺纹指令G32的走刀路线利用G32指令编程，需要分别把车螺纹的上刀动作、切削进给、X向退刀动作及Z向退刀动作逐一编写，缺一不可（见图中1R、2F、3R、4R）。四个语句只完成一次切削，要实现分层切削需要重复编写。在车螺纹时，在起点处应设立升速段δ1，在退刀时应设置降速段δ2。一般情况下，δ1=（1.5—2）Pδ2=（0.5—1）P第7章数控车削编程G32指令的格式：G00XxaZza（定位到螺纹的起点）G32XxbZzbFp（螺纹切削）G00XxcG00Zza式中xa、za——螺纹起点坐标；xb、zb——螺纹终点坐标；P——螺纹导程。

当G32XxbZzbFp中省略X坐标，即G32ZzbFp时，则为加工圆柱螺纹。第7章数控车削编程应用举例编写如图所示零件的加工程序O0324T0303M03S600G00X34Z4G00X29G32Z-62F2G00X34Z4G00X28G32Z-62F2G00X34Z4G00X27.6G32Z-62F2G00X34Z100M30第7章数控车削编程7.3.2螺纹切削循环G92G76指令是斜进法车削螺纹指令。该指令一经指定，就可自动完成螺纹的全部加工，是螺纹指令中最简洁的一种。切削中，第一刀的切深为Δd，以后每一层的切深，按第一刀切削深度递减。第n层的递减量为：当递减到最小切深Δdmin时，不再递减。该指令可实现螺纹的粗、精加工。其走刀路线如图7-17所示。第7章数控车削编程7.3.3螺纹切削复合循环G76第7章数控车削编程指令格式G76P(m)（r）(a)Q(Δdmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(Δd)F式中m——螺纹精加工的次数;r——螺纹的退尾长度参数,用两位数字计数（00—99），其换算公式为：r=Lr/0.1p,（即以0.1倍的螺距为单位长度），所得的数值圆整后就是换算后的r值，式中Lr——螺纹退尾长度（mm），P——螺纹螺距；a——螺纹的牙形角的度数；Δdmin——螺纹的最小切深（μm）；d——精加工余量（mm），直径量；X(U)、Z(W)——螺纹终点坐标值，图7-17C点位置；r——圆锥螺纹半径差。i=0时为圆柱螺纹，可省略；k——螺纹的牙形高，半径量；Δd——第一刀的切削深度。第7章数控车削编程应用举例编写如图所示零件的加工程序

工艺分析：该工件为双线螺纹，且牙形深度较大，应采用斜进法加工。在完成第一条螺旋线后，采用轴向分线法加工第二条螺旋线。斜进法车削螺纹应用例题第7章数控车削编程０1235N1T0101M03S600G00X40Z2G90X36Z-64F0.2X32X29.8G00X26G01Z0G01X30Z-3G00X100Z100M00N2T0202M03S400G00X32Z-64G01X22F0.1G00X100G00Z100M00N3T0303M03S600G00X354Z10（车第一条螺旋线）G76P020190Q100R0.1G76X25.1Z-62P1950Q600F6G00X40Z13（车第二条螺旋线）G76P020190Q100R0.15G76X25.1Z-62P1950Q600F6G00X100Z100M03在编程时，对程序中有一些顺序固定或反复出现的加工图形，可将其写成子程序，然后由主程序来调用，这样可以大大简化整个程序的编写。加工时CNC系统先按主程序指令运行，在主程序中遇见调用子程序的指令时，将开始按子程序的指令运行；在子程序中遇见调用结束指令时，自动返回并将控制权重新交给主程序。加工中不但主程序可以调用子程序，子程序也可以调用其他的子程序，这就是子程序的嵌套。子程序一般最多可以嵌套8层。在FUNAC0iMate—TB中,最多可嵌套4层。1.子程序的调用指令不同的数控系统子程序的调用格式不尽相同，常见的有如下两种：1）M98P*******式中后4位数字是子程序号；前三位是重复调用该子程序的次数，当不指定重复次数时默认调用一次。2）M98P****L***式中P后数字是子程序号；L后的数值代表重复调用该子程序的次数。子程序的编制时，必须要有单独的程序名。子程序的最后必须用M99结束。执行M99指令后，退出子程序，返回主程序继续执行。第7章数控车削编程7.4子程序的调用应用举例第7章数控车削编程该工件有梯形螺纹、三角螺纹及尺寸精度要求较高的加工表面，采用一夹一顶的装夹方法。根据精度要求，分粗、精加工进行。在粗车外圆后，打另一端顶尖孔，先加工左端，梯形螺纹外径留0.2mm余量，调头粗车另一端。梯形螺纹是加工的难点，梯形螺纹采用X向分层，Z向左右进给的切削方法加工。编程时将螺纹的加工指令编写成子程序，调用子程序。子程序采用相对编程，利用G32指令实现加工时左右切削。轴类零件主要的形位要求是同轴度，必要时可多调一次头，调整两端中心孔的同轴度。精度较高的应采用四爪卡盘装夹，找正的误差要小于0.02mm。也可以采用三爪卡盘，用软卡爪装卡工件，必要时要精修软卡爪。第7章数控车削编程工艺分析O1236N1T0101M03S600G00X45Z2G71U2R2G71P10Q20U0.5F0.3N10G00X20G01Z0F0.2G01X24Z-2G01Z-30G01X28G01Z-50G01X36.2W-3.5N20G01W-105\M00N2第7章数控车削编程加工程序单\T0101M03S600G50S2000G96S120G70P10Q20G97G00X300M30调头(主程序)O1237M03S600G00X38Z2G71U2R2T0101G71P10Q20U0.5F0.3N10G00X23G01Z0G01X26.8Z-2G01Z-30N20G01X36.2W-3.5G00X300T0202S400G00X29Z-30G01X23F0.1G00X300第7章数控车削编程T0303S100M08G00X40Z-20G01X36M98P351238G00X300T0404G00Z2G92X26Z-28F2X25.6X25.2X24.9X24.6X24.5X24.4X24.4G00X300T0101G00X35.9Z-28S900G01Z-80F0.2G00X300Z2M30子程序01238（梯形螺纹程序）G01U-0.2F0.3G32W-65F6G00U10G00W64.6G00U-10G32W-64.6F6G00U10G00W65G00U-10M99第7章数控车削编程常规的主程序和子程序中，总是将一个具体的数值赋给一个地址符。使用宏程序时，数值可以直接指定，也可以用变量指定。当用变量指定时，变量可以由主程序赋值或通过CRT/MDI设定，或在执行用户宏程序本体时赋给计算出的值。用户程序中可以使用多个变量，这些变量可以用变量号来区别。1.变量形式在ISO代码中变量由#号和变量序号组成，如：#ｉ（ｉ＝１，２，３．．．．．．）.变量除用变量序号指定外，还可以用表达式来表示，如：#［#１＋２＊#２］．2.变量的引用将跟随在地址符后的数值用变量来代替的过程称为引用变量。在程序中引用变量，包括给变量赋值和将变量赋给地址符。如：#1=10#2=40（给变量赋值）G01X#3Z-#［#１＋２＊#２］F0.33.变量的类型变量分为局部变量（或称为自变量、参数）、公共变量（或称为全局变量）和系统变量。不同的数控系统中的变量及其用途和性质都不同。变量的与参数对应关系见表7-1变量的分类。第7章数控车削编程7.5宏程序7.5.1变量及其引用第7章数控车削编程变量号变量种类功能FANUCOi#0通常为空该变量总为空变量，没有值赋给该变量。#1～#33局部变量局部变量，只能在宏程序中存储数据。停电时局部变量清空。#1