《数控车削编程》课件

第6章数控车削编程6.1数控车削编程概述6.2车削加工的编程要点一、根本指令的编程方法二、刀具半径补偿三、螺纹车削加工指令四、车削固定循环第6章数控车削编程

6.1数控车削编程概述

一、数控车床的加工特点数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。数控车床能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。第6章数控车削编程数控车削编程中的数学计算并不复杂，因此，数控车削编程根本上能用手工编程。手工编程需要结合零件图形多做练习，才能学会编程方法与技巧且所编程程序准确无误。

二、数控车床的编程特点1.在一个程序段中，绝对值编程或增量值〔相对坐标〕编程用不同的字母区别，也可以两者混合使用。第6章数控车削编程2.采用直径尺寸编程更方便采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可防止尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。

第6章数控车削编程3.进刀和退刀方式

对于车削加工，进退刀时采用快速走刀，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点确实定与工件毛坯余量大小有关，同时考虑刀具半径补偿的建立段。切削起始点确实定

5.当毛坯加工余量较大时，用车床系统的固定循环指令可简化编程。

第6章数控车削编程4.利用刀具半径补偿。

车刀的刀位点在刀尖上，编程时认为它是一个点。但实际的刀尖有圆弧，因此需要设置刀具半径补偿。如果车床没有刀具半径补偿功能，应按刀具路径编程。

第6章数控车削编程1.机床坐标系以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，X轴对应径向，Z轴对应轴向。数控车床的机床原点在主轴旋转中心与卡盘后端面的交点。它是制造和调整机床的根底，一般不允许改变。数控车床坐标系三、数控车床编程中的坐标系

第6章数控车削编程2.参考点机床加工时不能直接利用机床原点，可用参考点。机床参考点由机械挡块或行程开关确定，它是一个固定点，通常在各轴的正向极限位置。通过机床回参考点操作，可自动移动到此点且建立正确的坐标系统。

3.编程坐标系在零件图纸上选定原点而建立的X、Z轴直角坐标系。编程坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致。

第6章数控车削编程数控车床的刀架位置有后置刀架和前置刀架2种，它们的坐标方向不同。后置刀架车床的坐标如图〔b〕所示，前置刀架如图(a)所示。在实际中，对于前置刀架的数控车床通常按(a)图坐标方向操作机床而按后置刀架(b)图坐标编程，这样更加方便，且程序是相同的。选定原点的位置时，需要考虑计算坐标值方便，加工中对刀方便。在车床上原点可以选在工件的左或右端面上，通常选在工件的右端面上。

图〔a〕图〔b〕

四、数控系统功能

第6章数控车削编程不同的数控系统，完成相同功能所使用的代码有所不同，编程时需要查看所使用机床的说明书。我们都以FANUC0i为例说明。如：公制/英制的选择功能。西门子802s/c

G71/G70发那克0iT

G21/G20华中世纪星HNC21/22TG21/G20

6.2车削加工的编程要点一、工件坐标的设定1.工件坐标的设定第6章数控车削编程〔1〕坐标系设定指令(初始位置法)G50X

Z

式中X、Z的值分别为执行此程序段时刀位点在工件坐标中的坐标值。例：按图设置加工坐标的程序段如下：G50X128.7Z375.1；G50指令规定了刀具起点在工件坐标系中的坐标值。

设定加工坐标系

第6章数控车削编程G54~G59指令(通常用G54)要求出当基准刀具的刀尖(刀位点)与工件坐标系原点重合时机床坐标系中的坐标值，把此值输入到数控系统零点偏置存放器中G54的位置〔即把工件坐标原点与机械坐标原点之间的距离输入到G54中去〕。〔2〕选择G54~G59〔零点偏置法〕采用该方式建立工件坐标系，程序中不写G50或G54~G59指令，而是写刀具偏置指令，并在刀具几何偏置中确定刀具长度补偿值。如用1号刀具加工零件，程序中写T0101。〔3〕利用刀具长度补偿功能自动建立工件坐标系和各刀具的长度补偿

第6章数控车削编程恒转速控制G97，常用于数控车削的粗加工，单位r/min如：G97S1200；——表示主轴转速度为1200r/min。〔1〕主轴转速控制2.圆弧插补指令G02/03不管数控车床的刀架位置是后置刀架和前置刀架，编程时都按后置刀架的坐标系编程，因此，也应椐此判别圆弧插补是顺时针还是反时针。3.主轴速度功能指令S用指令G96来设定恒线速度。〔数控车削精加工外表质量高〕如：G96S150；表示切削点切削速度控制在150m/min转速与线速度的转换关系为：

第6章数控车削编程〔2〕线速度控制(恒线速度)恒线速切削例：对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，那么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设置主轴最高转速。用恒定线速度进行切削加工，当切削半径较小时，主轴转速很高，为了完全，必须限定主轴转速。如：G50S2500；——表示主轴最高转速设定为2500r/min。

第6章数控车削编程〔3〕最高转速限制

第6章数控车削编程用于控制切削进给量，单位mm/r或mm/min，数控车削中常用mm/rG98表示进给量单位是mm/min，F后面的数字表示的是每分钟进给量。如：G98F120.0表示进给量为120mm/minG99表示进给量单位是mm/r，F后面的数字表示的是主轴每转进给量。如G99F0.12表示进给量为0.12mm/r4.进给功能指令F

第6章数控车削编程例1：刀具按如图所示的走刀路线进行精加工，设置进给量为0.05mm/r，切削线速度为180m/min，主轴的最高转速为2000r/min，刀具为T01，不考虑刀尖半径补偿，试编程。例1图

第6章数控车削编程O6001； 程序名G21G97G98； 初始化相关G功能； 定义坐标T0101； 换1号车刀，调用1号刀偏G96S180； 恒线速度设定G50S2000； 主轴最高转速限制； a，刀具靠近工件，启动主轴；b，切削靠近工件，切削液开X56.0； c，车端面； d，倒角Z-12.0； e； fZ-47.0； g； hG01X92.0； i； j；k，定位到换刀点，取消刀具补偿M30； 程序结束

第6章数控车削编程编程时，将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角，如下图。要克服因此来带来的误差，需要进行刀具半径补偿。刀尖圆角R

二、刀具半径补偿

第6章数控车削编程如下图，由于存在刀尖半径，对刀时实际利用的是端面切削点和外径切削点在进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的外表加工时，刀尖圆弧是不会产生误差的；在切削锥面或圆弧时，会造成过切或少切现象。刀尖圆角R造成的少切与过切

第6章数控车削编程具有刀具半径补偿功能的数控车床，按零件轮廓编程，在程序中使用刀具半径补偿指令G41/G42，并在控制面板上输入刀具参数值。包括刀具长度补偿量X和Z，刀具半径补偿量R和刀尖方位代号。其中，X和Z通过对刀确定；半径补偿量R可用测刀仪测量后输入；刀尖方位代号按实际位置选择，如下图，右偏刀加工外圆时为3。刀尖位置代号确实定

第6章数控车削编程例2：刀具按如图所示的走刀路线进行精加工，设置进给量为0.05mm/r，切削线速度为150m/min，主轴的例2图最高转速为2000r/min，刀具为T01，试编程。例2图

第6章数控车削编程O6002； 程序名G21G97G98； 初始化相关G功能； 定义坐标T0100； 换1号车刀G96S150； 恒线速度设定G50S2000； 主轴最高转速限制；a，刀具靠近工件，调用1号刀偏，启动主轴G42G01Z0G99F0.05； b，切削靠近工件，刀具半径右补偿X30.0； c，车端面； d，G01Z-20.0； e； f； gG01X110.0； h； i，定位到换刀点，取消刀具补偿M30； 程序结束

第6章数控车削编程螺纹加工的要求：使用恒转速；切削加工次数以及每次的切削深度查表；车削螺纹时主轴的转速有一定的限制；需要设置引入距离δ1和超越距离δ2，δ1通常取2～5mm(大于螺距)，δ2通常取δ1/4。加工螺纹前圆柱直径=公称值-0.13螺距螺纹最小加工直径=螺纹大径-2×0.6495螺距三、螺纹车削加工指令1.单行程螺纹加工的编程格式G32X(U)_Z(W)_F_；式中X、Z是指车削到达的终点坐标；F为螺纹导程。

第6章数控车削编程例3：如图所示，在数控车床加工普通螺纹M20×2.5，切削速度为50m/min，试编程。例3图编程前，应先作以下计算：主轴转速n=(1000×50/3.14×20)≈800r/min进刀段δ1取5mm，退刀段δ2取2mm。螺纹牙底直径=大径－2×牙深=20－0.6495×2.5=16.752mm。2.5螺距的螺纹分6次切削，每次切削深度分别为1.0、0.7、0.6、0.4、0.4、0.15mm

第6章数控车削编程用G32编程如下：O6003； 程序名G21G97G98； 初始化相关G功能；定义坐标T0101； 换1号车刀，调用1号刀偏G97S800M03； 恒转速设定，启动主轴；快速定位，Z5.0为进刀段，切削液开X19.0； 20.0－1.0=19.0； 车螺纹第一次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X18.3； 19.0－0.7=18.3G32Z-32.0； 车螺纹第二次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X17.7； 18.3－0.6=117.7G32Z-32.0； 车螺纹第三次走刀G00X26.0； X方向快速退刀

第6章数控车削编程Z5.0； Z方向快速退刀X17.3； 17.7－0.4=17.3G32Z-32.0； 车螺纹第四次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X16.9； 17.3－0.4=16.9G32Z-32.0； 车螺纹第五次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X16.75； 刀具至螺纹牙底G32Z-32.0； 螺纹最后精车G00X26.0； X方向快速退刀； 定位到换刀点，取消刀具补偿M30； 程序结束

第6章数控车削编程用G92编程如下：O6013； 程序名G21G97G98； 初始化相关G功能； 定义坐标T0101； 换1号车刀，调用1号刀偏G97S800M03； 恒转速设定，启动主轴； 快速定位，Z5.0为进刀段，切削液开； 车螺纹第一次走刀X18.3； 车螺纹第二次走刀X17.7； 车螺纹第三次走刀X17.3； 车螺纹第四次走刀X16.9； 车螺纹第五次走刀X16.75； 螺纹最后精车；定位到换刀点，取消刀具补偿M30； 程序结束

第6章数控车削编程四、车削固定循环1.单一固定循环单一固定循环用一个指令完成四个移动，即“切入→切削→切削退出→返回〞。第②③移动为切削；①④移动为快移，从而简化程序。当工件毛坯的轴向余量比径向多时(轴类)，使用G90轴向切削循环指令；当材料的径向余量比轴向多时(盘类)，使用G94循环指令；G92用于切削螺纹的循环指令。一个指令完成假设干个加工移动功能；它可以使编程更加方便。

第6章数控车削编程格式：G90X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z为移动段四边形的对角点绝对坐标；U、W那么为相对坐标；R为切削圆锥段的起点与终点半径值的差值。〔1〕轴向切削循环指令G90圆锥面切削循环G90轴向切削循环G90

第6章数控车削编程例4：使用1号粗车刀，2号精车刀车削如图4所示的外圆，试用G90指令编程。例4图O6004； G21G97G98； ； T0101； G97S600M03； ；； X42.0； X40.2； ；T0202；G96S150；G50S2000；

第6章数控车削编程；；；M30；〔2〕径向切削循环指令G94与轴向切削循环指令G90类似。要注意刀具的主切削刃的方向不同。径向切削循环G94

第6章数控车削编程可完成圆柱螺纹和圆锥螺纹的循环切削。格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z为螺纹切削终点的绝对值坐标；U、W为相对坐标；R为锥螺纹起点相对螺纹终点的差值；F为螺纹导程。锥螺纹切削循环G92〔2〕径向切削循环指令G94

第6章数控车削编程2.复合固定循环

适用情况与G90相似。相当于自动完成屡次G90功能的粗加工和一次半精加工。〔1〕轴向粗车复合循环G71在复合固定循环中，对零件的轮廓定义之后，即可完成从粗加工到精加工的全过程。使用粗加工固定循环G71、G72、G73指令后，使用G70指令进行精车，使工件到达所要求的尺寸精度和外表粗糙度。轴向粗车复合循环G71

第6章数控车削编程车削的路径必须是单调增大或减少，即不可有内凹的轮廓外形；精加工程序首行必须包含G00或G01且只能单轴向移动。

格式：G71U(Δd)R(e)；

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)；……；

F(f)S(s)；

N(nf)……；式中：Δd

X方向的进刀深度(半径正值)；e每次切削结束的退刀量；ns精车开始程序的顺序号；nf精车结束程序的顺序号；Δu在X方向精加工余量(直径值)；Δw在Z方向精加工余量；Δf、Δs、t粗车时切削用量和刀具；f、s、t精车时的切削用量(不能在循环内设置恒线速度)

第6章数控车削编程例5：以FANUC-0T系统的数控车床车削如图所示工件。粗车刀1号，精车刀2号，刀尖半径为0.4mm，精车余量X轴为0.2mm，Z轴为0.05mm，粗车的切削速度为120m/min，精车为150m/min。粗车进给量为0.2mm/r，精车为0.07mm/r，粗车时每次背吃刀量为2mm。

例5图O6005； 程序名G21G97G98； 初始化相关G功能； 定义坐标T0100； 换1号车刀G50S2000； 主轴最高转速限制G96S120M03； 恒线速设定，启动主轴T0101M08； 切削液开，调用1号刀偏； 快速定位至循环起点； 粗车每次背吃刀量为2mm，退刀量1mm； 粗车进给量为0.2mm/rN10G00X20.0； 快速定位，开始精车程序，不能有Z轴移动G01G42Z0G99F0.07； 建立刀尖半径右补偿，设定精车进给量Z-20.0；；；G01W-20.0；X80.0；Z-90.0；N20G40X84.0； 完成精车程序段，取消刀尖半径补偿第6章数控车削编程；定位到换刀点，取消1号刀具补偿T0202； 换2号车刀，调用2号刀偏； 快速定位至循环起点S180M03； 切削速度G70P10Q20； 精车循环；定位到换刀点，取消刀具补偿M30；

第6章数控车削编程此指令用于当直径方向的切除余量轴向余量大时。其格式与G71相似，只是走刀路线不同以及主切削刃的方向不同。

〔2〕径向粗车复合循环G72径向粗车复合循环G72

第6章数控车削编程可以按零件轮廓的形状重复车削，每次平移一个距离，直至要求的形状。用于零件毛坯已根本成型的铸件或锻件的加工。用来加工X方向尺寸非单调变化(有下凹)的工件。〔3〕仿形粗车循环G73仿形粗车循环G73

第6章数控车削编程格式：G73U(Δi)W(Δk)R(d)；

G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)……；

F(f)S(s)；

……；

N(nf)……；式中：Δi：X轴方向退刀距离和方向，以半径值表示，当向+X轴方向退刀时，该值为正，反之为负。Δk：Z轴方向退刀距离和方向，当向+Z轴方向退刀时，该值为正，反之为负；d：粗切削次数。其余各项含义与G71相同。

第6章数控车削编程例6：以FANUC-0T系统的数控车床车削如图所示的铸件。X轴方向加工余量为6mm(半径值)，Z轴方向为6mm，粗加工次数为三次。1号为粗车刀，2号为精车刀，刀尖半径为0.4mm，X轴方向精车余量为0.2mm，Z轴为0.05mm，切削速度为120m/min。粗车进给量为0.2mm/r，精车为0.07mm/r，粗车时每次背吃刀量为2mm。

例6图

第