数控车床编程和操作

1、2020/6/30,第一节 数控车床加工概述,一、数控车床的加工对象及加工特点 二、数控车床的主要类型 三、数控车床的主要技术参数 四、常见的数控车床控制系统,2020/6/30,一、数控车床的加工对象及加工特点,（1）高难度加工,成型面零件、非标准螺距(或导程)、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过渡的螺旋零件都可在数控车床上加工。,图41 特殊内表面零件示例,2020/6/30,（2）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。 复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机上的多面反射体等超精零件，几何轮廓精度高达0

2、.01m、表面粗糙度数值达Ra 0.02m 这些高精度的零件均可在特殊精密数控车床上加工出来。,2020/6/30,（3）淬硬工件的加工 在大型模具加工中，有不少尺寸大且形状复杂的零件。 这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。,2020/6/30,（4）高效率加工 为了进一步提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件。,2020/6/30,图42 六轴控制的数控车床加工示意图,2020/6/30,现代数控车床，必须具备良好的便于操作的优点。 数控

3、车床加工具有如下特点： 1节省调整时间 (1)快速夹紧卡盘减少了调整时间。 (2)快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。 (3)刀具补偿功能节省了刀具补偿的调整时间。 (4)工件自动测量系统节省了测量时间并提高加 工质量。 (5)由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的移动也节省了时间。,2020/6/30,2操作方便 (1)倾斜式床身有利于切屑流动和调整夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑油的供给，便于操作者操作机床。 (2)宽范围主轴电机或内装式主轴电机省去了齿轮箱。 (3)高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消除装置使进给速度快并有好的准确性。 (4)具有切屑处理器。 (5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。,20

4、20/6/30,3.具有程序存储功能 现代数控机床控制装置可根据加工形状，并把粗加工的加工条件附加在指令中，进行内部运算，自动地计算出切削轨迹。 4.采用机械手和棒料供给装置 既省力又安全，并提高了自动化和操作效率。 5.加工合理化和工序集约化 可完成高速度高精度加工及复合加工的目的。,2020/6/30,二、数控车床的主要类型,1数控车床的组成及其作用 （1）主体 机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、进给机构等机械部件。 （2）数控装置(CNC装置) 数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用计算机控制，主要由显示器、键盘、输入和输出装置、存储器以及系统软件等组成。,2020/6/30

5、,（3）伺服驱动系统 伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动部件，将CNC装置输出的运动指令信息转换成机床移动部件的运动，主要包括主轴驱动、进给驱动及位置控制等。 （4）辅助装置 辅助装置是指数控车床的一些配套部件，包括换刀装置、对刀仪，液压、润滑、气动装置、冷却系统和排屑装置等。,2020/6/30,1电气箱； 2主轴箱； 3机床防护门； 4操作面板； 5回转刀架；6尾座； 7排屑器； 8冷却液箱；9一滑板； 10卡盘踏板开关； 1l床身；,2020/6/30,2数控车床的分类 1)按车床主轴位置分类 (1)立式数控车床 其车床主轴垂直于水平面，并有一个直径很大、供装夹工件用的圆形工作台。这类

6、机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。,2020/6/30,(2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。,2020/6/30,2）按加工零件的基本类型分类 (1)卡盘式数控车床 这类车床未设置尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。其夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。 (2)顶尖式数控车床 这类数控车床配置有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的轴类零件及直径不太大的盘、套类零件。,2020/6/30,3)按数控系统的功能分类 (1)经济型数控车床

7、（简易数控车床） 一般用单板机、单片机进行开环控制，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较低，功能较简单。机械部分多为在普通车床基础上改进 (2)全功能型数控车床 较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工。,2020/6/30,(3)精密型数控车床 采用闭环控制，不但具有全功能型数控车床的全部功能，而且机械系统的动态响应较快，在数控车床基础上增加其他附加坐标轴。适用于精密和超精密加工。,2020/6/30,4)其他分类方法 按数

8、控车床的不同控制方式分：直线控制数控车床、两主轴控制数控车床等； 按特殊或专门工艺性能分：螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多种。此外，车削中心也列入这一类，分立式和卧式车削中心两类。,2020/6/30,三、数控车床的主要技术参数,数控车床的主要技术参数有：,机床质量， 机床外形尺寸(长x宽x高)， 允许最大工件回转直径， 最大车削直径， 最大车削长度， 最大棒料尺寸， 主轴转速范围， X、Z轴行程， X、Z轴快速移动速度， 定位精度，,重复定位精度， 刀架行程， 刀架转位数， 刀架装刀数， 刀具装夹尺寸， 主轴头型式， 主轴电机功率， 进给伺服电机功率， 尾座行程， 卡盘尺寸等。,

9、2020/6/30,中德欧马科TH-15型数控车床的主要技术参数：,允许最大工件回转直径，mm 380 最大车削直径，mm 320 最大车削长度，mm 500 最大棒料直径，mm 42 主轴通孔直径，mm 54 刀架工位数 12 主轴电动机功率，kw 7. 5/11 X轴电动机功率，kw 0.6 Z轴电机功率，kw 0.6 刀架的最大X向行程，mm 180 刀架的最大Z向行程，mm 520 主轴转速，r/min 606000 最大移动速度，m/min X、Z向均为20,2020/6/30,四、常见的数控车床控制系统,常用的数控车床系统有： 日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、

10、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、16018TC、160180TC、0i等， 德国的SIEMENS公司的802S、802C、802D、810D、840D、840Di、840C等， 美国ACRAMATIC数控系统、 西班牙FAGOR数控系统等。,2020/6/30,国内生产的数控车床系统 北京机床研究所的1060系列， 无锡数控公司的8MC8TC数控系统， 北京凯恩帝数控公司KND-500系列， 北京航天数控集团的CASNUC901、902系列， 广州数控设备厂GSK980T系列， 大连大森公司的R2F6000型 珠峰数控公司的CME988(中华I型)系列， 北京航天数控集团的CASNUC

11、911MC(航天I型)， 华中数控公司的世纪星21T 中科院沈阳计算所LT852030(蓝天I型)等。,2020/6/30,第二节 数控车床加工工艺分析,一、数控车床加工刀具及其选择 二、数控车削加工的切削用量选择 三、数控车削加工的装夹与定位 四、数控车削加工中的装刀与对刀,2020/6/30,一、数控车床加工刀具及其选择,1常用车刀的种类和用途 a.尖形车刀直线形切削刃为特征的车刀，这类车刀的刀尖（同时也为其刀位点） b. 圆弧形车刀刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上 c. 成型车刀样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。,图4-4 圆弧形车刀,2020/6/30,

12、1）切断刀；2）90左偏刀；3）90右偏刀；4）弯头车刀；5）直头车刀；6）成型车刀；7）宽刃精车刀8）外螺纹车刀；9）端面车刀；10）内螺纹车刀；11）内槽车刀；12）通孔车刀；13）盲孔车刀,图4-5 常用车刀的种类、形状和用途,2020/6/30,2机夹可转位车刀的选用 数控车削加工时，为了减少换刀时间和方便对刀，尽量采用机夹车刀和机夹刀片，便于实现机械加工的标准化。 数控车床常用的机夹可转位式车刀结构型式如图4-6所示。,图 机夹可转位式车刀结构型式,2020/6/30,（1）刀片材质的选择,常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质

13、合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。,2020/6/30,（2）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量aP和车刀的主偏角kr有关，使用时可查阅有关刀具手册选取。,图 切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系,2020/6/30,（3）刀片形状的选择,刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。,a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型,2020/6/30,表 被加工表面与适用的刀

14、片形状,2020/6/30,二、数控车削加工的切削用量选择,1切削用量的选用原则 （1）背吃刀量p的确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少许精加工余量，一般为0.20.5mm。,2020/6/30,（2）切削速度v的确定 切削速度是指切削时，车刀切削刃上某一点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度(m/min)，又称为线速度。 与普通车削加工时一样，根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。 主要根据实践经验来确定。,

15、2020/6/30,（3）进给量f 的确定 进给量是指工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/r，它与背吃刀量p有着较密切的关系。表41为一些资料上切削用量推荐数据，供使用时参考。,2020/6/30,表41 切削用量推荐数据,2020/6/30,2选择切削用量时应注意的几个问题 （1）切削用量选择的一般原则是： 粗车时，宜选择大的背吃刀量p，较大的进给量f，较低的切削速度v，以提高生产率。 半精车或精车时，应选用较小(但不能太小)的背吃刀量p和进给量f，较高的切削速度v，以保证零件加工精度和表面粗糙度。,2020/6/30,（2）主轴转速 由于交流变频调速数控车床低速输出力矩小，

16、因而切削速度不能太低。主轴转速n可用下式计算： n=1000v/d,2020/6/30,（3）车螺纹时的主轴转速 a. 螺纹加工程序段中指令的螺距值 b. 刀具在其位移过程的始/终，都将受到伺服驱动系统升/降频率和数控装置插补运算速度的约束. c.车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择过高、编码器的质量不稳定时，会导致工件螺纹产生乱纹（俗称“烂牙”）。,2020/6/30,车床数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：,式中 P被加工螺纹螺距，mm； k保险系数，一般为80。,2020/6/30,三、数控车削加工的装夹与定位,1数控车床的定

17、位及装夹要求 在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。根据零件的结构形状不同，通常选择外圆、端面或端面、内孔装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程基准统一，以减少定位误差，提高加工精度。 要充分发挥数控车床的加工效能，工件的装夹必须快速，定位必须准确。,2020/6/30,数控车床对工件的装夹要求： 首先应具有可靠的夹紧力，以防止工件在加工过程中松动； 其次应具有较高的定位精度，并多采用气动或液压夹具，以便于迅速和方便地装、拆工件。,2020/6/30,2020/6/30,2常用的夹具型式及定位方法 （1）圆柱心轴定位夹具 加工套类零件时

18、，常用工件的孔在圆柱心轴上定位，如图4- 6 a）、b)所示。 （2）小锥度心轴定位夹具 将圆柱心轴改成锥度很小的锥体(C=1/10001/5000)时，就成了小锥度心轴。 工件在小锥度心轴定位，消除了径向间隙，提高了心轴的定心精度。定位时，工件楔紧在心轴上，靠楔紧产生的摩擦力带动工件，不需要再夹紧，且定心精度高；缺点是工件在轴向不能定位。 这种方法适用于有较高精度定位孔的工件精加工。,2020/6/30,（3）圆锥心轴定位夹具 当工件的内孔为锥孔时，可用与工件内孔锥度相同的锥度心轴定位。为了便于卸下工件，可在芯轴大端配上一个旋出工件的螺母。如图4- 6 c）、d)所示。 （4）螺纹心轴定位夹

19、具 当工件内孔是螺孔时，可用螺纹心轴定位夹具。如图4- 6 e）、f)所示。 （5）拨齿顶尖夹具 用于轴类工件车削的夹具。车削时，工件由主轴上通过变径套而安装的拨齿带动旋转，拨齿顶尖的结构如图47所示。,2020/6/30,1一壳体； 2一顶尖； 3一止退环； 4一螺钉； 5拨齿套； 图47拨齿顶尖,2020/6/30,（6）可调卡爪式卡盘夹具 适用于在没有尾座的卡盘式数控车床上,图48 可调卡爪式卡盘 1卡爪； 2基体卡座； 3差动螺杆； 4拉杆；,2020/6/30,四、数控车削加工中的装刀与对刀,装刀与对刀是数控机床加工中极其重要并十分棘手的一项工艺准备工作。 对刀的好与差，将直接影响到

20、加工程序的编制及零件的尺寸精度。 通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。,2020/6/30,（1）车刀的安装 图4-9是车刀安装角度示意图 正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，提高刀具使用寿命的重要步骤,（a）“”的倾斜角度（增大刀具切削力）（b）“+”的倾斜角度（减小刀具切削力） 图4-9 车刀的倾斜角度,2020/6/30,（2）刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。,2020/6/30,（3）对刀 在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。,理想基准点可

21、以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心(如光学对刀镜内的十字刻线交点)上。 对刀一般分为手动对刀和自动对刀两大类。 目前，绝大多数的数控机床(特别是车床)采用手动对刀，其基本方法有定位对刀法、光学对刀法和试切对刀法。,2020/6/30,A.定位对刀法 定位对刀法的实质是按接触式设定基准重合原理而进行的一种粗定位对刀方法，其定位基准由预设的对刀基准点来体现。 对刀时，只要将各号刀的刀位点调整至对刀基准点重合即可。 该方法简便易行，因而得到较广泛的应用，但其对刀精度受到操作者技术熟练程度的影响，一般情况下其精度都不高，还须在加工或试切中修正。,2020/6/30,B.光学对刀法 这是

22、一种按非接触式设定基准重合原理而进行的对刀方法，其定位基准通常由光学显微镜（或投影放大镜）上的十字基准刻线交点来体现。 这种对刀方法比定位对刀法的对刀精度高，并且不会损坏刀尖，是一种推广采用的方法。,2020/6/30,C.试切对刀法 在前几种手动对刀方法中，均因可能受到手动和目测等多种误差的影响，对刀精度十分有限，实际加工中往往通过试切对刀，以得到更加准确和可靠的结果。 数控车床常用的试切对刀方法如图411所示。,2020/6/30,图4-11 车刀对刀点示意图 a）93车刀X方向； b）93车刀Z方向； c）两把刀X方向对刀； d）两把刀Z方向对刀,2020/6/30,（4）对刀点、换刀点

23、位置的确定 对刀点是数控车床加工时刀具相对于工件运动的起点，对刀点既是程序的起点，也是程序的终点。 选择对刀点的一般原则是： （1）尽量使加工程序的编制工作简单、方便； （2）便于用常规量具在车床上进行测量； （3）便于工件的装夹； （4）对刀误差较小或可能引起加工的误差最小。,2020/6/30,换刀点是指在编制数控车床多刀加工的加工程序时，相对于机床固定原点而设置的一个自动换刀或换工作台的位置。 换刀的位置可设定在程序原点、机床固定原点或浮动原点上，其具体的位置应根据工序内容而定。 为了防止在换(转)刀时碰撞到被加工零件、夹具或尾座而发生事故，除特殊情况外，其换刀点都设置在被加工零件的外面

24、，并留有一定的安全区。,2020/6/30,第三节 数控车床加工的编程,一、数控车床编程的特点 二、车床数控系统功能 三、 数控车床程序编制 四、补偿功能,2020/6/30,一、数控车床编程的特点,（1）数控车削加工的内容,（a）端面切削 （b）外轴肩切削,2020/6/30,（1）数控车削加工的内容,（c）锥面切削 （d）圆弧面切削,（e）车退刀槽 （f）切断,2020/6/30,（1）数控车削加工的内容,2020/6/30,（2）数控车削加工的编程特点, 在一个程序段中，可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。 被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。所以采用

25、直径尺寸编程更为方便。 由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。,2020/6/30, 编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，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半径自动补偿功能（G41、G42），这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。,2020/6/30,二、车床数控系统功能,数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。系统不同，其指令代码也有差别，因此，编程时应按所

26、使用数控系统代码的编程规则进行编程。 数控车床常用的功能指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F。,2020/6/30,三、 数控车床程序编制,（一）设定工件坐标系和工件原点 数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系（编程坐标系）。无哪种坐标系统都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，且规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向。在水平面内与主轴轴线垂直的方向为X轴，且规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向。,2020/6/30,机床坐标系,图4-12 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，称为机床坐标系。 车床的机床原点为主轴旋转中心与卡

27、盘后端面之交点。 机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。如图4-12所示。,2020/6/30,参考点 参考点是机床上的一个固定点。该点是刀具退离到一个固定不变的极限点（图4-12中点O即为参考点），其位置由机械挡块或行程开关来确定。,图4-12 机床坐标系,2020/6/30, 工件坐标系（编程坐标系） 数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准，在加工过程中有工艺基准，同时应尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为工件坐标系。,图4-13 工件坐标系,在车

28、床上工件原点可以选择在工件的左或右端面上，即工件坐标系是将参考坐标系通过对刀平移得到的。如图4-13所示。,2020/6/30,数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点，建立工件坐标系的指令为： G50 X Z ； 要建立如图413所示工件坐标系，将坐标原点设在工件的右端面上，刀具起点相对工件坐标系的坐标值为（a,b）,则执行程序G50 Xa Zb；后系统内部即记忆了（a,b），并显示在显示器上，这相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系Xp Op Zp。,2020/6/30,（二）基本功能及其指令的编程,1、尺寸系统 （1）工件坐标系设定指令 编程格式: G50 X（）

29、Z（） 注意事项：有些数控机床用G92指令建立工件坐标系，如华中数控HNC-21T系统；有的数控系统则直接采用零点偏置指令（G54G57）建立工件坐标系，如SIMENS 802S/C系统。,2020/6/30,1、 尺寸系统 例4-1、 建立如图所示零件的工件坐标系。 G50 X150. Z20.；,2020/6/30,（2）绝对和增量尺寸编程（G90/G91）,注意：有些数控数控系统没有绝对和增量尺寸指令，当采用绝尺寸编程时，尺寸字用X、Y、Z表示；采用增量尺寸编程时，尺寸字用U、V、W表示。数控车床采用X、Z和U、W分别表示绝对和增量尺寸。,2020/6/30,（3）公制尺寸/英制尺寸指令

30、 公制与英制单位的换算关系为： 1 mm 0.0394 in. 1 in. = 25.4mm 注意： 数控系统不同，公制/英制尺寸指令不同。FANUC系统采用G21/G20代码； SIEMENS和FAGOR系统采用G71/G70代码。 使用公制英制转换时，必须在程序开头独立的程序段中指定上述G代码，然后才能输入坐标尺寸。,2020/6/30,（4）半径/直径数据尺寸 SIEMENS 802S/C数控系统，G22和G23指令定义为半径/直径数据尺寸编程。在数控车床中，可把X轴方向的终点坐标作为半径数据尺寸，也可作为直径数据尺寸，通常把X轴的位置数据用直径数据编程更为方便。 注意：华中数控的世纪星

31、HNC-21/22T系统的直径/半径编程采用G36/G37代码。,2020/6/30,2、常用的辅助功能 M00程序停止 实际上是一个暂停指令。当执行有M00指令的程序段后，主轴的转动、进给、切削液都将停止。它与单程序段停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某一手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重新启动机床后，继续执行后面的程序。,2020/6/30,M01选择停止 与M00的功能基本相似，只有在按下“选择停止”后，M01才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按“启动”键，继续执行后面的程序。 M02程序结束 该指令编在程序的最后一条，表示执行完程序内所有指令后，主轴停止、进给停止、切削液关

32、闭，机床处于复位状态。,2020/6/30,M03主轴正转。用于主轴顺时针方向转动 M04主轴反转。用于主轴逆时针方向转动 M05主轴停止转动 M07冷却液开，用于切削液1开 M08冷却液开，用于切削液2开 M09冷却液关，用于切削液关 M30程序结束,2020/6/30,使用M30时，除表示执行M02的内容之外，还返回到程序的第一条语句，准备下一个工件的加工。 M98子程序调用，用于调用子程序； M99子程序返回，用于子程序结束及返回。,2020/6/30,（三）插补指令的编程,1、 快速线性移动指令G00 （1）编程格式 G00 X（U） Z（W）_ ； 式中：X、Z为刀具移动的目标点坐标

33、。 （2）注意事项 使用G00指令时，刀具的实际运动路线并不一定是直线，而是一条折线。因此，要注意刀具是否与工件和夹具发生干涉。对不适合联动的场合，每轴可单动。,2020/6/30,1、 快速线性移动指令G00,2020/6/30,执行该段程序时，刀具首先以快速进给速度运动到（60，60）后在运动到（60，100）。,2020/6/30,例4-2：,ABC G50 X80.0 Z222.0 ； G00 X40.0 Z162.0; （或U40.0 W60.0）;,AD C G50 X80.0 Z222.0； G00 Z162.0 （或W60.0） ； X40.0（或U40.0）；,2020/6/

34、30,2、带进给率的线性插补指令G01 G01 X（U） Z（W） F；,说明 G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程由G90/G91决定。 F指令也是模态指令，F的单位由直线进给率或旋转进给率指令确定。,2020/6/30,例3： 下图为典型车削加工的直线插补实例。,2020/6/30,3、 圆弧插补指令G02/G03 （1）G02/G03的编程格式 用I、K指定圆心位置： G02 X（U） Z（W） I K F _ ； G03 X（U） Z（W） I K F _ ； 用圆弧半径R指定圆心位置： G02 X（U） Z（W） R F_ ； G03 X（U） Z（W） R F _ ；,

35、2020/6/30,（2）说明 采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示；当采用增量值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。 数控车床的圆心坐标为I、K，表示圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z坐标轴方向上的分矢量（矢量方向指向圆心）。图中分别给出了在绝对坐标系中，顺弧与逆弧加工时的圆心坐标I、K的关系。,2020/6/30,2020/6/30,当用半径指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角180时，用“R”表示，如图中的圆弧1；180时，用“R”表示，如图中的圆弧2。 用半径

36、R指定圆心位置时，不能描述整圆。,2020/6/30,例4：刀具加工轨迹如图所示，圆弧为顺时针方向，图中采用英制尺寸，绝对坐标编程时的加工程序程序如下。,2020/6/30,程序如下,G90 G70 G17 G0I X3.0 Y0.25F10.0； G02 X4.125 Y-3.9486 I0 J-2.25；,2020/6/30,例5： 刀具加工轨迹如图所示，圆弧为逆时针方向，图中采用英制尺寸，绝对坐标编程时的加工程序程序如下。,G90 G70 G17 G01 X3.875 Y-2.0 F10.0； G03 X3.757 Y-1.5625 I-0.8750 J0；,2020/6/30,4、暂停

37、指令G04,（1） 编程格式 G04 X（P） （2） 说明 地址码X或P为暂停时间。其中：X后面可用带小数点的数，单位为s，如G04 X5.表示前面的程序执行完后，要经过5s的暂停，下面的程序段才执行；地址P后面不允许用小数点，单位为ms。 如G04 P1000表示暂停ls。,2020/6/30,例6：图为利用暂停G04进行切槽加工的实例。对槽的外圆柱面粗糙度有要求，编写加工程序如下。 N060 G00 X1.6 ；快速到 N070 G01 X0.75 F0.05 ；以进给速度切削到 N080 G04 X0.24 ；暂停0.24s N090 G00 X1.6 ；快速到 ,2020/6/30,

38、5、刀具补偿指令及其编程,（1）不具备刀具半径补偿功能时的编程,圆头刀加工锥面,2020/6/30,图 圆头刀加工凸凹圆,2020/6/30,图 刀心轨迹编程,2020/6/30,（2）具备刀具半径补偿功能时的刀具半径补偿,刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）,图 刀具半径补偿,2020/6/30,图 刀具半径补偿的建立与取消,2020/6/30,刀具半径补偿可通过从键盘输入刀具参数，并在程序中采用刀具半径补偿指令实现。 参数包括刀尖半径、车刀形状、刀尖圆弧位置，这些都与工件的形状有关，必须将参数输入刀据库 。 格式：,2020/6/30,G41-为左偏刀具半径补偿指令，即沿刀具运动方向

39、看，刀具位于工件的左侧； G42-为右偏刀具半径补偿指令，即沿刀具运动方向看，刀具位于工件的右侧； G40-为半径补偿偏置取消指令，即使用G41、G42后必须用G40去取消偏置量，使刀具中心轨迹与编程轨迹重合。,2020/6/30,2020/6/30,编程时按假想刀尖轨迹编程(即工件的轮廓与假想刀尖P重合)，而车削时实际起作用的切削刃是圆弧切点A、B，这样就会引起加工表面的形状误差。,图426 刀具半径与假想刀尖,2020/6/30,圆头车刀车圆锥面及圆柱面,圆头车刀车弧面 （虚线为实际加工轨迹）,2020/6/30,图 假想刀尖的位置,OFFSET 01 O0005 N0040 NO. X

40、Z R T 01 025.036 002.006 000.400 1 02 024.052 003.500 000.800 2 03 015.036 004.082 001.000 0 04 010.030 002.006 000.602 4 05 002.030 002.400 000.350 3 06 012.450 000.220 001.008 5 07 004.000 000.506 000.300 6 ACTUAL POSITION (RELATIVE) U 22.400 W 10.000 W LSK,2020/6/30,a) 没有半径补偿 b) 增加半径补偿的轨迹,如图所示未采用

41、刀具半径补偿指令时，刀具以假想刀尖轨迹运动，圆锥面产生误差。采用刀具半径补偿指令后，系统自动计算刀心轨迹，使刀具按刀尖圆弧中心轨迹运动，无表面形状误差。,2020/6/30,例7：车削如上图所示零件，采用刀具补偿指令编程。程序如下： N040 G00 X20.0 Z20.0； 快进至Ao点 N050 G41 G01 X20.0 Z0 F20；刀具左补偿，AOA1 N060 Z-20.0； 车20外圆，A1A2 N070 X70.0 Z-55.0； 车锥面，A2A4 N080 G40 G01 X80.0 Z55.0； 退刀并取消刀补，A4A5 ,2020/6/30,（四）螺纹车削指令（G32/G

42、92）,1、简单螺纹车削指令G32,G32指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹（涡形螺纹），实现刀具直线移动，并使刀具的移动和主轴旋转保持同步，即主轴转一转，刀具移动一个导程。,2020/6/30,（1）格式,FANUC G32 X（U） Z（W） F ； F采用旋转进给率，表示螺距。,2020/6/30,（2）几点注意事项, 进行横螺纹加工时，其进给速度F的单位采用旋转进给率，即mm/r（或inches/r）； 为避免在加减速过程中进行螺纹切削，要设引入距离1和超越距离2，1切入空刀行程量，一般为（35）F（导程）；2切出空刀行程量，一般取0.51 。,2020/6/30,图 螺纹进刀切

43、削方法,P1表示单边切削，每次切削量相等；P2表示双边切削，每次切削量相等；P3表示单边切削，每次背吃刀量相等；P4表示双边切削，每次背吃刀量相等。切削量相等是指每次循环切削面积相等，保证螺纹车刀在车削过程中受力均匀。,2020/6/30,例8：如图所示，螺纹导程=2mm，车削螺纹前工件直径为48，分两次走刀，第一次切深为0.8mm（单边），第二次切深为0.3mm，采用相对值编程 加工程序如下：,2020/6/30, N030 G00 U-11.6； N040 G32 W-59.0 F2.0； N050 G00 U11.6； N060 G00 W59.0； N070 G00 U-12.2 ；

44、N080 G32 W-59.0 F2.0； N090 G00 U12.2； N100 G00 W59.0； ,2020/6/30,例： 图为圆柱螺纹编程实例，螺纹外径已加工完成，牙型深度1.3mm，分5次进给，吃刀量（直径值）分别为0.9 mm、0.6 mm、0.4mm、0.4 mm和0.1 mm，采用绝对编程，加工程序如下。,2020/6/30,N01 G54 N02 G00 X58.0 Z71.0 N04 X47.1 N06 G32 Z12.0 F2.0 N08 G00 X58.0 N10 Z71.0 N12 X46.5 N14 G32 Z12.0 F2.0 N16 G00 X58.0 N

45、18 Z71.0 N20 X46.1 N22 G32 Z12.0 F2.0,N24 G00 X58.0 N26 Z71.0 N28 X45.1 N30 G32 Z12.0 F2.0 N32 G00 X58.0 N34 Z71.0 N36 X45.6 N38 G32 Z12.0 F2.0,2020/6/30,例9：已知锥螺纹导程=2mm，分两次走刀，第一次切深=0.8 mm，第二次切深为0.3mm， 采用绝对值编程，加工程序如下：, N030 G00 X12.4 Z76.0； N040 G32 X41.4 Z27.0 F2.0； N050 G00 X50.0； N060 G00 Z76.0； N

46、070 G00 X11.8； N080 G32 X40.8 Z27.0 F2.0； N090 G00 X50.0； N100 G00 Z76.0； ,图417圆锥螺纹加工实例,2020/6/30,（五） 固定循环与子程序,2020/6/30,固定循环与子程序,对数控车床而言，非一刀加工完成的轮廓表面、加工余量较大的表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。各类数控系统复合循环的形式和使用方法（主要是编程方法）相差甚大。 FANUC 0i-TA车削数控系统分为简单固定循环、复合固定循环两类。,2020/6/30,1、简单固定循环 （1）、外圆、内孔车削循环(G90),直线切削（

47、圆柱面）固定循环： G90 X（U） Z（W） F_； 锥形切削固定循环： G90 X（U） Z（W） R F_；,2020/6/30,外圆柱面加工时： （X，Z）为终点C坐标，（U，W）为终点C相对于起点A坐标值的增量。 图中：R表示快速进给，F为按指定速度进给。 单程序段加工时，按一次循环启动键可完成1234的轨迹操作。 外圆锥面加工时： 图中：R的意义为圆锥体大小端的差值，X(U)，Z(W)的意义同前。 用增量坐标编程时要注意R的符号，确定方法是锥面起点B坐标大于终点C坐标时R为正，反之为负。,2020/6/30,例10： G90 X40.0 Z20.0 F50.0 ；ABCDA X30

48、.0 ；AEFDA X20.0 ；AGHDA,G90 X40.0 Z20.0 R5.0 F50.0 ；ABCDA X30.0 ；AEFDA X20.0 ；AGHDA,2020/6/30,例11： G50 X150.0 Z200.0 M08； G00 X94.0 Z10.0 T0101 M03 Z2.0；循环起点 G90 X80.0 Z-49.8 F0.25；循环 X70.0；循环 X60.4；循环 G00 X150.0 Z200.0 T0000；取消G90 M01；,2020/6/30,（2）端面车削固定循环（G94）, 直端面车削固定循环 G94 X（U） Z（W） F _； 锥端面切削固定

49、循环 G94 X（U） Z（W） K（或R） F_ ；,2020/6/30,例12： G00 X84.0 Z2.0；循环起点 G94 X30.4 Z-5.0 F0.2；循环 Z-10.0；循环 Z-14.8；循环 G00 X150.0 Z200.0；取消G94,2020/6/30,（3）螺纹车削循环G92, 圆柱螺纹的编程格式为： G92 X（U） Z（W） F_ ； 锥螺纹的编程格式为： G92 X（U） Z（W） R F _；,2020/6/30,G92指令即为螺纹切削循环指令，该指令完成工件圆柱螺纹和锥螺纹的切削固定循环。为简单螺纹循环 。 可以完成如图418所示1234的螺纹加工过程。

50、 指令中，要给定螺纹切削的终点坐标，还要给出螺纹的导程F值。 其中R表示了螺纹的锥度，其值为锥螺纹大、小径的半径差。,2020/6/30,例13=例7、8：, N30 G92 U-11.6 W-59.0 F2.0； N31 G92 U-12.2 W-59.0 F2.0； ,2020/6/30,例14=例9, N30 G92 X41.4 Z27.0 R-14.5 F2.0； N30 G92 X40.8 Z27.0 R-14.5 F2.0； ,图417圆锥螺纹加工实例,2020/6/30,执行螺纹切削时需要注意以下事项： (1)螺纹切削中进给速度倍率无效，进给速度被限制在100。 (2)螺纹切削中

51、不能停止进给，一旦停止进给切深便急剧增加，很危险。因此在螺纹切削中进给暂停键无效。 (3)在螺纹切削程序段后的第一个非螺纹切削程序段期间，按进给暂停键或持续按该键时，刀具在非螺纹切削程序段停止。 (4)如果用单程序段进行螺纹切削，则在执行第一个非螺纹切削的程序段后停止刀具。,2020/6/30,(5)在切端面螺纹和锥螺纹时，也可进行恒线速控制，但由于改变转速，将难以保证正确的螺纹导程。因此，切螺纹时，指定G97不使用恒线速控制。 (6)在螺纹切削前的移动指令程序段可指定倒角，但不能是圆角R。 (7)在螺纹切削程序段中，不能指定倒角和圆角R。 (8)在螺纹切削中主轴倍率有效，但在切螺纹中如果改变

52、了倍率，就会因升降速的影响等因素而不能切出正确的螺纹。,2020/6/30,例4-15： 加工如图所示带锥面的零件，利用端面车削固定循环指令，编写粗加工程序。 G94 X15.0 Z33.48 R3.48 F50.0 ；ABCDA Z31.48 ；AEFDA Z28.78 ；AGHDA ,2020/6/30,2、复合固定循环,表 FANUC 0i-TA车削系统的多重固定循环一览表,表 车削固定循环中地址码的定义, 外径粗车固定循环G71 适用于圆柱毛坯料粗车外圆和圆筒毛坯料粗车内径。,编程格式为（以直径编程）： G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）D（d）F S T_；,该指令将工件切

53、削到精加工之前的尺寸，精加工前的工件形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。 在含有G71指令的程序段内，要指定精加工工件时程序段的顺序号、精加工留量、粗加工的每次切深以及F、S和T功能等,2020/6/30, 端面粗车固定循环G72 G72适用于圆柱毛坯端面方向粗车，图示为从外径方向往轴心方向车削端面时的走刀路径。,编程格式为（以直径编程）： G72 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）D（d）F S T_；,其功能与G71基本相同，不同之处是刀具路径按径向方向循环，其刀具循环路径如图,2020/6/30, 固定形状粗车循环G73（轮廓粗车、图形重复车削循环指令 ） 适用于毛坯轮

54、廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车，例如，一般锻件或铸件的粗车，这种循环方式的走刀路线如图所示。,编程格式为： G73 P（ns）Q（nf）I（i）K（k）U（u）W（w）D（d）F S T _；,2020/6/30,精加工循环指令(G70) 用于执行G71, G72, G73粗加工循环指令后的精加工循环。 在G70指令程序段内要给出精加工第一个程序段的序号和精加工最后一个程序段序号。 格式： G70 P ns Q nf；,2020/6/30,使用循环指令时注意事项：,(1)G71、G72、G73中F、S、T仅在粗车循环程序中有效，而对于G70无效，ns、 nf程序段中指定的F、S、T则对精

55、加工循环G70有效。 (2)在ns、 nf程序段之间不能有相同的序号。 (3)粗车之后刀具将返回循环起点，再进行精加工。 (4)在ns、 nf程序段之间不能调用子程序。 (5)G70循环一结束，刀具快速返回到起始点，并开始执行G70循环的下一个程序段。,例16：用G70、G71指令编程,N12 G50 ； N13 G00 T0101 M03； N14 G71 P15 Q18 U2.0 W2.0 D4.0 F0.25；粗加工循环 N15 G00 X30.0 F0.15； N16 G01 Z-10.0； N17 X40. 0 Z-30.0； N18 X62.0； N19 G00； N20 M01；

56、 N51 G96 S150 T0300； N52 G50； N53 G00 T0303 M03； N54 G70 P15 Q18；精加工循环 N55 G00； N56 M01； ,例17：试用G70，G71指令编程,N010 G50 X200.0 Z220.0； 设定坐标系 N020 G00 X160.0 Z180.0 M03 M08 S800 T0101； 主轴正转、换刀、快进到点(160,180) N030 G71 P040 Q100 U4.0 W2.0 D7.0 F40 S500； 粗车循环，从程序段N040 到N100， N040 G00 X40.0 S800； (粗车切深为7mm，转

57、速500r/min， N050 G01 W-40.0 F20； 进给速度为40mm/min) N060 X60.0 W-30.0； N070 W-20.0； N080 X100.0 W-10.0； N090 W-20.0； N100 X140.0 W-20.0； N110 G70 P040 Q100； 精车循环，从程序段N040 到N100， N120 G00 X200.0 Z220.0 M09； (精车切深为2mm，转速800r/min， N130 T0100 M05； 进给速度为20mm/min) N140 M30； 程序结束,2020/6/30,2020/6/30,3、其他数控系统的固定循环,SIEMENS 参数化形式； FAGOR G代码差别甚远； HNC 21/22T类似FANUC。,第四节 数控车床编程实例,例1 编写图示零件的精加工程序,编制如图所示零件精加工程序，其中外圆85mm不加工，三把车刀分别用于车外圆、切槽和车螺纹，刀具布置及安装尺寸见图。对刀时，用对刀显微镜以T01号刀为准进行，螺纹车刀的刀尖相对T01号刀尖在Z向偏置10mm。加工程序见表。,2020/6/30,例2：一缸盖零件简图，该零件用数控车床加工，加工程序见表。,2020/6/30,第五节 数控车床的操作方