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1、第一章FANUC系统数控车床的编程与操作实例 教学要求 1 了解数控车床的分类及特点 掌握机床坐标系和工作坐标系 2 掌握数控车床常用指令 3 掌握固定循环的应用 4 掌握宏程序的格式及应用 5 掌握数控车床的操作 6 运用数控编程的知识 进行零件加工工艺分析 完成典型零件的加工程序编制 1 数控车床及坐标系数控车床常用指令常用指令的综合应用典型零件加工宏程序的应用数控车床操作 教学内容 2 第一节数控车床及坐标系 一 数控车床概述 1 数控车床种类 1 按主轴配置形式分类1 立式数控车床2 卧式数控车床 2 按刀架数量分类1 单刀架单刀架数控车床多采用水平床身 两坐标控制 2 双刀架双刀架数
2、控车床多采用倾斜床身 四坐标控制 3 按数控车床控制系统和机械结构的不同分类可分为经济型数控车床 全功能数控车床和数控车削中心 3 2 数控车床典型结构 1 液压卡盘和液压尾座液压卡盘和液压尾座用来夹紧工件 具有稳定可靠的特点 2 数控车床的刀架系统 卧式 3 车削用刀具数控车床一般选用硬质合金可转位车刀 1 刀片的紧固方式在国家标准中 一般紧固方式有上压式 上压与销孔夹紧 销孔夹紧和螺钉夹紧四种 2 刀杆及刀片形式 4 1 坐标系的确定数控车床的坐标系是以径向为X轴方向 轴向为Z轴方向 以刀具远离工件的方向为坐标轴正向 刀架前置时 X向前 刀架后置时 X向后 2 机床原点 机械原点 机床原点
3、一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置 机床原点也可设置在卡盘端面与主轴轴线的交点处 3 机床参考点机床参考点一般不同于机床原点 二 数控车床的坐标系 三 工作坐标系 工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系 设置时一般用G54 G59和G92等指令 编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点 称工作原点 工作原点一般设在工件的设计工艺基准处 便于尺寸计算 5 第二节FANUC系统的常用指令 1 绝对值编程和增量值编程绝对值编程时 用X Z表示X轴与Z轴的坐标值 增量值编程时 用U W表示X轴与Z轴的移动量 2 直径编程和半径编程3 车削固定循环功能4 刀具位置补偿 一 数控车床
4、的编程特点 6 1 快速定位指令G00指令格式 G00X U Z W 2 直线插补指令G01指令格式 G01X U Z W F 使用G01指令可以实现纵向切削 横向切削 锥度切削等形式的直线插补运动 如图1 14所示 二 数控车床常用各种指令 图1 14直线插补指令G01 7 a 图G01Z 10 0F0 2 或G01W 15 0F0 2 b 图G01X0F0 2 或G01U 65 0F0 2 c 图G01X60 0Z 40 0F0 2 或G01U30 0W 40 0F0 2 8 G01指令在数控车床编程中 还可以直接用来进行倒角 C指令 倒圆角 R指令 如图1 15 图1 16所示 图1 1
5、5倒角 例1 倒角G01Z 35 0C4 0F0 2 X80 0C 3 0 Z 60 0 注 C4 0倒角 因为Z轴切削向X轴正向倒角 所以为C4 0 C 3 0倒角 因为X轴切削向Z轴负向倒角 所以为C 3 0 9 图1 16倒圆 例2 倒圆G01Z 35 0R5 0F0 2 X80 0R 4 0 Z 60 0 10 3 圆弧插补指令G02 G03该指令使刀具从圆弧起点 沿圆弧移动到圆弧终点 指令格式 G02 G03X U Z W R F 或 G02 G03X U Z W I K F 例3 图1 18a 1 G02X80 0Z 10 0R10 0 或G02U20 0W 10 0R10 0 2
6、 G02X80 0Z 10 0I10 0K0 或G02U20 0W 10 0I10 0K0 例4 图1 18b 1 G03X45 0Z 35 9R25 0 或G03U45 0W 35 9R25 0 2 G03X45 0Z 35 9I0K 25 0 或G03U45 0W 35 9I0K 25 0 11 图1 18圆弧插补举例 12 4 主轴转速设置S指令和转速控制指令G96 G97 G50 1 主轴线速度恒定指令G96格式 G96S S的单位为m min 2 直接设定主轴转速指令G97格式 G97S S的单位为r min 5 每转进给指令G99 每分钟进给指令G98指令格式 G99F F单位mm
7、 rG98F F单位mm minG98 G99均为模态指令 机床初始状态默认G99 13 6 暂停指令G04该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工 用于切槽 钻镗孔 自动加工螺纹 也可用于拐角轨迹控制等场合 格式 G04P U 14 7 工作坐标系的原点设置指令G50格式 G50X Z 数车亦可进行设置刀具数据来确定工作坐标系原点 详见机床操作 8 工作坐标系的原点设置选择指令G54 G59一般数控机床可以预先设定6个 G54 G59 工作坐标系 这些坐标系在机床重新开机时仍然存在 9 参考点返回指令G28该指令使刀具自动返回参考点 一般设置为机床原点 或经过某一中间位置 再回到参考点 输入
8、格式 G28X U Z W T00 15 10 螺纹车削加工在数控车床上用车削的方法可加工直螺纹和锥螺纹 车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式 螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段 1和降速退刀段 2 在这两段螺纹导程小于实际的螺纹导程 1 螺纹切削指令G32G32指令可车削直螺纹 锥螺纹和端面螺纹 涡形螺纹 G32进刀方式为直进式 指令格式 G32X U Z W F 式中的X U Z W 为螺纹终点坐标 F 为螺距 16 1 直螺纹加工例7 如图1 24 螺纹外径已车至29 8 4 2的槽已加工 此螺纹加工查表知切削5次 0 9 0 6 0 6 0 4 0 1 至小径d 30 1 3 2
9、27 4 程序 O1 G00X32 0Z5 0 螺纹进刀至切削起点X29 1 切进G32Z 28 0F2 0 切螺纹G00X32 0 退刀Z5 0 返回X28 5 切进G32Z 28 0F2 0 切螺纹 X向尺寸按每次吃刀深度递减 直至终点尺寸27 4Z5 0 X27 4 切至尺寸G32Z 28 0F2 0 G00X32 0 Z5 0 图1 24直螺纹加工 17 2 锥螺纹加工如图1 25 图1 25锥螺纹加工 18 例8 程序O1 Z5 0 X20 0 进刀至尺寸G32X50 0Z 32 0F2 0 车螺纹 2 螺纹加工循环G92G92用于螺纹加工 其循环路线与单一形状固定循环基本相同 如图
10、1 26所示 循环路径中 除螺纹车削一般为进给运动外 其余均为快速运动 19 输入格式 直螺纹G92X U Z W F 锥螺纹G92X U Z W R F 式中 X U Z W 为螺纹终点坐标 R 为锥螺纹始点与终点的半径差 F 为螺距 图1 26螺纹切削循环G92 20 例9 完成图1 27螺纹切削 图1 27螺纹切削 程序 G00X22 0Z5 0 起刀点G92X19 2Z 18 0F1 5 螺纹加工第一次循环X18 6 螺纹加工第二次循环X18 2 螺纹加工第三次循环X18 05 螺纹加工第四次循环G00X100 0Z150 0 退刀 取消循环 21 例10 完成图1 28螺纹切削 图1
11、 28螺纹切削 程序 G00X32 0Z5 0 G92X31 2Z 18 0R 7 5F1 5 X30 4 X29 8 X29 46 X29 30 G00X100 0Z150 0 注 R 6 18 7 5 经验公式 d D 1 3pd 螺纹小径D 螺纹大径p 螺距 锥螺纹大端直径为 30 2 1 3 1 5 29 3 3 复式螺纹切削循环指令G76G76指令用于多次自动循环切削螺纹 G76复式螺纹切削循环指令G76格式G76P m r a Q dmin R d G76X u Z w R i P k Q d F f 22 例11 完成图1 30螺纹切削 现加工M68 6螺纹 螺纹高度为3 9mm
12、 螺距为6mm 螺纹尾端倒角为1 1L 刀尖角为60 第一次车削背吃刀量为1 8mm 最小背吃刀量为0 1mm 精车余量为0 2mm 精车削次数1次 螺纹精车前先精车外圆柱面至尺寸 螺纹加工程序如下 O0011 G97S200T0303M03 G00X70 0Z7 0 G76P011160Q100R200 G76X60 2Z 65 0P3900Q1800F6 0 G00X200 0Z200 0 M30 图1 30螺纹切削 23 12 刀具半径补偿功能G40 G41 G42 1 刀具半径补偿的作用刀具半径补偿的方法是通过键盘输入刀具参数 并在程序中采用刀具半径补偿指令 2 刀具参数包括刀尖半径
13、车刀形状 刀尖圆弧位置 假想刀尖圆弧位置序号共有10个 0 9 1 G40取消刀具半径补偿指令2 G41 刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿 4 刀具半径补偿注意事项加刀具半径补偿或去除刀具半径补偿最好在工件轮廓线以外且未加刀补点至加刀补点距离应大于刀具 尖 半径 未去刀补点至去除刀补点处距离应大于刀具 尖 半径 在使用G41或G42指令时 不允许有两句连续的非移动指令 否则刀具在前面程序段的终点的垂直位置停止 且产生过切或欠切现象 24 13 固定循环指令 1 单一形状固定循环有三种循环指令 分别是G90 G92和G94 其中G92已在螺纹切削部分介绍过 1 外径 内径切削循环G90a 圆
14、柱面切削循环格式 G90X U Z W F X U Z W 为切削终点坐标 b 锥面车削循环指令格式 G90X U Z W RF X U Z W 为切削终点坐标 R 或I 为圆锥面加工起 终点半径差 有正 负号 2 端面切削循环指令G94a 垂直端面车削固定循环 指令格式 G94X U Z W F X U Z W 表示切削终点坐标 b 锥形端面车削固定循环 指令格式 G94X U Z W RF X U Z W 为切削终点坐标 R为圆锥面起 终点Z坐标的差值 有正 负号 25 2 多重复合固定循环指令1 精加工循环指令G70在采用G71 G72 G73指令进行粗车后 用G70指令进行精车循环切削
15、 指令格式 G70PnsQnf 其中 ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号 nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号 2 外径 内径粗加工循环指令G71G71指令用于粗车圆柱棒料 以切除较多的加工余量 指令格式 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w FST 26 例17 使用G71 G70完成图1 43所示零件加工 棒料直径 105mm 工件不切断 刀尖R0 4 图1 43G71 G70加工实例 27 程序 O0017 G40G97G99S500M03T0101 T0101粗车刀 G00X106 0Z5 0M08 刀具快速运动到循环起点 G71U2 0R0 5
16、G71切深2 0 退刀量0 5 G71P10Q20U0 4W0 2F0 2 X向留精车余量0 4 Z向留精车余量0 2 N10G42X0 加右刀补 N10 N20是精车程序 G01Z0F0 15S600 X40 0 X60 0Z 30 0 Z 65 0 G02X70 0Z 70 0R5 0 G01X88 0 G03X98 0Z 75 0R5 0 G01Z 90 0 N20G40X106 0 去刀补 G00X150 0Z200 0M09 换刀点 T0202 换精车刀 G00X106 0Z5 0 外圆精车循环点 G70P10Q20 G28U0W0T0M05 X轴 Z轴回参考点 M30 28 例18 使用G71 G70完成图1 44所示零件内孔加工 现工件已钻 26mm的底孔 刀尖R0 4 图1 44G71 G70加工实例 29 程序 O0018 G40G97G99S500M03T0303 T0303镗孔刀 G00X25 0Z2 0M08 刀具快速运动到循环起点 G71U2 0R0 5 G71切深2 0 退刀量0 5 G71P10Q20U 0 4W0 2F0 2 X向留精车余量0 4 Z向留
