chap6数控加工编程与操作

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1、第6章 数控车床的编程 【学习目标 】1了解数控车床的功能和结构，掌握数控车床的 加工特点 2熟悉数控车床常用的编程指令和编程方式 3熟悉国产华中数控系统在指令格式上与 FANUC系统的区别 4熟练掌握典型车削类零件的加工程序编制方法 和宏程序的应用6.1数控车床简介 数控车床是当今应用较为广泛的数控机 床之一，它主要用于加工轴类、盘类等回 转体零件的内外圆柱面，任意角度的内外 圆锥面，复杂回转内外曲面，圆柱、圆锥 螺纹等，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰 孔、镗孔等切削加工。6.1.1 数控车床加工特点数控车床与普通车床相比较，主要具有以下一些 特点 ： 高精度 高效率 高柔性 工艺能力强 高可

2、靠性 6.1.2 数控车床的组成及分类1数控车床的组成数控车床由车床主体、数控装置、伺服系统 、 辅助装置等几部分组成 数控车床 6.2数控车床程序的编制 6.2.1 数控车床系统的功能数控车床系统的主要功能包括准备功能、 辅助 功能、进给速度功能、主轴转速功能、刀 具功 能等。 1准备功能（G功能） 准备功能也称G功能或G代码，它是用来指令车床工作方式或控制系统工作方式的一种命令， G功能由地址符G和其后的两位数字组成（00 99），用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置 等多种加工操作。G代码组别功 能G代码组别功 能G0001 定位（快速移动）G330

3、1攻丝循环*G01直线插补（切削进给）G3401变螺距螺纹切削G02圆弧插补CW（顺时针）*G4004刀尖半径补偿（选配）G03圆弧插补CCW（逆时针）G41G0400 暂停，准停G42G28返回参考点（机械原点）G5000坐标系设定G3201螺纹切削G6500宏程序命令FANUC 0i系统常用的G功能一览表 G代码组别功 能G代码组别功 能G7000 精加工循环G9001 外圆，内圆车削循环G71外圆粗车循环G92螺纹切削循环G72端面粗车循环G94端面切削循环G73封闭切削循环G9602 恒线速开G74端面深孔加工循环G97恒线速关G75外圆，内圆切槽循环*G9803每分进给G76复合型螺

4、纹切削循环G99每转进给FANUC 0i系统常用的G功能一览表 2辅助功能（M功能） 辅助功能也称M功能，由地址符M和其后的两 位 数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以 及机床各种辅助功能的开关动作，如表示主轴 的旋转方向、启动、停止，切削液的开关等功 能。M代码功 能M代码功 能M00程序停止M08切削液开启M01程序选择性停 止M09切削液关闭M02程序结束M30程序结束，返 回开头M03主轴正转M98调用子程序M04主轴反转M99子程序结束M05主轴停止FANUC 0i系统常用的M功能一览表 3S、F和T功能 （1）S功能 S功能即主轴转速指令功能，它是由地址符S及其后面的数字表示，

5、用来指定车床的主轴 速度，需配合指令G96和指令G97来使用。（2）F功能F功能即进给速度功能，用来指定车刀车削表面时的走刀速度。 （3）T功能 T功能即刀具功能，用来指定加工中所用的刀具号及 其所调用的刀具补偿号，一般T后面可有4位数值，前 2位表示刀具号，后2位表示刀具补偿号。 6.2.2 数控车床的基本编程指令 1编程中的有关规定（1）数控车床坐标系数控车床一般是两坐标机床（X轴、Z轴）。随着数控车床刀架的位置不同，坐标系的方位 不同 数控车床坐标系的两种形式 （2）数控车床的编程方式 直径编程和半径编程。 绝对编程和相对编程。 数控车床编程方法 2G00与G01指令（快速定位与直线插补

6、）指令格式： G00 ()_()_； 01 ()_()_； _表示目标点绝对坐标。 _表示目标点相对刀具当前点的相对坐标位移。 X(U)坐标按直径输入。3G02/G03指令（圆弧插补）指令格式：X（U）_ Z（W）_ F ;顺时针圆弧插补（G02）与逆时针圆弧插补（G03）的判 断方法：沿着弧所在平面（如平面）的正法线方向 （+Y轴）向负方向（Y轴）观察，圆弧插补按顺时针方 向为02，逆时针方向为03，如图6-7所示。 顺圆与逆圆的判别 项目命 令指 定 内 容意 义1 G02回转方向 顺时针转CWG03逆时针转CCW2 X_Z_终点位置 绝对方式工件坐标系中圆弧终点位置坐标U_W_相对方式圆

7、弧终点相对始点的坐标3 I_ K_ 从始点到圆心的距离圆心相对起点的位置坐标R 圆弧半径圆弧半径4F进给速度圆弧的切线速度圆弧插补指令说明 4G04（暂停） 指令格式：G04 X_；或 G04 P_； X表示指定时间，单位为s（秒），允许使用 小数点，如G04 X2.0表示暂停2s。 P表示指定时间，单位为ms（毫秒），不允 许使用小数点，如G04 P2000也表示暂停2s。 G04常用于车槽、镗孔、钻孔指令后，以提 高表面质量及有利于铁屑充分排出。5G41/G42/G40（刀尖圆角半径补偿） （1）刀尖半径补偿 40：取消刀尖半径补偿，这时，刀尖运动轨迹与编程轨迹重合。 41：刀尖半径左补偿

8、，即操作者处于+Y轴向Y轴观察，并沿着车刀进给方向看，车刀在工件的左侧，称左刀补 42：刀尖半径右补偿，即操作者处于+Y轴向Y轴观察，并沿着刀具进给方向看，车刀在工件的右侧，称右刀补 （2）指令格式X（U） Z（W） ;（3）刀尖的方位刀尖方位的规定（前置刀架） （4）补偿值的设定 刀具补偿的设定 6G90与G94指令（简单固定循环） （1）内、外圆切削循环G90 指令格式：G90 X (U) Z (W) R F ; 执行该指令刀具从循环起点开始按 ABCDA作循环运动，最后又回到循环 起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_ W_ 为切削终点（C点）相对于循环始点（A点）的 位移量。 _为锥

9、体面切削始点与切削终点的半径差 _进给速度。 G90外形加工循环 （2）端面切削循环G94 指令格式：G94 X (U) Z (W) R F ; 如图6-20所示，执行该指令刀具从循环起点 开始按ABCDA作循环运动，最后又回 到循环起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_W_为 切削终点（C点）相对于循环始点（A点）的位 移量。 _为锥体面切削始点与切削终点在Z轴方向 的差，即ZbZc，如图6-21所示；当R=0时，即 为切削端平面，可省略。 _进给速度 94车削端面循环轨迹 94车削带有锥度的端 面循环轨迹 G94切削循环例图 7G70、G71、G72、G73、G75指令（复合固 定循环）

10、 （1）71（内、外径粗车循环） G71指令通过与Z轴平行的运动来实现内孔、外圆加工，常用于毛坯为棒料的粗加工。 指令格式： G00 X Z ； 71 d e； 71 ns nf u w f ；G71外径粗车循环路线图 ，为粗车循环起刀点位置 d为循环切削过程中径向的背吃刀量，半径 值。单位为mm。 e为循环切削过程中径向的退刀量，半径值 ，单位为mm。 ns为精加工形状程序段中的开始程序段号。 nf为精加工形状程序段中的结束程序段号 u为轴方向的精加工余量，直径值，单位 为mm。在圆筒毛坯料粗镗内孔时，应指定为 负值。 w为轴方向的精加工余量，单位为mm。 f为粗加工循环中的进给速度。编程时

11、注意以下几点。 在使用71进行粗加工循环时，只有含在 71程序段中的、功能才有效。而包含 在nsnf精加工形状程序段中的、功 能，对粗车循环无效。 在AA间顺序号ns的程序段中只能含有 G00或G01指令，而且必须指定，也不能含有Z 轴指令。 A必须符合、轴方向的单调增大或 减少的模式,即一直增大或一直减小。 在加工循环中可以进行刀具补偿。（2）G70（精车循环） G70指令用于切除G71或G73指令粗加工后留下 的加工余量 指令格式： G00 X Z； 70 ns nf f ； 程序段中各地址的含义同G71。（3）72（端面粗加工循环） G72指令通过与X轴平行的运动来实现内外圆端 面粗加工

12、，常用于径向尺寸大，轴向尺寸较小 的零件粗车加工。 指令格式： G00 X Z； 72 W d e ； 72 ns nf u w f ；G72端面粗车循环路线图 编程时注意以下几点。 在使用72进行粗加工循环时，只有含在 72程序段中的、功能才有效。而包含 在nsnf精加工形状程序段中的、功 能，对粗车循环无效。 在A间顺序号ns的程序段中只能含有G00 或G01指令，而且必须指定，且不能含有X轴指 令。 之间必须符合轴、轴方向的单调增 大或减少的模式，即一直增大或一直减小。 在加工循环中可以进行刀具补偿。（4）G73（仿形粗车循环） G73仿形切削循环就是按照一定的切削形状逐 渐地接近最终形

13、状。 指令格式： G00 X Z； 73 i k d； 73 ns nf u w f ； i i为为X X轴方向退刀总距离及方向，半径值；轴方向退刀总距离及方向，半径值； k k为为Z Z轴方向退刀总距离及方向；轴方向退刀总距离及方向； d d为分割次数，等于粗车次数。为分割次数，等于粗车次数。 其他各项与其他各项与G71G71相同。相同。G73仿形粗车循环路线图 （5）G75（切槽循环指令） G75指令主要用于加工径向环形槽。加工中径向断续切削起到断屑、及时排屑的作用，特别 适合加工宽槽。 指令格式：G00 X 1 Z 1 ； 75 R e ；75 X 2 Z 2 Pi Qk Rw F f

14、； 1、1为切槽起始点坐标。 2为槽底直径。 2为切槽时的Z向终点位置坐标，同样与切槽起始位 置有关 e为切槽过程中径向的退刀量，半径值，单位为mm 。 i为切槽过程中径向的每次切入量，半径值，单位为 m。 k为沿径向切完一个刀宽后退出，在Z向的移动量， 单位为m，但必须注意其值应小于刀宽。 w为刀具切到槽底后，在槽底沿Z方向的退刀量， 单位为m，注意：尽量不要设置数值，取0，以免断刀 。8螺纹加工 （1）G32（单行程螺纹切削指令）指令格式： G32 （）_（）_Q_； （）_（）_与G00相同。 _为螺纹导程。 如45，Z轴为长轴，螺距是Lz； 如45，X轴为长轴，螺距是Lx。 Q_为螺纹

15、起始角。该值为不带小数点的非模态值 。如果是单线螺纹，则该值不用制定，这时该值为0； 若是双线螺纹，Q值为180 000。（2）G92（单一循环螺纹切削指令） 指令格式：92 （）_（）_ R_； 执行该指令刀具从循环起点开始按 ABCDA作循环运动，最后又回到循环起点。 _为切削终点（C点）的坐标；U_W_为切削 终点（C点）相对于循环始点（A点）的位移量。 _为螺纹切削始点与切削终点的半径差，即 RbRc；加工圆柱螺纹时，R为0，表示加工圆柱螺纹 ，可省略。 如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给。每 次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得 的差按递减规律分配。螺纹切削单一循环指令G92 米 制 螺 纹 螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.5