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1、单元二 数控车削加工程序,主编,第一节 基本编程指令及应用,单元二 数控车削加工程序,一、工件坐标系的设定,如图21所示，车床的机床原点一般取在卡盘端面法兰盘与主轴中心线的交点处。数控车削时，零件的工件坐标系原点一般位于零件右端面或左端面与轴线的交点上。,图2-1 机床坐标系与工件坐标系 a)刀架前置的工件坐标系 b)刀架后置的工件坐标系,单元二 数控车削加工程序,1.用G50设置工件坐标原点 G50建立工件坐标系的方法，是通过设定刀具起始点在工件坐标系中的坐标值来建立工件坐标系的。也就是通过实际测得刀位点在开始执行程序时，在工件坐标系的位置坐标值后，通过程序中的G50指令设定的方法建立工件坐
2、标系。其指令格式为G50 X Z；。 2.用T试切对刀确定工件坐标原点 试切法对刀是通过试切工件来获得刀位点在试切点的偏置量（简称刀偏量），将刀偏值写入机床参数刀具偏置表中，并通过运行指令T时来获得工件坐标系的方法。其实质就是测出各把刀的刀位点到达工件坐标原点时，相对机床原点（参考点）的位置偏置量。,单元二 数控车削加工程序,(1)X向对刀 用1号刀车削工件外圆，车好外圆后，X向不能移动(保持坐标不变)，沿Z向正向退出后，主轴停转。,图2-2 工件坐标系的建立,单元二 数控车削加工程序,图2-3 X轴对刀,单元二 数控车削加工程序,图2-4 刀具偏置补偿界面操作过程,单元二 数控车削加工程序,
3、图2-4 刀具偏置补偿界面操作过程(续),单元二 数控车削加工程序,图2-5 Z轴对刀,(2)Z向对刀 用1号刀车削工件右端面，Z向保持坐标不变，沿X向正向退出后主轴停转，如图2-5所示。,单元二 数控车削加工程序,图2-6 Z轴刀具偏置补偿操作过程,单元二 数控车削加工程序,二、常用功能指令 1.基本知识 (1)FANUC 0i数控系统的基本功能指令 常见的准备功能G代码见表2-1。,表 2-1 FANUC 0i车床数控系统的准备功能G代码及其功能,单元二 数控车削加工程序,表 2-2 FANUC 0i数控系统的常见的M代码及其功能,(2)直径编程与半径编程 在编制数控车床的CNC程序时，因
4、为工件是回转体，其尺寸可以用直径和半径两种方式来表达。 (3)绝对值编程与增量值编程 在数控编程时，刀具位置坐标通常有绝对坐标和增量(相对)坐标两种表达方式。,图2-7 绝对值/增量值编程,单元二 数控车削加工程序,2.G功能指令 (1)快速移动指令(G00) 编程格式：G00 X(U) Z(W)；。,图2-8 G00与G01移动轨迹,表2-3 用G00编写(注：采用半径编程格式),单元二 数控车削加工程序,(2)直线插补(G01) 编程格式：G01 X(U)Z(W)F；。,表2-4 用G01编写(注：采用半径编程格式),(3)圆弧插补指令(G02/G03),图2-9 圆弧顺时针、逆时针的判定
5、,单元二 数控车削加工程序,图2-10 +R与-R的区别,如图2-10所示，当程序执行从起点至终点的顺时针圆弧指令时，刀具所走的轨迹因+R和-R而不同。,单元二 数控车削加工程序,图2-11 圆弧插补,如图2-11所示，机床为后置刀架，用G02/G03圆弧插补指令编写从OABC的轨迹数控程序见表2-5。,单元二 数控车削加工程序,表2-5 数 控 程 序,(4)每分钟/每转进给量(G98/G99) 进给速度的单位由G98或G99决定。 (5)米/寸制转换指令G21/G20 G21指定米制单位，也就是X(U)、Z(W)等坐标字所描述的单位为mm，一般默认为G21；G20指定寸制单位，相应的坐标字
6、所描述的单位为inch。,单元二 数控车削加工程序,(6)恒线速切削设置/恒线速切削取消(G96/G97) 编程格式：G96 S ；/G97 S；。 (7)暂停指令G04 G04指令的作用是按指定的时间延迟执行下一个程序段。 3.M功能指令 (1)程序结束M02/M30 两者都是主程序结束指令。 (2)程序暂停/选择性程序暂停(M00/M01) (3)主轴运转与停止(M03M04M05) 分别表示主轴正转(M03)、反转(M04)和主轴停止转动(M05)。 (4)切削液开关(M07M08M09) 用于冷却装置的启动和关闭。,单元二 数控车削加工程序,4.其他功能指令 (1)F功能(进给功能)
7、F功能也称进给功能，它表示进给速度。 (2)S功能(主轴转速功能) S功能也称主轴转速功能，它主要表示主轴运转速度。 (3)T指令(刀具功能) FANUC系统采用T指令选刀。 (4)程序的斜杠跳跃 若在程序段前面的第一个符号为“/”符号(该符号称为斜杠跳跃符号)，则该程序段称为可跳跃程序段。,单元二 数控车削加工程序,5.倒角、倒圆角编程指令 倒角和倒圆角是零件上常见的情况。FANUC数控车削系统提供了在两相邻G01轨迹的程序段之间自动插补倒角或倒圆角的控制功能，给编程带来了方便，达到简化编程的目的。 (1)倒角指令 指令格式：G01 X(U)Z(W)C；。,图2-12 倒角示意图,单元二 数
8、控车削加工程序,(2)倒圆角指令 指令格式：G01 X(U)Z(W)R；。如图2-13所示，X(U)、Z(W)表示相邻直线AD和DE的假想交点D在工件坐标系中的坐标值，R值表示倒圆角的圆弧半径值。,图2-13 倒圆角示意图,单元二 数控车削加工程序,图2-14 轴类零件精加工,如图2-14所示的轴类零件，材料为45钢，粗加工已经完成且留有0.25mm的单边精加工余量。其精加工程序(注意工件坐标系的设定位置，机床为前置刀架)见表2-6。,单元二 数控车削加工程序,表2-6 精加工程序,单元二 数控车削加工程序,表2-6 精加工程序,单元二 数控车削加工程序,图2-15 假想刀尖,三、刀具半径补偿
9、功能(G41G42G40) 1.半径补偿功能作用,单元二 数控车削加工程序,图2-17 采用刀具半径补偿后刀具轨迹,图2-16 加工锥面时欠切削与过切削现象,单元二 数控车削加工程序,2.刀尖圆弧半径补偿指令 (1)刀具半径左补偿指令G41 以前置刀架为例，沿刀具运动方向看，刀具在工件，称为刀具半径左补偿，如图2-18所示。 (2)刀具半径右补偿指令G42 同样以前置刀架为例，沿刀具运动方向看，刀具在工件右侧时，称为刀具半径右补偿，如图2-18所示。,图2-18 前置刀架补偿平面及刀具半径补偿方向,单元二 数控车削加工程序,图2-19 后置刀架补偿平面及刀具半径补偿方向,(3)取消刀具半径补偿
10、指令G40 指令格式：G40 G01(G00) X(U) Z(W)；后置刀架刀具半径补偿的情况如图2-19所示。(4)说明,单元二 数控车削加工程序,3.刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分为三步： 1)刀补的建立，即刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个补偿量的过程。 2)刀补的运行，即执行G41或G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个补偿量。3)刀补的取消，即刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程重合的过程。,图2-20 刀具半径补偿的建立与取消 a)刀补的建立 b)刀补的取消,单元二 数控车削加工程序,4.刀尖圆弧半径补偿的参数设置 (1)刀尖方位的确定 刀具
11、刀尖半径补偿功能执行时除了和刀具刀尖半径大小有关外，还和刀尖的方位有关，即按假想刀尖的方位，确定补偿量。 (2)刀具半径补偿量的设置 对应每一个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z和刀尖半径补偿量R及刀尖方位号T，通常根据装刀位置、刀具形状来确定刀尖方位号。,图2-21 刀尖方位号 a)后置刀架 b)前置刀架,单元二 数控车削加工程序,图2-22 刀尖半径和方位号的设置 a)2号刀位置 b)输入刀尖半径 c)输入方位号 d)输入的结果,单元二 数控车削加工程序,图2-23 轴,加工图2-23所示的轴，该工件已粗加工，且留单边余量0.5mm。以工件右端面中心建立工件坐标系，编写精车轮廓程序(加刀尖圆
12、弧补偿)。已知3号刀为外圆精车刀，且刀尖圆弧半径和方位号已设置好。,单元二 数控车削加工程序,表2-7 加 工 程 序,第二节 循环功能指令及应用,主编,单元二 数控车削加工程序,一、单一固定循环指令(G90/G94) 单一固定循环指令可以把一系列连续加工工步动作（如“切入切削退刀返回”）用一个循环指令完成，从而简化编程。其指令如下： 1.内、外径切削单一固定循环指令G90 (1) 切削内、外圆柱面 编程格式：G90 X(U) Z(W) F；。如图2-24所示，刀具从点A开始，沿X轴快速移动到点B，再以F指令的进给速度切削到点C，以切削进给速度退到点D，最后快速退回到出发点A，完成一个切削循环
13、，从而简化编程。,单元二 数控车削加工程序,图2-25 外径单一固定循环应用举例,图2-24 圆柱面单一固定循环,单元二 数控车削加工程序,表2-8 加 工 程 序,单元二 数控车削加工程序,表2-8 加 工 程 序,(2)切削内、外圆锥面 编程格式：G90 X(U) Z(W) R F ；。,单元二 数控车削加工程序,图2-26 圆锥面单一固定循环,如图2-26所示，刀具从点A开始，沿X轴快速移动到点B，再以F指令的进给速度切削到点C，以切削进给速度退到点D，最后快速退回到出发点A，完成一个切削循环。 如图2-27所示，加工一工件的锥面，固定循环的起始点为X65.0，Z5.0，背吃刀量为2mm
14、，精加工余量为0.5mm。,图2-27 锥面车削固定循环加工实例,单元二 数控车削加工程序,表2-9 加 工 程 序,表2-9 加 工 程 序,2.端面切削单一固定循环指令G94 (1)平面端面切削循环 编程格式：G94 X(U) Z(W) F；。,单元二 数控车削加工程序,(2)锥形端面切削循环 编程格式：G94 X(U) Z(W) R F；。,图2-28 端面切削单一固定循环 a)G94端面车削固定循环 b)G94锥形端面车削固定循环,单元二 数控车削加工程序,图2-29 端面切削单一固定切削循环实例,零件如图2-29所示，利用端面切削单一固定切削循环指令编写该零件的加工程序。已知刀具为3
15、号外圆车刀。,单元二 数控车削加工程序,图2-30 加工轨迹 a)车削端面 b)车削圆锥面,切削过程可以分两步走，即先车削端面，再车削圆锥面，加工轨迹如图2-30所示，加工程序见表2-10。,单元二 数控车削加工程序,表2-10 加 工 程 序,单元二 数控车削加工程序,二、复合循环指令(G71G72G73G70) 利用复合循环指令，只需要在程序中对零件的轮廓最终刀路进行描述和相关的加工参数设定后，机床即可自动完成从粗加工到精加工的全过程。这样可以大大简化编程工作。 1.内、外圆粗车复合循环指令G71 编程格式：G71 U(d) R(e)；,图2-31 外径粗车循环G71指令的刀路,单元二 数
16、控车削加工程序,1)在使用G71进行粗加工时，只有包含在G71指令程序段中F、S指令值在粗加工循环中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S指令值在粗加工循环中无效。 2)外圆、内孔，以正、反阶梯的区分，是由X、Z方向上精加工余量u、w的正负值决定的，具体如图2-32所示。,图2-32 后置刀架和前置刀架加工不同表面时u、w的正负 a)后置刀架 b)前置刀架,3)使用G71指令时，工件径向尺寸必须单向递增或递减。 4)调用G71前，刀具应处于循环起始点A处，点A的位置随加工表面不同而不同。 5)顺序号ns到nf之间程序段不能调用子程序。,单元二 数控车削加工程序,2.精加工复合循环指令G70 使用G71、G72或G73指令完成粗加工后，用G70指令实现精加工循环，精车时的加工余量是u、w。,图2-33 G71编程举例,单元二 数控车削加工程序,表2-11 加 工 程 序,单元二 数控车削加工程序,表2-11 加 工 程 序,单元二 数控车削加工程序,3.端面粗车复合循环指令G72编程格
