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1、第四章第四章 数控车床加工及其数控车床加工及其程序编制程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第三节数控车床编程实例第三节数控车床编程实例1第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺一、数控车床加工的主要特点第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.1数控车床加工的典型零件1.加工工艺范围：数控车床主要用于加工形状复杂、精度要求高的轴类、盘类等回转体零件。如图4.1所示：加工零件类型德州科技职业学院德州科技职业学院2第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工
2、艺数控车削加工工艺2.数控车床加工的主要特点：（1）加工灵活、通用性强、能适合产品品种和规格频繁变化的特点；（2）能满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求。德州科技职业学院德州科技职业学院3二二、数控车床的类型1.按数控系统的功能（1）经济型数控车床如图4.2（2）全功能型数控车床如图4.3（3）车削中心如图4.4（4）车床：数控车床、机器人等组成柔性加工单元第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院4二、按主轴的配置形式分 1.卧式数控车床如图4.5所示 2.立式数控车床如图4.6所
3、示三、按数控系统控制轴数分 1. 双 轴控制数控车床 （1） 双轴卧式数控车床如图4.7所示 （2）双轴立式数控车床 2. 四轴控制数控车床第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院5三、车削刀具及其主要特点1.数控车刀的特点： 精度高、可靠性高、换刀迅速、耐用度好、调整方便。数控车刀如图4.8所示2.可转为硬质合金刀片 可转位硬质合金刀片如图4.9所示第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院63.
4、可转位刀的车刀的选用（1）刀片的紧固方式（2）刀片外形的选择（3）刀杆头部形式的选择（4）刀片后角的选择（5）左右手柄的选择（6）刀尖圆弧半径的选择（7）断屑槽形的选择4.可转位车刀的特点如表4.1第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院7四、数控车削加工工艺路线制定 1.先粗后精 精基准加工好以后，整个零件的加工工序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原则先加工精度要求较高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再进行精加工和光整加工。第四章第四章 数控
5、车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院8 2.先近后远 通常在粗加工时，距离对刀点近的部位先加工，远的部位后加工，以便缩短刀具移动的距离，以减少空行程的时间。 3. 刀具集中 用一把刀加工完相应各部位，再换另外一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀时间。第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院9第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制一、G功能 关于G代码注意： （1）G代码分为续效码和非续效码两类
6、。非续效码只在本程序段内起作用，续效码一直起作用，直至被本组指令取代为止。 （2）不同组别的G功能可在同一程序段内使用。 （3）G代码中有一些是预设功能，由数控系统内部参数设定。第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院10 二、M功能 辅助功能字由M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。 常用的M功能有： M00： 程序暂停，可用NC启动命令使程序继续运行； M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效； M03：主轴顺时针旋转； M04：主轴逆时针
7、旋转； M05：主轴停止； M06：换刀; M08：冷却液开； M09：冷却液关； M30：程序停止，程序复位到起始位置。 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院11三、F、S、T功能 1.F功能:用于指定进给速度，有每转进给和美分钟进给两种。 （1）每转进给量 编程格式 G99 F F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r 例：G99 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r （2）每分钟进给量 编程格式G98 F F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min例：G98 F1
8、00 表示进给量为100mm/min 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院12 2.S功能:指令用于控制主轴转速,它有恒线速度和恒转速两种指令。 （1）最高转速限制 编程格式 G50 S S后面的数字表示的是最高转速：r/min。 例：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min （2）恒线速控制 编程格式 G96 S S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削线速度控制在150 m/min。 （3）恒转速控制 编程格式 G97 S S后面的数
9、字表示主轴转速，单位为r/min。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院13第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制3.T功能用来指定程序中使用的刀具。指令格式：T ，前两位代表刀具号，后两位代表刀具补偿号。例如：T0801指选择8号刀具，用1号刀具补偿。刀具补偿包括长度补偿和半径补偿两部分。德州科技职业学院德州科技职业学院14四. 工件坐标系的设定 编程格式 G50 X Z式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。 例：如
10、图所示设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.10 坐标系设定指令德州科技职业学院德州科技职业学院15五、快速定位G00和直线插补G01 1、快速定位G00 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。 编程格式：G00 X(u) Z (w) 式中X、Z的值是快速点定位的终点坐标值;U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序
11、编制德州科技职业学院德州科技职业学院161、快速定位G00 如所示的定位指令如下： G50 X200.0 Z263.0 G00 X40.0 Z212.0或G00 U-160.0 W-51.0第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.11 G00快速定位指令德州科技职业学院德州科技职业学院172、直线插补G01 用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。 程序格式：G01 X(u) Z(w) F 其中：X、Z的值是直线插补的终点坐标值 ； U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编
12、制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院18直线插补G01举例：实现图4.12中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100图图4.12 4.12 直线插补运动直线插补运动 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院19增量方式编程举例如图4.13所示：G91 G01 X Y F100第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图
13、4.13 直线增量编程德州科技职业学院德州科技职业学院20六. 圆弧插补G02、G03 1.顺时针圆弧插补的指令格式: G02 X(U) Z(W) I K F ； G02 X(U) Z(W) R F ； 2.逆时针圆弧插补的指令格式： G03 X(U)_Z(W)_ I_K_F_； G03 X(U)_Z(W)_R_ F_； 注意:（）圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；（）I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院21图.1圆
14、弧方向的判断（）规定圆心角180时，用“+R”表示； 180时，用“-R”。所以，R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工（）圆弧方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图4.1所示。 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院XY22（）圆弧编程实例G02编程如图4.1所示：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；G02 X50.0 Z30.0 R25.0 F
15、0.3； G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.15顺时针圆弧加工德州科技职业学院德州科技职业学院23第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制G03编程举例：G03 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；G03 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；G03 X50.0 Z30.0 R25.0 F0.3； G03 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3；图4.16逆时针圆
16、弧加工德州科技职业学院德州科技职业学院24七. 暂停指令 G04 G04指令用于暂停进给,其指令格式是： G04 P_或G04 X(U)_ 暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。 例如,欲空转2.5s时其程序段为： G04 X2.5 G04 U2.5 G04 P2500； 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院25八. 刀具半径补偿指令 1.指令格式 刀具位于工件左侧（假设工件不动） G41 D01 刀具位
17、于工件右侧（假设工件不动） G42 D01 取消刀具补偿G40 2.刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分： （1）形成刀具补偿的建立补偿程序段 （2）零件轮廓切削程序段 （3）补偿撤消程序段第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院263.刀具半径补偿指令注意事项: 刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲线插补方式下进行，刀具半径补偿一旦建立，在没被取消之前一直有效，编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章
18、数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院27第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制4.刀具补偿指令G41和G42 G41指令的刀具运动轨迹如图4.17所示：G42指令的刀具运动轨迹如图4.18所示：图4.17刀具半径左补偿图4.18刀具半径右补偿德州科技职业学院德州科技职业学院28九.返回参考点检查G27 G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。 指令格式为： G27 X(U)_ Z(W)_ X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。
19、第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院29十.参考点返回指令G28 G28 X(U)_ Z(W)_； 自动返回参考点，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。十一. 参考点返回指令G29 G29 X_ Z_； 此指令的功能是使刀具从参考点返回目标点，其中X、Z为刀具目标点。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院30指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐
20、标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图所示，各参数意义如下： 1、2：为切入量与切除量。 一般1=nP/400 2=nP/1800 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.20螺纹切削轨迹十二. 单行程螺纹切削G32 (1) 指令格式：G32 X(U)_Z(W)_F_德州科技职业学院德州科技职业学院31 （）32编程实例 F =4mm,1 =3mm,2 =1.5mm N100 G00 U-62N110 G32 W-74.5 F4 N130 G00 U62N140 W74.5N150 U-64N160 G32
21、W-74.5N170 G00 U64N180 W74.5第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.21螺纹切削实例德州科技职业学院德州科技职业学院32十三. 单一固定循环指令G90 1、轴向切削循环指令格式： （1）圆柱切削指令 G90 X(U)_Z(W)_F_ X(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.22圆柱切削指令德州科技职业学院德州科技职业学院33 （2）圆锥切切削削循循环环指令 G90指令格
22、式： G90X(U)_Z(W)_R_F_该循环主要用于轴类零件的锥面加工。 R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值;起于锥端小头时，R为负值。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.23 G90圆锥切削指令德州科技职业学院德州科技职业学院34十四.径向切削循环G94 （1）直端面车削循环 G94 X(U)_Z(W)_F_各地址代码含义与G90相同。循环路径如右图4.24所示第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制
23、数控车床加工及其程序编制图4.24G94直端面车削循环德州科技职业学院德州科技职业学院35（2）锥端面车削循环G94指令格式：G94X(U)_Z(W)_R_F_循环路径如右图4.2所示第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.25 G94直端面车削循环德州科技职业学院德州科技职业学院36十五.螺纹切削循环(G92) （1）圆柱螺纹编程格式:G92 X (U) Z (W) F螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段。走刀路线如如图4.26所示： 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床
24、加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.26G92圆柱螺纹切削循环德州科技职业学院德州科技职业学院37 （2）圆锥螺纹切削循环G92 编程格式 ： G92 X(U) Z(W) R(I) 利用G92，可以将螺纹切削过程中，从始点出发“切入-切螺纹-退刀-返回始点”的4个动作作为一个循环用一个程序段指令。运动轨迹如图4.27所示： 第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.27圆锥螺纹切削循环德州科技职业学院德州科技职业学院38十六. 复合固定循环 （1） 轴向粗切削循环G71 G71 U (d ) R (e)； G71
25、 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；d背吃刀量，吃刀深度e退刀量，提刀量ns精加工形状程序段中的开始程序段号； nf精加工形状程序段中的结束程序段号；uX轴方向精加工余量；wZ轴方向精加工余量；f，s，tF，S，T代码。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院39第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制轴向粗切削循环G71运动轨迹如图4.28所示： 图4.28 G71轴向粗车循环轨迹德州科
26、技职业学院德州科技职业学院40（2）径向粗车循环G72编程格式为G72 U (d ) R(e)G72 P (ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)参数含义与G71相同走刀轨迹如图4.29所示：第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.29 G72径向粗车循环德州科技职业学院德州科技职业学院41（3）封闭切削循环G73编程格式 G73 U(i) W(k) R(d)G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)式中iX轴上总退刀量（半径值）；kZ轴上的总退刀量；d
27、重复加工次数；刀具运动轨迹如图4.30所示：第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制图4.30 G73封闭切削循环德州科技职业学院德州科技职业学院42（4）精加工循环(G70) 编程格式：G70 P(ns) Q(nf) ； 其中ns和nf与前述含义相同。在这里G71、G72、 G73程序段中的F、S、T指令都无效，只有ns-nf在程序段中F、S、T才有效。第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院43（5）螺纹切削多次循环G76编
28、程格式 G76 P(m)(r)(a) Q(dmin) R(d) G76 X (U) Z (W) R(i) P(k) Q(d) F(f)式中：M：精加工重复次数（必须用两位数表示）；R：倒角量；D：精加工余量；dmin：最小切入量；：刀尖的角度，I：螺纹部分半径差(i=0时为圆柱螺纹)；K：螺牙的高度(用半径值指令X轴方向的距离)第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院44第二节第二节 数控车床程序编制数控车床程序编制第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制螺纹切削多次循环G76的运动轨迹如图4.31所示：图4.31 G76螺纹切削多次循环德州科技职业学院德州科技职业学院45第三节数控车床编制实例第三节数控车床编制实例 数控车床编程实例第四章第四章 数控车床加工及其程序编制数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院德州科技职业学院46
