數(shù)控機(jī)床編程第三章

1、第三章 數(shù)控車床編程（基于FANUC-0i系統(tǒng)）數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作，主切削運(yùn)動是工件的旋轉(zhuǎn)，工件的成形則由刀具在過主軸中心的水平面內(nèi)的插補(bǔ)運(yùn)動保證。和普通車床相比，數(shù)控車床具有更強(qiáng)的通用性和靈活性，以及更高的價(jià)格效率和加工精度，特別適合復(fù)雜形狀零件的加工。第一節(jié) 數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)3.1.1數(shù)控車床的編程特點(diǎn)1）工件坐標(biāo)系 數(shù)控車床以徑向?yàn)閄軸，縱向?yàn)閆軸。從主軸箱指向尾架方向?yàn)?Z方向，從主軸軸心線指

2、向操作者方向?yàn)?X軸方向，如圖3-1所示。對于刀架后置式的車床來說，X軸正向是由軸心指向后方，如圖3-1(a)所示；而對于刀架前置式的車床來說，X軸的正向應(yīng)是由軸心指向前方，如圖3-1(b)所示。由于車削加工是圍繞主軸中心前后對稱的，因此無論是前置還是后置式的，X軸指向前后對編程來說并無多大差別。本章的編程繪圖時(shí)都按如圖3-1(b)所示前置式的方式表示。圖3-1 數(shù)控車床的坐標(biāo)系2）X和Z坐標(biāo)指令 按絕對坐標(biāo)編程時(shí)使用代碼X和Z，按增量坐標(biāo)編程時(shí)使用代碼U和W。在一個(gè)零件的程序中或一個(gè)程序段中，可以按絕對坐標(biāo)編程或增量坐標(biāo)編程，也可用絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)混合編程。3）直徑編程方式 由于車削加工圖

3、樣上的徑向尺寸及測量的徑向尺寸使用的是直徑值，因此在數(shù)控車削加工的程序中輸入的X及U坐標(biāo)值也是“直徑值”，即按絕對坐標(biāo)編程時(shí)，X為直徑值，按增量坐標(biāo)編程時(shí)，U為徑向?qū)嶋H位移值的二倍。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來很大方便。3.1.2數(shù)控車床的加工工藝概述數(shù)控車床的車削與普通車床加工零件所涉及的工藝問題大致相同，處理方法也無多大差別。從裝夾到加工完畢的每一工步的加工過程都要十分清晰，還要考慮每一工步的切削用量、走刀路線、位置、刀具尺寸等比較廣泛的問題，因此要根據(jù)數(shù)控車床的特性、運(yùn)動方式，合理制定零件加工工藝。加工工藝處理工作的好壞，

4、不僅會影響機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。加工工藝的處理工作內(nèi)容主要有制定加工方案、確定切削用量、制定補(bǔ)償方案等。 1.夾具數(shù)控車削用夾具。要充分發(fā)揮數(shù)控車床的加工效能，工件的裝夾必須快速，定位必須準(zhǔn)確。數(shù)控車床對工件的裝夾要求：首先應(yīng)具有可靠的夾緊力，以防止工件在加工過程中松動；其次應(yīng)具有較高的定位精度，并便于迅速和方便地裝、拆工件。數(shù)控車床主要用三爪卡盤裝夾，其定位方式主要采用心軸、頂塊、缺牙爪等方式，與普通車床的裝夾定位方式基本相同。2.刀具車床主要用于回轉(zhuǎn)表面的加工，如內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、螺紋等切削加工。圖3-2所示為常用車刀的種類、形狀和用途。圖3-2 常用車

5、刀的種類、形狀和用途1切槽（斷）刀 290反（左）偏刀 390正（右）偏刀 4彎頭車刀 5直頭車刀 6成形車刀 7寬刃精車刀 8外螺紋車刀 9端面車刀 10內(nèi)螺紋車刀 11內(nèi)切槽車刀 12通孔車刀 13不通孔車刀數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成形車刀。（1）尖形車刀 以直線形切削為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖（同時(shí)也為其刀位點(diǎn)）由直線形的主、副切削刃構(gòu)成，如90度內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切斷（車槽）車刀以及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。（2）圓弧車刀 圓弧形車刀是較為特殊的數(shù)控加工用車刀。其特征是構(gòu)成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的

6、圓弧，該圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)、外表面，特別是適宜于車削各種光滑連接（凹形）的成形面。（3）成形車刀 俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成形車刀。車刀安裝得正確與否，將直接影響切削能否順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量。安裝車刀時(shí)，應(yīng)注意下列幾個(gè)問題：（1）車刀裝在刀架上，伸出部分不宜太長，伸出量一般為刀桿高度的11.5倍。伸出過長會使刀桿剛性變差，切削時(shí)易產(chǎn)生振動，影響工件的表面粗糙度值。（2）車刀墊鐵要平緊，數(shù)量要少，墊鐵應(yīng)與刀架對齊。車刀一般要用兩個(gè)螺釘壓緊在

7、刀架上，并逐個(gè)輪流擰緊。（3）車刀刀尖應(yīng)與工件軸線等高。（4）車刀刀桿中心線應(yīng)與進(jìn)給方向垂直，否則會使主偏角和副偏角的實(shí)際工作角度發(fā)生變化產(chǎn)生誤差。3.制定加工方案數(shù)控車床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等。制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短，特殊情況特殊處理。1）先粗后精。在車削加工中，應(yīng)先安排粗加工工序。在較短的時(shí)間內(nèi)，將毛坯的加工余量去掉，以提高生產(chǎn)效率，同時(shí)應(yīng)盡量滿足精加工的余量均勻性要求，以保證零件的精加工質(zhì)量。在數(shù)控車床的精車加工工序，最后一刀的精車加工應(yīng)一次走刀連續(xù)加工而成，加工刀具的進(jìn)刀、退刀方向要考慮妥當(dāng)。這時(shí)，盡可能不要在連

8、續(xù)的輪廓中安排切人和切出或停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生表面劃傷，或滯留刀痕及尺寸精度不一樣等缺陷。2）先近后遠(yuǎn)。一般情況下，在數(shù)控車床的加工中，通常安排離刀具起點(diǎn)近的部位先加工，離刀具起點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工。這樣可縮短刀具移動距離、減少空走刀次數(shù)、提高效率，還有利于保證工件的剛性，改善其切削條件。3）先內(nèi)后外。在加工既有內(nèi)表面（內(nèi)孔），又有外表面的零件時(shí)，通常應(yīng)先安排加工內(nèi)表面后加工外表面。這是因?yàn)樵诩庸?nèi)表面時(shí)，由于受刀具剛性較差影響及工件的剛性不足，會使其振動加大，不易控制其內(nèi)表面的尺寸和表面形狀的精度。4）走刀線路最短。這是在數(shù)控車床上確定走刀線路的重點(diǎn)，

9、主要是指粗車加工和空運(yùn)行R的走刀線路。在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的時(shí)間，還能減少車床的磨損等。4切削用量與切削速度數(shù)控車床加工中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動速度大小的重要參數(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。在加工程序的編制工作中，選擇好切削用量，使切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度三者間能互相適應(yīng)，形成最佳切削參數(shù)，是工藝處理的重要內(nèi)容之一。1）切削深度的確定。在車床主體夾具刀具零件這一系統(tǒng)剛性允許的條件下，盡可能選取較大的切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)零件的精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮適當(dāng)留出精車余量，其所留精車余量一般比

10、普通車削時(shí)所留余量小，常取0.10.5mm。2）主軸轉(zhuǎn)速的確定。主軸轉(zhuǎn)速的確定方法，除螺紋加工外，其他與普通車削加工時(shí)一樣，應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。在實(shí)際生產(chǎn)中，主軸轉(zhuǎn)速可用下式計(jì)算：n1000 vd式中：n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；v切削速度（mmin）；d零件待加工表面的直徑（mm）。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，需要首先確定其切削速度，而切削速度又與切削深度和進(jìn)給量有關(guān)。3）進(jìn)給量的確定。進(jìn)給量是指工件每一周，車刀沿進(jìn)結(jié)向移動的距離（mm/r），它與切削深度有著較密切的關(guān)系。粗車時(shí)一般取為0.30.8mmr，精車時(shí)常取0.10.3mmr

11、，切斷時(shí)宜取0.050.2mmr。4）切削速度的確定。切削時(shí)，車刀切削刃上某一點(diǎn)相對待加工表面在主運(yùn)動方向上的瞬時(shí)速度（V），即為切削速度又稱為線速度。5）車螺紋的主軸轉(zhuǎn)速確定。 在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機(jī)的降頻特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦的主軸轉(zhuǎn)速范圍會有所不同。 5.編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件編寫數(shù)控加工技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)、也是操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程。為了加強(qiáng)技術(shù)文件管理，數(shù)控加工專用技術(shù)文件也應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，但目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，下面介紹常

12、用的數(shù)控加工專用技術(shù)文件如表3-1和表3-2，僅供參考使用。表3-1 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格和名稱數(shù) 量加工表面刀尖半徑/mm備注編制審核批準(zhǔn)共 頁第 頁表3-2 數(shù)控加工工序卡片單位名稱產(chǎn)品名稱和代號零件名稱零件圖號工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間工步號 工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/ (mm)主軸轉(zhuǎn)速(r./min)進(jìn)給轉(zhuǎn)速(mm/min)被吃刀量(mm )備注編制審核批準(zhǔn)共 頁第 頁第二節(jié) 數(shù)控車床編程的基本指令數(shù)控機(jī)床加工中的動作是加工程序中用指令的方式事先規(guī)定的,這些指令有準(zhǔn)備功能G指令、輔助功能M指令、刀具功能T指令、主軸功能S指令和進(jìn)給功能F

13、指令等。目前，我國使用的各種數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)中，指令代碼定義還沒有完全統(tǒng)一，個(gè)別G指令或M指令在不同系統(tǒng)中的含義不完全相同，甚至完全不同。因此，編程人員在編程前必須仔細(xì)閱讀自已所使用數(shù)控系統(tǒng)的功能。本書主要以FANUC0i-T系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床編程。3.2.1 FANUC0i-T數(shù)控系統(tǒng)的指令表FANUC0i-T數(shù)控系統(tǒng)中常見的G指令和M指令功能見表3-3和表3-4。表3-3 G指令功能表代碼組號意 義代碼組號意 義G00G01G02G0301定位直線插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)（順時(shí)針）圓弧插補(bǔ)（逆時(shí)針）G6500宏指令簡單調(diào)用G66G6712宏指令模態(tài)調(diào)用宏指令模態(tài)調(diào)用取消G90G9103絕對坐標(biāo)編程

14、增量值編程G0400延時(shí)G20G21英制輸入公制輸入G90G92G9401內(nèi)/外徑車削單一固定循環(huán)螺紋車削單一固定循環(huán)端面車削單一固定循環(huán)G27G28G3000參考點(diǎn)返回檢查返回到參考點(diǎn)返回第二參考點(diǎn)G96G9706恒線速度控制取消恒線速度控制G3201螺紋切削G98G9905每分進(jìn)給每轉(zhuǎn)進(jìn)給G40G41G4207刀具補(bǔ)償取消左刀補(bǔ)右刀補(bǔ)G71G72G73G7600內(nèi)/外徑車削復(fù)合固定循環(huán)端面車削復(fù)合固定循環(huán)封閉輪廓車削復(fù)合固定循環(huán)螺紋車削復(fù)合固定循環(huán)G5200局部坐標(biāo)系設(shè)定G54G5911零點(diǎn)偏置表3-4 M指令功能表指令功 能說 明M00程序暫停執(zhí)行M00后，機(jī)床所有動作均被切斷，重新按動

15、程序啟動按扭后，再繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。M01任選暫停執(zhí)行過程和M00相同，只是在機(jī)床控制面板上的“任選停止”開關(guān)置于接通位置時(shí)，該指令才有效。M02主程序結(jié)束切斷機(jī)床所有動作，并使程序復(fù)位。M03主軸正轉(zhuǎn)M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止M07切削液開M09切削液關(guān)M98調(diào)用子程序其后P地址指定子程序號，L地址指定調(diào)用次數(shù)M99子程序結(jié)束子程序結(jié)束并返回到主程序中M98所在程序行的下一行3.2.2數(shù)控車床的F、S、T功能1.F功能 用于控制切削進(jìn)給量。程序中，有每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量兩種使用方法。1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）編程格式：G99 F-；F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r。

16、例：G95 F0.2 表示進(jìn)給量為0.2 mm/r。G99為模態(tài)指令，在程序中指定后，直到G98被指定前一直有效。機(jī)床通電后，該指令為系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)。2）每分鐘進(jìn)給量（G98）編程格式：G98 F-；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。例：G94 F100 表示進(jìn)給量為100mm/min。 G98也為模態(tài)指令。2.S功能 用于控制主軸轉(zhuǎn)速。在程序中，有恒線速度控制和恒轉(zhuǎn)速控制兩種使用方法，并可限制主軸最高轉(zhuǎn)速。1）主軸最高轉(zhuǎn)速限制（G50）編程格式：G50 S-；S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。該指令可防

17、止因主軸轉(zhuǎn)速過高，離心力太大，產(chǎn)生危險(xiǎn)及影響機(jī)床壽命。2）恒線速控制（G96）編程格式：G96 S-；S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。例：G96 S150 表示切削點(diǎn)線速度控制在150 m/min。該指令用于車削端面或工件直徑變化較大時(shí)，可改善加工質(zhì)量。恒線速度控制和恒轉(zhuǎn)速控制的關(guān)系為：n（恒轉(zhuǎn)速值）=1000150（恒線速度值）(工件半徑)3）恒線速取消（G97）編程格式：G97 S-；S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。3. T功能 T功能指令用于選擇加工所用

18、刀具。T后面通常跟四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具補(bǔ)償號，包含有X向補(bǔ)償、Z向補(bǔ)償和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。如圖3-3所示。圖3-3數(shù)控車床刀具補(bǔ)償編程格式：Txxxx；例：T0303 表示選用3號刀及3號刀具補(bǔ)償值。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。3.2.3與工件坐標(biāo)相關(guān)的指令1. 工件坐標(biāo)設(shè)定指令（G50） 建立一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系。編程格式：G50 X- Z-； 該指令是規(guī)定刀具起點(diǎn)相對于工件原點(diǎn)的位置，X、Z為刀尖起刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，所有X坐標(biāo)值均使用直徑值。如圖3-4所示, 要分別設(shè)O1、O2、O3為工件原點(diǎn)，則執(zhí)行相應(yīng)的程序后，系統(tǒng)建立了相應(yīng)工件坐標(biāo)系。圖3-

19、4 工件零點(diǎn)設(shè)定示例若以O(shè)1為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，則程序?yàn)椋篏50 X70 Z70；若以O(shè)2為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，則程序?yàn)椋篏50 X70 Z60；若以O(shè)3為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，則程序?yàn)椋篏50 X70 Z20；2.預(yù)置工件坐標(biāo)系（G54G59）預(yù)置工件坐標(biāo)系（G54G59）是先測定出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，按照前面基本操作，把該偏置值通過參數(shù)設(shè)定的方式預(yù)置在機(jī)床參數(shù)數(shù)據(jù)庫中，然后使用相應(yīng)的G54G59指令激活此值，建立工件坐標(biāo)系。數(shù)控系統(tǒng)都提供G54G59指令，可完成預(yù)置六個(gè)工件原點(diǎn)的功能。 3.絕對坐標(biāo)方式與增量坐標(biāo)方式（G90、G91） G90(絕對坐標(biāo))狀態(tài)下，程序段中的尺寸數(shù)字為絕對

20、值，即刀尖所有軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)值均以工件坐標(biāo)系原點(diǎn)為基準(zhǔn)而得；G91(增量坐標(biāo))狀態(tài)下，程序段中的尺寸數(shù)字為增量坐標(biāo)值，即刀尖當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)值，是以刀尖前一點(diǎn)為基準(zhǔn)而得。編程格式：G90 X_ Z_； G91 X_ Z_；圖3-5 絕對、增量坐標(biāo) 如圖3-5所示，車刀刀尖從A點(diǎn)出發(fā)，按照“ABCD”順序移動，則點(diǎn)B、C、D的絕對坐標(biāo)值為(40，-40),(50，-40),(80，-90)；點(diǎn)B、C、D的增量坐標(biāo)值為(0，-42),(10，0),(30，-50)。4.英制和公制尺寸（G20、G21）工程圖紙中的尺寸注有英制和公制兩種形式，G20表示所有的幾何值英制輸入，G21表示所有的幾何值公制輸入。

21、兩者均為模態(tài)指令，系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)默認(rèn)為G21狀態(tài)。3.2.4返回參考點(diǎn)（G28）和返回參考點(diǎn)檢查（G27）1. 返回參考點(diǎn)（G28）G28指令可使刀具以空行程速度，從當(dāng)前點(diǎn)返回機(jī)床有關(guān)參考點(diǎn)。編程格式： G28 X_ Z_ ； 執(zhí)行G28指令時(shí)，刀具先快速移動到指令值所指令的中間點(diǎn)位置，然后自動回參考點(diǎn)。其中X、Z以絕對坐標(biāo)方式編程時(shí)是中間點(diǎn)的坐標(biāo)值。在系統(tǒng)啟動之后，當(dāng)沒有執(zhí)行手動返回參考點(diǎn)功能時(shí)，指定G28指令無效。G28指令僅在其被規(guī)定的程序段有效。執(zhí)行該指令前，應(yīng)取消刀具補(bǔ)償。如圖3-6所示，要求刀具從當(dāng)前點(diǎn)A，經(jīng)中間點(diǎn)B（160，200），返回到參考點(diǎn)R。 程序?yàn)椋篏90 G28 X

22、160 Z200；圖3-6 G28功能應(yīng)用示例2. 返回參考點(diǎn)檢查（G27）G27用于檢查X軸和Z軸是否能正確返回參考點(diǎn)，其中X、Z表示指定參考點(diǎn)的坐標(biāo)值。執(zhí)行該指令時(shí)，各軸按指令中給定的坐標(biāo)值快速定位，如果刀具到達(dá)參考點(diǎn)，參考點(diǎn)返回?zé)酎c(diǎn)亮，否則報(bào)警，說明程序中指定參考點(diǎn)坐標(biāo)值不對或機(jī)床定位誤差過大。執(zhí)行該指令前，也應(yīng)取消刀具補(bǔ)償。3.2.5與運(yùn)動方式相關(guān)G指令1.快速點(diǎn)定位（G00）G00指令使刀具以點(diǎn)控制方式，從刀具所在點(diǎn)快速移動到目標(biāo)點(diǎn)。它只是快速定位，不進(jìn)行切削加工，對中間空行程無軌跡要求，G00移動速度是機(jī)床設(shè)定的空行程速度，與程序段中的進(jìn)給速度無關(guān)。 編程格式：G00 X_ Z_

23、；其中，指令中X、Z是目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。如圖3-7所示，刀尖從換刀點(diǎn)（刀具起點(diǎn)）A快進(jìn)到B點(diǎn)，準(zhǔn)備車外圓；則編寫程序?yàn)椋航^對坐標(biāo)方式：G90 G00 X38 Z2；增量坐標(biāo)方式：G91 G00 X-22 Z-23；圖3-7 G00功能示例 2.直線插補(bǔ)（G01） G01指令使刀具按指定的進(jìn)給速度，從所在點(diǎn)出發(fā)，直線移動到目標(biāo)點(diǎn)。編程格式：G01 X_ Z_ F_；其中，指令中X、Z是目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。F是進(jìn)給速度。1）如圖3-8所示，要求刀尖從A點(diǎn)直線移動到B點(diǎn) ，分別完成車外圓；則加工程序?yàn)椋航^對坐標(biāo)方式：G90 G01 X24 Z-34 F200；增量坐標(biāo)方式：G91 G01 X0 Z-36 F20

24、0；圖3-8 G01功能應(yīng)用車外圓2）如圖3-9所示，要求刀尖從A點(diǎn)直線移動到B點(diǎn) ，分別完成割槽；則加工程序?yàn)椋焊畈劢^對坐標(biāo)方式：G90 G01 X25 F50；增量坐標(biāo)方式：G91 G01 X-9 F50；圖3-9 G01功能應(yīng)用切槽 3.倒角和圓角倒角和圓角是在兩鄰軌跡的程序段之間插入直線倒角或圓弧倒角。1）45倒角由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負(fù)根據(jù)倒角是向X軸正向還是負(fù)向,如圖3-10a所示。 編程格式：G01 Z(W)- I（C）i；由端面切削向軸向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，k的正負(fù)根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負(fù)向，如圖3-10b所示。編程格式：G01 X(U

25、)- K（C）k；其中，X、Z值是兩相鄰直線的交點(diǎn)，即假想拐角交點(diǎn)的坐標(biāo)值。a)Z軸向X軸 b)X軸向Z軸圖3-10 倒角2）任意角度倒角在直線進(jìn)給程序段尾部加上C-，可自動插入任意角度的倒角。C的數(shù)值是從假設(shè)沒有倒角的拐角交點(diǎn)距倒角始點(diǎn)或與終點(diǎn)之間的距離，如圖3-11所示。編程格式：G01 X(U)- Cc；例：G01 X50 C10； X100 Z-100；圖3-11 任意角度倒角3）倒圓角由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負(fù)根據(jù)倒角是向X軸正向還是負(fù)向,如圖3-12a所示。 編程格式：G01 Z(W)- Rr；由端面切削向軸向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，k的正負(fù)根據(jù)倒

26、角是向Z軸正向還是負(fù)向，如圖3-12b所示。編程格式：G01 X(U)- Rr；其中，X、Z值是兩相鄰直線的交點(diǎn)，R值是倒圓的半徑值。a)Z軸向X軸 b)X軸向Z軸圖3-12 倒圓角如圖3-13所示零件的輪廓，程序如下：G00 X10 Z22；G01 Z10 R5 F0.2； X38 K-4；Z0；圖3-13倒角和圓角功能示例如圖3-14所示零件的各加工面已完成了粗車，試設(shè)計(jì)一個(gè)精車程序。解：(1)設(shè)工件零點(diǎn)和換刀點(diǎn)。工件零點(diǎn)OP設(shè)在工件端面（工藝基準(zhǔn)處），換刀點(diǎn)（即刀具起點(diǎn)）設(shè)在工件的右前方A點(diǎn)，如圖3-所示。(2) 確定刀具工藝路線。如圖3-所示，刀具從起點(diǎn)A（換刀點(diǎn)）出發(fā)，加工結(jié)束后再回

27、到A點(diǎn)，走刀路線為：ABCDEFA。 (3) 計(jì)算機(jī)刀尖運(yùn)動軌跡坐標(biāo)值。根據(jù)圖3-14得各點(diǎn)絕對坐標(biāo)值為：A(60,15)、B(20,2)、C(20,-15)、D(28,-26)、E(28,-36)、F(42,-36)。(4)編程。圖3-14 G01功能應(yīng)用示例絕對坐標(biāo)方式：N10 G54 G90 G21； 設(shè)工件零點(diǎn)OPN20 G00 X60 Z15； 設(shè)換刀點(diǎn)(刀具起點(diǎn))N30 M03 S600； 主軸正轉(zhuǎn)600 r/minN40 T0101； 換1號刀到位(A點(diǎn))N50 G00 X20 Z2； 刀具快進(jìn)(AB)N60 G01 Z-15 F60； 車外圓(BC)N70 G01 X28 Z-

28、26 F50；車錐面(CD)N80 G01 Z-36 F60； 車外圓(DE)N90 G01 X24； 車平面(EF)N100 G00 X60 Z15； 車平面(EF)N110 M05； 主軸停轉(zhuǎn)N120 M02； 程序結(jié)束增量坐標(biāo)方式：N10 G54 G90 G21；N20 G00 X60 Z15；N30 M03 S600；N40 T0101；N50 G00 X20 Z2；N60 G91；N70 G01 Z-17 F60；N80 G01 X8 Z-11 F50；N90 G01 Z-10 F60；N100 G01 X14；N110 G90；N120 G00 X60 Z15；N130 M05；N

29、140 M02；4.圓弧插補(bǔ)（G02、G03）G02：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，G03：逆時(shí)針圓插補(bǔ)。使用該指令時(shí)，刀具以指定的加工速度F從圓弧起點(diǎn)，沿圓弧移動到圓弧終點(diǎn)。圓弧的順、逆方向可按圖3-15a)給出的方向判斷：沿與圓弧所在平面(如X0Z)相垂直的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向(如-Y)看出，順時(shí)針為G02，逆時(shí)針為G03。圖3-15 圓弧的方向判斷在數(shù)控車床上加工圓弧時(shí)，如果是刀架后置的車床，坐標(biāo)如3-15b)上圖所示。如果為前置刀架，由于X軸和Z軸正方向的規(guī)定，Y軸的正向向下，使得在進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)，順圓弧和逆圓弧的確定與我們的視覺正好相反，即車削逆圓弧時(shí)應(yīng)用G02，車削順圓弧時(shí)，用G03，如圖3-15

30、b）下圖所示。編程格式有兩種，使用圓心坐標(biāo)和使用圓弧半徑編程。1）使用圓心坐標(biāo)編程格式：G02 X- Z- I- K- F-； G03 X- Z- I- K- F-；其中，X、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，即可為絕對坐標(biāo)也可為增量坐標(biāo)；I和K表示圓心相對于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值，I對應(yīng)X軸，K對應(yīng)Z軸，不論使用G90和G91，I、K均為增量值。一般用I、K值，可作任意圓?。òㄕ麍A）插補(bǔ)，如圖3-16所示。圖3-16 圓弧插補(bǔ)指令說明2）使用半徑編程編程格式：G02 X- Z- R- F-； G03 X- Z- R- F-；其中，X、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，即可為絕對坐標(biāo)也可為增量坐標(biāo)，R表示圓弧的半徑。由于在相同半

31、徑下，從圓弧起點(diǎn)到終點(diǎn)有兩個(gè)圓弧的可能性，如圖3-17所示，為區(qū)分兩者，用“+R”表示圓弧180，用“-R”表示圓弧180。一般不能進(jìn)行整圓插補(bǔ)。圖3-17 用+R、-R指定圓弧如圖3-18和3-19所示，刀尖從圓弧起點(diǎn)A移動至終點(diǎn)B，編寫其圓弧插補(bǔ)的程序段。圖3-18 圓弧插補(bǔ)指令應(yīng)用絕對坐標(biāo)方式：G90 G03 X60 Z-25 I0 K-10 F150；增量坐標(biāo)方式：G91 G03 X20 Z10 I0 K-10 F150；圖3-19 圓弧插補(bǔ)指令應(yīng)用絕對坐標(biāo)方式：G90 G02 X60 Z-30 R12 F150；增量坐標(biāo)方式：G91 G02 X24 Z-12 R12 F150；5.暫

32、停指令（G04） 該指令可使刀具作短時(shí)間的停頓，實(shí)現(xiàn)無進(jìn)給光整加工，一般適用于鏜平面、锪孔、車槽等場合。編程格式：G04 X _； 或者 G04 P_；其中，X指定時(shí)間，后面可用帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為S；P指定時(shí)間，不允許用小數(shù)點(diǎn),單位為mS。例：G04 X1.0 或G04 P1000；表示暫停1秒鐘。 G04指令使用在車削溝槽或鉆孔時(shí)，為使槽底或孔底得到準(zhǔn)確的尺寸精度及光滑的加工表面，在加工到槽底或孔底時(shí)，作無進(jìn)給光整加工。使用G96恒線速度切削輪廓，改成G97后，加工螺紋時(shí)，可暫停適當(dāng)時(shí)間，使主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再執(zhí)行車螺紋，以保證螺距加工精度要求。 3.2.6刀尖圓弧自動補(bǔ)償功能編程時(shí)，通常都將

33、車刀刀尖作為一點(diǎn)來考慮，但實(shí)際上刀尖處存在圓角，如圖3-所示。當(dāng)用按理論刀尖點(diǎn)編出的程序進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面加工時(shí)，是不會產(chǎn)生誤差的。但在進(jìn)行倒角、錐面及圓弧切削時(shí)，則會產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象，如圖3-20和3-21所示。圖3-20 刀尖圖 圖3-21 車削圓錐產(chǎn)生的誤差若工件要求不高或留有精加工余量，可忽略此誤差；否則應(yīng)考慮刀尖圓弧半徑對工件形狀的影響。具有刀尖圓弧自動補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計(jì)算出補(bǔ)償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。采用刀具半徑補(bǔ)償功能后，編程者仍按工件輪廓編者按程，數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算刀尖軌跡，并按刀心軌跡運(yùn)動，從而消除了刀尖圓弧半徑對工件形狀的影響

34、，如圖3-22和3-23所示。圖3-22 車削圓弧面產(chǎn)生的誤差 圖3-23 半徑補(bǔ)償后的刀具軌跡刀具半徑補(bǔ)償指令如下：G40-取消刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑進(jìn)給。G41-刀具半徑左補(bǔ)償，順著刀具運(yùn)動方向看，刀具在工件的左邊，如圖3-24所示。G42-刀具半徑右補(bǔ)償，順著刀具運(yùn)動方向看，刀具在工件的右邊，如圖3-24所示。圖3-24 刀具半徑補(bǔ)償使用刀尖半徑補(bǔ)償指令時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)：1）G41或G42指令必須和G00、G01指令一起使用；2）工件有錐度、圓弧時(shí)，必須在精車的前一段程序建立半徑補(bǔ)償，一般在加工之前建立刀具半徑補(bǔ)償；3）在刀具補(bǔ)償參數(shù)頁面的刀尖半徑處輸入該把刀具的刀尖半徑值，在設(shè)置刀尖圓

35、弧自動補(bǔ)償值時(shí)，還要設(shè)置刀尖圓弧位置編碼。刀尖圓弧位置編碼是指假象刀尖點(diǎn)與刀尖圓弧中心的相對位置關(guān)系，用09共10個(gè)號碼表示，如圖3-25所示。圖3-25刀尖圓角R的確定方法如圖3-26所示的工件，為保證圓錐面的加工精度，采用刀具半徑補(bǔ)償指令編程。圖3-26 刀具半徑補(bǔ)償示例加工程序：N40 G00 X29 Z2； N50 G41 G01 X20 Z0 F300； N60 Z20；N70 X70 Z-55；N80 G40 G01 X80 Z-55 F300；第三節(jié) 車削循環(huán)指令車削循環(huán)指令是用含有G功能的一個(gè)程序段完成多個(gè)程序段指令的加工操作,免去復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，使程序得以簡化。車削循環(huán)指令有

36、單一固定循環(huán)指令和復(fù)合循環(huán)指令。3.3.1單一固定循環(huán)指令單一固定循環(huán)指令只能進(jìn)行簡單的重復(fù)加工，主要有外徑/內(nèi)徑切削固定循環(huán)指令（G90）、螺紋切削固定循環(huán)指令（G92）和端面切削固定循環(huán)指令（G94）。下面分別介紹。1）外徑/內(nèi)徑切削固定循環(huán)指令（G90）A.切削圓柱面時(shí)的內(nèi)(外)徑切削循環(huán)指令如圖3-27所示,該指令可使刀具從循環(huán)起點(diǎn)A走矩形軌跡,回到A點(diǎn)后,進(jìn)刀后,再按矩形循環(huán),依次類推，最終完成圓柱面車削。執(zhí)行該指令刀具刀尖從循環(huán)起點(diǎn)（A點(diǎn)）開始，經(jīng)ABCDA四段軌跡，其中AB、DA段按快速R移動；BC、CD按指令速度F移動編程格式：G90 X_ Z_ F_其中， X、Z值為圓柱面切

37、削終點(diǎn)的坐標(biāo)值； F是進(jìn)給速度。圖3-27 切削圓柱面時(shí)的內(nèi)(外)切削循環(huán)指令說明如圖3-28所示工件,編制一個(gè)粗車32外圓的簡單循環(huán)程序,每次切削深度1mm(半徑方向)。圖3-28 外圓循環(huán)程序示例解：(1)確定切削深度及循環(huán)次數(shù)。單邊徑向余量為(40-32)/2 =4mm；每次切削深度為1mm；其循環(huán)次數(shù)為4次。 (2)編寫的循環(huán)程序如下： 絕對坐標(biāo)方式： G90 X38 Z-60 F300 G90 X36 Z-60 F300 G90 X34 Z-60 F300 G90 X32 Z-60 F300 增量坐標(biāo)方式： G90 X-4 Z-62 F300 G90 X-6 Z-62 F300 G9

38、0 X-8 X-62 F300 G90 X-10 X-62 F300 B.帶錐度的內(nèi)外徑切削循環(huán)指令 如圖3-29所示，該指令可使刀具從循環(huán)起點(diǎn)A走直線軌跡，刀具刀尖從循環(huán)起點(diǎn)（A點(diǎn)）開始，經(jīng)ABCDA四段軌跡，依次類推，最終完成圓錐面車削。編程 格式：G90 X Z R F其中， X、Z值在圓錐面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；R值為圓錐面切削的起點(diǎn)相對于終點(diǎn)的半徑差。如果切削起點(diǎn)的X向坐標(biāo)小于終點(diǎn)的X向坐標(biāo)，R值為負(fù)，反之為正； F為進(jìn)給速度。圖3-29 帶錐度的內(nèi)（外）切削循環(huán)2）端面切削循環(huán)指令（G94）A.端面切削循環(huán)圖3-30 端面切削循環(huán) 編程格式：G94 X Z F 其中，X、Z值為端面切削

39、的終點(diǎn)坐標(biāo)值；F為進(jìn)給速度，如圖3-30所示。如圖3-31所示工件，其粗車端面的簡單循環(huán)程序（Z軸方向每次進(jìn)刀量3mm）。 圖3-31 端面切削循環(huán)示例加工程序?yàn)椋?絕對坐標(biāo)方式：G94 X50 Z-3 F200； G94 Z-6； G94 Z-9；增量坐標(biāo)方式：G94 X-14 Z-3 F200； Z-6；Z-9； B.帶錐度的端面切削循環(huán)指令 編程格式：G94 X Z R F其中，X、Z為端面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；R為端面切削的起點(diǎn)相對于終點(diǎn)在Z軸方向的坐標(biāo)分量。當(dāng)起點(diǎn)Z向坐標(biāo)小于終點(diǎn)Z向坐標(biāo)時(shí)R為負(fù)，反之為正，如圖3-32所示， 圖3-32 帶錐度端面切削循環(huán)3.3.2復(fù)合固定循環(huán)指令復(fù)合循

40、環(huán)能解決復(fù)雜形面的加工，與簡單循環(huán)的單一程序段不同，它有若干個(gè)程序段參加循環(huán)。運(yùn)用復(fù)合循環(huán)切削指令，只需指定精加工路線和粗加工的背吃刀量，系統(tǒng)會自動計(jì)算出粗加工路線和加工次數(shù)，使程序得到進(jìn)一步簡化。1）外徑/內(nèi)徑粗車復(fù)合循環(huán)（G71）外圓粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如圖3-33所示。 圖3-33 外（內(nèi)）徑粗車復(fù)合循環(huán) 編程格式：G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 其中，d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號；

41、u-X軸向精加工余量；w-Z軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T代碼。nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也對粗車循環(huán)無效。零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減少；X軸、Z軸方向非單調(diào)時(shí)，nsnf程序段中第一條指令必須在X、Z向同時(shí)有運(yùn)動。如圖3-34所示工件，要求加工A點(diǎn)到B點(diǎn)的工件外形。已知起始點(diǎn)在（250，0），切削深度為3mm，退刀量為2mm，X方向精加工余量為0.1mm，Z方向精加工余量為0.2mm；編寫其外徑粗車復(fù)合程序。圖3-34 外（內(nèi)）徑粗車復(fù)合循環(huán)示例解：假設(shè)加工A點(diǎn)到B點(diǎn)的工件外形的頭一程序段號為N100，最后加工程序段號為N200，使用G71編寫

42、的程序。%O7061 程序名N10 G54 G90 G21； 設(shè)置工件坐標(biāo)系N20 M03 S500； 主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X250 Z5； 快進(jìn)到工件附近N40 G90 G01 X250 Z0； 進(jìn)到A點(diǎn)N50 G71 U3 R2；N60 G71 P100 Q200 U0.1 W0.2 F200；G71復(fù)合循環(huán)N100 G00 X50 Z2； 從A點(diǎn)到B點(diǎn)N110 G01 X50 Z-20； 從B點(diǎn)到C點(diǎn)N120 X100 Z-140； 從C點(diǎn)到D點(diǎn)N130 X100 Z-200； 從D點(diǎn)到E點(diǎn)N140 X160 Z-200； 從E點(diǎn)到F點(diǎn)N170 X160 Z-270； 從F點(diǎn)到G點(diǎn)N

43、200 X250 Z-320； 從G點(diǎn)到A點(diǎn)N70 G00 X250 Z0； 從A點(diǎn)到A點(diǎn)N80 M02； 程序結(jié)束2）端面粗車復(fù)合循環(huán)（G72） 端面粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。端面粗切循環(huán)適于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工，如圖3-35所示。端面粗車復(fù)合循環(huán)與外（內(nèi)）徑粗車復(fù)合循環(huán)的區(qū)別僅在于切削方向平行X軸。圖3-35 端面粗車復(fù)合循環(huán)編程格式：G72 U(d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 其中，u 、w 、d、e、ns、nf、f、s、t的含義同G71。nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定對粗車循環(huán)無效。零件輪廓必

44、須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減少。3）閉環(huán)車削復(fù)合循環(huán)（G73）該功能在切削工件時(shí)刀具軌跡為一閉合回路，刀具逐漸進(jìn)給，使封閉的切削回路逐漸向零件最終形狀靠近，完成工件的加工。此指令能對鑄造、鍛造等粗加工已初步成形的工件，進(jìn)行高效率切削。對零件輪廓的單調(diào)性則沒有要求，如圖3-36所示。圖3-36 閉環(huán)車削復(fù)合循環(huán)編程格式：G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 其中，i-X軸向總退刀量（半徑值）；k-Z軸向總退刀量；d-重復(fù)加工次數(shù)；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序

45、段的段號；u-X軸向精加工余量；w-Z軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T代碼。如圖3-36所示，該指令在切削工件時(shí)，刀具軌跡為一封閉回路，其運(yùn)動軌跡為：AA1A1B1A2A2B2AABA。I為X軸上粗加工的總退刀量；k為Z軸上粗加工的總退刀量；d為粗加工重復(fù)次數(shù)；u為X方向的精加工余量；w為Z方向精加工余量。ns為精加工路線的第一個(gè)程序段的順序號，nf為精加工路線的最后一個(gè)程序段的順序號。如圖3-37所示工件，要求加工該工件的外形。已知：u=0.6、w=0.3mm，編寫其外徑粗車復(fù)合程序。解：假設(shè)精加工工件外形的第一個(gè)程序段號為N100，精加工的最后一個(gè)程序段號為N200，使用G73編寫的

46、程序。%O707 程序名N10 G54 G90 G21； 設(shè)置工件坐標(biāo)系N20 M03 S500； 主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X120 Z5； 快進(jìn)到工件附近N40 G73 U40 W0 R14； N50 G73 P100 Q200 U0.6 W0.3 F200；G73復(fù)合循環(huán)N100 G00 X20 Z3； 精加工的第一個(gè)程序（快進(jìn)）N120 G01 X20 Z-15；N140 X40 Z-23；N160 G02 X80 Z-48 R35；N200 G01 X100 Z58； 精加工的最后一個(gè)程序N50 M05；N60 M02； 程序結(jié)束圖3-37 閉環(huán)車削復(fù)合循環(huán)示例4）精加工循環(huán)（G70）由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70進(jìn)行精加工。精加工時(shí)，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令無效，只有在ns-nf程序段中的F、S、T才有效。編程格式：G70 P(ns) Q(nf) 其中，ns-精加工輪廓程序