數(shù)控編程與操作講義

1、宜賓職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控編程與操作數(shù)控車講義二OO九二月一日第一講 數(shù)控車床的特點、分類及加工對象數(shù)控車床的特點與普通車床相比，數(shù)控車床具有以下特點：1、采用了全封閉或半封閉防護裝置 數(shù)控車床采用封閉防護裝置可防止切屑或切削液飛出，給操作者帶來意外 傷害。2、采用自動排屑裝置 數(shù)控車床大都采用斜床身結(jié)構(gòu)布局，排屑方便，便于采用自動排屑機。3、主軸轉(zhuǎn)速高，工件裝夾安全可靠。 數(shù)控車床大都采用了液壓卡盤，夾緊力調(diào)整方便可靠，同時也降低了操作工人的勞動強度。4、可自動換刀 數(shù)控車床都采用了自動回轉(zhuǎn)刀架，在加工過程中可自動換刀，連續(xù)完成多 道工序的加工。5、主、進給傳動分離 數(shù)控車床的主傳動與進給傳動采用

2、了各自獨立的伺服電機，使傳動鏈變得 簡單、可靠，同時，各電機既可單獨運動，也可實現(xiàn)多軸聯(lián)動。（網(wǎng)絡查詢數(shù)控車床圖片）數(shù)控車床的分類 數(shù)控車床品種、規(guī)格繁多，按照不同的分類標準，有不同的分類方法。目前 應用較多的是中等規(guī)格的兩坐標連續(xù)控制的數(shù)控車床。一、按主軸布置形式分1、臥式數(shù)控車床 最為常用的數(shù)控車床，其主軸處于水平位置。2、立式數(shù)控車床 其主軸處于垂直位置。 立式數(shù)控車床主要用于加工徑向尺寸大，軸向尺寸相對較小，且形狀較復 雜的大型或重型零件，適用于通用機械、冶金、軍工、鐵路等行業(yè)的直徑較大的車輪、法蘭盤、大型電機座、箱體等回轉(zhuǎn)體的粗、精車削加工。二、按可控軸數(shù)分1、兩軸控制 當前大多數(shù)數(shù)

3、控車床采用的兩軸聯(lián)動，即 X 軸、 Z 軸。2、多軸控制 檔次較高的數(shù)控車削中心都配備了動力銑頭，還有些配備了 Y 軸，使機床 不但可以進行車削，還可以進行銑削加工。三、按數(shù)控系統(tǒng)的功能分1、經(jīng)濟型數(shù)控車床 一般采用開環(huán)控制，具有 CRT 顯示、程序儲存、程序編輯等功能，加工 精度不高，主要用于精度要求不高，有一定復雜性的零件。2、全功能數(shù)控車床 這是較高檔次的數(shù)控車床，具有刀尖圓弧半徑自動補償、恒線速、倒角、 固定循環(huán)、螺紋切削、圖形顯示、用戶宏程序等功能，加工能力強， 適宜加工 精度高、形狀復雜、工序多、循環(huán)周期長、品種多變的單件或中小批量零件的 加工。3、車削中心 車削中心的主體是數(shù)控車

4、床，配有動力刀座或機械手，可實現(xiàn)車、銑復合 加工，如高效率車削、銑削凸輪槽和螺旋槽。數(shù)控車床的主要加工對象一、數(shù)控車床主要功能 不同數(shù)控車床其功能也不盡相同，各有特點，但都應具備以下主要功能。1、直線插補功能 控制刀具沿直線進行切削，在數(shù)控車床中利用該功能可加工圓柱面，圓錐面和倒角。2、圓弧插補功能 控制刀具沿圓弧進行切削，在數(shù)控車床中利用該功能可加工圓弧面和曲面。3、固定循環(huán)功能固化了機床常用的一些功能，如粗加工、切螺紋、切槽、鉆孔等，使用該功 能簡化了編程。4、恒線速度車削 通過控制主軸轉(zhuǎn)速保持切削點處的切削速度恒定，可獲得一致的加工表面。5、刀尖半徑自動補償功能 可對刀具運動軌跡進行半徑

5、補償，具備該功能的機床在編程時可不考慮刀 具半徑，直接按零件輪廓進行編程，從而使編程變得方便簡單。二、數(shù)控車床主要加工對象 數(shù)控車床是目前使用比較廣泛的數(shù)控機床，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體工 件的加工，能自動完全內(nèi)外圓面、柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工， 并能進行切槽、鉆、擴、鉸孔等加工，適合復雜形狀工件的加工。與常規(guī)車床 相比，數(shù)控車床還適合加工如下工件。1、輪廓形狀特別復雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件2、精度要求高的零件3、特殊的螺旋零件如特大螺距（或?qū)С蹋?、變螺距、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺旋面之間 作平滑過渡的螺旋零件，以及高精度的模數(shù)螺旋零件和端面螺旋零件。4、淬硬工件的加工

6、 在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復雜的零件。這些零件熱處理后 的變形量較大，磨削加工困難，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機床上對淬硬后的零件 進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。第二講 數(shù)控車床的坐標系統(tǒng)及設(shè)定在數(shù)控編程時， 為了描述機床的運動， 簡化程序編制的方法及保證紀錄數(shù)據(jù) 的互換性，數(shù)控機床的坐標系和運動方向均已標準化，ISO和我國都擬定了命名 的標準。 通過這一部分的學習， 能夠掌握 機床坐標系、編程坐標系、 加工坐標系 的概念，具備實際動手設(shè)置機床加工坐標系的能力。一、機床坐標系1、機床坐標系的確定(1) 機床相對運動的規(guī)定在機床上，我們始終認為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員

7、在不 考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的 加工過程。(2) 機床坐標系的規(guī)定標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標系決在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來 控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助 運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方 向，這就需要通過坐標系來實現(xiàn)，這個坐標系被 稱之為機床坐標系。例如銑床上，有機床的縱向運動、橫向運動 以及垂向運動，如圖1所示。在數(shù)控加工中就應 該用機床坐標系來描述。主軸垂圖1立式數(shù)控銃床標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標系決疋：圖2直角坐標系1)伸出右手的大拇指、

8、食指和中指，并互為90。則大拇指代表X坐標，食指代表丫坐標，中指代表Z坐標。2) 大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為 丫坐標的正方向，中指的指 向為Z坐標的正方向。3) 圍繞X、丫、Z坐標旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標分別用 A B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則, 大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，貝U其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋 轉(zhuǎn)坐標A B、C的正向,見圖2(3) 運動方向的規(guī)定增大刀具與工件距離的方向即為各坐標軸的正方向，如圖3所示為數(shù)控車床上兩個運動的正方向。圖3機床運動的方向2、坐標軸方向的確定(1) Z坐標Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標

9、，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。如果機床上有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為 Z坐標 方向；如果主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向；如果機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向。圖4所示為數(shù) 控車床的Z坐標。坐標系件的裝夾內(nèi)。確定X兩種情圖4數(shù)控車床的（2）X坐標X坐標平行于工 平面，一般在水平面 軸的方向時，要考慮 況：1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況：Z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立 柱看時，+X運動方向指

10、向右方。 圖4所示為數(shù)控車床的X坐標。(3) Y坐標在確定X、Z坐標的正方向后，可以用根據(jù) X和Z坐標的方向，按照右手直 角坐標系來確定丫坐標的方向。圖4所示為數(shù)控車床的丫坐標。55圖5數(shù)控立式銑床的坐標系例：根據(jù)圖5所示的數(shù)控立式銑床結(jié)構(gòu)圖，試確定 X、丫、Z直線坐標。(1) Z坐標：平行于主軸，刀具離開工件的方向為正。(2) X坐標：Z坐標垂直，且刀具旋轉(zhuǎn)，所以面對刀具主軸向立柱方向看，向 右為正。(3) 丫坐標：在Z、X坐標確定后，用右手直角坐標系來確定。3、附加坐標系為了編程和加工的方便，有時還要設(shè)置附加坐標系。對于直線運動，通常建立的附加坐標系有：(1)指定平行于X、丫、Z的坐標軸可

11、以采用的附加坐標系：第二組 U V、W坐標，第三組P、Q R坐標 (2)指定不平行于X、Y、Z的坐標軸也可以采用的附加坐標系：第二組 U、V、W坐標，第三組P、Q、R坐標。4、機床原點的設(shè)置機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。(1)數(shù)控車床的原點在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處， 見圖6 同時，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機床原點設(shè)定在 X、Z坐標的正方向極限位 置上。a Z控車床蜃標采/機床廈點鳥2rsu圖6車床的機床原點圖7銑床的機床原點(2)數(shù)控銑床的原點在數(shù)控銑床上，機床

12、原點一般取在 X、Y、Z坐標的正方向極限位置上，見 圖7。5、機床參考點機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床坐標系900參考點機床參考點的位置是由機 床制造廠家在每個進給軸上用 限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值 已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點 對機床原點的坐標是一個已知 數(shù)。圖8數(shù)控車床的參考點通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極 限點。圖18所示為數(shù)控車床的參考點與機床原點。數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架 返回參考點的操作，這樣通過確認參考點，就確定了機床原點。只有機床參考 點被確認后，刀

13、具（或工作臺）移動才有基準。、編程坐標系編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床 上的實際裝夾位置。編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。編程原點應盡量選擇在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致，如圖9所示為車削零件的編程原點。圖9確定編程原點、加工坐標系 1、加工坐標系的確定加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原 點在機床坐標系中的位置。在加工過程中，數(shù)控機床是按

14、照工件裝夾好后所確定的加工原點位置和程 序要求進行加工的。編程人員在編制程序時，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編 程原點、建立編程坐標系、計算坐標數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實際位 置。對于加工人員來說，則應在裝夾工件、調(diào)試程序時，將編程原點轉(zhuǎn)換為加 工原點，并確定加工原點的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定（即給出原點設(shè)定值） 設(shè)定加工坐標系后就可根據(jù)刀具當前位置，確定刀具起始點的坐標值。在加工 時，工件各尺寸的坐標值都是相對于加工原點而言的，這樣數(shù)控機床才能按照準 確的加工坐標系位置開始加工。圖 1.12中Q為加工原點。2、加工坐標系的設(shè)定數(shù)控車床坐標系統(tǒng)分為機床坐標系和工件坐標系和編程坐標系。無論

15、哪種 坐標系統(tǒng)都規(guī)定與車床主軸軸線平行的方向為 Z軸，且規(guī)定從卡盤中心至尾座 頂尖中心的方向為正）在水平面內(nèi)與車床主軸軸線垂直的方向為 X軸，且規(guī)定刀 具遠離主軸旋轉(zhuǎn)中心的方向為正方向。1機床坐標系以機床原點為坐標原點建立起來的 x, z軸直角坐標系，稱為機床坐標系。 機床坐標系是機床固有的坐標系，它是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件 坐標系的基礎(chǔ)。機床坐標系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般情況下，不允許用戶隨 意變動。機床原點為機床上的一個固定的點。車床的機床原點為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后的端面之交點 (圖中的 O 點 )參考點也是機床上的一個固定點，該點是刀具退離到一個固定不變的極限 點。2編程坐標

16、系 在編寫加工程序時使用的坐標系，一般是零件圖上的設(shè)計基準。3工件坐標系 工件坐標系是加工時使用的坐標系，零件加工時，首先應該裝夾好毛坯， 然后在毛坯上確定工件坐標系和工件原點。零件在設(shè)計中有設(shè)計基準。加工坐標系應和設(shè)計基準重合，即工件坐標 系和編程坐標系重合。盡量將工藝基準與設(shè)計基準統(tǒng)一，該基準點通常稱為工 件原點。三坐標系的關(guān)系：作圖表示。3工件坐標系設(shè)定(1 執(zhí)行G(50) X( a ) Z( B )后，系統(tǒng)內(nèi)部即對(a, B )進行記憶， 并顯示在顯示器上，這就相當于在系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個以工件原點為坐標原點 的工件坐標系。同一工件由于工件原點變了，所以程序段中的坐標尺寸也隨之 改變。因

17、此，在編制加工程序前必須首先確定工件坐標系(編程坐標系 )和工件原點(編程原點 )。( 2) .使用 G54 設(shè)定工件坐標系：介紹具體操作方法與步驟。第三講 數(shù)控車床加工工藝制定方法及步驟 數(shù)控編程前必須做的事情 在數(shù)控車床上加工零件時，應該遵循如下原則：一、選擇適合在數(shù)控車床上加工的零件。選擇原則： 主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體工件的加工，能自動完全內(nèi)外圓面、柱面、錐 面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆、擴、鉸孔等加工，適 合復雜形狀工件的加工。與常規(guī)車床相比，數(shù)控車床還適合加工如下工件。1、輪廓形狀特別復雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件2、精度要求高的零件3、特殊的螺旋零件如特大螺距

18、（或?qū)С蹋⒆兟菥?、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺旋面之間 作平滑過渡的螺旋零件，以及高精度的模數(shù)螺旋零件和端面螺旋零件。4、淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復雜的零件。這些零件熱處理后 的變形量較大，磨削加工困難，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機床上對淬硬后的零件 進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。二、分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求。1、零件圖樣尺寸的正確標注2. 保證基準統(tǒng)一的原則3 分析材料、熱處理、公差、技術(shù)要求等。三、確定工件坐標系原點位置。原點位置一般選擇在工件右端面和主軸回轉(zhuǎn)中心交點P，也可以設(shè)在主軸回轉(zhuǎn)中心與工件左端面交點0上，如圖1所示。四、制定加工工藝

19、路徑，應該考慮加工起始點位置，起始點一般也作為加工 結(jié)束的位置，起市點應便于檢查和裝夾工件；應該考慮粗車、半精車、精車路 線，在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，盡可能以最少的進給路線完 成零件的加工，縮短單件的加工時間；應考慮換刀點的位置，換刀點是加工過 程中刀架進行自動換刀的位置，換刀點位置的選擇應考慮在換刀過程中不發(fā)生 干涉現(xiàn)象，且換刀路線盡可能短，加工起始點和換刀點可選同一點或者不選同 占八、圖 1 編程原點五、選擇切削參數(shù)。在加工過程中，應根據(jù)零件精度要求選擇合理的主 軸轉(zhuǎn)速、進給速度、和切削深度。六、合理選擇刀具。根據(jù)加工的零件形狀和表面精度要求，選擇合適的 刀具進行加工。七、

20、編制加工程序，調(diào)試加工程序，完成零件加工。第四講 數(shù)控車床編程如何確定加工方案（一）確定加工方案的原則 加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機床的加工方案包括制定工序、工步及走 刀路線等內(nèi)容。在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形 狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體 零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣， 才能使所制定的加工方案合理，從而達到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內(nèi)后外，程序段 最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。（1）先粗后精為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精

21、加工質(zhì)量，在切削加工時，應先安排 粗加工工序，在較短的時間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量 （如圖 3-4 中的虛線 內(nèi)所示部分 ）去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。當粗加工工序安排完后，應接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。 其中，安排半精加工的目的是，當粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工 要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的最終輪廓應由最 后一刀連續(xù)加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮妥當，盡量不要在 連續(xù)的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈 性變形，致使光滑連接輪廓上

22、產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。（2）先近后遠這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在 一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排離對刀點近的部位先加工，離對刀 點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削加工， 先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。（3）先內(nèi)后外對既要加工內(nèi)表面 （內(nèi)型、腔 ），又要加工外表面的零件，在制定其加工方 案時，通常應安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外表面。這是因為控制內(nèi)表面的 尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應較差，刀尖 （刃 ）的耐用度易受切削熱影響而降 低，以及在加工中清除切屑較困難等。（ 4）走刀路

23、線最短 確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線， 因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。走刀路線泛指刀具從對刀點 （或機床固定原點 ）開始運動起，直至返回該 點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非 切削空行程。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)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機 構(gòu)滑動部件的磨損等。優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應善于分析，必要時可輔以 一些簡單計算。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的 方案。如有的工件

24、就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。這 些都有賴于編程者實際加工經(jīng)驗的不斷積累與學習。（二）加工路線與加工余量的關(guān)系 在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量， 特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加 工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定 的切削加工。（1）對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線（2）分層切削時刀具的終止位置（三）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 數(shù)控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主 軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進給軸 （多為 Z 軸） 方向位移一個螺距即可，不應受到 限制。但

25、數(shù)控車床加工螺紋時，會受到以下幾方面的影響：（1）螺紋加工程序段中指令的螺距 （導程） 值，相當于以進給量（ mm/r） 表示的進給速度 F,如果將機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進給速度 （mm/mi n）則必定大大超過正常值；（2）刀具在其位移的始 /終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升 /降頻率和數(shù)控裝 置插補運算速度的約束，由于升 /降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因 主進給運動產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導致部分螺牙的螺距不符合要求；（3）車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現(xiàn)，即車削螺紋需要有 主軸脈沖發(fā)生器 （編碼器）。當其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，通過編碼器發(fā)出的定位脈 沖（即主軸每轉(zhuǎn)

26、一周時所發(fā)出的一個基準脈沖信號 ）將可能因“過沖” （特別是當 編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時 ）而導致工件螺紋產(chǎn)生亂扣。因此，車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速的確定應遵循以下幾個原則： （1）在保證生產(chǎn)效率和正常切削的情況下，宜選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速；（2）當螺紋加工程序段中的導入長度 S 1和切出長度S 2 （如圖所示）考 慮比較充裕，即螺紋進給距離超過圖樣上規(guī)定螺紋的長度較大時，可選擇適當 高一些的主軸轉(zhuǎn)速；（ 3）當編碼器所規(guī)定的允許工作轉(zhuǎn)速超過機床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速 時，則可選擇盡量高一些的主軸轉(zhuǎn)速；（4）通常情況下，車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 （n 螺）應按其機床或數(shù)控系統(tǒng)說 明書中規(guī)定的計算式進行確定，其計算式多

27、為：n 螺w n允/L（r / min）式中n允一編碼器允許的最高工作轉(zhuǎn)速（r /min） ；L 一工件螺紋的螺距 （或?qū)С蹋?mm。）第五講 數(shù)控車床編程常用指令介紹F、S、T、M指令一、數(shù)控車床編程要點1、 在一個程序段中，根據(jù)圖樣上標注的尺寸可以采用絕對值編程或增 量值編程，也可以采用混合編程。2、被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時，一般用直徑值表示，所以 采用直徑尺寸編程更為方便。3、由于車削加工常用棒料作為毛坯，加工余量較大，為簡化編程，常用 采用不同形式的固定循環(huán)。4、編程時，認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工 件表面質(zhì)量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧。為提高

28、工件的加工精度， 編制圓頭刀程序時，需要對刀具半徑進行補償。使用刀具半徑補償后，編程時 可直接按工件輪廓尺寸編程。5、為了提高加工效率， 車削加工的進刀與退刀都采用快速運動。 進刀時， 盡量接近工件切削開始點，切削開始點的確定以不碰撞工件為原則。二、F、S T、M指令1. F 功能F 功能指令用于控制切削進給量。在程序中，有兩種使用方法。(1)每轉(zhuǎn)進給量編程格式 G95 FF 后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進給量，單位為mm/r 。例：G95 F0.2表示進給量為0.2 mm/r。(2)每分鐘進給量編程格式 G94 FF 后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，單位為mm/min。例： G94 F100

29、表示進給量為 100mm/min。2. S 功能S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式 SS后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機床上，S 功能指令還有如下作用。(1)最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 G50 SS 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。(2) 恒線速控制編程格式G96 SS 后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。例： G96 S150 表示切削點線速度控制在 150 m/min。(3) 恒線速取消編程格式 G97 SS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

30、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刀具。編程格式 T T 后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有 T 后面用四位數(shù)字， 前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。例： T0303 表示選用 3 號刀及 3 號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償 值。T0300 表示取消刀具補償。4. M 功能M00 :程序暫停，可用NC啟動命令(CYCLE START)使程序繼續(xù)運 行；M01 :計劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機床“任選停止按鈕” 選擇是否有效；M03 :主軸順時針旋轉(zhuǎn)

31、；M04 ：主軸逆時針旋轉(zhuǎn)；M05 :主軸旋轉(zhuǎn)停止；M08 :冷卻液開；M09 :冷卻液關(guān)；M30 ：程序停止，程序復位到起始位置。5. 加工坐標系設(shè)置 G50編程格式G50 XZ式中 X、Z 的值是起刀點相對于加工原點的位置。 G50 使用方法與 G92 類似。在數(shù)控車床編程時，所有 X 坐標值均使用直徑值，如圖所示。 例：按圖設(shè)置加工坐標的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1第六講 數(shù)控車床編程常用指令介紹GO0 G01、G02 指令一 . 快速定位指令 G00G00 指令命令機床以最快速度運動到下一個目標位置，運動過程中有加 速和減速，該指令對運動軌跡沒有要求。其指令格式：G0

32、0 X(U) Z(W) ；當用絕對值編程時， X、 Z 后面的數(shù)值是目標位置在工件坐標系的坐標。 當用相對值編程時， U、W 后面的數(shù)值則是現(xiàn)在點與目標點之間的距離與方向。 如圖所示的定位指令如下：G50 X200.0 Z263.0; 設(shè)定工件坐標系G00 X40.0 Z212.0;絕對值指令編程 AC或G00 U-160.0 W-51.0; 相對值指令編程 A C因為 X 軸和 Z 軸的進給速率不同，因此機床執(zhí)行快速運動指令時兩軸的 合成運動軌跡不一定是直線，因此在使用 G00 指令時，一定要注意避免刀具和 工件及夾具發(fā)生碰撞。如果忽略這一點，就容易發(fā)生碰撞，而快速運動狀態(tài)下 的碰撞就更加危

33、險G00 指令是模態(tài)代碼，它命令刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速運動 到下一個目標位置。它只是快速定位，而無運動軌跡要求。指令書寫格式是：G00 X(U)Z(W) ； 當用絕對值編程時，刀具分別以各軸的快速進給速度運動到工件坐標 系 X 、Z 點。當用增量值編程時， 刀具以各軸的快速進給速度運動到距離現(xiàn)有位 置為 X、Z 的點。刀具整個運動軌跡一般不是直線，而是兩條線段的組合。二、 . 直線插補指令 G01G01 指令命令機床刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到 指令給出的目標位置。指令格式： G01 X(U)Z(W)F ；其中 F 是切削進給率或進給速度， 單位為 mm/r 或

34、 mm/min ，取決于該指 令前面程序段的設(shè)置。使用 G01 指令時可以采用絕對坐標編程，也可采用相對 坐標編程。當采用絕對坐編程時，數(shù)控系統(tǒng)在接受 G01 指令后，刀具將移至坐 標值為 X、Z 的點上；當采用相對坐編程時，刀具移至距當前點的距離為U、W值的點上。如圖所示的直線運動指令如下：G01 X40.0 Z20. F0.2;絕對值指令編程G01 U20.0 W-25.9 F0.2;相對值指令編程直線插補指令是直線運動指令。它命令刀具在兩坐標或三坐標間以插補聯(lián)動方式按指定的F進給速度作任意斜率的直線運動。G01指令是模態(tài)(續(xù)效)指令。 其指令格式是 :G01 X(U)2(W) F；幾點說

35、明1) G01 指令后的坐標值取絕對值編程還是取增量值編程， 由尺寸字地址決 定，有的數(shù)控車床由數(shù)控系統(tǒng)當時的狀態(tài) (G90、G91)決定。2) 進給速度由 F 指令決定。 F 指令也是模態(tài)指令，它可以用 GOO 指令取 消。如果在G01程序段之前的程序段沒有 F指令，而現(xiàn)在的G01程序段中也沒 有F指令，則機床不運動。因此，G01程序中必須含有F指令。三、 . 圓弧插補指令 G02、 G03圓弧插補指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的 F 進給速度作圓弧插補運 動，用于加工圓弧輪廓。圓弧插補命令分為順時針圓弧插補指令 G02 和逆時針 圓弧插補指令 G03 兩種。其指令格式如下：順 時 針 圓

36、弧 插 補 的 指 令 格 式 ：G02X(U)Z(W)IKF ；G02 X(U)Z(W)_R_ F ；逆時針圓弧插補的指令格式：G03 X(U)Z(W) IKF ；G03 X(U)Z(W)_R_ F ；使用圓弧插補指令，可以用絕對坐標編程，也可以用相對坐標編程。絕 對坐標編程時， X、Z 是圓弧終點坐標值；增量編程時， U、W 是終點相對始點 的距離。圓心位置的指定可以用 R，也可以用I、K, R為圓弧半徑值；I、K為 圓心在 X 軸和 Z 軸上相對于圓弧起點的坐標增量 ;F 為沿圓弧切線方向的進給率或進給速度。當用半徑 R 來指定圓心位置時，由于在同一半徑 R 的情況下，從圓弧的 起點到終

37、點有兩種圓弧的可能性，大于 180和小于 180兩個圓弧。為區(qū)分起 見，特規(guī)定圓心角a 180。時，用“ -R”。注意： R 編程只適于非整圓的圓弧插補的情況，不適于整圓加工。例如，圖 3-13 中所 示的圓弧從起點到終點為順時針方向，其走刀指令可編寫如下：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；絕對坐標，直徑編程，切削進給率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； 相對坐標，直徑編程，切削進給率0.3mm/rG02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3； 絕對坐標，直徑編程，切削進給率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 R2

38、5.0 F0.3； 相對坐標，直徑編程，切削進給率0.3mm/r第七講 數(shù)控車床編程常用指令介紹G04 G20 G21、G50 G96 G97 G98 G99 指令. 暫停指令 G04G04 指令用于暫停進給，其指令格式是：G04 P或 G04 X(U)暫停時間的長短可以通過地址 X(U)或P來指定。其中P后面的數(shù)字為整數(shù)， 單位是ms； X(U)后面的數(shù)字為帶小數(shù)點的數(shù)，單位為 s。有些機床，X(U)后面 的數(shù)字表示刀具或工件空轉(zhuǎn)的圈數(shù)。該指令可以使刀具作短時間的無進給光整加工，在車槽、鉆鏜孔時使用， 也可用于拐角軌跡控制。例如，在車削環(huán)槽時，若進給結(jié)束立即退刀，其環(huán)槽 外形為螺旋面，用暫停

39、指令 G04 可以使工件空轉(zhuǎn)幾秒鐘，即能將環(huán)形槽外形光 整圓，例如欲空轉(zhuǎn)2.5s時其程序段為：G04 X2.5 或 G04 U2.5 或 G04 P2500;G04為非模態(tài)指令，只在本程序段中才有效。二、 . 英制和米制輸入指令 G20、G21G20 表示英制輸入， G21 表示米制輸入。 G20 和 G21 是兩個可以互相取 代的代碼。機床出廠前一般設(shè)定為 G21 狀態(tài)，機床的各項參數(shù)均以米制單位設(shè) 定，所以數(shù)控車床一般適用于米制尺寸工件加工，如果一個程序開始用 G20 指 令，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)均為英制(單位為英寸);如果程序用G21指令, 則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)均為米制(單位

40、為mm)。在一個程序內(nèi)，不能同時 使用G20或G21指令，且必須在坐標系確定前指定。G20或G21指令斷電前后 一致，即停電前使用 G20 或 G21 指令，在下次后仍有效，除非重新設(shè)定。三、最高轉(zhuǎn)速限制編程格式G50 SS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。四、恒線速控制編程格式 G96 SS 后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度： m/min。 例： G96 S150 表示切削點線速度控制在 150 m/min。對圖3仃中所示的零件，為保持 A、B、C各點的線速度在150 m/min，則 各點在加工時的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A: n

41、=1000X 150* ( nX 40)=1193 r/minB: n=1000X 150* ( nX 60)=795r/minC: n=1000X 150* ( nX 70)=682 r/min恒線速取消編程格式G97 SS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。五、.進給速度量綱控制指令G98、G99在數(shù)控車削中有兩種切削進給模式設(shè)置方法，即進給率（每轉(zhuǎn)進給模式）和進給速度（每分鐘進給模式）。（1）進給率，單位為mm/r，其指令為：G99 ；進給率轉(zhuǎn)換指令G01X Z F；F 的

42、單位為 mm/r（2）進給速度，單位為mm/min，其指令為：G98;進給速度轉(zhuǎn)換指令G01X Z F；F 的單位為 mm/minG98和G99都是模態(tài)指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式為止。車削CNC系統(tǒng)缺省的進給模式是進給率，即每轉(zhuǎn)進給模式，只有在用動力 刀具銑削時才采用每分鐘進給模式。12. 參考點返回指令 G27、 G28、G30參考點是 CNC 機床上的固定點， 可以利用參考點返回指令將刀架移動到 該點?？梢栽O(shè)置最多四個參考點，各參考點的位置利用參數(shù)事先設(shè)置。接通電 源后必須先進行第一參考點返回，否則不能進行其它操作。參考點返回有兩種 方法：(1)手動參考點返回。(2)自動參

43、考點返回。該功能是用于接通電源已進行手動參考點返回后， 在程序中需要返回參考點進行換刀時使用的自動參考點返回功能。自動參考點返回時需要用到如下指令：( 1)返回參考點檢查 G27G27 用于檢驗 X 軸與 Z 軸是否正確返回參考點。指令格式為：G27 X(U) Z(W)X(U) 、Z(W) 為參考點的坐標。執(zhí)行 G27 指令的前提是機床通電后必須手 動返回一次參考點。執(zhí)行該指令時，各軸按指令中給定的坐標值快速定位，且系統(tǒng)內(nèi)部檢查 檢驗參考點的行程開關(guān)信號。如果定位結(jié)束后檢測到開關(guān)信號發(fā)令正確，則參 考點的指示燈亮，說明滑板正確回到了參考點位置；如果檢測到的信號不正確， 系統(tǒng)報警，說明程序中指令

44、的參考點坐標值不對或機床定位誤差過大。( 2)參考點返回指令 G28、 G30G28 X(U) Z(W) ；第一參考點返回，其中 X(U)、Z(W)為參考點返回時的中間點，X、Z為絕對坐標， U、 W 為相對坐標。參考點返回過程如圖 3-14 所示。G30 P2 X(U) Z(W);第二參考點返回，P2可省略G30 P3 X(U) Z (W)；第三參考點返回G30 P4 X(U) Z(W)； 第四參考點返回第二、第三和第四參考點返回中的 X(U)、Z (W)的含義與G28中的相同。如圖 3-14 所示為刀具返回參考點的過程，刀具從當前位置經(jīng)過中間點(190， 50)返回參考點，其指令為：G30

45、 X190 Z50；G30 U100 W30;如圖3-14中的虛線路徑所示，如果參考點返回時不經(jīng)過中間點，貝U刀具會與工件發(fā) 碰撞，引起事故。第八講數(shù)控車床編程常用指令介紹G90 G94指令一、數(shù)控車床單一形狀固定循環(huán) G90該循環(huán)主要用于圓柱面和圓錐面的循環(huán)切削。1 外圓切削循環(huán)1)指令格式：G90X(U)-Z(W) F 一;如圖4 29所示，刀具從循環(huán)起點開始按矩形循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點。圖中虛線表示按 R快速運動，實線表示按F指定的工作進給速度運 動。x、z為圓柱面切削終點坐標值；U、W為圓柱面切削終點相對循環(huán)起點的增量值。其加工順序按1、2、3、4進行2)編程舉例；加工如圖4 30所

46、示的工件，其有關(guān)程序如下:N05 G90 X35. O Z30. 0 F60. O;N06X30. O ;N07X25. 0;2錐面切削循環(huán) 1)指令格式：G90 X(U) Z(W) I F;如圖4 31所示，I為錐體大小端的半徑差。采用編程時，應注意I的符號，確定的方法是：錐面起點坐標大于終點坐標時為正，反之為負S*-ll料頤2)編程舉例：加工如圖4 32所示的工件，其有關(guān)程序如下:N05 G90 X40. Z 40. I5. F40.;N06X35.；N07X30.:二.端面切削循環(huán)G94指令格式：G94 X (U) _ Z (W) _ R_ F_指令功能：實現(xiàn)端面切削循環(huán)和帶錐度的端面切

47、削循環(huán)。刀具從循環(huán)起點，按圖3.23與圖3.24所示走刀路線，最后返回到循環(huán)起 點，圖中虛線表示按R快速移動，實線按F指定的進給速度移動。圖住23端面切削循環(huán)圖3. 24帶錐度的端面切削循環(huán)圖3.23端面切削循環(huán)圖3.24帶錐度的端面切削循環(huán)指令說明： X、Z表示端平面切削終點坐標值； U、W表示端面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量； R表示端面切削始點至切削終點位移在 Z軸方向的坐標增量，端面切 削循環(huán)時R為零，可省略； F表示進給速度。例題：如圖3.25所示，運用端面切削循環(huán)指令編程。A-B-C-D-AA-E-F-D-AA-G-H-D-AG94 X20 Z16 F30Z13Z10Ko 34-

48、圖3.26帶錐度的端面切削循環(huán)例題G94 X20 Z34 R-4 F30A-B-C-D-AZ32A-E-F-D-AZ29A-G-H-D-A圖3.25端面切削循環(huán)例題例題：如圖3.26所示，運用帶錐度端面切削循環(huán)指令編程。第九講數(shù)控車床編程常用指令介紹G71、G70 指令數(shù)控車外圓粗加工復合循環(huán)（G71）指令格式：G71 U dReG71 Pns Qnf U A u W w Ff Ss Tt指令功能：切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z軸方向進行, 如圖3.27所示。A為循環(huán)起點，A-A-B為精加工路線。B圖3.27外圓粗加工復合循環(huán)指令說明： A d表示每次切削深度（半徑值），無正負號；

49、 e表示退刀量（半徑值），無正負號； ns表示精加工路線第一個程序段的順序號； nf表示精加工路線最后一個程序段的順序號； A u表示X方向的精加工余量，直徑值； A w表示Z方向的精加工余量。例題：如圖3.29所示，運用外圓粗加工循環(huán)指令編程。、精加工循環(huán)指令G70格式：G70 Pns Qnf圖3.29外圓粗加工復合循環(huán)例題N010 G50 X150 Z100N020 G00 X41 Z0N030 G71 U2 R1N040 G71 P50 Q120 U0.5 W0.2 F100N050 G01 X0 Z0N060 G03 X11 W-5.5 R5.5N070 G01 W-10N080 X仃

50、 W-10N090 W-15N100 G02 X29W-7.348R7.5N110 G01 W-12.652N120 X41N130 G70P50 Q120F30第十講數(shù)控車床編程常用指令介紹G72、G70指令端面粗切循環(huán)復合固定循環(huán)圖3.36端面粗加工切削循環(huán)圖3.37G72程序例圖端面粗切循環(huán)是一種復合固定循環(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3.36所示編程格式G72 U( d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U( u) W( w) F(f) S(s) T(t)式中： 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

51、序段中結(jié)束程序段的段號； 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。(1) nsnf程序段中的F、S T功能，即使被指定對粗車循環(huán)無效(2) 零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少。 例：按圖3.37所示尺寸編寫端面粗切循加工程序。N10 G50 X200 Z200 T0101N20 M03 S800N30 G90 G00 G41 X176 Z2 M08N40 G96 S120N50 G72 U3 R0.5N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.2N70 G00 X160 Z60 /nsN80 G01 X120 Z70 F0.15

52、N90 Z80N100 X80 Z90N110 Z110N120 X36 Z132 /nfN130 G00 G40 X200 Z200N140 M30第十一講 數(shù)控車床編程常用指令介紹圭寸閉循環(huán)G73 G70指令一、封閉循環(huán)的特點及應用范圍圭閉循環(huán)是一種復合固定循環(huán)，適合對鑄鐵、鍛毛坯切削，對零件輪廓的單 調(diào)性沒有要求。二、格式及含義圭閉循環(huán)加工指令 -G73數(shù)控車固定形狀切削復合循環(huán)（ G73）指令格式：G73 U i W k RdG73 Pns Qnf U A u W w Ff Ss Tt指令功能 ：適合加工鑄造、鍛造成形的一類工件，見圖 3.31 所示。指令說明 ：A i 表示 X 軸向

53、總退刀量（半徑值） ；A K表示Z軸向總退刀量；d 表示循環(huán)次數(shù)；ns 表示精加工路線第一個程序段的順序號；nf 表示精加工路線最后一個程序段的順序號；A u表示X方向的精加工余量（直徑值）； w表示Z方向的精加工余量。 固定形狀切削復合循環(huán)指令的特點:a. 刀具軌跡平行于工件的輪廓，故適合加工鑄造和鍛造成形的坯料；b. 背吃刀量分別通過X軸方向總退刀量 i和Z軸方向總退刀量 K除以 循環(huán)次數(shù)d求得；c. 總退刀量 i與厶K值的設(shè)定與工件的切削深度有關(guān)。 使用固定形狀切削復合循環(huán)指令， 首先要確定換刀點、循環(huán)點A、切削 始點A和切削終點B的坐標位置。分析上圖，A點為循環(huán)點，AB是工件 的輪廓線

54、，A-AB為刀具的精加工路線，粗加工時刀具從A點后退至C點, 后退距離分別為 i + u/2， k + w,這樣粗加工循環(huán)之后自動留出精加工余量 u /2、 w。 順序號ns至nf之間的程序段描述刀具切削加工的路線。圖1固定形狀切削復合循環(huán)例題圖2復合固定循環(huán)舉例、應用1 例題：如圖1所示，運用固定形狀切削復合循環(huán)指令編程。N010 G50 X100 Z100N020 G00 X50 Z10N030 G73 U18 W5 R10N040 G73 P50 Q100 U0.5 W0.5 F100N050 G01 X0 Z1N060 G03 X12 W-6 R6N070 G01 W-10N080 X20 W-15N090 W-13N100 G02 X34 W-7 R7N110 G70 P50 Q100 F302.數(shù)控車床復合固定循環(huán)應用舉例：G73與G70當工件毛坯為鍛件或鑄件時，往可以使用 G73和G70循環(huán)功能。G73是 粗加工循環(huán)和GTI功能一樣，也是一種具有自動加工分配的固定循環(huán)，但分配 的方式不同。執(zhí)行G73功能時，每一刀的加工路線的軌跡形狀是相同的，