數(shù)控車床入門編程和操作實例

1、數(shù)控車床編程和操作第一節(jié) 數(shù)控車床加工概述 一、數(shù)控車床的加工對象及加工特點 二、數(shù)控車床的主要類型 三、數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù) 四、常見的數(shù)控車床控制系統(tǒng)一、數(shù)控車床的加工對象及加工特點（1）高難度加工圖41 特殊內(nèi)表面零件示例成型面零件、非標(biāo)準(zhǔn)螺距(或?qū)С?、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都可在數(shù)控車床上加工。（2）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。 復(fù)印機中的回轉(zhuǎn)鼓、錄像機上的磁頭及激光打印機上的多面反射體等超精零件，幾何輪廓精度高達(dá)0.01m、表面粗糙度數(shù)值達(dá)Ra 0.02m 這些高精

2、度的零件均可在特殊精密數(shù)控車床上加工出來。（3）淬硬工件的加工 在大型模具加工中，有不少尺寸大且形狀復(fù)雜的零件。 這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，而在數(shù)控車床上可以用陶瓷車刀對淬硬后的零件進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。（4）高效率加工 為了進一步提高車削加工的效率，通過增加車床的控制坐標(biāo)軸，就能在一臺數(shù)控車床上同時加工出兩個多工序的相同或不同的零件。 圖42 六軸控制的數(shù)控車床加工示意圖現(xiàn)代數(shù)控車床，必須具備良好的便于操作的優(yōu)點。 數(shù)控車床加工具有如下特點：1節(jié)省調(diào)整時間 (1)快速夾緊卡盤減少了調(diào)整時間。 (2)快速夾緊刀具減少了刀具調(diào)整時間。 (3)刀具補償功能節(jié)省了

3、刀具補償?shù)恼{(diào)整時間。 (4)工件自動測量系統(tǒng)節(jié)省了測量時間并提高加 工質(zhì)量。 (5)由程序指令或操作盤的指令控制頂尖架的移動也節(jié)省了時間。2操作方便 (1)傾斜式床身有利于切屑流動和調(diào)整夾緊壓力、頂尖壓力和滑動面潤滑油的供給，便于操作者操作機床。 (2)寬范圍主軸電機或內(nèi)裝式主軸電機省去了齒輪箱。 (3)高精度伺服電機和滾珠絲杠間隙消除裝置使進給速度快并有好的準(zhǔn)確性。 (4)具有切屑處理器。 (5)采用數(shù)控伺服電機驅(qū)動數(shù)控刀架。3.具有程序存儲功能 現(xiàn)代數(shù)控機床控制裝置可根據(jù)加工形狀，并把粗加工的加工條件附加在指令中，進行內(nèi)部運算，自動地計算出切削軌跡。4.采用機械手和棒料供給裝置 既省力又安

4、全，并提高了自動化和操作效率。5.加工合理化和工序集約化 可完成高速度高精度加工及復(fù)合加工的目的。二、數(shù)控車床的主要類型1數(shù)控車床的組成及其作用（1）主體 機床主體主要包括床身、主軸箱、床鞍、尾座、進給機構(gòu)等機械部件。（2）數(shù)控裝置(CNC裝置) 數(shù)控裝置是數(shù)控車床的控制核心，一般采用專用計算機控制，主要由顯示器、鍵盤、輸入和輸出裝置、存儲器以及系統(tǒng)軟件等組成。（3）伺服驅(qū)動系統(tǒng) 伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控車床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，將CNC裝置輸出的運動指令信息轉(zhuǎn)換成機床移動部件的運動，主要包括主軸驅(qū)動、進給驅(qū)動及位置控制等。（4）輔助裝置 輔助裝置是指數(shù)控車床的一些配套部件，包括換刀裝置、對刀儀，液壓

5、、潤滑、氣動裝置、冷卻系統(tǒng)和排屑裝置等。1電氣箱； 2主軸箱； 3機床防護門；4操作面板； 5回轉(zhuǎn)刀架；6尾座； 7排屑器； 8冷卻液箱；9一滑板； 10卡盤踏板開關(guān)； 1l床身；2數(shù)控車床的分類 1)按車床主軸位置分類 (1)立式數(shù)控車床 其車床主軸垂直于水平面，并有一個直徑很大、供裝夾工件用的圓形工作臺。這類機床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小的大型復(fù)雜零件。 (2)臥式數(shù)控車床 臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。2）按加工零件的基本類型分類 (1)卡盤式數(shù)控車床 這類車床未設(shè)置尾座，適合車削盤類(含

6、短軸類)零件。其夾緊方式多為電動或液動控制，卡盤結(jié)構(gòu)多具有可調(diào)卡爪或不淬火卡爪(即軟卡爪)。(2)頂尖式數(shù)控車床 這類數(shù)控車床配置有普通尾座或數(shù)控尾座，適合車削較長的軸類零件及直徑不太大的盤、套類零件。3)按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類(1)經(jīng)濟型數(shù)控車床（簡易數(shù)控車床） 一般用單板機、單片機進行開環(huán)控制，具有CRT顯示、程序存儲、程序編輯等功能，加工精度較低，功能較簡單。機械部分多為在普通車床基礎(chǔ)上改進 (2)全功能型數(shù)控車床 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，適宜于加工精度高、形狀復(fù)雜、循環(huán)周期長、品種多變的單件或

7、中小批量零件的加工。(3)精密型數(shù)控車床 采用閉環(huán)控制，不但具有全功能型數(shù)控車床的全部功能，而且機械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)較快，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上增加其他附加坐標(biāo)軸。適用于精密和超精密加工。4)其他分類方法 按數(shù)控車床的不同控制方式分：直線控制數(shù)控車床、兩主軸控制數(shù)控車床等； 按特殊或?qū)ｉT工藝性能分：螺紋數(shù)控車床、活塞數(shù)控車床、曲軸數(shù)控車床等多種。此外，車削中心也列入這一類，分立式和臥式車削中心兩類。三、數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)有： 機床質(zhì)量， 機床外形尺寸(長x寬x高)， 允許最大工件回轉(zhuǎn)直徑， 最大車削直徑， 最大車削長度， 最大棒料尺寸， 主軸轉(zhuǎn)速范圍， X、Z軸行程， X、Z

8、軸快速移動速度， 定位精度， 重復(fù)定位精度， 刀架行程， 刀架轉(zhuǎn)位數(shù)， 刀架裝刀數(shù)， 刀具裝夾尺寸， 主軸頭型式， 主軸電機功率， 進給伺服電機功率， 尾座行程， 卡盤尺寸等。中德歐馬科TH-15型數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)： 允許最大工件回轉(zhuǎn)直徑，mm 380 最大車削直徑，mm 320 最大車削長度，mm 500 最大棒料直徑，mm 42 主軸通孔直徑，mm 54 刀架工位數(shù) 12 主軸電動機功率，kw7. 5/11 X軸電動機功率，kw0.6 Z軸電機功率，kw0.6 刀架的最大X向行程，mm180 刀架的最大Z向行程，mm 520 主軸轉(zhuǎn)速，r/min606000 最大移動速度，m/min

9、X、Z向均為20四、常見的數(shù)控車床控制系統(tǒng)常用的數(shù)控車床系統(tǒng)有： 日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、16018TC、160180TC、0i等， 德國的SIEMENS公司的802S、802C、802D、810D、840D、840Di、840C等， 美國ACRAMATIC數(shù)控系統(tǒng)、國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控車床系統(tǒng) 北京機床研究所的1060系列， 無錫數(shù)控公司的8MC8TC數(shù)控系統(tǒng)， 北京凱恩帝數(shù)控公司KND-500系列， 北京航天數(shù)控集團的CASNUC901、902系列， 廣州數(shù)控設(shè)備廠GSK980T系列， 大連大森公司的R2F6000型 珠峰數(shù)控

10、公司的CME988(中華I型)系列， 北京航天數(shù)控集團的CASNUC911MC(航天I型)， 華中數(shù)控公司的世紀(jì)星21T 中科院沈陽計算所LT852030(藍(lán)天I型)等。一、數(shù)控車床加工刀具及其選擇1常用車刀的種類和用途 a.尖形車刀直線形切削刃為特征的車刀，這類車刀的刀尖（同時也為其刀位點） b. 圓弧形車刀刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上 c. 成型車刀樣板車刀，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。 圖4-4 圓弧形車刀 圖4-5 常用車刀的種類、形狀和用途1）切斷刀；2）90左偏刀；3）90右偏刀；4）彎頭車刀；5）直頭車刀；6）成型車刀；7）寬刃精車刀8）外螺紋車刀

11、；9）端面車刀；10）內(nèi)螺紋車刀；11）內(nèi)槽車刀；12）通孔車刀；13）盲孔車刀2機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用 數(shù)控車削加工時，為了減少換刀時間和方便對刀，盡量采用機夾車刀和機夾刀片，便于實現(xiàn)機械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。 數(shù)控車床常用的機夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式如圖4-6所示。圖 機夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式（1）刀片材質(zhì)的選擇 常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。選擇刀片材質(zhì)主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。 （2）刀片尺寸的選擇刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長

12、度L。有效切削刃長度與背吃刀量aP和車刀的主偏角kr有關(guān)，使用時可查閱有關(guān)刀具手冊選取。圖 切削刃長度、背吃刀量與主偏角關(guān)系（3）刀片形狀的選擇刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型表 被加工表面與適用的刀片形狀二、數(shù)控車削加工的切削用量選擇1切削用量的選用原則 （1）背吃刀量p的確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少許精加工余量，一般為0.

13、20.5mm。（2）切削速度v的確定 切削速度是指切削時，車刀切削刃上某一點相對待加工表面在主運動方向上的瞬時速度(m/min)，又稱為線速度。 與普通車削加工時一樣，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。 主要根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。（3）進給量f 的確定 進給量是指工件旋轉(zhuǎn)一周，車刀沿進給方向移動的距離，單位為mm/r，它與背吃刀量p有著較密切的關(guān)系。表41為一些資料上切削用量推薦數(shù)據(jù)，供使用時參考。表41 切削用量推薦數(shù)據(jù)2選擇切削用量時應(yīng)注意的幾個問題（1）切削用量選擇的一般原則是： 粗車時，宜選擇大的背吃刀量p，較大的進給量f，較低的切削

14、速度v，以提高生產(chǎn)率。 半精車或精車時，應(yīng)選用較小(但不能太小)的背吃刀量p和進給量f，較高的切削速度v，以保證零件加工精度和表面粗糙度。（2）主軸轉(zhuǎn)速 由于交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。主軸轉(zhuǎn)速n可用下式計算： n=1000v/d（3）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 a. 螺紋加工程序段中指令的螺距值 b. 刀具在其位移過程的始/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. c.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(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高、編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時，會導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“爛牙”）。 車床數(shù)控系

15、統(tǒng)推薦車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速如下： 式中 P被加工螺紋螺距，mm； k保險系數(shù)，一般為80。三、數(shù)控車削加工的裝夾與定位1數(shù)控車床的定位及裝夾要求 在數(shù)控車床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，通常選擇外圓、端面或端面、內(nèi)孔裝夾，并力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差，提高加工精度。 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，并多采用氣動或液壓夾具，以便于迅速和方便地裝、拆工件。2

16、常用的夾具型式及定位方法（1）圓柱心軸定位夾具 加工套類零件時，常用工件的孔在圓柱心軸上定位，如圖4- 6 a）、b)所示。（2）小錐度心軸定位夾具 將圓柱心軸改成錐度很小的錐體(C=1/10001/5000)時，就成了小錐度心軸。 工件在小錐度心軸定位，消除了徑向間隙，提高了心軸的定心精度。定位時，工件楔緊在心軸上，靠楔緊產(chǎn)生的摩擦力帶動工件，不需要再夾緊，且定心精度高；缺點是工件在軸向不能定位。 這種方法適用于有較高精度定位孔的工件精加工。（3）圓錐心軸定位夾具 當(dāng)工件的內(nèi)孔為錐孔時，可用與工件內(nèi)孔錐度相同的錐度心軸定位。為了便于卸下工件，可在芯軸大端配上一個旋出工件的螺母。如圖4- 6

17、c）、d)所示。（4）螺紋心軸定位夾具 當(dāng)工件內(nèi)孔是螺孔時，可用螺紋心軸定位夾具。如圖4- 6 e）、f)所示。（5）撥齒頂尖夾具 用于軸類工件車削的夾具。車削時，工件由主軸上通過變徑套而安裝的撥齒帶動旋轉(zhuǎn)，撥齒頂尖的結(jié)構(gòu)如圖47所示。1一殼體； 2一頂尖； 3一止退環(huán)； 4一螺釘； 5撥齒套；圖47撥齒頂尖（6）可調(diào)卡爪式卡盤夾具 適用于在沒有尾座的卡盤式數(shù)控車床上圖48 可調(diào)卡爪式卡盤1卡爪； 2基體卡座； 3差動螺桿； 4拉桿；四、數(shù)控車削加工中的裝刀與對刀 裝刀與對刀是數(shù)控機床加工中極其重要并十分棘手的一項工藝準(zhǔn)備工作。 對刀的好與差，將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。 通過

18、對刀或刀具預(yù)調(diào)，還可同時測定其各號刀的刀位偏差，有利于設(shè)定刀具補償量。（1）車刀的安裝 圖4-9是車刀安裝角度示意圖 正確地安裝車刀，是保證加工質(zhì)量，減小刀具磨損，提高刀具使用壽命的重要步驟（a）“”的傾斜角度（增大刀具切削力）（b）“+”的傾斜角度（減小刀具切削力）圖4-9 車刀的傾斜角度（2）刀位點 刀位點是指在加工程序編制中，用以表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準(zhǔn)點。（3）對刀 在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點，這一過程稱為對刀。 理想基準(zhǔn)點可以設(shè)在基準(zhǔn)刀的刀尖上，也可以設(shè)定在對刀儀的定位中心(如光學(xué)對刀鏡內(nèi)的十字刻線交點)上。 對刀一般分為手動對刀

19、和自動對刀兩大類。 目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床(特別是車床)采用手動對刀，其基本方法有定位對刀法、光學(xué)對刀法和試切對刀法。A.定位對刀法 定位對刀法的實質(zhì)是按接觸式設(shè)定基準(zhǔn)重合原理而進行的一種粗定位對刀方法，其定位基準(zhǔn)由預(yù)設(shè)的對刀基準(zhǔn)點來體現(xiàn)。 對刀時，只要將各號刀的刀位點調(diào)整至對刀基準(zhǔn)點重合即可。 該方法簡便易行，因而得到較廣泛的應(yīng)用，但其對刀精度受到操作者技術(shù)熟練程度的影響，一般情況下其精度都不高，還須在加工或試切中修正。B.光學(xué)對刀法 這是一種按非接觸式設(shè)定基準(zhǔn)重合原理而進行的對刀方法，其定位基準(zhǔn)通常由光學(xué)顯微鏡（或投影放大鏡）上的十字基準(zhǔn)刻線交點來體現(xiàn)。 這種對刀方法比定位對刀法的對刀精

20、度高，并且不會損壞刀尖，是一種推廣采用的方法。C.試切對刀法 在前幾種手動對刀方法中，均因可能受到手動和目測等多種誤差的影響，對刀精度十分有限，實際加工中往往通過試切對刀，以得到更加準(zhǔn)確和可靠的結(jié)果。 數(shù)控車床常用的試切對刀方法如圖411所示。圖4-11 車刀對刀點示意圖a）93車刀X方向； b）93車刀Z方向；c）兩把刀X方向?qū)Φ叮?d）兩把刀Z方向?qū)Φ叮?）對刀點、換刀點位置的確定 對刀點是數(shù)控車床加工時刀具相對于工件運動的起點，對刀點既是程序的起點，也是程序的終點。 選擇對刀點的一般原則是：（1）盡量使加工程序的編制工作簡單、方便；（2）便于用常規(guī)量具在車床上進行測量；（3）便于工件的裝

21、夾；（4）對刀誤差較小或可能引起加工的誤差最小。 換刀點是指在編制數(shù)控車床多刀加工的加工程序時，相對于機床固定原點而設(shè)置的一個自動換刀或換工作臺的位置。 換刀的位置可設(shè)定在程序原點、機床固定原點或浮動原點上，其具體的位置應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容而定。 為了防止在換(轉(zhuǎn))刀時碰撞到被加工零件、夾具或尾座而發(fā)生事故，除特殊情況外，其換刀點都設(shè)置在被加工零件的外面，并留有一定的安全區(qū)。第三節(jié) 數(shù)控車床加工的編程一、數(shù)控車床編程的特點（1）數(shù)控車削加工的內(nèi)容 （a）端面切削 （b）外軸肩切削（c）錐面切削 （d）圓弧面切削 （e）車退刀槽 （f）切斷 （g）鏜孔 （h）鏜內(nèi)錐孔 （h）鏜內(nèi)錐孔 （g）鏜孔 （h

22、）鏜內(nèi)錐孔 ）鉆孔 （d）車銷內(nèi)、外螺紋 （c）鉆孔 （d）車銷內(nèi)、外螺紋 （2）數(shù)控車削加工的編程特點 在一個程序段中，可以采用絕對值編程或增量值編程，也可以采用混合編程。 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。 由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，為簡化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進行多次重復(fù)循環(huán)切削。 編程時，認(rèn)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。大多數(shù)數(shù)控車床都具有刀具半徑自動補償功能（G4

23、1、G42），這類數(shù)控車床可直接按工件輪廓尺寸編程。二、車床數(shù)控系統(tǒng)功能 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)不同，其指令代碼也有差別，因此，編程時應(yīng)按所使用數(shù)控系統(tǒng)代碼的編程規(guī)則進行編程。 數(shù)控車床常用的功能指令有準(zhǔn)備功能G、輔助功能M、刀具功能T、主軸轉(zhuǎn)速功能S和進給功能F。三、 數(shù)控車床程序編制（一）設(shè)定工件坐標(biāo)系和工件原點 數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)分為機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）。無哪種坐標(biāo)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方向。在水平面內(nèi)與主軸軸線垂直的方向為X軸，且規(guī)定刀具遠(yuǎn)離主軸旋轉(zhuǎn)中心的方

24、向為正方向。機床坐標(biāo)系圖4-12 機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點建立起來的X、Z軸直角坐標(biāo)系，稱為機床坐標(biāo)系。 車床的機床原點為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點。 機床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。如圖4-12所示。參考點 參考點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（圖4-12中點O即為參考點），其位置由機械擋塊或行程開關(guān)來確定。圖4-12 機床坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系） 數(shù)控編程時應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點。零件在設(shè)計中有設(shè)計基準(zhǔn)，在加工過程中有工藝基準(zhǔn)，同時應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，該基準(zhǔn)點通常稱為工件原

25、點。以工件原點為坐標(biāo)原點建立起來的X、Z軸直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。圖4-13工件坐標(biāo)系在車床上工件原點可以選擇在工件的左或右端面上，即工件坐標(biāo)系是將參考坐標(biāo)系通過對刀平移得到的。如圖4-13所示。 數(shù)控編程時應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點，建立工件坐標(biāo)系的指令為： G50 X Z ； 要建立如圖413所示工件坐標(biāo)系，將坐標(biāo)原點設(shè)在工件的右端面上，刀具起點相對工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值為（a,b）,則執(zhí)行程序G50 Xa Zb；后系統(tǒng)內(nèi)部即記憶了（a,b），并顯示在顯示器上，這相當(dāng)于在系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個以工件原點為坐標(biāo)原點的工件坐標(biāo)系Xp Op Zp。（二）基本功能及其指令的編程1、尺寸系統(tǒng)（1）

26、工件坐標(biāo)系設(shè)定指令 編程格式: G50 X（a） Z（b） 注意事項：有些數(shù)控機床用G92指令建立工件坐標(biāo)系，如華中數(shù)控HNC-21T系統(tǒng)；有的數(shù)控系統(tǒng)則直接采用零點偏置指令（G54G57）建立工件坐標(biāo)系，如SIMENS 802S/C系統(tǒng)。1、 尺寸系統(tǒng) 例4-1、 建立如圖所示零件的工件坐標(biāo)系。 G50 X150. Z20.； （2）絕對和增量尺寸編程（G90/G91）注意：有些數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)沒有絕對和增量尺寸指令，當(dāng)采用絕尺寸編程時，尺寸字用X、Y、Z表示；采用增量尺寸編程時，尺寸字用U、V、W表示。數(shù)控車床采用X、Z和U、W分別表示絕對和增量尺寸。 （3）公制尺寸/英制尺寸指令 公制與英制

27、單位的換算關(guān)系為：1 mm 0.0394 in.1 in. = 25.4mm注意： 數(shù)控系統(tǒng)不同，公制/英制尺寸指令不同。FANUC系統(tǒng)采用G21/G20代碼； SIEMENS和FAGOR系統(tǒng)采用G71/G70代碼。使用公制英制轉(zhuǎn)換時，必須在程序開頭獨立的程序段中指定上述G代碼，然后才能輸入坐標(biāo)尺寸。（4）半徑/直徑數(shù)據(jù)尺寸 SIEMENS 802S/C數(shù)控系統(tǒng)，G22和G23指令定義為半徑/直徑數(shù)據(jù)尺寸編程。在數(shù)控車床中，可把X軸方向的終點坐標(biāo)作為半徑數(shù)據(jù)尺寸，也可作為直徑數(shù)據(jù)尺寸，通常把X軸的位置數(shù)據(jù)用直徑數(shù)據(jù)編程更為方便。 注意：華中數(shù)控的世紀(jì)星HNC-21/22T系統(tǒng)的直徑/半徑編程采

28、用G36/G37代碼。2、常用的輔助功能 M00程序停止 實際上是一個暫停指令。當(dāng)執(zhí)行有M00指令的程序段后，主軸的轉(zhuǎn)動、進給、切削液都將停止。它與單程序段停止相同，模態(tài)信息全部被保存，以便進行某一手動操作，如換刀、測量工件的尺寸等。重新啟動機床后，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M01選擇停止 與M00的功能基本相似，只有在按下“選擇停止”后，M01才有效，否則機床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段；按“啟動”鍵，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M02程序結(jié)束 該指令編在程序的最后一條，表示執(zhí)行完程序內(nèi)所有指令后，主軸停止、進給停止、切削液關(guān)閉，機床處于復(fù)位狀態(tài)。M03主軸正轉(zhuǎn)。用于主軸順時針方向轉(zhuǎn)動M04主軸反轉(zhuǎn)。用于主軸逆時

29、針方向轉(zhuǎn)動M05主軸停止轉(zhuǎn)動M07冷卻液開，用于切削液1開M08冷卻液開，用于切削液2開M09冷卻液關(guān)，用于切削液關(guān)M30程序結(jié)束使用M30時，除表示執(zhí)行M02的內(nèi)容之外，還返回到程序的第一條語句，準(zhǔn)備下一個工件的加工。M98子程序調(diào)用，用于調(diào)用子程序；M99子程序返回，用于子程序結(jié)束及返回。（三）插補指令的編程1、 快速線性移動指令G00 （1）編程格式 G00 X（U） Z（W）_ ； 式中：X、Z為刀具移動的目標(biāo)點坐標(biāo)。（2）注意事項 使用G00指令時，刀具的實際運動路線并不一定是直線，而是一條折線。因此，要注意刀具是否與工件和夾具發(fā)生干涉。對不適合聯(lián)動的場合，每軸可單動。1、 快速線性

30、移動指令G00 執(zhí)行該段程序時，刀具首先以快速進給速度運動到（60，60）后在運動到（60，100）。例4-2：ABC G50 X80.0 Z222.0 ；G00 X40.0 Z162.0;（或U40.0 W60.0）;AD C G50 X80.0 Z222.0；G00 Z162.0（或W60.0） ； X40.0（或U40.0）； 2、帶進給率的線性插補指令G01 G01 X（U） Z（W） F；說明G01指令后的坐標(biāo)值取絕對值編程還是取增量值編程由G90/G91決定。F指令也是模態(tài)指令，F(xiàn)的單位由直線進給率或旋轉(zhuǎn)進給率指令確定。 例3： 下圖為典型車削加工的直線插補實例。 3、 圓弧插補指

31、令G02/G03 （1）G02/G03的編程格式 用I、K指定圓心位置： G02 X（U） Z（W） I K F _ ； G03 X（U） Z（W） I K F _ ； 用圓弧半徑R指定圓心位置： G02 X（U） Z（W） R F_ ； G03 X（U） Z（W） R F _ ；（2）說明采用絕對值編程時，圓弧終點坐標(biāo)為圓弧終點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，用X、Z表示；當(dāng)采用增量值編程時，圓弧終點坐標(biāo)為圓弧終點相對于圓弧起點的增量值。 數(shù)控車床的圓心坐標(biāo)為I、K，表示圓弧起點到圓弧中心所作矢量分別在X、Z坐標(biāo)軸方向上的分矢量（矢量方向指向圓心）。圖中分別給出了在絕對坐標(biāo)系中，順弧與逆弧加工時的圓

32、心坐標(biāo)I、K的關(guān)系。刀具起點刀具終點圓弧圓心順圓順圓刀具起點刀具終點圓弧圓心逆圓逆圓 當(dāng)用半徑指定圓心位置時，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓弧的可能性，為區(qū)別二者，規(guī)定圓心角180時，用“R”表示，如圖中的圓弧1；180時，用“R”表示，如圖中的圓弧2。 用半徑R指定圓心位置時，不能描述整圓。例4：刀具加工軌跡如圖所示，圓弧為順時針方向，圖中采用英制尺寸，絕對坐標(biāo)編程時的加工程序程序如下。 程序如下 G90 G70 G17 G0I X3.0 Y0.25F10.0； G02 X4.125 Y-3.9486 I0 J-2.25；例5： 刀具加工軌跡如圖所示，圓弧為逆時針方向，

33、圖中采用英制尺寸，絕對坐標(biāo)編程時的加工程序程序如下。G90 G70 G17 G01 X3.875 Y-2.0 F10.0；G03 X3.757 Y-1.5625 I-0.8750 J0；4、暫停指令G04（1） 編程格式 G04 X（P） （2） 說明 地址碼X或P為暫停時間。其中：X后面可用帶小數(shù)點的數(shù)，單位為s，如G04 X5.表示前面的程序執(zhí)行完后，要經(jīng)過5s的暫停，下面的程序段才執(zhí)行；地址P后面不允許用小數(shù)點，單位為ms。 如G04 P1000表示暫停ls。例6：圖為利用暫停G04進行切槽加工的實例。對槽的外圓柱面粗糙度有要求，編寫加工程序如下。N060 G00 X1.6 ；快速到N0

34、70 G01 X0.75 F0.05 ；以進給速度切削到N080 G04 X0.24 ；暫停0.24sN090 G00 X1.6 ；快速到 5、刀具補償指令及其編程（1）不具備刀具半徑補償功能時的編程S圓頭刀假想刀尖圓頭刀加工錐面圖 圓頭刀加工凸凹圓圖 刀心軌跡編程（2）具備刀具半徑補償功能時的刀具半徑補償?shù)毒甙霃窖a償指令（G41、G42、G40）圖 刀具半徑補償圖 刀具半徑補償?shù)慕⑴c取消 刀具半徑補償可通過從鍵盤輸入刀具參數(shù)，并在程序中采用刀具半徑補償指令實現(xiàn)。 參數(shù)包括刀尖半徑、車刀形狀、刀尖圓弧位置，這些都與工件的形狀有關(guān)，必須將參數(shù)輸入刀據(jù)庫 。 格式： G41-為左偏刀具半徑補償指

35、令，即沿刀具運動方向看，刀具位于工件的左側(cè)； G42-為右偏刀具半徑補償指令，即沿刀具運動方向看，刀具位于工件的右側(cè)； G40-為半徑補償偏置取消指令，即使用G41、G42后必須用G40去取消偏置量，使刀具中心軌跡與編程軌跡重合。編程時按假想刀尖軌跡編程(即工件的輪廓與假想刀尖P重合)，而車削時實際起作用的切削刃是圓弧切點A、B，這樣就會引起加工表面的形狀誤差。圖426 刀具半徑與假想刀尖 圓頭車刀車圓錐面及圓柱面 圓頭車刀車弧面 （虛線為實際加工軌跡）OFFSET 01 O0005 N0040NO. X Z R T01 025.036 002.006 000.400 102 024.052

36、003.500 000.800 203 015.036 004.082 001.000 004 010.030 002.006 000.602 405 002.030 002.400 000.350 306 012.450 000.220 001.008 507 004.000 000.506 000.300 6ACTUAL POSITION (RELATIVE)U 22.400 W -10.000W LSKa) 沒有半徑補償 b) 增加半徑補償 的軌跡如圖所示未采用刀具半徑補償指令時，刀具以假想刀尖軌跡運動，圓錐面產(chǎn)生誤差。采用刀具半徑補償指令后，系統(tǒng)自動計算刀心軌跡，使刀具按刀尖圓弧中心軌

37、跡運動，無表面形狀誤差。例7：車削如上圖所示零件，采用刀具補償指令編程。程序如下： N040 G00 X20.0 Z20.0； 快進至Ao點 N050 G41 G01 X20.0 Z0 F20；刀具左補償，AOA1 N060 Z-20.0； 車20外圓，A1A2 N070 X70.0 Z-55.0； 車錐面，A2A4 N080 G40 G01 X80.0 Z55.0； 退刀并取消刀補，A4A5 （四）螺紋車削指令（G32/G92）1、簡單螺紋車削指令G32G32指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺紋、端面螺紋（渦形螺紋），實現(xiàn)刀具直線移動，并使刀具的移動和主軸旋轉(zhuǎn)保持同步，即主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具移動一個導(dǎo)

38、程。螺距螺距螺距牙深螺紋大徑螺紋小徑（1）格式FANUC G32 X（U） Z（W） F ； F采用旋轉(zhuǎn)進給率，表示螺距。（2）幾點注意事項 進行橫螺紋加工時，其進給速度F的單位采用旋轉(zhuǎn)進給率，即mm/r（或inches/r）； 為避免在加減速過程中進行螺紋切削，要設(shè)引入距離d1和超越距離d2，1切入空刀行程量，一般為（35）F（導(dǎo)程）；2切出空刀行程量，一般取0.51 。圖 螺紋進刀切削方法P1表示單邊切削，每次切削量相等；P2表示雙邊切削，每次切削量相等；P3表示單邊切削，每次背吃刀量相等；P4表示雙邊切削，每次背吃刀量相等。切削量相等是指每次循環(huán)切削面積相等，保證螺紋車刀在車削過程中受力

39、均勻。 例8：如圖所示，螺紋導(dǎo)程=2mm，車削螺紋前工件直徑為48，分兩次走刀，第一次切深為0.8mm（單邊），第二次切深為0.3mm，采用相對值編程 加工程序如下：N030 G00 U-11.6；N040 G32 W-59.0 F2.0；N050 G00 U11.6；N060 G00 W59.0；N070 G00 U-12.2 ；N080 G32 W-59.0 F2.0； N090 G00 U12.2；N100 G00 W59.0；例： 圖為圓柱螺紋編程實例，螺紋外徑已加工完成，牙型深度1.3mm，分5次進給，吃刀量（直徑值）分別為0.9 mm、0.6 mm、0.4mm、0.4 mm和0.1

40、 mm，采用絕對編程，加工程序如下。 N01 G54 N02 G00 X58.0 Z71.0 N04 X47.1 N06 G32 Z12.0 F2.0 N08 G00 X58.0 N10 Z71.0 N12 X46.5 N14 G32 Z12.0 F2.0 N16 G00 X58.0 N18 Z71.0 N20 X46.1 N22 G32 Z12.0 F2.0 N24 G00 X58.0 N26 Z71.0 N28 X45.1 N30 G32 Z12.0 F2.0 N32 G00 X58.0 N34 Z71.0 N36 X45.6 N38 G32 Z12.0 F2.0 例9：已知錐螺紋導(dǎo)程=2

41、mm，分兩次走刀，第一次切深=0.8 mm，第二次切深為0.3mm， 采用絕對值編程，加工程序如下：N030 G00 X12.4 Z76.0；N040 G32 X41.4 Z27.0 F2.0；N050 G00 X50.0；N060 G00 Z76.0；N070 G00 X11.8；N080 G32 X40.8 Z27.0 F2.0； N090 G00 X50.0；N100 G00 Z76.0；圖417圓錐螺紋加工實例（五） 固定循環(huán)與子程序固定循環(huán)與子程序?qū)?shù)控車床而言，非一刀加工完成的輪廓表面、加工余量較大的表面，采用循環(huán)編程，可以縮短程序段的長度，減少程序所占內(nèi)存。各類數(shù)控系統(tǒng)復(fù)合循環(huán)的

42、形式和使用方法（主要是編程方法）相差甚大。 FANUC 0i-TA車削數(shù)控系統(tǒng)分為簡單固定循環(huán)、復(fù)合固定循環(huán)兩類。1、簡單固定循環(huán) （1）、外圓、內(nèi)孔車削循環(huán)(G90)直線切削（圓柱面）固定循環(huán)： G90 X（U） Z（W） F_； 錐形切削固定循環(huán)： G90 X（U） Z（W） R F_；圖419外圓、內(nèi)孔車削循環(huán)圖420圓錐面車削循環(huán)外圓柱面加工時： （X，Z）為終點C坐標(biāo)，（U，W）為終點C相對于起點A坐標(biāo)值的增量。 圖中：R表示快速進給，F(xiàn)為按指定速度進給。 單程序段加工時，按一次循環(huán)啟動鍵可完成1234的軌跡操作。外圓錐面加工時： 圖中：R的意義為圓錐體大小端的差值，X(U)，Z(W

43、)的意義同前。 用增量坐標(biāo)編程時要注意R的符號，確定方法是錐面起點B坐標(biāo)大于終點C坐標(biāo)時R為正，反之為負(fù)。例10： G90 X40.0 Z20.0 F50.0 ； ABCDA X30.0 ；AEFDA X20.0 ；AGHDA G90 X40.0 Z20.0 R5.0 F50.0 ；ABCDA X30.0 ；AEFDA X20.0 ；AGHDA例11： G50 X150.0 Z200.0 M08； G00 X94.0 Z10.0 T0101 M03 Z2.0；循環(huán)起點 G90 X80.0 Z-49.8 F0.25；循環(huán) X70.0；循環(huán) X60.4；循環(huán) G00 X150.0 Z200.0 T

44、0000；取消G90 M01；（2）端面車削固定循環(huán)（G94） 直端面車削固定循環(huán) G94 X（U） Z（W） F _； 錐端面切削固定循環(huán) G94 X（U） Z（W） K（或R） F_ ；例12：G00 X84.0 Z2.0；循環(huán)起點G94 X30.4 Z-5.0 F0.2；循環(huán) Z-10.0；循環(huán) Z-14.8；循環(huán)G00 X150.0 Z200.0；取消G94（3）螺紋車削循環(huán)G92 圓柱螺紋的編程格式為： G92 X（U） Z（W） F_ ； 錐螺紋的編程格式為： G92 X（U） Z（W） R F _；圖418 螺紋切削循環(huán)a) G92指令即為螺紋切削循環(huán)指令，該指令完成工件圓柱螺紋

45、和錐螺紋的切削固定循環(huán)。為簡單螺紋循環(huán) 。 可以完成如圖418所示1234的螺紋加工過程。 指令中，要給定螺紋切削的終點坐標(biāo)，還要給出螺紋的導(dǎo)程F值。 其中R表示了螺紋的錐度，其值為錐螺紋大、小徑的半徑差。例13=例7、8：N30 G92 U-11.6 W-59.0 F2.0；N31 G92 U-12.2 W-59.0 F2.0；例14=例9N30 G92 X41.4 Z27.0 R-14.5 F2.0；N30 G92 X40.8 Z27.0 R-14.5 F2.0；圖417圓錐螺紋加工實例執(zhí)行螺紋切削時需要注意以下事項： (1)螺紋切削中進給速度倍率無效，進給速度被限制在100。 (2)螺紋

46、切削中不能停止進給，一旦停止進給切深便急劇增加，很危險。因此在螺紋切削中進給暫停鍵無效。 (3)在螺紋切削程序段后的第一個非螺紋切削程序段期間，按進給暫停鍵或持續(xù)按該鍵時，刀具在非螺紋切削程序段停止。 (4)如果用單程序段進行螺紋切削，則在執(zhí)行第一個非螺紋切削的程序段后停止刀具。 (5)在切端面螺紋和錐螺紋時，也可進行恒線速控制，但由于改變轉(zhuǎn)速，將難以保證正確的螺紋導(dǎo)程。因此，切螺紋時，指定G97不使用恒線速控制。 (6)在螺紋切削前的移動指令程序段可指定倒角，但不能是圓角R。 (7)在螺紋切削程序段中，不能指定倒角和圓角R。 (8)在螺紋切削中主軸倍率有效，但在切螺紋中如果改變了倍率，就會因升降速的影響等因素而不能切出正確的螺紋。例4-15： 加工如圖所示帶錐面的零件，利用端面車削固定循環(huán)指令，編寫粗加工程序。G94 X15.0 Z33.48 R3.48 F50.0 ；ABCDA Z31.48 ；AEFDA Z28.78 ；AGHDA2、復(fù)合固定循環(huán)表 FANUC 0i-TA車削系統(tǒng)的多重固定循環(huán)一覽表G代碼編 程 格 式用途G71G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）外圓粗車循G72G72 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）D（d）F S T 端面粗車循環(huán)G73G73 P（ns）Q（nf）I（i）K（k）U（u）W