數(shù)控技術(shù) 第3章

第3章數(shù)控機(jī)床的程序編制2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

掌握用ISO標(biāo)準(zhǔn)代碼編制數(shù)控程序的一般格式，常用的功能字，數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定

掌握數(shù)控編程的方法和步驟

掌握數(shù)控編程中工藝處理的特點(diǎn)及數(shù)值計(jì)算的方法

熟練用手工編程方法編制簡(jiǎn)單的數(shù)控加工程序目標(biāo)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕建議

數(shù)控編程是實(shí)踐性和理論性都很強(qiáng)的一門(mén)技術(shù)，既要掌握零件制造工藝方面的知識(shí)，又要有扎實(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)還必須充分熟悉數(shù)控機(jī)床的功能和編程規(guī)則。建議在學(xué)習(xí)中同時(shí)學(xué)習(xí)和掌握上述相關(guān)知識(shí)，并

多動(dòng)手編制數(shù)控程序。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.1概述2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕數(shù)控加工程序的編制是數(shù)控加工中的重要一環(huán)，在數(shù)控加工與數(shù)控機(jī)床之間起著紐帶作用。O10G92X0Y0Z40M03S500G01X-50Y0F2000G01Z-5F100G01G42X-10Y0D01G01X60Y0G03X80Y20R20G03X40Y60R40G01X0Y40G01X0Y-10G01G40X0Y-40G01Z40F2000M05M022023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕分析零件圖樣工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序單制作控制介質(zhì)CRT/MDIRS232、網(wǎng)卡程序檢驗(yàn)、試切3.1.1程序編制的內(nèi)容和步驟定義：從零件圖紙到獲得數(shù)控機(jī)床所需控制介質(zhì)的全部過(guò)程零件圖紙制定工藝控制介質(zhì)程序校核

數(shù)控裝置軌跡計(jì)算編寫(xiě)程序2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕工藝分析是核心，數(shù)學(xué)處理是關(guān)鍵合理的工藝分析正確的數(shù)學(xué)處理可行的數(shù)控程序2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

分析零件圖紙

分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀、熱處理要求等確定是否適用在數(shù)控機(jī)床上加工或哪類(lèi)數(shù)控機(jī)床。

制定工藝

根據(jù)零件圖紙對(duì)零件形狀、尺寸、技術(shù)要求、工藝方案等進(jìn)行細(xì)致分析，從而確定加工方法和加工工藝路線(xiàn)，刀具形狀和尺寸及布置，切削用量，定位關(guān)系等，對(duì)毛坯的基準(zhǔn)面及余量也應(yīng)提出一定要求。

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工藝設(shè)計(jì)是對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作，合理的工藝設(shè)計(jì)方案是數(shù)控編程的依據(jù)。編程人員必須首先搞好工藝設(shè)計(jì)，然后再考慮編程。

數(shù)控加工工藝與普通加工工藝在原則上基本相同，但又有其特點(diǎn)：數(shù)控加工的工序內(nèi)容復(fù)雜數(shù)控加工程序的編制復(fù)雜工藝內(nèi)容明確而具體對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)

通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)選內(nèi)容；通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

結(jié)合數(shù)控加工特點(diǎn)靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，將數(shù)控加工工序穿插于零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中，使之與普通工序良好銜接。首先找出所有加工的零件表面并逐一確定各表面的加工方法劃分加工階段劃分工序，安排順序常規(guī)工序、熱處理工序零件加工工藝路線(xiàn)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕數(shù)控工藝方面的問(wèn)題A.加工對(duì)象的選擇情況一：有了零件圖紙和毛坯，需要選擇適宜加工這個(gè)零件的數(shù)控機(jī)床情況二：有了數(shù)控機(jī)床，需要選擇本單位有哪些零件適宜在數(shù)控機(jī)床上加工要求：選擇的數(shù)控機(jī)床的加工范圍和加工能力能加工出這個(gè)零件來(lái)，并能達(dá)到精度要求

用數(shù)控機(jī)床加工比用普通機(jī)床加工容易達(dá)到技術(shù)要求的零件生產(chǎn)批量小于100件或新產(chǎn)品試制中的零件生產(chǎn)平衡中的關(guān)鍵零件

零件技術(shù)要求生產(chǎn)率經(jīng)濟(jì)價(jià)值2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕數(shù)控工藝方面的問(wèn)題B.工序劃分和順序安排在數(shù)控機(jī)床上只完成某一道工序的時(shí)候，可以不考慮工序劃分的問(wèn)題。如果零件形狀復(fù)雜，要在一臺(tái)或幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床上才能將其加工成形，這時(shí)就要考慮工序劃分和順序安排問(wèn)題。根據(jù)裝夾定位劃分工序按所用刀具劃分工序按加工部位劃分工序根據(jù)加工變形的因素劃分普通工序劃分先粗后精；先面后孔；按刀具集中先精度低，后精度高2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

數(shù)控加工順序的安排上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮；先內(nèi)后外；以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。

數(shù)控加工工序與普通工序的銜接建立工序間的相互狀態(tài)要求。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

數(shù)控加工工藝十分嚴(yán)密，工序設(shè)計(jì)中必須注意加工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)；對(duì)圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算和編程時(shí)，力求準(zhǔn)確無(wú)誤。數(shù)控工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：本工序加工內(nèi)容（走刀路線(xiàn)、工步順序）的確定；定位夾緊方式及夾具選擇；數(shù)控刀具的選擇；切削用量的選擇；對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的確定。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕確定走刀路線(xiàn)走刀路線(xiàn)：在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向。走刀路線(xiàn)不僅包括了加工內(nèi)容，也反映出加工順序，是編程的依據(jù)之一。

程序起點(diǎn)在數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。也稱(chēng)“起刀點(diǎn)”選擇原則：便于數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制在機(jī)床上易找正加工過(guò)程中檢查方便引起的加工誤差小

確定走刀路線(xiàn)的原則

1)應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度；

2)應(yīng)使加工路線(xiàn)最短，以減少空行程時(shí)間，提高加工效率；

3)在滿(mǎn)足工件精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率等要求的情況下，盡量簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理時(shí)的數(shù)值計(jì)算工作量，以簡(jiǎn)化編程工作。代表刀具位置的點(diǎn)車(chē)鏜刀：刀尖

鉆頭：刀尖

端銑刀：刀具軸與刀具底面交點(diǎn)

球頭銑刀：球頭球心2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕銑削加工：為保證零件表面質(zhì)量，應(yīng)減少接刀、停刀刀痕應(yīng)盡量減少在輪廓切削中停刀；避免沿法向切入工件；最終輪廓應(yīng)在一次走刀中連續(xù)加工出來(lái)；盡量采用順銑，提高零件表面質(zhì)量和刀具耐用度。切向切入徑向切入2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

a）行切加工刀具軌跡d)帶島型腔環(huán)切加工刀具軌跡b）環(huán)切加工刀具軌跡c)帶島型腔行切加工刀具軌跡2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，減少編程工作量每次直線(xiàn)進(jìn)給，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段短、而且加工過(guò)程符合直紋面的形成規(guī)律，利于準(zhǔn)確保證母線(xiàn)的直線(xiàn)度。符合這類(lèi)工件表面數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

盡量選擇刀具未處于切削狀態(tài)的時(shí)候改變進(jìn)給方向。例如下面兩個(gè)例子：刀具完全導(dǎo)出的時(shí)候改變切削方向2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕在加工型腔等特殊的形狀時(shí)，由于刀具沒(méi)有辦法導(dǎo)出，編程時(shí)，轉(zhuǎn)角部分盡量采用圓弧等過(guò)渡，以便使轉(zhuǎn)向盡量平穩(wěn)，如果能夠在轉(zhuǎn)角的時(shí)候適當(dāng)降低進(jìn)給速度，那么效果會(huì)更好。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕高速加工：擺線(xiàn)刀軌，全方位加工，力均勻。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕D型拐角過(guò)渡2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕光滑進(jìn)退刀的方法：采用螺旋線(xiàn)、圓弧和斜線(xiàn)方式進(jìn)退刀，保證光滑進(jìn)退刀。

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕點(diǎn)位加工：尋求最短走刀路線(xiàn)，減少空刀時(shí)間以提高加工效率；但不能忽略必要的輔助尺寸（刀具引入量和超出量）以及對(duì)位置精度的影響。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕點(diǎn)位直線(xiàn)加工2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定1)力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一；2)盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面；3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整裝調(diào)方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。

夾具的選擇1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其它通用夾具，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用；2)在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專(zhuān)用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3)夾具要開(kāi)敞，加工部位開(kāi)闊，夾具的定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的進(jìn)給(如產(chǎn)生碰撞等)；4)裝卸零件要快速、方便、可靠，以縮短輔助時(shí)間，批量較大時(shí)應(yīng)考慮采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定

對(duì)刀點(diǎn)：是指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。通過(guò)G54～G59設(shè)定加工坐標(biāo)系，對(duì)刀點(diǎn)往往是零件的加工原點(diǎn)。通過(guò)G92或G50設(shè)定加工坐標(biāo)系，對(duì)刀點(diǎn)被認(rèn)為是程序開(kāi)始運(yùn)行的起點(diǎn)，又稱(chēng)“起刀點(diǎn)”?！暗段稽c(diǎn)”：刀具的定位基點(diǎn)“換刀點(diǎn)”是指多刀機(jī)床在加工過(guò)程中換刀時(shí)的位置選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是：1)便于數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制；2)在機(jī)床上容易找正；3)在加工中便于檢查；4)有利于提高加工精度。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

刀具的選擇刀具剛性要好刀具耐用度要高刀具精度要高采用先進(jìn)的刀具材料優(yōu)選刀具參數(shù)盡可能采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片刀具參數(shù)選擇：銑刀：銑內(nèi)凹輪廓：

r=(0.8~0.9)Rmin銑外凸輪廓時(shí)，r盡量大零件加工高度：H≤(1/4~1/6)r為保證平底兩次走刀路線(xiàn)搭接，編程半徑?。?.95(r-rε)鉆孔：L/D≤5鏜孔：盡量采用對(duì)稱(chēng)的兩刃或兩刃以上的鏜刀頭精鏜宜采用微調(diào)鏜刀。選擇鏜刀主偏角接近90°，大于75°。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕刀具與刀柄：有德國(guó)HSK刀柄、美國(guó)KM刀柄等。HSK刀柄及KM刀柄均為1:10的錐度，采用主軸錐孔和刀柄端面過(guò)定位的方式，實(shí)現(xiàn)刀具的定位夾緊。常用的刀具材料有硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、立方氮化硼（PCBN）和聚晶金剛石（PCD）等。端面定位1:10錐面定位高速刀柄（HSK）

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

切削用量的確定

切削深度或?qū)挾?、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等①切削深度(吃刀量ap)

一般與刀具直徑d成正比，與切削寬度L、切削速度V反比。主要根據(jù)機(jī)床、夾具、工件、刀具的剛性決定。在允許情況下，最好一次切除余量，提高加工效率。有時(shí)為了改善表面粗糙度和加工精度，留一點(diǎn)余量(0.2~0.5mm)最后光加工一次。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

②主軸轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)

其中

D—工件或刀具直徑(mm)

v—允許的切削速度(m/分)

粗加工：↑ap、↓v/n、↑F

粗加工：↓ap、↑v/n、↓F

據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn)，由于受機(jī)床、刀具的限制，v常選為

100~200米/分，現(xiàn)代CNC機(jī)床多是將n直接編入程序單。根據(jù)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

切削用量的確定輪廓加工中注意進(jìn)給速度的“超程”、“欠程”現(xiàn)象。加工圓弧段時(shí)，切削點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)給速度≠刀具中心進(jìn)給速度。選擇變化的進(jìn)給速度；自動(dòng)編程系統(tǒng)自身的“超程”保護(hù)功能；利用機(jī)床“進(jìn)給倍率”旋紐手工控制。由于慣性和伺服系統(tǒng)的隨動(dòng)誤差而引起2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

數(shù)值計(jì)算

根據(jù)圖紙尺寸按規(guī)定的坐標(biāo)系計(jì)算零件輪廓和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的各坐標(biāo)值。

基點(diǎn)：簡(jiǎn)單平面輪廓節(jié)點(diǎn)：方程曲線(xiàn)列表曲線(xiàn)輔助計(jì)算

增量計(jì)算脈沖數(shù)計(jì)算輔助程序段的數(shù)值計(jì)算ViVi+1Vi+2Vi+3Vn+1VnVn-1VV0ViVi+1Vi+2Vi+3ri(0)ri(0)ri(1)ri(1)ri(1)mri(0)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕編寫(xiě)數(shù)控加工工藝文件及數(shù)控程序數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工走刀路線(xiàn)圖2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

將有關(guān)幾何元素以及相應(yīng)的坐標(biāo)值，按走刀路線(xiàn)的順序進(jìn)行分段和排序，同時(shí)將所要求的諸如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀號(hào)、刀具位置補(bǔ)償、冷卻等輔助機(jī)能指令按規(guī)定格式填到相應(yīng)的程序段中，從而構(gòu)成一份完整的程序單。程序編寫(xiě)制備控制介質(zhì)控制介質(zhì)可以是穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)等2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕程序校核方式有：空運(yùn)行、圖形仿真、首件試切常用的校驗(yàn)和試切方法：對(duì)于平面輪廓零件可在機(jī)床上用筆代替刀具、坐標(biāo)紙代替工件進(jìn)行空運(yùn)行繪圖。對(duì)于空間曲面零件，可用蠟塊、塑料或木料或價(jià)格低的材料作工件，進(jìn)行試切，以此檢查程序的正確性。在具有圖形顯示功能的機(jī)床上，用靜態(tài)顯示（機(jī)床不動(dòng)）或動(dòng)態(tài)顯示（模擬工件的加工過(guò)程）的方法，則更為方便。上述方法只能檢查運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，不能判別工件的加工誤差。首件試切(在允許的條件下)方法不僅可查出程序單和控制介質(zhì)是否有錯(cuò)，還可知道加工精度是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)分析錯(cuò)誤的性質(zhì)，或修改程序單，或調(diào)整刀具補(bǔ)償尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.1.2程序編制的方法手工編程：全部或主要由人工完成程序的編制工作。廣泛采用于簡(jiǎn)單的點(diǎn)位加工及直線(xiàn)與圓弧組成的輪廓加工中。但對(duì)復(fù)雜零件編程計(jì)算繁瑣、程序量大、費(fèi)時(shí)且易出錯(cuò)。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕NGXU

ZW

I

K

FSMTMLF備注N001G92X20000Z35000

LF坐標(biāo)設(shè)定N002G00X4180Z29200

S31M03T11M08LF

N003G01X4780Z28900

F15

LF倒角N004

U0Z2300

LFφ47.8N005

X5000W0

LF退刀N006

X6200W-6000

LF錐度N007

U0Z15500

LFφ62N008

X7800W0

LF退刀N009

X8000W-100

LF倒角N0010

U0W-1900

LFφ80N0011G02U0W-6000I6235K-3000

LF圓弧N0012G01U0Z6500

LFφ80N0013

X9000W0

LF退刀N0014G00X20000Z35000

T10M09LF退至換刀點(diǎn)N0015

X5100Z23000

S23M03T22M08LF

N0016G01X4500W0

F10

LF切槽N0017G04U50

LF延遲N0018G00X5100W0

LF退刀N0019

X20000Z35000

T20M09LF退至換刀點(diǎn)N0020G00X6200Z29600

S22M03T33M08LF

N0021G33X4720Z23150

F150

LF切螺紋N0022

I-60K0

LF切螺紋N0023

I-50K0

LF切螺紋N0024

I-30K0

LF切螺紋N0025G00X20000Z35000

LF退至換刀點(diǎn)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕（2)計(jì)算機(jī)輔助編程：用數(shù)控語(yǔ)言編寫(xiě)零件源程序輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)源程序進(jìn)行計(jì)算處理和后置處理，最后自動(dòng)產(chǎn)生具體機(jī)床的加工程序單。CADCAM語(yǔ)言數(shù)控自動(dòng)編程

圖形數(shù)控自動(dòng)編程

語(yǔ)音數(shù)控自動(dòng)編程2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.2數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定3.2.1數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)EIA代碼（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）ISO代碼（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）ISO6983standardmaker-specificfunctionISO代碼與EIA代碼相比較有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）：ISO代碼為七位二進(jìn)制代碼，EIA代碼為六位二進(jìn)制代碼（不包括奇偶校驗(yàn)位），因而ISO代碼比EIA代碼大一倍。（2）：ISO代碼EIA代碼的編碼規(guī)律性強(qiáng)，容易識(shí)別。（3）：ISO代碼為偶數(shù)碼，第8位為補(bǔ)偶位。而EIA代碼為奇數(shù)碼，第5位為補(bǔ)奇位。《數(shù)控機(jī)床用七單位編碼字符》標(biāo)準(zhǔn)（JB3050-82）

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.2.2程序編制的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定1.程序段格式

一個(gè)程序是由若干個(gè)程序段組成。

每個(gè)程序段完成某一動(dòng)作，它由若干功能字組合而成。N15G00X12.5F1200TIS1000N16M05一個(gè)功能字包括一個(gè)地址符和若干數(shù)字。常規(guī)加工程序中的字：

一個(gè)英文字母＋若干位10進(jìn)制數(shù)字組成。地址符程序段格式就是指一個(gè)程序段中各功能字的排列順序

及其表達(dá)形式。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕Apartprogramcontainsthecommands,calledblocks.ApartprogramconsistsofasequenceofNCblocks,eachblockconsistsofseveralwords,andawordiscomposedofanaddressandnumber.O,#Thewordistheminimumunitforinternalprocessingandcommandingthemachinetoolstoperformaparticularbehavior.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

固定順序格式分隔符程序段格式字地址可變程序段格式013

01

+04500

-12300

15

40

02LFNGXYFSN％O10N10G92G90G00Z40N20M03S500N30X-50Y0N40G01Z-5F100N50G01G42X-10Y0D01N60X60Y0N70G03X80Y20R20N80G03X40Y60R40N90G01X0Y40N100X0Y-10N110G01G40X0Y-40N120G00Z40N130M05N140M02％BxByBJGZ2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕先確定Z軸，再確定X軸和Y軸2.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

機(jī)床原點(diǎn)：在機(jī)床上由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的一個(gè)固定不變的基準(zhǔn)點(diǎn)，在機(jī)床說(shuō)明書(shū)上有說(shuō)明。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

編程原點(diǎn)：由編程人員在工件上根據(jù)編程方便性自行設(shè)定的編制加工程序的原點(diǎn)。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕直角坐標(biāo)系：X、Y、Z、

U、V、W、

P、Q、R旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系：

A、B、C

假定刀具相對(duì)工件移動(dòng)（刀具運(yùn)動(dòng)、工件不動(dòng)）刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎?023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕1）Z軸

產(chǎn)生切削力的軸線(xiàn)方向作為Z軸方向。*對(duì)于有主軸的機(jī)床，如臥車(chē)、立銑，以主軸軸線(xiàn)方向作Z軸。*對(duì)無(wú)主軸機(jī)床，如牛頭刨，與裝卡工件的工作臺(tái)面相垂直的直線(xiàn)作為Z軸方向。

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2）X軸X軸是水平的，平行于工件的裝卡面。在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（車(chē)、磨），X方向在工件的徑向上，且平行于橫滑座。在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（銑、鉆、鏜）若Z水平：從刀具主軸向工件看時(shí)，+X指向右方。若Z垂直：對(duì)單元柱機(jī)床——

從刀具主軸向立柱看時(shí)，+X指向右方；對(duì)橋式龍門(mén)機(jī)床——從主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，+X指向右方。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

3）Y軸

根據(jù)X、Z運(yùn)動(dòng)方向，按右手直角笛卡系坐標(biāo)系確定。

4）A、B、C軸在X、Y、Z正方向上按右手螺旋方向。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.常用功能字

①準(zhǔn)備功能字

以地址符G為首，后跟數(shù)字（00-99）如：G00，G01，G02，G03，G04，G40，G41，G42

②坐標(biāo)功能字（尺寸字）

用來(lái)設(shè)定機(jī)床各坐標(biāo)的位移方向和數(shù)據(jù)。

以

X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E

等為首，其后跟+、-及一串?dāng)?shù)字

單位：脈沖數(shù)，mm、英寸等。Gaddressesdenotecommandsfortoolmovementbymovingthetranslationalaxesortherotaryaxesalongthespecifiedpath.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

③

進(jìn)給功能字

用來(lái)指定刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的速度。

單位：mm/min

當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)，如車(chē)螺紋、攻絲等，使用的單位為mm/r。

④

主軸轉(zhuǎn)速功能字

用來(lái)指定主軸速度。

單位：r/min

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕進(jìn)給速度和主軸回轉(zhuǎn)速度的表示方法直接指定法等比級(jí)數(shù)法或二位代碼法三、四和五位代碼法或“幻3”代碼法符號(hào)法或一位代碼法進(jìn)給速率數(shù)法F后跟三位數(shù)字，第一位是實(shí)際進(jìn)給速度整數(shù)位數(shù)加3，后二位是進(jìn)給速度的前二位有效數(shù)字.

如:實(shí)際進(jìn)給速度為156.4mm/min，用F615指定。F后跟二位數(shù)字代碼（00-99），代碼與速度有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系1.12F后跟一位數(shù)（0-9），用于速度檔次較少，最多10種的NC機(jī)床。按預(yù)定的單位在F后直接寫(xiě)上要求的進(jìn)給速度用實(shí)際進(jìn)給速度V(mm/min)除以位移量L(mm)作為F指定值2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕

⑤刀具功能字刀具功能字用于更換刀具時(shí)指定刀具或顯示待換刀號(hào)，有時(shí)也能指定刀具位置補(bǔ)償。

⑥輔助功能字指定除G功能之外的種種“通斷控制”功能。

根據(jù)加工時(shí)操作機(jī)床的需要規(guī)定的開(kāi)關(guān)性的工藝指令2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕3.2.3準(zhǔn)備功能(G)和輔助功能(M)準(zhǔn)備功能是一種工藝指令，用來(lái)為數(shù)控系統(tǒng)完成一種特定的加工方式做好準(zhǔn)備（G00-G99）。

模態(tài)（續(xù)效）指令：一經(jīng)指定，直到出現(xiàn)同組其它G指令才失效非模態(tài)指令A(yù)modaltypecodeiseffectivethroughoutthefollowingblocksuntilthemodalcancelcommandisused.Modal-typecodesareclassifiedintoseveralgroups,calledmodalgroups,withrespecttothesimilarityoffunction.Anon-modaltypecodeiseffectivewithinthecommandedblockandautomaticallycanceledbynextblock.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(1)G00:快速點(diǎn)定位格式：刀具分別按各軸的快速進(jìn)給速度，從刀具當(dāng)前的位置移動(dòng)到坐標(biāo)系給定的點(diǎn)。

速度由數(shù)控系統(tǒng)定義無(wú)切削采用絕對(duì)編程，刀具分別以各軸快速進(jìn)給速度移動(dòng)到工件坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為X、Y、Z的點(diǎn)上；采用增量編程時(shí)，則刀具移動(dòng)到距始點(diǎn)（當(dāng)前點(diǎn)）距離為U、V、W的值的點(diǎn)上。Therapidmovementfunction(G00)isusedforcommandingthespecificaxestomoverapidlytotheprogrammedposition.EachaxismoveswiththespecificfeedratedefinedintheCNCsystem.Therefore,itisnotnecessarytosetanadditionalfeedrateinG00.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(2)G01:直線(xiàn)插補(bǔ)格式：使機(jī)床運(yùn)動(dòng)，能在各個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)切削任意斜率的直線(xiàn)輪廓和用直線(xiàn)段逼近的曲線(xiàn)輪廓以及切削任一空間曲面上的直線(xiàn)。ABCDEXYOThelinearinterpolationfunction(G01)isusedforcommandingtheaxestomovethetoolalongalinewiththeprogrammedfeedrate.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(3)G02，G03:圓弧插補(bǔ)G02G02G02G03G03G03YZXXY平面格式：使機(jī)床運(yùn)動(dòng)，能在各個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)切削任意半徑的圓弧輪廓和用圓弧段逼近的曲線(xiàn)輪廓。R為圓弧半徑

①當(dāng)圓弧所對(duì)的圓心角為0°~180°時(shí)，R取正值②當(dāng)所對(duì)的圓心角為180°~360°時(shí)，R取負(fù)值

I、J為圓心在X、Y軸方向上相對(duì)圓弧始點(diǎn)的坐標(biāo)增量（I、J和R同時(shí)給予指令的程序段，以R為優(yōu)先，I、J無(wú)效）

Thecircularinterpolationfunctionisusedtocommandtoolmovementalongacircle.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕Circularinterpolationinformationsummary2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G02/G031）采用絕對(duì)值編程時(shí),X、Y、（Z）為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；當(dāng)采用增量值編程時(shí)，X、Y、（Z）為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量值。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕2）無(wú)論是絕對(duì)坐標(biāo)編程還是增量坐標(biāo)編程，I、J、（K）都為圓心坐標(biāo)相對(duì)圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)的坐標(biāo)增量值

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G02/G03

圓弧所對(duì)的圓心角

180

時(shí)，用“+R”表示；當(dāng)

180

時(shí)，用“–R”表示。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕實(shí)例G00，G01，G02，G03屬于同一組的G代碼，有續(xù)效性90120140R60R501006040OYX2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(4)G04:暫停指令格式：

锪孔時(shí)鏜孔完畢后退刀橫向車(chē)槽時(shí)車(chē)床上倒角或打頂針孔棱角加工時(shí)使用場(chǎng)合：根據(jù)暫停計(jì)時(shí)器預(yù)先給定的暫停時(shí)間停止進(jìn)給。G04無(wú)續(xù)效性刀具在短時(shí)間內(nèi)作無(wú)進(jìn)給光整加工Thedwellfunction(G04)isusedfordelayingthenextexecutionblockforthespecifiedtimeinterval.Itisvalidonlyduringtheblockwherethefunctioniscommanded.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G17（XY）G19(YZ)G18(ZX)YZX(5)G17、G18、G19:坐標(biāo)平面選擇用作直線(xiàn)與圓弧插補(bǔ)以及刀具半徑補(bǔ)償時(shí)的平面選擇。一般要出現(xiàn)在這些指令前。例：有續(xù)效性螺旋線(xiàn)插補(bǔ)指令

F代碼規(guī)定為刀具沿圓弧的進(jìn)給速度例：

G91G17G03X-50.Y50.R50.Z30F100.ZYX刀具軌跡2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕Cylindricalinterpolation2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕樣條插補(bǔ)SplineinterpolationG06.12023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(6)G40、G41、G42:刀具半徑補(bǔ)償Thetoolradiuscompensationfunctionsareusedforgeneratingapaththatisoffsetfromtheprogrammedpathbytheradiusoftool.2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(6)G40、G41、G42:刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償功能可以保證按零件輪廓尺寸編程時(shí)，刀具在已偏移的軌跡上運(yùn)動(dòng)。4020N13N12R30N11N10N9N8R30N7N6N5N4N3N2N1N14303040503540刀具：

Φ20刀偏號(hào)：

01

不需計(jì)算刀具中心軌跡刀具磨損或更換刀具，不需重新編程粗、精加工可以用同一程序完成G40:刀補(bǔ)取消G41:刀具左偏G42:刀具右偏優(yōu)點(diǎn)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(6)G40、G41、G42:刀具半徑補(bǔ)償B刀補(bǔ)----尖角用圓弧過(guò)渡C刀補(bǔ)----尖角用折線(xiàn)過(guò)渡格式：G40只能與G00、G01一起使用有續(xù)效性偏移矢量建立刀補(bǔ)取消刀補(bǔ)2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(7)G32(G33~G36):螺紋加工格式：(8)G90、G91:絕對(duì)坐標(biāo)，增量坐標(biāo)設(shè)定有續(xù)效性XZF2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕(9)G92:坐標(biāo)系設(shè)定通過(guò)把程編中起刀點(diǎn)的位置在機(jī)床坐標(biāo)系上設(shè)定，將兩個(gè)坐標(biāo)系聯(lián)系起來(lái)。格式：φ400250zx基準(zhǔn)點(diǎn)XZ150180當(dāng)用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，首先需要建立工件坐標(biāo)系，以確定刀具起始點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。G92指令僅用于設(shè)定工件坐標(biāo)系，并不使刀具或工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，只是顯示屏上的坐標(biāo)值發(fā)生變化。在運(yùn)行后面的程序時(shí)，凡是絕對(duì)值方式下的坐標(biāo)值均指該工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。G92為模態(tài)代碼，只有重新設(shè)定時(shí)，先前的設(shè)定才無(wú)效。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G53～G59：浮動(dòng)原點(diǎn)（臨時(shí)原點(diǎn)）工件加工坐標(biāo)系設(shè)定。事先用手動(dòng)（MDI）輸入或者程序設(shè)定各工件坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離，存入G54～G59對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，在執(zhí)行程序時(shí)，遇到G54～G59指令后，便將對(duì)應(yīng)的原點(diǎn)設(shè)置值取出參加計(jì)算。當(dāng)一個(gè)原點(diǎn)設(shè)置指令使用完畢，可以用G53將其注銷(xiāo)，此時(shí)的坐標(biāo)尺寸立即回到以機(jī)床原點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G20；英制輸入G21；公制輸入(10)公制，英制轉(zhuǎn)換指令2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕固定循環(huán)指令Fixed-cyclefunction數(shù)控加工中,某些加工動(dòng)作循環(huán)已經(jīng)典型化。鉆孔、鏜孔的動(dòng)作：孔初始平面定位、快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等。攻絲、車(chē)床上加工直線(xiàn)等等都有一系列典型化的動(dòng)作。這樣一系列典型的加工動(dòng)作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，可用包含G代碼的一個(gè)程序段調(diào)用，從而簡(jiǎn)化了編程工作。這種包含了典型動(dòng)作循環(huán)的G代碼稱(chēng)為固定循環(huán)指令。2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕孔加工固定循環(huán)孔加工固定循環(huán)程序段的一般格式為G98/G99G81~G89X_Y_Z_R_Q_P_F_L_；G98/G99——返回點(diǎn)平面指令，G98為返回到初始平面，G99為返回到R平面G81~G89——孔加工指令X、Y——孔位置坐標(biāo)；Z——孔底坐標(biāo)，按G90編程時(shí)，編入絕對(duì)坐標(biāo)值，按G91編程時(shí)，編入增量坐標(biāo)值；R——按G90編程時(shí)，編入絕對(duì)坐標(biāo)值，按G91編程時(shí)，編入相對(duì)于初始點(diǎn)的增量坐標(biāo)值；Q——深孔鉆時(shí)每一次的加工深度；P——孔底暫停的時(shí)間；F——進(jìn)給速度；L——循環(huán)次數(shù)。固定循環(huán)的撤消由指令G80完成，也可以通過(guò)G01~G03指令取消（11）固定循環(huán)指令（Ⅰ）鉆鏜類(lèi)固定循環(huán)指令1）高速深孔鉆削循環(huán)（G73）G98G73X_Y_Z_R_Q_F_L_；(X、Y)為孔位置數(shù)據(jù)，Z

：增量編程時(shí)指從R點(diǎn)到孔底的增量值。絕對(duì)編程時(shí)指孔底的坐標(biāo)值。R

：增量編程時(shí)指從初始平面到R點(diǎn)的增量值。絕對(duì)編程時(shí)指R點(diǎn)的坐標(biāo)值。Q_：每次切削進(jìn)給的深度L：加工相同距離的多個(gè)孔時(shí)，指定循環(huán)次數(shù)L初始平面參考平面工件上表面RqqqZddG99G98

G98為返回初始平面；G99為返回R點(diǎn)平面

2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕例：加工4個(gè)直徑為30mm通孔G00X0.Y0.Z100.G98G73X120.Y-75.Z-46.R2.Q8.F60Y75.X-120.Y-75.G80G00X0Y0Z100.1207540取消循環(huán)2）左旋螺紋攻絲循環(huán)（G74）G74X_Y_Z_R_P_F_L_；其中P為暫停時(shí)間初始平面參考平面工件上表面主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)RZ3）精密鏜孔循環(huán)（G76）指令格式：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_L_；Q：讓刀位移量P:孔底停留時(shí)間主軸順時(shí)針初始平面R參考平面工件上表面PZq2023/9/22南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院黃新燕G代碼（含義）孔加工動(dòng)作孔底動(dòng)作返回動(dòng)作程序段格式G81（鉆孔、中心孔）切削進(jìn)給—快速G81X_Y_Z_R_F_；G82（鉆孔、锪孔）切削進(jìn)給暫?？焖貵82X_Y_Z_R_P_F_；G83（深孔鉆）間隙進(jìn)給—快速G83X_Y_Z_R_Q_F_；G84（攻螺紋）切削進(jìn)給暫停-主軸反轉(zhuǎn)切削進(jìn)給G84X_Y_Z_R_F_；G85（鏜孔）切削進(jìn)給—切削進(jìn)給G85X_Y_Z_R_F_；G86（鏜孔）切削進(jìn)給主軸停止快速G86X_Y_Z_R_F_；G87（反鏜孔）切削進(jìn)給主軸正轉(zhuǎn)快速G87X_Y_Z_R_Q_F_；G88（鏜孔）切削進(jìn)給暫停-主軸停止手動(dòng)操作G88X_Y_Z_RP_F_；G89（鏜孔）切削進(jìn)給暫停切削進(jìn)給G89X_Y_Z_R_P_F_；4）鉆削循環(huán)（G81）G81X_Y_Z_R_F_L_；

工件上表面參考平面ZRG99G98初始平面5）鉆、擴(kuò)、鏜階梯孔循環(huán)（G82）G82X_Y_Z_R_P_F