04 数控车床编程.ppt

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1、第四章 数控车床编程 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。加工坐标系加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为C向，顺时针为C向，如图所示：加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面上。数数控控车车床床的的编编程程特特

2、点点直径编程方式 在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值。图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40，60）。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。数数控控车车床床的的编编程程特特点点进刀和退刀方式 对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则 数数控控车车床床的的编编程程特特点点 数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺

3、纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等，在分析了数控车床工艺装备和数控车床编程特点的基础上，下面将结合配置FANUC-0TE数控系统的SSCK20/500数控车床重点讨论数控车床基本编程方法。F功能每转进给量（开机默认）编程格式编程格式 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。每分钟进给量编程格式编程格式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 F100 表示进给量为100mm/min。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令S功能 S功能指令用于控制主轴转速。编程格式编程格式

4、 SS后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。最高转速限制编程格式编程格式 G50 SS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。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令S功能恒线速控制 编程格式编程格式 G96 S S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150 m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：A：n=1000150(40)=1193 r/minB：n

5、=1000150(60)=795r/minC：n=1000150(70)=682 r/min 数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令S功能恒线速取消 编程格式 G97 S S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令T功能 T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 TT后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。例：T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度

6、补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300 表示取消刀具补偿。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令M功能 M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）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：主轴逆时针旋转；M05：主轴旋转停止；M08：冷却液开；M09：冷却液关；M30：程序停止，程序复位到起始位置。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令加工坐标系设置 编程格式 G50 X Z(Siemens使用G92)式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在

7、数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图所示。G50 X128.7 Z375.1 数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令快速定位（G00）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 采用绝对方式或者增量方式，使刀具以快速进给速度向工件坐标系的某一点移动。绝对值指令时，刀具分别以各轴快速进给速度移动到工件坐标系中坐标值为（X，Z）的点上；增量值指令时，用刀具相对前一位置移动距离（U，W）来编程。用 G00移动时，刀具轨迹并非直线，各轴以最快速度移动。所以使用 G00指令时要注意刀具是否和工件或夹具发生干涉，忽略这一点就容易发生碰撞，而在快速状态下的碰撞就更加危险。快速定位（G00）

8、数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令如图所示，刀具从A点运动到B点，其指令为：G00 X400 Z56.0或为G00 U1000 W305由G00定位的方式中，程序段的开头部分对已给定的速度进行加速，在程序段的结束部分进行减速，并根据参数确认到达位置状态的情况之后执行下一个程序段。直线插补（G01）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 直线插补指令是直线运动指令。它命令刀具按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动。指令格式：G01X（U）Z（W）F。绝对值指令时，刀具以F指令的进给速度进行直线插补，移动到工件坐标系中坐标值为（X，Z）的点上；增量值指令时，刀具则移至相对前一位置距

9、离为（U，W）的点上。而F代码是进给路线的进给速度指令代码，在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。直线插补（G01）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令直线插补（G01）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令直线插补（G01）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令圆弧插补（G02、G03）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 它是用来指令刀具在给定平面内以F进给速度作圆弧插补运动（圆弧切削）的指令。指令格式：指令中各指令字的含义见表33：圆弧插补（G02、G03）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 用地址X、Z或U、W指令圆弧的终点

10、，是表示用绝对值或用相对值表示圆弧的终点，当用绝对值编程时，（X，Z）指圆弧终点在工件坐标系中的坐标值。当采用相对值编程时，（U，W）为终点相对于起点的位移量。用地址I、K来指令圆弧圆心的坐标值，I、K分别为从圆弧始点到圆心的矢量分别在X轴和Z轴上的投影（有正、负）。用半径R来指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，如图325所示，有大于180o和小于180o两个圆弧。为区分起见，特规定圆心角a180o时，用“R”表示，如图中的圆弧1；a180o是，用“一R”表示，如图中的圆弧2。圆弧插补（G02、G03）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 注

11、意：用R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆的加工。顺时针与逆时针的判别：圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令 G03。沿着弧所在平面（如XZ平面）的垂直坐标轴（Y）的负方向（一Y）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。圆弧插补（G02、G03）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令暂停（G04）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令指令格式如下：G04X；或G04 U；或G04 P；G04指令程序暂停，即执行前一个程序段之后，经过延时之后执行下一个程序段。上述指令地址中，P后面不能使用小数点，单位为毫秒（ms）。X及U后面采用小数点指定，单

12、位为秒（s）。程序暂停指令在数控车床上一般用于车槽、镇孔、钻孔指令后，以提高表面质量及有利于铁屑充分排出；还可用于拐角轨迹控制，由于系统的自动加减速作用，刀具在拐角处的轨迹并不是直角，如果拐角处的精度要求很严，其轨迹必须是直角时，可在拐角处使用暂停命令。暂停（G04）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令参考点功能（G27、G28）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令单一形状固定循环（G90、G94）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令 在某些车削加工中，由于切削余量大，通常相同的走刀轨迹要重复多次，此时可利用固定循环功能，单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-

13、切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。单一形状固定循环（G90、G94）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令圆柱面切削循环（G90）编程格式：编程格式：G90 X(U)Z(W)F式中：X、Z-圆柱面切削的终点坐标值；U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令例：应用圆柱面切削循环功能加工如图所示零件 N40 G00 X55 Z2 M08N50 G90 X45 Z-25 F0.2N60 X40N70 X35N80 G00 X200 Z200 N90 M30 单一形状固定循环（G90、G94）圆锥面切削循环（G90）I-圆锥

14、面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正。编程格式编程格式：G90 X(U)Z(W)I F式中：X、Z-圆锥面切削的终点坐标值；U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令单一形状固定循环（G90、G94）平面端面切削循环（G94）编程格式：编程格式：G94 X(U)Z(W)F应用端面切削循环功能加工如图所示零件（图3.33（a）数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令单一形状固定循环（G90、G94）锥面端面切削循环（G94）编程格式编程格式 ：G94 X(U)Z(W)K F K-端面切削的

15、起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正 应用锥面切削循环功能加工如图所示零件 G94 X20 Z0 K-5 F0.2 Z-5 Z-10 数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令复合形状固定循环 复合形状固定循环指令应用于切除除非一次加工即能加工到规定尺寸的场合。运用这组G代码，只须制定精加工路径和粗加工的背吃刀量。系统会自动计算出粗加工路径和加工次数，可大大简化编程。它主要有一下几种：G71外圆粗车循环外圆粗车循环G72端面粗加工循环端面粗加工循环G73固定形状粗加工复合循环固定形状粗加工复合循环G7

16、0精加工循环精加工循环数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令G71外圆粗切循环 外圆粗切循环是一种复合固定循环。适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如图所示。G71外圆粗切循环式中：d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。编程格式：编程格式：G71 U(d)R(e)G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)de例：例：按图所示尺寸编写外圆粗切循环加工程序 N10 G50 X200 Z140 T0101 N20 G00

17、 G42 X120 Z10 M08 N30 G96 S120 N40 G71 U2 R0.5 N50 G71 P60 Q120 U2 W2 F0.25 N60 G00 X40 /ns N70 G01 Z-30 F0.15 N80 X60 Z-60 N90 Z-80 N100 X100 Z-90 N110 Z-110 N120 X120 Z-130 /nf N130 G00 X125 N140 X200 Z140 N150 M02 数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令G72端面粗加工循环 端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工 数数控控车车床床

18、加加工工准准备备类类指指令令G72端面粗加工循环式中：d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。编程格式：编程格式：G72 U(d)R(e)G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)例：例：按图所示尺寸编写外圆粗切循环加工程序 N10 G50 X200 Z200 T0101 N20 M03 S800 N30 G90 G00 G41 X176 Z2 M08 N40 G96 S120 N50 G72 U3 R0.5 N60 G72 P

19、70 Q120 U2 W0.5 F0.2 N70 G00 X160 Z60 /ns N80 G01 X120 Z70 F0.15 N90 Z80 N100 X80 Z90 N110 Z110 N120 X36 Z132 /nf N130 G00 G40 X200 Z200 N140 M30 数数控控车车床床加加工工准准备备类类指指令令G73固定形状粗加工复合循环 所谓固定形状粗加工复合循环就是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状。该功能设和加工已基本铸造或锻造成形的一类工件。G73固定形状粗加工复合循环式中：i-X轴向总退刀量；k-Z轴向总退刀量（半径值）；d-重复加工次数；ns-精加工轮廓程

20、序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。编程格式：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)例：按图所示尺寸编写封闭切削循环加工程序。N01 G50 X200 Z200 T0101 N20 M03 S2000 N30 G00 G42 X140 Z40 M08 N40 G96 S150 N50 G73 U9.5 W9.5 R3 N60 G73 P70 Q130 U1 W0.5 F0.3 N70 G00 X20 Z0 /ns N80

21、G01 Z-20 F0.15 N90 X40 Z-30 N100 Z-50 N110 G02 X80 Z-70 R20 N120 G01 X100 Z-80 N130 X105 /nf N140 G00 G40 X200 Z200 N150 M30 精加工循环 由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在ns-nf程序段中的F、S、T才有效。式中：ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号。编程格式编程格式 G70 P(ns)Q(nf)例：在G71、G72、G73程序应

22、用例中的nf程序段后再加上“G70 Pns Qnf”程序段，并在ns-nf程序段中加上精加工适用的F、S、T，就可以完成从粗加工到精加工的全过程。螺纹加工指令（G32、G92）该指令用于螺纹切削加工。G32单一螺纹切削式中：X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削；X、Z不省略时为锥螺纹切削；(X坐标值依据机械设计手册查表确定)F-螺纹导程。螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。编程格式编程格式：G32 X(U)Z(W)F例：试编写如图所示螺纹的加工程序。（螺纹导程4mm，升速进刀段1=3mm，降速退刀段2=1.5mm，螺纹深度2.165 mm）G0

23、0 U-62G32 W-74.5 F4G00 U62W74.5U-64G32 W-74.5G00 U64W74.5 例：试编写如图所示圆锥螺纹的加工程序。（Z方向螺纹导程3.5mm，升速进刀段1=2mm，降速退刀段2=1mm，切深X方向：1 mm（2次切削）G00 X12.0 Z72.0G32 X41.0 Z29.0 F3.0G00 X50.0Z72.0X10.0G32 X39.0 Z29.0G00 X50.0Z72.0 G92螺纹切削循环指令 螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环（如图所示），用一个程序段来指令。编程格式编程格式:G92 X(U)Z(W)I F

24、 式中：I-螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。例：试编写如图所示圆柱螺纹的加工程序。G00 X35 Z104G92 X29.2 Z53 F1.5X28.6X28.2X28.04G00 X200 Z200 例：试编写如图所示圆锥螺纹的加工程序。G00 X80 Z62 G92 X49.6 Z12 I-5 F2 X48.7 X48.1 X47.5 X47 G00 X200 Z200 螺纹切削复合循环G76 复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀

25、具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令，如图所示。式中：m-精加工重复次数；r-倒角量；-刀尖角；dmin-最小切入量；d-精加工余量；X(U)Z(W)-终点坐标；I-螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，i=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。k-螺牙的高度（X轴方向的半径值）；d-第一次切入量（X轴方向的半径值）；f-螺纹导程。编程格式：编程格式：G76 P(m)(r)(a)Q(dmin)R(d)G76 X(U)Z(W)R(I)F(f)P(k)Q(d)试编写图3.48所示圆柱螺纹的加工程序,螺距为6mm G76 P 02 12 60 Q0.1 R0.1G76 X60.64 Z23 R0 F6 P3.68 Q1.8 孔加工的编程数控车削综合编程实例多头螺纹的车削方法 头数：螺纹有单头和多头螺纹之分螺距与导程：相邻两牙中径的轴向距离为螺距 用 P 表示，一条螺旋线上相邻两牙中径的轴向距离为导程 用Ph 表示。导程=螺距*头数 螺纹的导程导程车好一条螺旋槽后，把刀具沿轴线方向，向前前或向后后移动一个螺距螺距后，再车削第二条螺旋槽。