数控车床的编程.ppt

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1、第4章 数控车床的编程,4.1数控车床编程基础 4.2 数控车床常用指令及基本编程方法 4.3 典型零件的数控车削编程举例 练习与思考题,4.1数控车床编程基础,一、数控车床的分类 （1）按主轴布置形式分 1）卧式数控车床 2）立式数控车床 （2）按可控轴数分 1）两轴控制 2）多轴控制 配备了动力铣头，不但可以进行车削，还可以进行铣削加工。 （3）按数控系统的功能分 1）简易数控机床 2）经济型数控车床 3）全功能数控车床 4）车削中心 5）按特殊或专门工艺性能可分为螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床、数控卡盘车床、数控管子车床等多种。,4.1.1 数控车床的分类与特点,卧式数控车床,

2、它有单轴卧式和双轴卧式之分。由于刀架拖板运动很少需要手摇操作，所以刀架一般安放于轴心线后部，其主要运动范围亦在轴心线后半部，可使操作者易接近工件。采用短床身占地小，宜于加工盘类零件。双轴型便于加工零件正反面。,卧式数控车床,倾斜式床身 它在水平导轨床身上布置三角形截面的床鞍。其布局兼有水平床身造价低、横滑板导轨倾斜便于排屑和易接近操作的优点。它有小规格、中规格和大规格三种。,它分单柱立式和双柱立式数控车床。采用主轴立置方式，适用于加工中等尺寸盘类和壳体类零件。便于装卸工件。,立式数控车床,单主轴单刀架,双主轴双刀架,经济型数控车床,全功能数控车床,车削中心,车削中心,车削中心可在一台车床上完成

3、多道工序的加工，从而缩短了加工周期，提高了机床的生产效率和加工精度。若配上机械手，刀库料台和自动测量监控装置构成车加工单元，用于中小批量的柔性加工。,车铣复合中心,二、数控车床的特点 （1）数控车床可以自动完成主轴变速、主轴正反转、主轴启动或停止、快速移动、刀架的松开、转位和夹紧、切削液的开关等操作。 （2）通过控制主轴转速保持切削点处的恒线速度切削，可获得一致的加工表面。 （3）刀架的进给必须与主轴的旋转建立联系。 （4）由于精度和频率的需要，主轴必须有一个较大的调速范围。 （5）具有刀具补偿功能和具有执行跳步指令功能。 （6）采用全封闭或半封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出。 （7）采用斜

4、床身结构布局，排屑方便，便于采用自动排屑机。 （8）采用了液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。,4.1数控车床编程基础,数控车床的主要内部结构,4.1数控车床编程基础,数控车削中心及部件,4.1数控车床编程基础,三、数控车床主要功能及加工对象,2.圆弧插补 1）可形成圆弧面、倒圆、非圆曲线回转面 2）一次插补，一次走刀,（一）主要功能 1.直线插补 1）一般在XOZ平面 2）可形成内外圆柱面、圆锥面、倒角,3.刀具补偿 1）可分别在X、Z方向进行位置补偿，主要用于刀具磨损。 2）用于圆弧车刀车削以及刀尖圆弧半径补偿。,4.车削固定循环 1）外圆粗车、精车 2）内孔粗车

5、、精车 3）端面粗车、精车 4）槽粗车、精车 5）车螺纹,5.恒线速度车削 1）通过控制主轴转速保持切削点处的切削速度恒定， 可获得一致的加工表面。 2）必须限定加工时主轴最高转速,精密、复杂回转体零件,（二）、数控车床主要加工对象,1在一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是绝对值或增量值编程，也可以是二者的混合编程。 2由于图纸尺寸的测量都是直径值，因比，为了提高径向尺寸精度和便于编程与测量， 向脉冲当量取为 向的一半，故直径方向用绝对值编程时， 以直径值表示。用增量编程时，以径向实际位移量的2倍编程，并附上方向符号（正向省略）。 3由于毛坯常用棒料或铸锻件，加工余量较大，所以数控车床常具备

6、不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。 4为了提高刀具的使用寿命和降低表面粗糙度，车刀刀尖常磨成半径较小的圆弧，为此当编制圆头车刀程序时需要对刀具半径进行补偿。对具备 、 自动补偿功能的机床，可直接按轮廓尺寸进行编程；对不具备以上功能的机床编程时需要人工计算补偿量，这种计算比较复杂，有时是相当繁琐的。,4.1.2 数控车床的编程特点,4.1数控车床编程基础,5X、Z和U、W分别为绝对坐标指令和增量坐标指令，其后的数值为刀尖在程序段中终点的坐标位置，X （U ）方向的脉冲当量为Z （W ）方向的一半。 6第三坐标指令I、K在不同的程序中作用也不相同。I、K在圆弧切削时表示圆心相对圆弧起

7、点的坐标位置，此时I、K方向的脉冲当量与Z向一致；而在有自动循环的指令中，I、K坐标则用来表示每次循环的进刀量，此时I方向的脉冲当量与X方向的脉冲当量一样为Z方向的一半（即I以二倍值编程），而K方向的脉冲当量与Z方向一致。,4.1数控车床编程基础,由于目前数控机床的形式和数控系统的种类较多，其指令代码的定义尚未完全统一。所以编程人员在编程之前要对数控系统的功能仔细加以研究。 1准备功能G指令 常用准备功能指令见书上，在后续的编程中将作详细介绍。 2辅助功能M指令 常用的M功能简介如下（和第2章一致的指令不再赘述）： M00程序停止 M01选择停止 M02程序结束 M03主轴正转 M04主轴反转

8、 M05主轴停止 M08切削液开 M09切削液关 M10车螺纹45退刀M11车螺纹直退刀 M23自动螺纹倒角 M24螺纹倒角关断 注销M23代码。 M30程序结束 M98子程序调用,4.1.3 数控系统的功能,4.1数控车床编程基础,M99子程序结束并返回主程序 M52主轴锁紧 当执行铣削时(除去X轴和主轴(C轴)联动或Z轴和主轴(C轴)联动)，必须使主轴固定在某一位置，这时就要用M52指令。 M53主轴松开，使动力从铣削轴转回主轴 当完成铣削以后，须确认使用M53指令解除了主轴的锁紧状态。 M54主轴(C轴)离合器合上 将动力从主轴齿轮换到C轴齿轮准备铣削，可以控制C轴并使用旋转刀具进行切削

9、，使用M54命令后，必须确认C轴返回参考点。 M55主轴(C轴)离合器打开 将动力从C轴齿轮切换到主轴齿轮，通过控制执行铣削之后，一定要执行M55指令，并且在指令M55之前还必须使C轴返回一个参考点。 M82尾架体前进 M83尾架体后退,4.1数控车床编程基础,3进给功能 进给功能也称F功能，有两种指令来指定其单位。 （1）G99设定每转进给量（mm/r） 格式：G99 F 该指令指定在F后面的数值表示主轴每转一转的刀具切削进给量（如图4- 1所示）或切螺纹时的螺距（如图4-2所示），编程时这种进给量指令方法有较多使用。 （2）G98设定每分钟进给速度（mm/min） 格式：G98 F 该指令

10、指定在F后面的数值表示刀具每分钟的进给量（如图4-3所示）。G98为模态指令，在程序中指定后，直到G99被指定前一直有效。,4.1数控车床编程基础,图4-1 每转进给 图4-2 切削螺纹中指定螺距 图4-3 每分钟进给,4主轴功能 进给功能也称S功能，用来设定主轴转速或切削速度，有以下3种设定方法： （1）G96 恒线速度控制 格式：G96 S （M38或M39） 车削直径变化较大工件（如图4-4所示阶梯轴）或做端面车削时，如果主轴转速不变，车刀越接近中心其线速度越低，是工件表面粗糙度受到较大影响。因此可以采用恒线速度功能G96来指定固定的切削速度，避免此现象。主轴转速连续变化M38设定主轴在

11、低速范围变化（粗加工），M39设定主轴在高速范围变化（精加工）。,4.1数控车床编程基础,图4-4 车阶梯轴,例：G96 S200 M03；表示主轴正转，使切削位置刀尖的线速度恒为200m/min。线速度与主轴转速的相互关系为：,4.1数控车床编程基础,在上述指令下，车削图4-4所示的工件时，可保持车刀在A、B、C各点的线速度恒定为200m/min，则各切削位置处主轴转速为：,由上例可知，在线速度恒定下，当车较小直径或车端面值中心时直径D趋于0，主轴转速趋于无穷大，使得离心力太大，可能有飞车的危险现象发生，并危及机床寿命。为此采用恒线速度控制时，必须限制主轴最高转速。,4.1数控车床编程基础,

12、（2）G50 最高转速限定 格式：G50 S G50除有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。例如G50 S2000，表示把主轴最高转速设定为2000r/min。 （3）G97 恒转速控制 格式：G97 S（M38或M39） 该指令可直接指定主轴转速，一般用于车螺纹或工件直径变化不大时。M38、M39的含义与在G96中一样。例如：G97 S800 M04；表示主轴以800r/min转速反转。机床开机后默认为G97恒转速控制，并可用于取消G96恒线速度控制。,4.1数控车床编程基础,5刀具功能 刀具功能也称为T功能。 格式：T 一般后面有四位数值，

13、前两位是刀具号（0116），后两位是偏置器号（刀补号）（099）。,图4-5 刀具补偿参数设定,4.1.4 数控车床刀具补偿,4.1数控车床编程基础,数控机床中刀具补偿有两种：刀具位置尺寸补偿和刀具半径尺寸补偿。 1刀具位置补偿 当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓尺寸的零件，或同一名义尺寸的刀具因换刀重调、磨损以及切削力使工件、刀具、机床变形引起工件尺寸变化时，为加工出合格的零件，必须进行刀具位置补偿。,如图4-6所示，车床的刀架装有不同尺寸的刀具。设图示刀架的中心位置户为各刀具的换刀点，并以l号刀具的刀尖B点为所有刀具的编程起点。 当换2号刀具加工时，2号刀具的刀尖在C点位置，要想运用A、B两

14、点的坐标值来实现从C点到A点的运动，就必须知道B点和C点的坐标差值，利用这个差值对B到A的位移量进行修正，就能实现从C到A的运动。,图4-6 刀具位置补偿示意,4.1数控车床编程基础,从以上分析可以看出，数控系统进行刀具位置补偿，就是用刀补值对刀补建立程序段的增量值进行加修正，对刀补撤销段的增量值进行减修正。 这里的1号刀是标准刀，我们只要在加工前输入与标准刀的差I、K就可以了。在这种情况下，标准刀磨损后，整个刀库中的刀补都要改变。为此，有的数控系统要求刀具位置补偿的基准点为刀具相关点。因此，每把刀具都要输入I、K，其中I、K是刀尖相对刀具相关点的位置差（图4-7）。,图4-7 刀具位置补偿,

15、4.1数控车床编程基础,2刀具半径补偿 （1）不具备刀具半径补偿功能的系统补偿 在通常的编程中，将刀尖看作是一个点，然而实际数控切削加工中为了提高刀尖的强度，降低加工表面粗糙度，刀尖处成圆弧过渡刃。在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响其尺寸、形状，但在切削锥面和圆弧时，则会造成过切或少切现象（见图4-8）。此时可以用刀尖半径补偿功能来消除误差。,图4-8 刀尖圆弧产生过切和少切的现象,简易数控系统不具备半径补偿功能，因此，当零件精度要求较高且又有圆锥或圆弧表面时，要么按刀尖圆弧中心编程，要么在局部进行补偿计算，来消除刀尖半径引起的误差。,4.1数控车床编程基础,1)按假想刀尖编程加工锥面

16、数控车床总是按“假想刀尖”点来对刀，使刀尖位置与程序中的起刀点（或换刀点）重合。所谓假想刀尖如图4-9所示，b为圆头车刀，P点为圆头刀假想刀尖，相当于a图中尖头刀的刀尖点。,图4-9 圆头车刀刀尖半径和假象刀尖,4.1数控车床编程基础,（a） 补偿前产生过切现象 （b）加入补偿后的切削 图4-10 圆头车刀加工锥面补偿示意图,若假想刀尖加工如图4-10所示工件轮廓AB移动，即P1P2与AB重合，并按AB尺寸编程，则必然产生图a中欠切的区域ABCD，造成残留误差。因此按图b所示，使车刀的切削点移至AB，并沿AB移动，从而可避免残留误差，但这时假想刀尖轨迹P3P4与轮廓在X方向和Z方向分别产生误差

17、X和Z。,4.1数控车床编程基础,（a）凸圆弧加工 （b）凹圆弧加工 图4-11 圆头车刀加工凸凹圆弧刀补示意图,2）按假想刀尖编程加工圆弧 如果按假想刀尖编程车削半径为R的凸凹圆弧表面AB时，会出现如图4-11所示的情况。图中（a）为车削半径为R的凸圆弧，由于r的存在，则刀尖P点所走的圆弧轨迹并不是工件所要求的圆弧形状。其圆心为“O”，半径为“Rr”，此时编程人员仍按假想刀尖P点进行编程，不考虑刀尖圆弧半径的影响，即粗实线轮廓应按图中虚实线参数进行编程。但要求加工前应在刀补拔码盘上给 向和x向分别加一个补偿量r。同理，在切削凹圆弧，如图4-11（b）时，则在x向和z向分别减一个补偿量r。,4

18、.1数控车床编程基础,图4-12 按刀尖圆弧中心轨迹编程,3）按刀尖圆弧中心轨迹编程 不具备刀具半径补偿功能的数控系统，除按假想刀尖轨迹数据编程外，还可以按刀心轨迹编程。如图4-12所示手柄零件是由3段凸圆弧和凹圆弧构成的，这时可用轮廓虚线轨迹所示的3段等距线迹进行编程，即O1圆半径为R1+r，O2圆半径为R2+t，O3圆半径为R3-r，三段圆弧的终点坐标由等距的切点关系求得。这种方法编程比较直观，常被使用。,4.1数控车床编程基础,（2）具有刀具半径补偿功能的系统补偿 在现在高级的数控车床控制系统，为使编程简单方便，数控车床一般都设置了刀尖圆弧半径补偿功能，而且可以根据刀尖的实际情况，选择刀

19、位点轨迹，编程和补偿都十分方便。对于具有刀具半径补偿功能的数控系统，在编程时，只要按零件的实际轮廓编程即可，而不必按照刀具中心运动轨迹编程。使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。,4.1数控车床编程基础,P代表刀具刀位点刀，S代表刀尖圆弧圆心 图4-13 车刀形状和方位,1）假定刀尖位置方向 图4-13即是以刀架在操作者内侧为例的车刀形状和方位。箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用L0或L9。刀架在操作者外侧时L1、L6、

20、L2分别与L4、L8、L3相反，L5、L7、L9、L10则不变。 典型的车刀形状、方位和参数的关系可参考表4-3。,4.1数控车床编程基础,表4-3 典型车刀形状、位置与参数关系,4.1数控车床编程基础,图4-14 刀具补偿参数偏置量输入界面,（2）刀具补偿量的确定 对应每一个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z、刀尖半径补偿量R和刀尖方位号T。根据装刀位置、刀具形状确定刀尖方位号。通过机床图4-14所示控制面板上的功能键OFFSET分别设定、修改这些在刀具数据库（TOOL DATA）参数，数控加工中，根据相应的指令进行调用，提高零件的加工精度。,4.1.5 数控车床坐标系统,4.1数控车床编程基

21、础,在数控车床加工和编程时，首先应确定工件的加工原点，以建立准确的加工坐标系；同时还要考虑不同尺寸对加工的影响，这些都需要通过对刀来解决。 1对刀 对刀是数控车床在加工之前必须要进行的步骤。 数控车床常用的对刀方法有四种：一般试切对刀、机外对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式）、自动对刀。 （1）一般试切对刀,图4-15 一般相对位置检测对刀,4.1数控车床编程基础,（2）机外对刀仪对刀 有的机床具有刀具探测功能，机外对刀是将刀具的刀尖与对刀仪的百分表测头接触，测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离，即两个方向的刀偏量。如图4-16所示。,图4-16 机外对刀仪,4.1

22、数控车床编程基础,（3）光学对刀仪对刀（ATC对刀） 这种方法是在数控机床上利用对刀显微镜自动地计算出车刀长度的简称。 （4）自动对刀 自动对刀又叫刀具检测功能，是利用数控系统自动精确地测量出刀具两个坐标方向的长度，并自动修正刀具补偿值，然后直接开始加工零件。自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，如图4-17所示。,图4-17 自动对刀,4.1数控车床编程基础,2数控车床坐标系统 数控车床是以机床主轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。 数控车床坐标系统可分为机床坐标系统和工件坐

23、标系统。 （1）原点、参考点和机床坐标系 机床原点为机床上固定点。车床的机床原点定义为主轴旋转中心线与车头端面的交点，见图4-18，O点即为机床原点。 参考点也是机床上的一固定点。 如果以机床原点为坐标原点，建立一个Z轴与X轴的直角坐标系，则此坐标系就称为机床坐标系。,图4-17 机床原点和参考点,4.1数控车床编程基础,（2）工件原点和工件坐标系 工件坐标系是在编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。 在车床上工件原点的选择如图4-18所示，Z向应取在工件的回转中心即主轴的轴线上；X向一般在左端面或右端面两者之中选择，即工件的原点选在便于测量或

24、对刀的基准位置，一般在主轴回转中心与工件右端面的交点O上，也可选在主轴回转中心与工件左端面的交点O上；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；工件坐标系（编程坐标系）也随之建立起来了。,图4-18 工件坐标系,4.1数控车床编程基础,（3）工件坐标系设定 编程人员在确定起刀点的位置后，还应通过G50坐标设定指令（有的机床用G92指令）告诉系统，刀尖相对于工件原点的位置，即设定一个工件坐标系。G50是一个非运动指令，只起预置寄存作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面。 指令格式：G50 X Z ； 当X、Z为绝对指令时，就可直接得到刀具在当前设定工件坐标中的

25、位置。当X、Z为相对指令时，则指令前的刀具坐标值和当前指令值相加所得的坐标值就是刀具在该坐标系中的位置。 执行G50后，系统内部即对（、）进行记忆，并显示在显示器上，这样就相当于在工件内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。,4.1数控车床编程基础,一下举例说明，如图4-19所示，若工件选不同的工件原点时定义坐标系不同。,图4-19 工件坐标系设定设定,由上可知，同一工件由于工件原点变了，所以程序段中的坐标尺寸也随之改变，因此，在编制加工程序前必须首先确定工件坐标系（编程坐标系）和工件原点（编程原点）。,表4-4 坐标原点设置的3种方法,说明： (1)在执行G92(G50) 前必须先对

26、刀，通过调整机床，将刀放在程序所要求的起刀点位置上。此指令并不会产生机械移动，只是让系统内部用新的坐标值取代旧的坐标值，从而建立新的坐标系。 (2) G92(G50)指令与G54G59指令都是用于设定工件坐标系的， 但使用中有区别。 G92(G50)通过程序来设定、选用工件坐标系，它所设定的工件 坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一工件原点在机床 坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。 G54G59通过MDI在设置参数方式下设定工件坐标系，一旦 设定，工件原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具当 前位置无关，除非再通过MDI方式修改。,常见错误： 当执行程序段G92 X10 Y

27、10时，常会认为是刀具在运行程序后到达X10 Y10 点上。其实，G92指令程序段只是设定工件坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的 X10 Y10点上。 G54G59指令程序段可以和G00、G01指令组合，如G54 G01 X10 Y10时，运动部件在选定的工件坐标系中进行移动。无论刀具当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的X10 Y10点上。,4.1数控车床编程基础,（4）绝对编程法和增量编程法 X轴和Z轴移动量的指令方法有绝对指令和增量指令两种。 1）绝对值编程 绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸（各轴移动到终点的坐标值）进行编程的一种方法。用地址X、

28、Z进行编程（X为直径值）。 2）增量值编程 增量值编程是用相对于前一个位置的坐标值（各轴的位移量）直接编程的方法。用U、W的正负由行程方向确定。 3）混合编程 绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法。编程时也必须先设定编程原点。,4.1数控车床编程基础,4）编程举例 如4-20所示，采用上述三种不同方法编程时程序如下：,图4-20 工件坐标系设定设定,（a）绝对值编程 N04 G01 X30.0 Z0 F60； N05 X40.0 Z-25.0； N06 X60.0 Z-40.0； （b）增量值编程: N05 G01 U10. W-25. F60； N06 U20. W-15.0； （c

29、）混合编程 N05 G01 U10. W-25. F60； N06 X60. W-15.0； ,4.1数控车床编程基础,（5）直径编程法和半径编程法 编制轴类工件的加工程序时，因其截面为圆形，所以尺寸有直径指定和半径指定两种方法，采用哪种方法要由系统的参数决定。采用直径编程时称为直径编程法；采用半径编程时称为半径编程法。 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，如图4-21所示：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。,图4-21 直径编程法,4.

30、2 数控车床常用指令及基本编程方法,不同的数控系统，其指令功能也不相同。表4-5以FANUC 0i、SIMENS 802S、FAGOR 8055T、华中世纪星HNC-21/22T等系统为例介绍数控车床的常用G指令，辅助功能M指令见本章第一节。,4.2.1 数控车床的常用指令,表4-5 不同数控系统常用指令表,后续指令表见书,1快速点定位（G00） 格式：G00 X(U) _Z(W) _； 例如：图4-22所示，表示刀具从起点A快速运动到目标点B。 其绝对编程方式编程为：G00 X 60.0 Z 6.0； 其增量编程方式编程为：G00 U 60.0 W-84.0；,4.2.2 数控车床基本编程方

31、法,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-22 G00快速进刀,注意： 1）G00移动速度是机床设定的空行程速度，程序段中F对G00指令无效。 2）车削时，快速定位目标点不能直接选在工件上，一般要离开工件12mm。 3）有的数控系统用G00编程时，也可以写成G0。类似地，像G01、G02、等指令，前面的0均可省略。,由于运动轨迹不确定，所以使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞，而在快速状态下的碰撞更加危险。 指令刀具先沿一个轴运动，再沿另一个轴运动。,2直线插补（G01） （1）直接用法 G01指令命令刀具在两坐标或

32、三坐标间以F指令的进给速度进行直线插补运动。 格式：G01 X（U） Z（W） F ；,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,（a） （b） （c） 图4-23 直线插补 a)纵切 b)横切 c)锥切,图a指令为：G01 Z-10.0 F0.3； 图b指令为：G01 X-10.0 F0.3； 图c指令为：G01X-50.0 Z-35.0 F0.3；,例如要求刀具按图4-24所示的走刀路线加工轴类零件，已知进给量为0.3mm/r，切削线速度为200m/min，刀具号为T02，刀具补偿号为No.02，分别用绝对坐标和增量坐标方式编程。,4.2 数 控 车 床 常 用

33、指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-24 直线插补,建立如图坐标系，采用绝对坐标编制的程序如下： O3305 （程序号） N01 G50 X100 Z10 T0200；（确定坐标系和对刀点的位置；选择T02号刀） N02 G96 S200 M03； （恒线速度设定，主轴正转） N03 G00 X16 Z2 T0202； （移到倒角延长线Z轴2mm处；建立刀具补偿） N04 G01 X26 Z-3 F0.3； （倒345角） N05 Z-48； （加工26外圆） N06 X60 Z-58； （切第一段锥） N07 X80 Z-73； （切第二段锥） N08 X90； （退刀） N09 G0

34、0 X100 Z10 T0000；（回对刀点，取消刀具补偿） N10 M05； （主轴停） N11 M30； （主程序结束并复位）,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,采用增量坐标编制的程序如下： O3305 （程序号） N01 G50 X100 Z10 T0200；（确定坐标系和对刀点的位置；并选择T02号刀） N02 G96 S200 M03； （恒线速度设定，主轴正转） N03 G00 U-84 W-8 T0202；（移到倒角延长线Z轴2mm处；建立刀具补偿） N04 G01 U10 W-5 F300； （倒345角） N05 W-45； （加工6外圆）

35、N06 U34 W-10； （切第一段锥） N07 U20 Z-15； （切第二段锥） N08 U10； （退刀） N09 G00 U10 W83 T0000；（回对刀点，取消刀具补偿） N10 M05； （主轴停） N11 M30； （主程序结束并复位）,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,3圆弧插补（G02、G03） 功能：G02G03指令刀具，分别按顺时针（CW）逆时针（CCW）进行圆弧加工。 格式： X、Z：绝对指令时为圆弧终点坐标值，增量指令时为圆弧终点相对始点的距离，用U、W表示； R：是圆弧半径，当圆弧所对的圆心角为0180时，R取正值，当圆弧所对

36、的圆心角为180360时，R取负值。 I、K：为圆心在X、Z轴方向上相对始点的坐标增量，无论是直径编程还是半径编程，I均为半径量：当I、K为零时可以省略。见图4-40。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-25 圆弧参数确定,图4-26为数控车床的坐标轴方向及圆弧插补方向的判断。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-26 圆弧插补方向确定,圆弧插补指令应用举例如下：,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,（a） （b） 图4-27 圆弧插补举例, 如图4-27a所示： 当从A点运动到B点时

37、： 用I、K表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X60.0 Z0 I-20.0 K0 F60； 相对坐标编程指令为： G02 U-40.0 W20.0 I-20.0 K0 F60； 用R表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X60.0 Z0 R20.0 F60； 如图4-27b所示： 当从B点运动到A点时： 用I、K表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X100.0 Z-20.0 I20.0 K0 F60； 相对坐标编程指令为： G02 U40.0 W-20.0 I20.0 K0 F60； 用R表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X100.0 Z-20.0 R20.

38、0 F60；,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法, 如图4-28a所示： 当从A点运动到B点时： 用I、K表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G03 X45.0 Z-35.9 I0 K-20.0 F60； 相对坐标编程指令为： G03 U45.0 W-35.9 I0 K-20.0 F60； 用R表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G03 X45.0 Z-35.9 R25.0 F60； 如图4-28b所示： 当从B点运动到A点时： 用I、K表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X40.0 Z0 I0 K20.0 F60； 相对坐标编程指令为： G02 U0

39、W40.0 I0 K20.0 F60； 用R表示圆心位置 绝对坐标编程指令为： G02 X40.0 Z0 R20.0 F60；,（a） （b） 图4-28 圆弧插补举例,车床圆弧插补指令编程实例（如图4-29）：,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-29 G02/G03编程实例,O3308 N01 G50 X40 Z5； （设立坐标系，定义对刀点的位置） N02 M03 S400； （主轴以400r/min旋转） N03 G00 X0； （到达工件中心） N04 G01 Z0 F60； （工进接触工件毛坯） N05 G03 U24 W-24 R15；（加工

40、R15圆弧段） N06 G02 X26 Z-31 R5； （加工R5圆弧段） N07 G01 Z-40； （加工26外圆） N08 X40 Z5； （回对刀点） N09 M30； （主轴停、主程序结束并复位）,4螺纹加工 （1）螺纹加工 螺纹加工常用切削循环方式完成，在数控车床上加工螺纹的进刀方式通常有直进法和斜进法如图4-30所示。直进法一般用于螺距或导程小于3mm的螺纹加工，斜进法是刀具单侧刃加工减轻负载，一般用于螺距或导程大于3mm的螺纹加工。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,（a）直进法 （b）斜进法 图4-30 螺纹切削进刀法,1）螺纹牙型高度（螺

41、纹总切深） 车削螺纹时，车刀的切削深度是牙型高即螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离如图4-31所示。螺纹实际牙型高度可按下式计算： h=H-2（H/8）=0.6495p 式中：H螺纹原始三角形高度，H=0.866p；p螺距（mm）。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-31 普通螺纹牙型高度,2）螺纹起点、终点与径向尺寸的确定 螺纹加工中，径向起点（编程大径）的确定决定于螺纹大径。螺纹的牙型计算高度，螺纹小径应按下式计算： h1计=H-2（H/6）=0.61343p；d1计=d- h1计 3）进刀、退刀距离 由于螺纹加工起始时有一个加速过程（Z1

42、），结束前有一个减速过程（Z2），在这段距离内螺距不可能保持均匀，如图4-32所示。因此，车削螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段Z1和降速退刀段Z2，以消除伺服滞后造成的螺距误差。 通常Z1、Z2 按下面公式计算： 其中：n为主轴转速，r/min；P为螺纹导程，mm。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-32 进刀、退刀距离,4）分层切削深度 螺纹车削加工为成型车削，尤其是在螺纹牙型较深、螺距较大时，其切削量较大，一般要求分数次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所的差按递减规律分配，如图4-33所示。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考

43、书上表4-4选取。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-33 切削分配方式,（a）常量式X1=X2=X3,（b）变量式X1X2X3,（2）普通螺纹加工指令（G32/G33英制/公制螺纹切削） 功能：G32/G33用于以英制/公制尺寸车削等螺距的圆柱螺纹、锥螺纹、端面螺纹（如图4-34所示）。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-34螺纹形式 （a）圆柱螺纹（b）圆锥螺纹（c）断面螺纹,格式：,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,其中：X、Z：设定螺纹终点绝对坐标位置； U、W：设定螺纹终

44、点相对起点在x和z方向的增量值； I：设定螺纹深度； L：设定内、外螺纹以及是否收尾，用两位数表示， 一共有四种数值：10外螺纹不收尾、11外螺纹收尾、 00内螺纹不收尾、01内螺纹收尾； F：设定螺纹导程； P：螺纹切削起始点的主轴转角；,说明： (1)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，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段。 1=0.0015nP, 2=0.00042nP. (2)有的机床具有主轴恒线速控制(G96)和恒转速控制(G97)的指令功能。那么，对于端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出的螺纹螺距也将是变化的。

45、所以，在螺纹加工过程中，就不应该使用恒线速控制功能。从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一常数；否则，螺距将发生变化。,(3)螺纹切削中进给速度倍率无效，进给速度被限制在100%; (4)螺纹切削中，不能停止进给，一旦停止进给，切深便急剧增加。因此进给暂停在螺纹切削中无效。 (5)牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得之差按递减规律分配，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表4-1、表4-2。,表4-1 常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量(双边) (mm),表4-2 英制螺纹切削的进给次数与背吃刀量 (双边) (英寸),1）直螺纹切削实例 如图4-

46、35所示，要车削M504的圆柱形普通螺纹。根据普通螺纹标准及加工工艺，确定该螺纹大径尺寸为49.72，编程小径尺寸为46.52，进刀段1=4mm，退刀段2=2mm。,4.2 数 控 车 床 常 用 指 令 及 基 本 编 程 方 法,图4-35 圆柱螺纹加工,O2002 （程序号） N01 G50 X100 Z50； （设定坐标系、参考点） N02 G00 X60.0 Z4.0 M03 S600 T0101；（到起始点、主轴正转） N03 X49.72； （切进） N04 G32 Z-32.0 L11 P30 F4； （切削螺纹） N05 G00 X60.0； （退刀） N06 Z4.0； （返回） N07 X48.72； （切进） N08 G32 Z-32.0 L11 P30 F4； （切削螺纹） N09 G00 X60.0； （退刀） N10 Z4.0； （返回） N11 X48.12； （切进） N12 G32 Z-32.0 L11 P30 F4； （切削螺纹） N13 G00 X60.0； （退刀） N14 Z4.0； （返回） N15 X47.52； （切进） N16 G32 Z-32.0 L11 P30 F4； （切削螺纹）