《數(shù)控車削編程》課件

第6章數(shù)控車削編程6.1數(shù)控車削編程概述6.2車削加工的編程要點(diǎn)一、根本指令的編程方法二、刀具半徑補(bǔ)償三、螺紋車削加工指令四、車削固定循環(huán)第6章數(shù)控車削編程

6.1數(shù)控車削編程概述

一、數(shù)控車床的加工特點(diǎn)數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。數(shù)控車床能自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。第6章數(shù)控車削編程數(shù)控車削編程中的數(shù)學(xué)計(jì)算并不復(fù)雜，因此，數(shù)控車削編程根本上能用手工編程。手工編程需要結(jié)合零件圖形多做練習(xí)，才能學(xué)會(huì)編程方法與技巧且所編程程序準(zhǔn)確無(wú)誤。

二、數(shù)控車床的編程特點(diǎn)1.在一個(gè)程序段中，絕對(duì)值編程或增量值〔相對(duì)坐標(biāo)〕編程用不同的字母區(qū)別，也可以兩者混合使用。第6章數(shù)控車削編程2.采用直徑尺寸編程更方便采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可防止尺寸換算過(guò)程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來(lái)很大方便。

第6章數(shù)控車削編程3.進(jìn)刀和退刀方式

對(duì)于車削加工，進(jìn)退刀時(shí)采用快速走刀，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。切削起點(diǎn)確實(shí)定與工件毛坯余量大小有關(guān)，同時(shí)考慮刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒍?。切削起始點(diǎn)確實(shí)定

5.當(dāng)毛坯加工余量較大時(shí)，用車床系統(tǒng)的固定循環(huán)指令可簡(jiǎn)化編程。

第6章數(shù)控車削編程4.利用刀具半徑補(bǔ)償。

車刀的刀位點(diǎn)在刀尖上，編程時(shí)認(rèn)為它是一個(gè)點(diǎn)。但實(shí)際的刀尖有圓弧，因此需要設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償。如果車床沒(méi)有刀具半徑補(bǔ)償功能，應(yīng)按刀具路徑編程。

第6章數(shù)控車削編程1.機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的X、Z軸直角坐標(biāo)系，X軸對(duì)應(yīng)徑向，Z軸對(duì)應(yīng)軸向。數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)在主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面的交點(diǎn)。它是制造和調(diào)整機(jī)床的根底，一般不允許改變。數(shù)控車床坐標(biāo)系三、數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系

第6章數(shù)控車削編程2.參考點(diǎn)機(jī)床加工時(shí)不能直接利用機(jī)床原點(diǎn)，可用參考點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)由機(jī)械擋塊或行程開(kāi)關(guān)確定，它是一個(gè)固定點(diǎn)，通常在各軸的正向極限位置。通過(guò)機(jī)床回參考點(diǎn)操作，可自動(dòng)移動(dòng)到此點(diǎn)且建立正確的坐標(biāo)系統(tǒng)。

3.編程坐標(biāo)系在零件圖紙上選定原點(diǎn)而建立的X、Z軸直角坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致。

第6章數(shù)控車削編程數(shù)控車床的刀架位置有后置刀架和前置刀架2種，它們的坐標(biāo)方向不同。后置刀架車床的坐標(biāo)如圖〔b〕所示，前置刀架如圖(a)所示。在實(shí)際中，對(duì)于前置刀架的數(shù)控車床通常按(a)圖坐標(biāo)方向操作機(jī)床而按后置刀架(b)圖坐標(biāo)編程，這樣更加方便，且程序是相同的。選定原點(diǎn)的位置時(shí)，需要考慮計(jì)算坐標(biāo)值方便，加工中對(duì)刀方便。在車床上原點(diǎn)可以選在工件的左或右端面上，通常選在工件的右端面上。

圖〔a〕圖〔b〕

四、數(shù)控系統(tǒng)功能

第6章數(shù)控車削編程不同的數(shù)控系統(tǒng)，完成相同功能所使用的代碼有所不同，編程時(shí)需要查看所使用機(jī)床的說(shuō)明書。我們都以FANUC0i為例說(shuō)明。如：公制/英制的選擇功能。西門子802s/c

G71/G70發(fā)那克0iT

G21/G20華中世紀(jì)星HNC21/22TG21/G20

6.2車削加工的編程要點(diǎn)一、工件坐標(biāo)的設(shè)定1.工件坐標(biāo)的設(shè)定第6章數(shù)控車削編程〔1〕坐標(biāo)系設(shè)定指令(初始位置法)G50X

Z

式中X、Z的值分別為執(zhí)行此程序段時(shí)刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)中的坐標(biāo)值。例：按圖設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下：G50X128.7Z375.1；G50指令規(guī)定了刀具起點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

設(shè)定加工坐標(biāo)系

第6章數(shù)控車削編程G54~G59指令(通常用G54)要求出當(dāng)基準(zhǔn)刀具的刀尖(刀位點(diǎn))與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，把此值輸入到數(shù)控系統(tǒng)零點(diǎn)偏置存放器中G54的位置〔即把工件坐標(biāo)原點(diǎn)與機(jī)械坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離輸入到G54中去〕。〔2〕選擇G54~G59〔零點(diǎn)偏置法〕采用該方式建立工件坐標(biāo)系，程序中不寫G50或G54~G59指令，而是寫刀具偏置指令，并在刀具幾何偏置中確定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值。如用1號(hào)刀具加工零件，程序中寫T0101?！?〕利用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能自動(dòng)建立工件坐標(biāo)系和各刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償

第6章數(shù)控車削編程恒轉(zhuǎn)速控制G97，常用于數(shù)控車削的粗加工，單位r/min如：G97S1200；——表示主軸轉(zhuǎn)速度為1200r/min?！?〕主軸轉(zhuǎn)速控制2.圓弧插補(bǔ)指令G02/03不管數(shù)控車床的刀架位置是后置刀架和前置刀架，編程時(shí)都按后置刀架的坐標(biāo)系編程，因此，也應(yīng)椐此判別圓弧插補(bǔ)是順時(shí)針還是反時(shí)針。3.主軸速度功能指令S用指令G96來(lái)設(shè)定恒線速度?！矓?shù)控車削精加工外表質(zhì)量高〕如：G96S150；表示切削點(diǎn)切削速度控制在150m/min轉(zhuǎn)速與線速度的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

第6章數(shù)控車削編程〔2〕線速度控制(恒線速度)恒線速切削例：對(duì)圖中所示的零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在150m/min，那么各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/min設(shè)置主軸最高轉(zhuǎn)速。用恒定線速度進(jìn)行切削加工，當(dāng)切削半徑較小時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速很高，為了完全，必須限定主軸轉(zhuǎn)速。如：G50S2500；——表示主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定為2500r/min。

第6章數(shù)控車削編程〔3〕最高轉(zhuǎn)速限制

第6章數(shù)控車削編程用于控制切削進(jìn)給量，單位mm/r或mm/min，數(shù)控車削中常用mm/rG98表示進(jìn)給量單位是mm/min，F(xiàn)后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量。如：G98F120.0表示進(jìn)給量為120mm/minG99表示進(jìn)給量單位是mm/r，F(xiàn)后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。如G99F0.12表示進(jìn)給量為0.12mm/r4.進(jìn)給功能指令F

第6章數(shù)控車削編程例1：刀具按如圖所示的走刀路線進(jìn)行精加工，設(shè)置進(jìn)給量為0.05mm/r，切削線速度為180m/min，主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，刀具為T01，不考慮刀尖半徑補(bǔ)償，試編程。例1圖

第6章數(shù)控車削編程O6001； 程序名G21G97G98； 初始化相關(guān)G功能； 定義坐標(biāo)T0101； 換1號(hào)車刀，調(diào)用1號(hào)刀偏G96S180； 恒線速度設(shè)定G50S2000； 主軸最高轉(zhuǎn)速限制； a，刀具靠近工件，啟動(dòng)主軸；b，切削靠近工件，切削液開(kāi)X56.0； c，車端面； d，倒角Z-12.0； e； fZ-47.0； g； hG01X92.0； i； j；k，定位到換刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償M30； 程序結(jié)束

第6章數(shù)控車削編程編程時(shí)，將車刀刀尖作為一點(diǎn)來(lái)考慮，但實(shí)際上刀尖處存在圓角，如下圖。要克服因此來(lái)帶來(lái)的誤差，需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。刀尖圓角R

二、刀具半徑補(bǔ)償

第6章數(shù)控車削編程如下圖，由于存在刀尖半徑，對(duì)刀時(shí)實(shí)際利用的是端面切削點(diǎn)和外徑切削點(diǎn)在進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的外表加工時(shí)，刀尖圓弧是不會(huì)產(chǎn)生誤差的；在切削錐面或圓弧時(shí)，會(huì)造成過(guò)切或少切現(xiàn)象。刀尖圓角R造成的少切與過(guò)切

第6章數(shù)控車削編程具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控車床，按零件輪廓編程，在程序中使用刀具半徑補(bǔ)償指令G41/G42，并在控制面板上輸入刀具參數(shù)值。包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償量X和Z，刀具半徑補(bǔ)償量R和刀尖方位代號(hào)。其中，X和Z通過(guò)對(duì)刀確定；半徑補(bǔ)償量R可用測(cè)刀儀測(cè)量后輸入；刀尖方位代號(hào)按實(shí)際位置選擇，如下圖，右偏刀加工外圓時(shí)為3。刀尖位置代號(hào)確實(shí)定

第6章數(shù)控車削編程例2：刀具按如圖所示的走刀路線進(jìn)行精加工，設(shè)置進(jìn)給量為0.05mm/r，切削線速度為150m/min，主軸的例2圖最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，刀具為T01，試編程。例2圖

第6章數(shù)控車削編程O6002； 程序名G21G97G98； 初始化相關(guān)G功能； 定義坐標(biāo)T0100； 換1號(hào)車刀G96S150； 恒線速度設(shè)定G50S2000； 主軸最高轉(zhuǎn)速限制；a，刀具靠近工件，調(diào)用1號(hào)刀偏，啟動(dòng)主軸G42G01Z0G99F0.05； b，切削靠近工件，刀具半徑右補(bǔ)償X30.0； c，車端面； d，G01Z-20.0； e； f； gG01X110.0； h； i，定位到換刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償M30； 程序結(jié)束

第6章數(shù)控車削編程螺紋加工的要求：使用恒轉(zhuǎn)速；切削加工次數(shù)以及每次的切削深度查表；車削螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制；需要設(shè)置引入距離δ1和超越距離δ2，δ1通常取2～5mm(大于螺距)，δ2通常取δ1/4。加工螺紋前圓柱直徑=公稱值-0.13螺距螺紋最小加工直徑=螺紋大徑-2×0.6495螺距三、螺紋車削加工指令1.單行程螺紋加工的編程格式G32X(U)_Z(W)_F_；式中X、Z是指車削到達(dá)的終點(diǎn)坐標(biāo)；F為螺紋導(dǎo)程。

第6章數(shù)控車削編程例3：如圖所示，在數(shù)控車床加工普通螺紋M20×2.5，切削速度為50m/min，試編程。例3圖編程前，應(yīng)先作以下計(jì)算：主軸轉(zhuǎn)速n=(1000×50/3.14×20)≈800r/min進(jìn)刀段δ1取5mm，退刀段δ2取2mm。螺紋牙底直徑=大徑－2×牙深=20－0.6495×2.5=16.752mm。2.5螺距的螺紋分6次切削，每次切削深度分別為1.0、0.7、0.6、0.4、0.4、0.15mm

第6章數(shù)控車削編程用G32編程如下：O6003； 程序名G21G97G98； 初始化相關(guān)G功能；定義坐標(biāo)T0101； 換1號(hào)車刀，調(diào)用1號(hào)刀偏G97S800M03； 恒轉(zhuǎn)速設(shè)定，啟動(dòng)主軸；快速定位，Z5.0為進(jìn)刀段，切削液開(kāi)X19.0； 20.0－1.0=19.0； 車螺紋第一次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X18.3； 19.0－0.7=18.3G32Z-32.0； 車螺紋第二次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X17.7； 18.3－0.6=117.7G32Z-32.0； 車螺紋第三次走刀G00X26.0； X方向快速退刀

第6章數(shù)控車削編程Z5.0； Z方向快速退刀X17.3； 17.7－0.4=17.3G32Z-32.0； 車螺紋第四次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X16.9； 17.3－0.4=16.9G32Z-32.0； 車螺紋第五次走刀G00X26.0； X方向快速退刀Z5.0； Z方向快速退刀X16.75； 刀具至螺紋牙底G32Z-32.0； 螺紋最后精車G00X26.0； X方向快速退刀； 定位到換刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償M30； 程序結(jié)束

第6章數(shù)控車削編程用G92編程如下：O6013； 程序名G21G97G98； 初始化相關(guān)G功能； 定義坐標(biāo)T0101； 換1號(hào)車刀，調(diào)用1號(hào)刀偏G97S800M03； 恒轉(zhuǎn)速設(shè)定，啟動(dòng)主軸； 快速定位，Z5.0為進(jìn)刀段，切削液開(kāi)； 車螺紋第一次走刀X18.3； 車螺紋第二次走刀X17.7； 車螺紋第三次走刀X17.3； 車螺紋第四次走刀X16.9； 車螺紋第五次走刀X16.75； 螺紋最后精車；定位到換刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償M30； 程序結(jié)束

第6章數(shù)控車削編程四、車削固定循環(huán)1.單一固定循環(huán)單一固定循環(huán)用一個(gè)指令完成四個(gè)移動(dòng)，即“切入→切削→切削退出→返回〞。第②③移動(dòng)為切削；①④移動(dòng)為快移，從而簡(jiǎn)化程序。當(dāng)工件毛坯的軸向余量比徑向多時(shí)(軸類)，使用G90軸向切削循環(huán)指令；當(dāng)材料的徑向余量比軸向多時(shí)(盤類)，使用G94循環(huán)指令；G92用于切削螺紋的循環(huán)指令。一個(gè)指令完成假設(shè)干個(gè)加工移動(dòng)功能；它可以使編程更加方便。

第6章數(shù)控車削編程格式：G90X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z為移動(dòng)段四邊形的對(duì)角點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)；U、W那么為相對(duì)坐標(biāo)；R為切削圓錐段的起點(diǎn)與終點(diǎn)半徑值的差值?！?〕軸向切削循環(huán)指令G90圓錐面切削循環(huán)G90軸向切削循環(huán)G90

第6章數(shù)控車削編程例4：使用1號(hào)粗車刀，2號(hào)精車刀車削如圖4所示的外圓，試用G90指令編程。例4圖O6004； G21G97G98； ； T0101； G97S600M03； ；； X42.0； X40.2； ；T0202；G96S150；G50S2000；

第6章數(shù)控車削編程；；；M30；〔2〕徑向切削循環(huán)指令G94與軸向切削循環(huán)指令G90類似。要注意刀具的主切削刃的方向不同。徑向切削循環(huán)G94

第6章數(shù)控車削編程可完成圓柱螺紋和圓錐螺紋的循環(huán)切削。格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_；式中X、Z為螺紋切削終點(diǎn)的絕對(duì)值坐標(biāo)；U、W為相對(duì)坐標(biāo)；R為錐螺紋起點(diǎn)相對(duì)螺紋終點(diǎn)的差值；F為螺紋導(dǎo)程。錐螺紋切削循環(huán)G92〔2〕徑向切削循環(huán)指令G94

第6章數(shù)控車削編程2.復(fù)合固定循環(huán)

適用情況與G90相似。相當(dāng)于自動(dòng)完成屢次G90功能的粗加工和一次半精加工?！?〕軸向粗車復(fù)合循環(huán)G71在復(fù)合固定循環(huán)中，對(duì)零件的輪廓定義之后，即可完成從粗加工到精加工的全過(guò)程。使用粗加工固定循環(huán)G71、G72、G73指令后，使用G70指令進(jìn)行精車，使工件到達(dá)所要求的尺寸精度和外表粗糙度。軸向粗車復(fù)合循環(huán)G71

第6章數(shù)控車削編程車削的路徑必須是單調(diào)增大或減少，即不可有內(nèi)凹的輪廓外形；精加工程序首行必須包含G00或G01且只能單軸向移動(dòng)。

格式：G71U(Δd)R(e)；

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)；……；

F(f)S(s)；

N(nf)……；式中：Δd

X方向的進(jìn)刀深度(半徑正值)；e每次切削結(jié)束的退刀量；ns精車開(kāi)始程序的順序號(hào)；nf精車結(jié)束程序的順序號(hào)；Δu在X方向精加工余量(直徑值)；Δw在Z方向精加工余量；Δf、Δs、t粗車時(shí)切削用量和刀具；f、s、t精車時(shí)的切削用量(不能在循環(huán)內(nèi)設(shè)置恒線速度)

第6章數(shù)控車削編程例5：以FANUC-0T系統(tǒng)的數(shù)控車床車削如圖所示工件。粗車刀1號(hào)，精車刀2號(hào)，刀尖半徑為0.4mm，精車余量X軸為0.2mm，Z軸為0.05mm，粗車的切削速度為120m/min，精車為150m/min。粗車進(jìn)給量為0.2mm/r，精車為0.07mm/r，粗車時(shí)每次背吃刀量為2mm。

例5圖O6005； 程序名G21G97G98； 初始化相關(guān)G功能； 定義坐標(biāo)T0100； 換1號(hào)車刀G50S2000； 主軸最高轉(zhuǎn)速限制G96S120M03； 恒線速設(shè)定，啟動(dòng)主軸T0101M08； 切削液開(kāi)，調(diào)用1號(hào)刀偏； 快速定位至循環(huán)起點(diǎn)； 粗車每次背吃刀量為2mm，退刀量1mm； 粗車進(jìn)給量為0.2mm/rN10G00X20.0； 快速定位，開(kāi)始精車程序，不能有Z軸移動(dòng)G01G42Z0G99F0.07； 建立刀尖半徑右補(bǔ)償，設(shè)定精車進(jìn)給量Z-20.0；；；G01W-20.0；X80.0；Z-90.0；N20G40X84.0； 完成精車程序段，取消刀尖半徑補(bǔ)償?shù)?章數(shù)控車削編程；定位到換刀點(diǎn)，取消1號(hào)刀具補(bǔ)償T0202； 換2號(hào)車刀，調(diào)用2號(hào)刀偏； 快速定位至循環(huán)起點(diǎn)S180M03； 切削速度G70P10Q20； 精車循環(huán)；定位到換刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償M30；

第6章數(shù)控車削編程此指令用于當(dāng)直徑方向的切除余量軸向余量大時(shí)。其格式與G71相似，只是走刀路線不同以及主切削刃的方向不同。

〔2〕徑向粗車復(fù)合循環(huán)G72徑向粗車復(fù)合循環(huán)G72

第6章數(shù)控車削編程可以按零件輪廓的形狀重復(fù)車削，每次平移一個(gè)距離，直至要求的形狀。用于零件毛坯已根本成型的鑄件或鍛件的加工。用來(lái)加工X方向尺寸非單調(diào)變化(有下凹)的工件?！?〕仿形粗車循環(huán)G73仿形粗車循環(huán)G73

第6章數(shù)控車削編程格式：G73U(Δi)W(Δk)R(d)；

G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(t)；

N(ns)……；

F(f)S(s)；

……；

N(nf)……；式中：Δi：X軸方向退刀距離和方向，以半徑值表示，當(dāng)向+X軸方向退刀時(shí)，該值為正，反之為負(fù)。Δk：Z軸方向退刀距離和方向，當(dāng)向+Z軸方向退刀時(shí)，該值為正，反之為負(fù)；d：粗切削次數(shù)。其余各項(xiàng)含義與G71相同。

第6章數(shù)控車削編程例6：以FANUC-0T系統(tǒng)的數(shù)控車床車削如圖所示的鑄件。X軸方向加工余量為6mm(半徑值)，Z軸方向?yàn)?mm，粗加工次數(shù)為三次。1號(hào)為粗車刀，2號(hào)為精車刀，刀尖半徑為0.4mm，X軸方向精車余量為0.2mm，Z軸為0.05mm，切削速度為120m/min。粗車進(jìn)給量為0.2mm/r，精車為0.07mm/r，粗車時(shí)每次背吃刀量為2mm。

例6圖

第