第3章 数控车床的程序编制Word下载.docx

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在数控车床加工过程中，具体在确定加工方案时，可按先粗后精、先近后远、刀具集中、程序段最少、走刀路线最短等原则综合考虑。

1.先粗后精如图

（1）所示，粗加工完成后，接着进行半精加工和精加工。

其中，安排半精加工的的是：

当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过度性工序，以便使精加工余量小而均匀。

精加工时，零件的轮廓应由最后一刀连续加工而成。

对既有内孔，又有外圆的回转体零件，应先进行图

（1）

内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。

2.先近后远这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。

通常在粗加工时，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。

例如，

当加工图

（2）这类直径相差不大的台阶轴，

当第一刀的切削深度（图中最大背吃刀量可为3mm图

（2）

左右）未超限时，宜按Φ34mm→Φ36m→Φ38mm

的顺序先近后远安排加工。

3.刀具集中即用一把刀加工完相应各部位，再换加一把刀，加工相应的其他部位，以减少完行程和换刀时间。

影响数控车削加工路线的因素较多，必须根据具体情况制定合理的工艺方案，才能收到预期的效果。

二、数控车用刀具：

结构、材料

粗加工，大切深、大走刀要求强度高、耐用性好；

精加工要求精度高、稳定性好，所以刀具材料选高速钢、硬质合金钢。

车床上多用硬质合金可转位式刀

⏹刀片的选择：

材质—依据工件材料、被加工表面质量、精度要求，切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。

尺寸—：

有限切削长度

形状—：

依据被加工表面的形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等选择

刀片型号：

用十个号位表示ISO1832-1985

车刀角度的选择

三、切削用量的确定

背吃刀量：

按加工余量选择，在工艺性和机床功率许可的条件下，尽可能大。

当余量过大，工艺系统刚性不足时可分次去除余量，各次余量按递减原则确定。

精加工0.1~0.4mm，半径加工0.5~2mm，

进给速度：

满足加工质量要求时尽可能大。

粗车0.3~8mm/r，精车0.1~0.3mm/r,切断0.05~0.2

主轴转速：

据被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等允许的切削速度来确定。

光轴速度n=1000vc/πD；

螺纹：

n<

1200/p-k,p导程，k保险系数，一般取80

3．3数控车床指令系统

FANUC-ATYPE指令系统

一、准备功能：

G代码

准备功能：

1．00组非模态，其余组模态

2．不同组G代码可在同一段使用，但同组代码在同一段中出现几个只有最后面的一个有效

3．打星的为机床开机后的缺省代码

4．

加工坐标系设置G50

编程格式G50X～Z～

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。

在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图所示

例：

按图设置加工坐标的程序段如下：

G50X128.7Z375.1

二、辅助功能：

M功能（常用11个）

M00：

程序暂停，可用NC启动命令（CYCLESTART）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

子程序M98PXXXXXXXXM99

调用次数程序号

三、F功能

F功能指令用于控制切削进给量。

在程序中，有两种使用方法。

（1）每转进给量

编程格式G99F~

F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。

G99F0.2表示进给量为0.2mm/r。

（2）每分钟进给量

编程格式G98F~

F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min。

G98F100表示进给量为100mm/min。

每转进给G99FXX（mm/r）

每分钟进给G98F**（mm/min）

四、S功能

S功能指令用于控制主轴转速。

编程格式S～

恒转速G97S1000（r/min）

恒线速度G96S180（m/min）

限制最高转速G50S3500（r/min）

S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。

（1）最高转速限制

编程格式G50S～

S后面的数字表示的是最高转速：

r/min。

G50S3000表示最高转速限制为3000r/min。

（2）恒线速控制

编程格式G96S～

S后面的数字表示的是恒定的线速度：

m/min。

G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。

（3）恒线速取消

编程格式G97S～

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。

G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。

五T功能

T功能指令用于选择加工所用刀具。

编程格式T～

T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。

T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。

T0300表示取消刀具补偿

T1122：

11刀号22刀补号

作业1：

3.3常用指令

（2学时）关于指令要知道指令格式与走刀轨迹

（G00，G01，G02，G03，G04—2学时）

一、快速定位指令G00

格式G00x（u）z（w）

以机床默认速度快速运动到目标点轨迹可是直线或折线

二、直线插补g01

格式：

G01x（u）z（w）f

以给定的进给速度沿直线移动到目标点，轨迹一定为直线

三、圆弧插补

（顺，凹）G02x（u）z（w）R或G02x（u）z（w）IK

（逆，凸）G03x（u）z（w）R或G03x（u）z（w）R

1．顺、逆判断顺着Y轴负向看XZ面内圆弧的加工轨迹，顺时针为顺，逆时针为逆

2．半径编程R为圆弧的半径，总为正

3．圆心坐标编程，I,K为起点与原心连线形成的矢量在对应坐标轴的分量，有正负

四、刀具暂停G04

G04X（U）小数（秒s）整数（毫秒ms）

G04p后面只能是整数（毫秒ms）

例暂停1秒G04X（U）1.或G04X（U）（P）1000

五、G01自动倒角（不常用）

1、自动倒C角（45度角）

Z向X倒角G01ZIZ向X正向倒角I为正，反则为负,Z为B点Z坐标

X向Z倒角G01XKX向Z正向倒角K为正，反则为负

2、自动倒1/4圆角

Z向X倒角G01ZRZ向X正向倒角R为正，反则为负

X向Z倒角G01XRX向Z正向倒角R为正，反则为负

简单实例

作业2：

上机一：

用基本指令编制零件的精加工程序并仿真加工（2学时）

六、车螺纹（2学时）

普通三角螺纹的基本牙型如图2所示，各基本尺寸的名称如下：

图2普通三角螺纹基本牙型

D—内螺纹大径（公称直径）；

d—外螺纹大径（公称直径）；

D2—内螺纹中径；

d2—外螺纹中径；

D1—内螺纹小径；

d1—外螺纹小径；

P—螺距；

H—原始三角形高度。

格式:

G32X（u）Z（w）F螺纹导程

螺纹的形状及加工的特殊性

dD

δ1φ

　　　　　　　　δ2

　　　　　　　　bLB

1.要有必要的进刀升速段和退刀减速段

2.进刀方式：

直进法，切削力较大，排屑困难，两切削刃磨损均匀。

用于小螺距螺纹及精加工。

常用于G32编程

斜进法：

单侧刃加工，刀刃磨损不均匀，刀具负载小，排屑容易，用于粗加工和大螺距加工，用于G76螺纹循环编程。

直进法斜进法

理论齿高H=0.866P，实际齿高h=0.6459P,需分几次加工，保证不乱牙，加工螺纹过程中，主轴转速及进给速度要保持不变。

理论公式：

（d外螺纹，D内螺纹）

螺纹大径：

d大=d公称=D大

螺纹小径：

d小=D小=d公称-0.5413*2*螺距

螺纹中径：

d中=D中=d公称-0.6495*螺距

实际加工时计算：

要求计算三方面的内容

径向切深=大径-小径。

大径=公称直径-（0.1-0.14）*螺距。

小径~=公称直径-1.3*螺距

轴向距离=升速段+螺纹长+减速段。

升速段=np/400,使进给速度由0变到指定的螺距值。

减速段=np/1800

上机二:

螺纹切削加工（2学时）

七、常用循环指令（2学时）

（一）单循环指令：

循环路径为一个封闭框。

（01组—2学时）

1.轴向车削：

G90X（U）Z（W）F.

2.轴向车削螺纹G92

3.径向车削循环g94

格式：

G90x（u）z（w）R（轴向车削循环）

G94（径向车削循环）

G92（螺纹轴向车削循环）

车锥有两种走刀方法，斜走刀，每一刀的背吃刀量在走刀过程中不同，刀具磨损不均匀，但计算简单，平行走刀，走刀过程中切削量相同，刀具磨损均匀，但需计算每次的终刀距位置。

G90循环车锥，采用平行走刀，用于锥面较长，但锥度不大的斜面。

车锥G90XZR（第2点与第三点的半径差）为计算方便，循环起点的Z坐标是关键值，一般取z=L/n，则，R=R’+R’/n，一般取n=10，正锥时R为负，倒锥时为正。

多次循环只需更改x的值即可，一般x的值逆着给出，先确定最后一次循环的x值，然后据各次背吃刀量，依次给出，最后给出循环起点的x＞X3

循环轨迹为矩形或梯形，目标点为轨迹第三点（对角点），G90,G92中R为第二点与第三点的半径之差，R有正负，正锥为负倒锥为正，循环起点的Z坐标决定R的大小。

锥长能被起点Z坐标除尽，则R是有限小数，否则R有误差。

G94中R为第二点与第三点的Z坐标之差，R有正负，正锥为负倒锥为正，循环起点的X坐标决定R的大小。

锥半径能被起点X坐标除尽，则R是有限小数，否则R有误差。

循环起点△h=H/n

（二）、复合循环（00组）（2学时）

1.轴向粗车循环G71

G71U_△dR△e

G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（△f）S（△s）T（t）

N（ns）

…S（s）F（f）

N（nf）

ΔwZ

ΔwA'

Δu/2

ΔwΔd

eΔd

BACΔu/2

最后一次粗车循环轨迹XΔwE

图示说明：

指令中各项的意义：

△d:

：

每次切削的背吃到量，用半径值表示，一定为正值。

△e：

每次切削结束的退刀量，

△s精车开始程序段的顺序号，

△f精车结束程序段的顺序号

△u：

x向的精车余量，直径值，有正负，外轮廓为正，内孔轮廓为负

△w：

z向的精车余量

△f：

粗车时的进给量

△s：

粗车时的主轴转速

t：

粗车时所用刀具

s：

精车主轴转速

f：

精车进给量

注意：

由循环起点c到A只能用G00或G01，且不可有Z方向移动指令。

即N（ns）段中Z坐标不可变；

车削的路径必须是单调增大或减小，即不可有内凹的轮廓外形。

若粗车与精车用不同的刀，则在N（nf）程序段后加退刀和换刀程序段，换好刀后，刀具要运动到循环起点C，再执行精车循环G70

2．径向粗车循环G72

G72W_△dR△e

G72P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（△f）S（△s）T（t）

BΔu/2

A'

ACΔu/2

ΔdΔw

径向粗车循环指令中的各项含义同G71中一样，使用方式如同G71。

注意起点的X坐标不可有移动。

3．仿形粗车循环G73

G73U（△i）W_△kRd

G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（△f）S（△s）T（t）

指令中各项的含义：

△i：

X轴方向退刀距离和方向，半径值，X正方向退刀时为正，反之为负

△k：

Z轴方向退刀距离和方向，半径值，Z正方向退刀时为正，反之为负

d粗切削次数

上机四：

（2学时）

4.螺纹车削多次循环（手工编程很少用）

G76P（mra）Q（△dmin）R（d）

G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（△d）F（l）

m：

精车次数，必须用两位数表示

r螺纹末尾倒角量，r是倒角系数，必须用两位数表示，00`99，实际倒角距离=r*0.1*导程,即0.1个导程为1个单位量，r即单位量的数目

a刀具角度，用两位数表示，有00，29，30，55，60等几种

△dmin最小切削深度，只能用整数表示，单位微米um，例最小切深0.02mm，写为Q20

d金车余量，半径值

X（U），Z（W）螺纹终点坐标，X为小径，Z为螺纹的长度

i：

车锥螺纹时，锥面终点到起点向量在x轴向的分量

△d第一刀的切削深度，以半径值表示

L螺纹的螺距

思考题：

多头螺纹如何加工？

5.精车循环G70P（ns）Q（nf）

使用复合循环时注意，

（1）同一程序段内，P、Q所指定的顺序号码必须是唯一的，不可重复使用，

（2）P至Q所指定顺序号中的程序段中，不能使用G00，G01，G02，G03以外的G功能，不能使用T功能M98和M99

上机三：

八、调用子程序M98P×

×

P后最多跟8位数字，前四位表示调用次数，后四位表示子程序号。

4位数字以下，则数字只表示子程序号，该子程序调用一次。

子程序应用举例

φ30φ20Z

621026210

40

50X

图示：

毛坯直径φ32mm×

75，加工时T01为外圆车刀，T03为切槽刀，刃宽为2mm。

主程序子程序

O0005O0015

N0010T0101N0010G00W-12

N0020G97S900M03N0020G01U-12F20

N0030G00X35Z0M08N0030G04P1

N0040G98G01X0F30N0040G00U12

N0050G00X32Z2N0050W-8

N0060G01X30F100N0060G01U-12F20

N0070G01Z-53F50N0070G04P1

N0080G00X60Z80T0303N0080G00U12

N0090G00X32Z0N0090M99

N0100M98P20015

N0110G00W-12

N0120G01X0F20

N0130G00X60

N0140Z80

N0150M30

综合编程实例（2学时）

复习：

一、数控装置功能（FANUC-0T）

（一）G功能：

机床建立起某种加工方式的指令

00组非模态。

其他组模态

01组插补，02组主轴功能，03组绝对相对坐标05组进给，06组（公、英制），07组（半径补偿）

（二）M功能：

指定主轴的旋转方向、启、停，冷却、刀具工件的夹紧或松开、刀具的更换M00,M01,M02,M30,M03,M04,M05,M08,M09,M97,M98,M99

（三）S功能

恒线速度个G96

限制最高转速G50

恒转速G97

（四）F

每分钟进给G98F60.一般铸铁，钢几十，铝可达到200左右

每转进给G99F0.2粗加工0.15～0.8，精加工小于0.2

（五）T

（六）坐标值

绝对X,Z

相对U,W

二、常用G指令

（一）G00

（二）G01

（三）G02,G03

（2）

（四）G32

（2）

（五）G41G42G40

（2）

（六）G04,G27,G28,G29

三、循环指令

（一）单循环G90G94G92

（2）

（二）复合循环G71

（2）

G72

（2）

G73（3）

四、子程序

M98,M99,

（2）