数控车削加工.ppt

第一节数控车削概述与普通车床相比，数控车床比较适合车削具有以下要求和特点的回转体零件：1精度要求高的零件2表面粗糙度值小的零件3表面轮廓形状复杂的零件4带特殊螺纹的零件,二、数控车削加工的主要内容,根据数控车床的工艺特点，数控车削加工主要有以下加工内容。1车削外圆2车削内孔3车削端面4车削螺纹,车削外圆车削外圆是最常见、最基本的车削方法，工件外圆一般由圆柱面、圆锥面、圆弧面及回转槽等基本件组成。锥面的车削，可以分别视为内圆、外圆的一种特殊形式。锥面可分为内锥面和外锥面，在普通车床上加工锥面的方法有小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刀法等，而在数控车床上车削圆锥，则完全和车削其他外圆一样，不必像普通车床那么麻烦。在车削圆弧面时，则更能显示数控车床的优越性。,车削内孔车削内孔是指用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面，是常用的车削加工方法之一。在车削盲孔和台阶孔时，车刀要先纵向进给，当车到孔的根部时再横向进给，从外向中心进给车端面或台阶端面，,车削端面车削端面包括台阶端面的车削，偏刀车削端面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，而且大、小端面均可车削；使用90左偏刀从外向工件中心进给车削端面，适用于加工尺寸较小的端面；使用90左偏刀从工件中心向外进给车削端面，适用于加工工件中心带孔的端面；使用右偏刀车削端面，刀头强度较高，适宜车削较大端面，尤其是铸锻件的大端面。,车削螺纹车削螺纹是数控车床的特点之一。在普通车床上一般只能加工少量的等螺距螺纹，而在数控车床上，只要通过调整螺纹加工程序，指出螺纹终点坐标值及螺纹导程，即可车削各种不同螺距的圆柱螺纹、锥螺纹或端面螺纹等。螺纹的车削可以通过单刀切削的方式进行，也可进行循环切削。,第二节数控车削工艺制订,数控车削加工工艺是以普通车削加工工艺为基础，结合数控车床的特点，综合运用多方面的知识解决数控车削加工过程中面临的工艺问题，主要内容有：分析零件图纸，确定工序和工件在数控车床上的装夹方式，确定各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择,一、数控车削加工工艺分析,编制加工程序前，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细地考虑零件图的工艺分析，确定工件在数控车床上的装夹，刀具、夹具和切削用量的选择等。制定车削加工工艺之前，必须首先对被加工零件的图样进行分析，它主要包括以下内容。,1.结构工艺性分析2构成零件轮廓的几何要素3尺寸公差要求4形状和位置公差要求5表面粗糙度要求7加工数量6材料要求,1.结构工艺性分析,零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成型。在数控车床上加工零件时，应根据数控车削的特点，认真审视零件结构的合理性。例如图4-5（a）所示零件,图4-5结构工艺性示例,2构成零件轮廓的几何要素,由于设计等各种原因，在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭等缺陷，从而增加编程的难度，有时甚至无法编写程序，如图4-6所示。,3尺寸公差要求,在确定控制零件尺寸精度的加工工艺时，必须分析零件图样上的公差要求，从而正确选择刀具及确定切削用量等。在尺寸公差要求的分析过程中，还可以同时进行一些编程尺寸的简单换算，如中值尺寸及尺寸链的解算等。在数控编程时，常常对零件要求的尺寸取其最大和最小极限尺寸的平均值(即“中值”)作为编程的尺寸依据。,4形状和位置公差要求,图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要要求。在工艺准备过程中，除了按其要求确定零件的定位基准和检测基准，并满足其设计基准的规定外，还可以根据机床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效地控制其形状和位置误差,三爪自定心卡盘装夹,两顶尖之间装夹,双三爪定心卡盘装夹,卡盘和顶尖装夹,常用装夹方式,通用夹具装夹,二、车削加工工件装夹,2四爪单动卡盘,四爪单动卡盘（如图4-8）所示，它的四个对分布卡爪是各自独立运动的，因此工件装夹时必须调整工件夹持部位在主轴上的位置，使工件加工面的回转中心与车床主轴的四面转中心重合,图四爪单动卡盘a)四爪单动卡盘b)四爪单动卡盘装夹工件1-卡爪2-螺杆3-木板,软爪软爪是一促具有切削性能的夹爪。当成批加工某一工件时，为了提高三爪自定心卡盘的定心精度，可以采用软爪结构。即用黄铜或软钢焊在三个卡爪上，然后根据工件形状和直径把三个软爪的夹持部分直接在车床上车出来（定心误差只有0.01-0.02mm），即软爪是在使用前配合被加工工件特别制造的（如图4-11所示），如加工成圆弧面、圆锥面或螺纹等形式，可获得理想的夹持精度。,图4-11加工软爪,5花盘、弯板当在非回转体零件上加工圆柱面时，由于车削效率较高，经常用花盘、弯板进行工件装夹。,找正法：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系Z轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合,装夹方法,数控车削工件的装夹,也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。,薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。,薄壁零件的装夹,三、数控车床切削用量的选择,1背吃刀量的确定在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，当零件的精度要求较高时，应考虑适当留出精车余量，其所留精车余量一般为0.10.5mm。,2主轴转速的确定（1）光车时的主轴转速切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定。需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。4-1为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，选用时可参考选择。,（1）光车时的主轴转速,（2）车螺纹时的主轴转速,切削螺纹时，数控车床的主轴转速将受到螺纹螺距(或导程)的大小、驱动电动机的升降频率特性、螺纹插补运算速度等多种因素的影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的生轴转速选择范围。例如，大多数经济型数控车床的数控系统，推荐切削螺纹时的主轴转速为：,3进给量（或进给速度）的确定,3进给量（或进给速度）的确定（1）单向进给量计算单向进给量包括纵向进给量和横向进给量，进给量的数值可按式1-2计算。粗车时一般取0.30.8mm/r,精车时常取0.10.3mm/r,切断时常取0.050.2mm/r。表4-2是硬质合金车刀粗车外圆或端面的进给量参考值，表4-3是按表面粗糙度选择进给量的参考值，供参考选用。,（2）合成进给速度的计算合成进给速度是指刀具作合成运动（斜线及圆弧插补等）时的进给速度，例如加工斜线及圆弧等轮廓零件时，刀具的进给速度由纵、横两个坐标轴同时运动的速度合成获得，即,第二节数控车削工艺制订,四、数控车刀的选择选择数控车削刀具通常要考虑数控车床的加工能力、工序内容及工件材料等因素。与普通车削相比，数控车削对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。,1常用车刀类型,焊接式车刀焊接式车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，形成一个整体。机械夹固式可转位车刀机械夹固式可转位车刀是已经实现机械加工标准化、系列化的车刀，,1、数控车刀与加工表面,车床刀具,2、车削刀具及其主要特点,3车刀的类型及选择数控车削常用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧车刀和成型车刀。尖形车刀尖形车刀的刀尖（同时也为其刀位点）由直线形的主、副切削刃构成，切削刃为一直线形。如90内、外圆车刀，端面车刀，切断(槽)车刀等。圆弧形车刀圆弧形车刀的切削刃是一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧，该圆弧上每一点都是圆弧形车刀的刀尖，其刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上成形车刀,4、机械夹固式可转位车刀机械夹固式可转位车刀是已经实现机械加工标准化、系列化的车刀，数控车床常用的机夹可转位车刀结构主要由刀杆l、刀片2、刀垫3及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃。为减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。,选择刀片材质常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金，陶瓷、立方氮化硼和金钢石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。,刀片形状的选择刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。刀片是机夹可转位车刀的重要组成元件，刀片大致可分为三大类17种。,可转位车刀的选用（1）刀片的紧固方式（2）刀片外形的选择（3）刀杆头部形式的选择（4）刀片后角的选择（5）左右手柄的选择（6）刀尖圆弧半径的选择（7）断屑槽形的选择,5车削工具系统为了提高效率，减少换刀辅助时间，数控车削刀具已经向标准化、系列化、模块化方向发展，目前数控车床的刀具系统常用的有两类。一类是刀块式，结构是用凸键定位、螺钉夹紧。该结构定位可靠，夹紧牢固、刚性好，但换装刀具费时，不能自动夹紧。另一类结构是圆柱柄上铣有齿条的结构，该结构可实现自动夹紧，换装比较快捷，刚性较刀块式差。,刀块式车刀系统圆柱齿条式车刀系统,五、车削加工顺序的确定如图4-17(a)所示手柄零件，批量生产，加工时用一台数控车床，该零件加工所用坯料为mm的棒料。加工顺序如下：,第一道工序：如图（b）所示，将一批工件全部车出，工序内容有：先车出mm和mm两圆柱面及20圆锥面(粗车掉R42mm圆弧的部分余量)，换刀后按总长要求留下加工余量切断。,第二道工序（调头）：按图4-17（c）所示，用mm外圆及mm端面装夹工件，工序内容有：先车削包络mm球面的30圆锥面，然后对全部圆弧表面进行半精车（留少量的精车余量），最后换精车刀，将全部圆弧表面一刀精车成型。,在分析了零件图样和确定了工序、装夹方式后，接下来即要确定零件的加工顺序。制定零件车削加工顺序一般遵循下列原则：1先粗后精按照粗车半精车精车的顺序，逐步提高加工精度。,1先粗后精按照粗车半精车精车的顺序，逐步提高加工精度。,2先近后远这量所说的远和近是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，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。而且对于车削而言，先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。,3内外交叉对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面（外表面或内表面）加工完毕后，再加工其它表面（内表面或外表面）。,确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；方便数值计算，减少编程工作量；尽量减少程序段数,走刀路线的确定,车圆锥的加工路线分析,数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，车圆锥的加工路线如图所示。按图a中的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：,D-d2,L,D-d2,S,-,ap,D-d2,L（,D-d2,S,-,ap,此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。,车圆锥的加工路线分析,按图b的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。,按图c的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。,走刀路线的确定,车圆弧的加工路线分析,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后，对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图b加工时，空行程时间较长。,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。,车圆弧的加工路线分析,螺球柱,端面加工、外轮廓粗加工,外轮廓粗、精加工,4车螺纹时的加工路线分析,在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的转速保持严格的速比例关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。为此要有升速进刀段和降速进刀段，如图示4-26所示，一般为25，一般为12。这样在切削螺纹时，能保证在升速后使刀肯接触工件，刀具离开工件后再降速。,5车槽加工路线分析对于宽度、深度值相对不大，且精度要求不高的槽，可采用与槽等宽的刀具，直接切入一次成型的方法加工，如图4-27所示。刀具切入到槽底后可利用延时指令使刀具短暂停留，以修整槽底圆度，退出过程中可采用工进速度。,对于宽度值不大，但深度较大的深槽零件，为了避免切槽过程中由于排屑不畅，使刀具前部压力过大出现扎刀和折断刀具的现象，应采用分次进刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止进刀并退回一段距离，达到排屑和断屑的目的，,宽槽的切削。通常把大于一个切刀宽度的槽称为宽槽，宽槽的宽度、深度的精度及表面质量要求相对较高。在切削宽槽时常采用排刀的方式进行粗切，然后是用精切槽刀沿槽的一侧切至槽底，精加工槽底至槽的另一侧，再沿侧面退出，切削方式如图形4-29所示。,7空行程进给路线合理安排“回零”路线合理安排退刀路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点问的距离尽量减短，或者为零，以满足进给路线为最短的要求。另外，在选择返回参考点指令时，在不发生加工干涉现象的前提下，宜尽量采用x、z坐标轴同时返回参考点指令，该指令的返回路线将是最短的。,图4-30(a)为采用矩形循环方式粗车的一般情况。考虑到精车等加工过程中换刀的方便，故将对刀点A设置在离坯件较远的位置处，同时将起刀点与对刀点重合在一起，按三刀粗车的进给路线安排如下：巧用起刀点和换刀点第一刀为ABCDA；第二刀为AEFGA；第三刀为AHIJA。,一、单一循环指令二、粗车复合循环程序三、刀具补偿四、子程序调用,数控车床编程,一、单一循环指令1圆柱面或圆锥面切削循环G90适用于外圆柱（圆锥）表面切削圆柱面内（外）切削循环指令格式：G90X（U）_Z（W）_F_X、Z圆柱面切削终点的绝对坐标值U、W圆柱面切削终点的相对于循环起点的相对坐标值,圆锥面内（外）切削循环指令格式：G90X（U）_Z（W）_R_F_X、Z圆柱面切削终点的绝对坐标值U、W圆柱面切削终点的相对于循环起点的相对坐标值R圆锥面切削的起点相对于终点的半径差，具体计算方法为起点半径尺寸减去终点半径尺寸。对外径车削，锥度右小时R取负值，反之为正。对内孔车削，锥度左小右大时取正值，反之为负。,外圆车削循环,R=（2463）/2=19.5,2G94端面车削循环格式：G94X.Z.K.F.算法：G94XxbZzbK(zbzc)Ff或G94U(xbxa)W(zbza)K(zbzc)FfK=0时,端面车削循环,不同K值时的情形,在使用G90、G94时已经使程序简化了一些，但碰到既有圆柱又圆锥表面、曲线回转体表面时编程也有点复杂。复合固定循环功能指令，能使这种编程进一步简化，使用这些复合固定循环时，只需对零件的轮廓定义后，就可以完成从粗加工互精加工的全过程,二、粗车复合循环程序1毛坯内（外）径粗车复合循环指令G71（1）格式：G71U（d）R（e）G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F（f）S(s)T(t)其中：d每次X向循环的切削深度（半径值，无正负号）e每次X向退刀量（半径值，无正负号）ns精加工轮廓程序段中的开始程序段号nf精加工轮廓程序段中的结束程序段号uX方向精加工余量（直径值）wZ方向精加工余量F、s、tF、S、T指令,复合循环指令,外圆车削复合循环,复合循环指令,（2）其它说明在使用G71进行粗加工时，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效，而包含在nsnf程序段中的F、S、T指令对粗车循环无效。G71指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，否则不能进行加工ns、nf的程序段必须为G00/G01指令，即从A互A的动作必须是直线或点定位运动且程序段中不应编有Z向移动指令。在顺序号为ns到顺序号为nf的程序段中不能调用子程序。在进行外形加工时u取正，内孔加工时u取负值，从右向左加工u取正值，从左向右加工u取负值。当用恒表面切削速度控制时，nsnf的程序段中指定的G96、G97无效，应在G71程序段以前指定。循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和避免空进给。,G50X100Z50T0100M03S600G00X50Z2G71U2R1G71P10Q20U0.8W0.4F80N10G00X4.G01X10Z-1F70W-19G02.N20G00X46,G71U（d）R（e）G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F（f）S(s)T(t),2G72端面粗车复合循环（1）概述端面粗车复合循环指令G72与G71类似，不同的是G72首先Z向进刀d，X向切削后按e值45度方向退刀，如此循环直至粗加工余量切除。（2）格式：G72U（d）R（e）G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F（f）S(s)T(t)其中：d-每次Z方向循环的切削深度（无正负号）e每次Z向切削退刀量ns精加工轮廓程序段中的开始程序段号nf精加工轮廓程序段中的结束程序段号uX方向精加工余量（直径量）wZ方向精加工余量F、s、tF、S、T指令,端面车削复合循环,（3）其它说明在使用G72进行粗加工时，只有含在G72程序段中的F、S、T功能才有效，而包含在nsnf程序段中的F、S、T指令对粗车循环无效。G72切削循环下，切削进给方向平行于X轴，U(u)和W(w)的符号为正表示沿轴的正方向移动，负表示沿轴负方向移动。G72指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，否则不能进行加工ns的程序段必须为G00/G01指令，即从A到A的动作必须是直线或点定位运动且程序段中不应编有X向移动指令在顺序号为ns到顺序号为nf的程序段中，不能调用子程序。当用恒表面切削速度控制时，nsnf的程序段中指定的G96、G97无效，应在G71程序段以前指定。循环起点的选择应在接近工件处以缩短刀具行程和避免空进给。G71、G72指令适合于型材棒料的粗车加工，将工件切削至精加工之前的尺寸，粗加工后可使用G70指令完成精加工。,N10G54N20T0101N25S400M03N30G00X160Z2,Z,X,N40G72U3R0.1N50G72P60Q110U2W0.5F100N60G00X160Z60N70G01X120Z70F80N80Z80N90X80Z90N100Z110N110X36Z132N120G00X200Z100N125T0100N130M30,3G73环状粗车复合循环固定形状粗车循环指令G73是一种封闭切削循环，适用于对铸、锻造毛坯切削。（1）格式：G73U（i）W(k)R（d）G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F（f）S(s)T(t)其中：iX轴向的总退刀量（半径值、正值）kZ轴向的总退刀量及方向d粗车循环加工次数ns精加工轮廓程序段中的开始程序段号nf精加工轮廓程序段中的结束程序段号uX方向精加工余量（直径量）wZ方向精加工余量F、s、tF、S、T指令,G73车削复合循环,回退量：X向：i=u/2+*X/d(d-1)Z向：k=w+2*w/d,G73U（i）W(k)R（d）G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F（f）S(s)T(t),（2）说明所谓固定形状粗车循环是指按照一定的形状逐渐接近工件的最终形状，切削循环次数按铸、锻造毛坯各表面最大加工余量计算。各符号含义与G71、G72基本相同。,4精车复合循环指令G70格式：G70P(ns)Q(nf)说明：ns精加工轮廓程序段中的开始程序段号nf精加工轮廓程序段中的结束程序段号精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效,上机编程实例,复合车削循环图例,1粗车外圆复合循环方式(AA1A2A)O0009G50X0Z0;G00X40.0Z5.0M03S400;G71U（2）R（1）G71P(100)Q(200)U(0.8)W(0.5)F（80）;N100G00X18.0;G01X18.0Z15.0F30;X22.0Z25.0;X22.0Z31.0;,G02X32.0Z36.0R5.0;G01X32.0Z40.0;N200G01X36.0Z50.0;G00X40.0Z5.0;M30;,2粗车端面复合循环方式(AA2B1A1A)O0010G50X0Z0;G00X40.0Z5.0;G72U（2）R（1）G72P(100)Q(200)U(0.8)W(0.5)F（80）N100G00Z60.0;G01X32.0Z40.0F30;X32.0Z36.0;G03X22.0Z31.0R5.0;G01X22.0Z25.0;G01X18.0Z15.0;N200G01X18.0Z1.0;G00X40.0Z5.0;M30;,3环状复合循环方式(AA1BA)余量X6、Z6O0011G50X0Z0;G00X40.0Z5.0;G73U（4.8）W(4.5)R（3）G73P(100)Q200)U(0.8)W(0.5)F（80）N100G00X18.0Z0.0;G01X18.0Z15.0F30;X22.0Z25.0;X22.0Z31.0;G02X32.0Z36.0R5.0;G01X32.0Z40.0;N200G01X36.0Z50.0;G00X40.0Z5.0;M30;,G71、G72、G73为粗车固定循环，完整程序需要配合精车循环G70。粗、精车之间一般需要换刀，两把刀具形状不可能完全一样。解决方法，刀具补偿功能。,三、刀具补偿1、刀具几何形状与磨损补偿刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的。刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的。这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中，然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。,刀具补偿,刀具的几何补偿和磨损补偿,（1）刀补指令用T代码表示常用T代码格式为：Txxxx，Txx00，若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，刀补只有磨损补偿。按基准刀尖编程的情况下，若还没有磨损补偿时，则只有几何位置补偿，X=Xj、Z=Zj；批量加工过程中出现刀具磨损后，则：X=Xj+Xm、Z=Zj+Zm；而当以刀架中心作参照点编程时，每把刀具的几何补偿便是其刀尖相对于刀架中心的偏置量。因而，第一把车刀：X=X1、Z=Z1；第二把车刀：X=X2、Z=Z3。,（2）刀补实现数控系统对刀具的补偿或取消刀补都是通过拖板的移动来实现的。对带自动换刀的车床而言，执行T指令时，将先让刀架转位，按前2位数字指定的刀具号选择好刀具后，再按后2位数字对应的刀补地址中刀具位置补偿值的大小来调整刀架拖板位置，实施刀具几何位置补偿和磨损补偿。不允许将T代码指令写在坐标系设定指令G50X.Z.的后部。当一个程序行中，同时含有刀补指令和刀具移动指令时，是先执行T代码指令，后执行刀具移动指令。,换刀时的自动调整,2、刀尖半径补偿虽然采用尖角车刀对加工及编程都很方便，但由于刀头越尖就越容易磨损，并且当刀具太尖而进给速度又较大时，可明显地感觉出一般的轮廓车削将产生车螺纹的效果，即使减小进给速度，也会影响到加工表面的粗糙度。为此，精车时常将车刀刀尖磨成圆弧过渡刃。采用这样的车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的尖角肯定是无法车出的，并且在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差。,如图所示，有刀尖存在时，对刀尖按轮廓线A编程加工，即可以得到想要的轮廓A，不需要考虑刀补；而用圆弧头车刀时，若还按假想刀尖编程加工而又不考虑刀补，则实际切削得到的轮廓将是线B，只有考虑刀补(人工考虑刀补量进行编程时，如果以刀尖圆弧中心为刀位点时按图示补偿后圆弧中心轨迹线计算；如果以假想刀尖为刀位点时按轨迹线C计算)编程加工后，,方可保证切削得到要求的轮廓线A。当然也可以还是按照轨迹A编程，再在程序中适当位置加上刀补代码，让机床自动进行刀补。刀补方式及其轨迹比较见表。,（1）刀补方式及其轨迹比较,（2）刀尖半径补偿，使用G40、G41、G42指令。当系统执行到含T代码的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号(其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小)，此时并不会开始实施刀尖半径补偿。只有在程序中遇到G41、G42、G40指令时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。G41刀尖半径左补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的左边。G42刀尖半径右补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的右边，如图2-41所示。G40取消刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。,（3）刀位点与刀尖方位刀位点（假想的刀尖点、刀尖圆弧中心点）即是刀具上用于作为编程相对基准的参照点。当执行没有刀补的程序时，刀位点正好走在编程轨迹上；而有刀补时，刀位点将可能行走在偏离于编程轨迹的位置上。,刀位点与刀尖方位,虽然说只要采用刀径补偿，就可加工出准确的轨迹尺寸形状，但若使用了不合适的刀具，如左偏刀换成右偏刀，那么采用同样的刀补算法还能保证加工准确吗？肯定不行。为此，就引出了刀尖方位的概念。如果以刀尖圆弧中心作为刀位点进行编程，则应选用0或9作为刀尖方位号，其他号都是以假想刀尖编程时采用的。只有在刀具数据库内按刀具实际放置情况设置相应的刀尖方位代码，才能保证对它进行正确的刀补；否则，将会出现不合要求的过切和少切现象。,（4）刀径补偿的引入由没有设定刀径补偿的运动轨迹到首次执行含G41、G42的程序段，即是刀尖半径补偿的引入过程。编程时书写格式为：.G40；先取消以前可能加载的刀径补偿(如果以前未用过G41或G42，则可以不写这一行)G41(G42)G01(G00).Dxx；在要引入刀补的含坐标移动的程序行前加上G41或G42.,刀补的加载和卸载,（5）刀径补偿的取消(卸载)执行过刀径补偿G41或G42的指令后，刀补将持续对每一编程轨迹有效；若要取消刀补，则需要在某一编程轨迹的程序行前加上G40指令，或单独将G40作一行书写。注意：(1)刀径补偿的引入和卸载不应在G02、G03圆弧轨迹程序行上实施。(2)刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。(3)当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。(4)G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。,（6）编程应用示例,刀补编程图例,轮廓精车，考虑刀径补偿。其程序编写如下：O0017T0101；刀补数据库启动G92X100.0Z10.0；S600M03;G90G00X50.0Z5.0；G42G01X30.0Z0.0D01；刀补引入G01Z30.0；刀补实施中X50.0Z45.0；,G02X65.0Z55.0R12.0；G01X80.0；刀补实施中G40G00X100.0取消刀补Z10.0；返回T0100；关闭刀具数据库M05M02;,3、刀具参数的设置输入,1参考点操作G28、G29.参考点控制格式：G28X.Z.T0000;经指令中间点再自动返回参考点(见图2-46)G29X.Z.;从参考点经中间点返回指令点算法：G90G28XxbZzbT0000；或G91G28X(xbxa)Z(zbza)T0000；G90G29XxcZzc；或G91G29X(xcxb)Z(zczb)；,执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。,(1)使用G28指令前，要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。(2)使用G28指令时，必须预先取消刀补量(用T0000)；否则会发生不正确的动作。(3)G28、G29指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。(4)G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。G29指令一般在G28后出现。其应用习惯通常为：在换刀程序前先执行G28指令回参考点(换刀点)，执行换刀程序后，再用G29指令往新的目标点移动。,回参考点的路线,参考点编程图例,上图程序为：绝对编程：增量(相对)编程：G90G28X70.0Z130.0;ABRG91G28X40.0Z100.0;T0202;换刀T0202;G29X30.0Z180.0;RBCG29X-80.0Z50.0;,对于没有参考点设定功能的机床，在需要换刀时，应先用G00快速移到远离工件的某一坐标处(注意不要超程)；再在M00程序指令下，用手工旋动刀架进行换刀(旋动前应松动刀架锁紧手柄，转位后则应锁紧手柄)；然后，按“循环启动”或F10功能键继续运行下一段带刀补功能T代码的程序实施刀补。,刀具补偿,如果所用的车床不具备刀补功能，则应在为手工换刀准备的M00程序段后，紧接着写上一段建立新的工件坐标系的G92(或G50)X_Z_程序指令。X、Z后跟的值应按前后两把刀具的偏置来计算，只要保证由新的刀尖位置建立的新的坐标原点与换刀前的坐标原点重合即可。这样，换刀前后的程序都可在同一坐标系中编写，基本不受换刀的影响。,2编程调试实例例图所示零件需要三把车刀，分别用于粗、精车，切槽和车螺纹。刀具装夹布置如图，将其刀偏数据输入刀库中，对应程序编写如下：(有参考点功能时，可用括号中程序行代替带下划线的程序行。),O0018G92X0Z0;G90G00X40.0Z5.0M03;T0101;G71U1R2P100Q200X0.2Z0.2F50;N100G00X18.0Z5.0;G01X18.0Z15.0F30;X22.0Z25.0;X22.0Z31.0;G02X32.0Z36.0R5.0;G01X32.0Z40.0;N200G01X36.0Z50.0;G00X70.0Z100.0T0100;(/G28X40.0Z5.0T0000;)M05M00;T0202;,G00X20.0Z15.0M03;(G29X20.0Z15.0M03;)G01X15.0F20;G04X2.0;G00X20.0;G00X70.0Z100.0T0200;(/G28X40.0Z5.0T0000;)M05M00;T0303;G00X20.0Z5.0M03;,1子程序调用数控车床程序的编写也可采用主、子程序的形式。CNC系统按主程序指令运行，但在主程序中遇见调用子程序的指令时，将开始按子程序的指令运行；在子程序中遇见调用结束指令时，自动返回并将控制权重新交给主程序。对程序中有一些顺序固定或反复出现的加工图形，可将其写成子程序，然后由主程序来调用，这样可以大大简化整个程序的编写。如图2-50所示的工件，因工件较薄，在一次装夹中可车三只，这时可只编第一只工件的镗内孔，车内螺纹，车端面和切断等加工的程序作为子程序，整个车削过程为主程序。编程时，只需调用三次子程序，改变编程零点即可车削三只工件。,子程序调用图例,机床控制软件中，子程序调用指令为M98，格式为：M98PxxxxLxxx;。其中，P后跟子程序号，L后可跟子程序调用次数(默认为1)。,主、子程序调用关系示意图,在程序编写时，HCNC1T系统要求子程序和主程序必须写在同一个文件中，都是以字母“O”开头，以“Oxxxx”单独作为一程序行书写，子程序中还可以再调用其他子程序，即可多重嵌套调用。一个子程序应以“M99;”作程序结束行，可被主程序多次调用，一次调用时最多可重复999次调用一个子程序。需要注意的是，在MDI方式下使用子程序调用指令是无效的。,2程序的单段、跳段和空运行所谓单段运行，即是每次只运行一段程序，但它和MDI运行是不同的。MDI运行是临时从键盘输入一段程序，然后立即执行，一次可执行一段程序；而单段运行则是对由多个程序段组成的已预先编写好的整个程序采用逐步运行的方法，一次读入一个程序段的内容，按“循环启动”键执行，执行完后即处于等待状态，直到再按“循环启动”后，才又读入下一段程序并运行。它也是一次只运行一段程序。从整个运行结果看，单段运行和自动连续运行并没有什么不同，由于连续运行时程序的执行往往并不一定要等到前一段完全结束才开始运行下一段，这样，图纸上的尖角通常都实际加工成了圆弧过渡的效果；,要想得到尖角，应该如前面提到的需增加G04的暂停指令。而采用单段运行方式就可很好地保证尖角的形成，如果程序中没有使用G04，而又希望得到尖角，可通过监控在需要的时候按下单段运行的开关至灯亮有效，不需要时可再按下单段运行开关至灯熄。采用单段方式，还可根据需要暂停加工来进行中间加工结果的检测。和“进给保持”开关键功能相比，单段运行则可确保在某段程序运行完成后才暂停，因此，不会像“进给保持”那样往往在加工中途的工件表面留下刀具接痕。此外，还有很重要的一点就是采用单段方式可以很方便地观察到每一段程序的运行效果，因而既有助于更好地理解程序，也有助于检查出程序运行的错误所在。,程序的跳段运行主要是用于个别不大确定的程序段中，这些程序段指令在有时候需要运行，有时候却又不需要运行。(比如说，有些程序段是试车时或首次运行时需要用到，调试运行通过后就不再需要的。)跳段运行的处理是：在可能需要跳段运行的个别程序段前，加上一个“/”符号，程序执行时，数控系统在读到带“/”符号的程序段时，先去检测判断“跳段开关”是否接通有效：若有效，则跳过这一程序段而去执行下一段程序指令；若未接通，将无视这一符号，照常运行这段程序。因此，不需要运行时，可在运行到该程序段之前先按下跳段开关至灯亮为有效状态；需要运行这些程序段时，应在运行前先按下跳段开关至灯灭，为断开无效状态。,空运行检查是正式加工前必须进行的操作之一。当程序编写完成以后，可先进行空运行检查，检查程序中有无语法错误；检查行走轨迹是否符合要求，有无超程的可能；还可以检验工艺顺序是否安排得合理等等。空运行时，系统将忽略程序中的进给速度指令的限制，直接以机床各轴能移动的最快速度移动，因此，应在未安装毛坯的情况下进行。如果已经装夹好了工件和刀具后，要检查程序，则需要先按下“机械锁住”按钮再进行。,端面钻孔复合循环,3切槽和钻孔的处理,G74端面钻孔复合循环格式：G74X.Z.I(i)K(k)F.D(d)如图(a)所示，e为退刀量，由参数设定；i为X轴方向的移动量(无正负之分)；k为