第六章 数控车床的编程与操作.doc

第六章 数控车床的编程与操作 数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的数控机床，大约占数控机床总数的25%。本章以FANUC0TD的MJ50CNC数控车床为例介绍数控车床的编程与操作。6.1 数控车床加工的基本知识6.1.1数控车床的分类1、按主轴的布置形式分类：（1）卧式数控车床：机床主轴轴线处于水平位置数控车床。（2）立式数控车床：机床主轴轴线处于垂直位置数控车床。2、按数控系统控制的轴数分类：（1）两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架，可实现X、Z两坐标轴联动控制。（2）四轴控制数控车床：机床上只有两个回转刀架，可实现X、Z和U、W四坐标轴联动控制。（3）多轴控制数控车床：机床除了控制X、Z两坐标轴外，还可以控制其他坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。对于车削加工中心或柔性制造单元，都具有多轴控制功能。6.1.2数控车床的加工特点1、适应性强，用于单件、小批生产的零件的加工 在普通车床上加工不同的零件，一般需要调整车床和附件，以使车床适应加工零件的要求。而数控车床加工不同形状的零件时只要重新编制或修改加工程序就可以迅速达到加工要求，大大缩短了生产准备时间。 2、加工精度高，加工出的零件互换性好数控加工的尺寸精度通常在0.0050.1mm之间，不受零件复杂程度的影响。加工中消除了操作者的人为误差，提高了同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定，降低了废品率。 3、具有较高的生产率和较低的加工成本 机床的生产率主要是指加工一个零件所需要的时间。其中包括机动时间和辅助时间。数控车床的主轴转速和进给速度变化范围大，并可无级调速，加工时可选用最佳切削速度和进给速度，可实现恒转速和恒线速，以使切削参数最优，这就大大的提高生产率，降低了加工成本。6.1.3数控车床的主要用途 数控车床主要用于加工精度要求高、表面粗糙度值要求小，零件形状复杂，单件、小批生产的轴套类、盘类等回转表面的加工；还可以钻孔、扩孔、镗孔以及切槽加工；还可以在内、外圆柱面上，内、外圆锥面上加工各种螺距的螺纹。6.1.4数控系统简介 数控系统是数控机床的核心。不同数控机床可能配置不同的数控系统。不同的数控系统，其指令代码也有差别。因此，编成时应根据所使用的数控系统指令代码及格式进行编程。 目前FANUC（日本）、SIEMENS（德国）、FAGOR（西班牙）、HEIDENHAIN（德国）等公司的数控系统及产品，在数控机床行业占据主导地位，我国数控产品以华中数控、航天数控为代表，也已成为高性能数控系统产业化。本章以FANUC数控系统为主来介绍数控车削编程。6.2 数控车削编程的基本知识6.2.1数控车床的坐标系、工件坐标系、机床参考点 1、数控车床的坐标系 数控车床的坐标系如图6.1所示，其中：(a)为刀架前置的数控车床的坐标系，(b)为刀架后置的数控车床的坐标系，(a)为刀架前置的数控车床的坐标系 (b)为刀架后置的数控车床的坐标系 图6.1 数控车床的坐标系数控车床的坐标系：主轴方向为Z轴方向，且刀具远离工件为正（远离卡盘的方向）；垂直主轴方向的方向为X轴的方向，且刀具远离工件为正（刀架前置X轴的方向朝前，刀架后置X轴的方向朝后）；数控机床坐标系原点也称机械原点，是一个固定点，其位置由制造厂家来确定。数控车床坐标系原点一般位于卡盘端面与主轴轴线的交点上（个别数控车床坐标系原点位于正的极限点上）。2、工件坐标系：是编程人员根据零件图形状特点和尺寸标注的情况，为了方便计算出编程的坐标值而建立的坐标系。工件坐标系的坐标轴方向必须与机床坐标系的坐标轴方向彼此平行，方向一致。数控车削零件的坐标系原点一般位于零件右端面或左端面与轴线的交点上。如图6.2所示。 (a)图刀架前置的工件的坐标系 (b)图刀架后置的工件的坐标系 图6.2 工件坐标系3、机床参考点：是由机床限位行程开关和基准脉冲来确定的，它与机床坐标系原点有着准确的位置关系。数控车床的参考点一般位于行程的正的极限点上。如图6.3所示。通常机床通过返回参考点的操作来找到机械原点。所以，开机后，加工前首先要进行返回参考点的操作。 (a)图刀架前置的机床参考点 (b)图刀架后置的机床参考点 图6.3机床参考点6.2.2数控车床的编程特点1、既可以采用直径编程也可以采用半径编程，其结果由车床数控系统的内部参数或G指令来决定。所谓直径编程，就是X坐标采用直径值编程；半径编程，就是X坐标采用半径值编程。一般情况都直径值编程，这是因为回转体零件图纸的径向尺寸标注和加工时的测量都是直径值，也便于编程计算。2、FANUC数控系统的数控车床，是用地址符来指令坐标输入形式的，既可以采用绝对坐标编程也可以采用增量坐标编程，还可以采用混合编程。X、Z表示绝对坐标，U、W表示增量坐标，X（U）、W（Z）表示混合坐标。有些数控系统（如华中数控系统）的数控车床是用G代码来指令坐标输入形式的（G90：绝对坐标，G91：增量坐标），在同一程序段内不能采用混合坐标编程。3、具有固定循环加工功能：由于车削的毛坯多为棒料、锻件或铸件，加工余量较大，需要多次走刀加工，而固定循环加工功能可以自动完成多次走刀，因而使程序得到了大大的简化。但不同的数控系统固定循环加工功能的指令及格式可能不同。FANUC数控系统的数控车床固定循环加工功能的指令为G90、G94、G92、G70、G71、G72、G73等。4、圆弧顺逆的判断：圆弧的顺逆应从垂直圆弧所在平面的坐标轴正向观察判断，顺时针走向的圆弧为顺圆弧，逆时针走向的圆弧为逆圆弧，所以，数控车床，刀架在前和刀架在后的圆弧插补指令如图6.4所示。(a)图刀架前置 (b)图刀架后置 图6.4圆弧顺逆的判断6.2.3数控车削的常用编程指令FANUC数控车床系统为例1、通用编程指令 在第一章第二节中讲的G00、G01、G02、G03等通用G、M功能指令，在数控车削编程中仍适用，含义和格式完全相同，在这里就不再重复阐述。除此之外，还有下列常用编程指令。2、工件坐标系的设定指令G50（1）含义：G50建立工件坐标系，确定对刀点。通常用在第一个程序段（2）编程格式：G50 X Z 其中：X、Z为对刀点的坐标值。如图6.5所示。图6.5 工件坐标系的设定3、机床自动返回参考点指令G28、G29（1）含义：G28机床自动返回参考点。即刀架从当前点快速到达中间点，然后从中间点快速到达参考点。 G29从参考点返回到目标点。即刀架从参考点快速到达中间点，然后从中间点快速到达目标点。（2）编程格式：G28 X（U） Z（W） G29 X（U） Z（W） 其中：G28中的X（U）、Z（W）为中间点的坐标，G29中的X（U）、Z（W）为目标点的坐标。如图6.6所示。图6.64、暂停功能指令 G04（1）含义：G04指令使前段指令的进给速度减小到零后，使刀具进给运动暂停一指定时间；暂停时间结束后立即执行G04后面的程序段。该指令常用于车槽工序，当车槽到位后，不要马上退出，让主轴再转一两转后再退刀，使槽底平整。（2）编程格式：G04 X（P） ；其中：X或P为暂停时间，X为秒，取值范围为09999.999，P为毫秒，取值范围为09999，不能有小数点。如：G04 X2.0 表示暂停2秒。5、F功能F功能表示进给速度：（1）在G95状态下，F表示每转进给（mm/r） 例 G95 F0.2 表示进给量0.2mm/r（2）在G94状态下，F表示每分进给（mm/min） 例 G94 F100 表示进给量100mm/min6、S功能S功能表示主轴转速（1）G50：限制主轴最高转速指令 编程格式：G50 S 例：G50 S3000 表示主轴最高转速为3000r/min（2）G96：恒线速控制指令 编程格式：G96 S 例：G96 S100 表示切削线速度为100m/min 在加工阶梯轴时，使用恒线速控制指令，可以保证各阶梯表面上的切削线速度一样，从而保证各阶梯表面上的表面粗糙度的一致性。主轴的转速的变化（工阶梯轴的直径增大，主轴的转速变慢），是由数控系统自动控制的。（3）G97：取消恒线速控制指令（恒转速控制指令） 编程格式：G97 S 例：G96 S1800 表示主轴转速为1800r/min 主轴转速与线速度的关系式为：n=1000v/(d) 式中：n：主轴转速（r/min） V：切削线速度（m/min） d：工件上切削点的直径（mm）例1：在卧式数控车床加工图6.7所示的轴类零件，试利用常用编程指令编写其精加工程序。图6.7若对刀点坐标P（100，100），A点坐标A（0，3）。走刀路线为：PAO 123456789P其程序单位：O1234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X0 Z3.0 M08；N40 G01 Z0 F200；N50 G03 X40.0 Z-20.0 R20.0；N60 G01 Z-40.0；N70 X50.0；N80 Z-70.0；N90 X70.0 W-25.0；N100 W-15.0；N110 G02 X70.0 W-30.0 R70.0；N120 G01 X70.0 Z-150.0；N130 X75.0 M09；N140 G00 X100.0；N150 Z100.0；N160 M05；N170 M30；6.3 数控车削的刀具补偿指令 数控车削的刀具补偿指令包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿，在程序中分别用T指令和G41、G42、G40指令来设定。 6.3.1刀具位置补偿指令 数控车削采用多把刀具加工时，各把刀具在X和Z方向上的尺寸可能不同，选择其中一把刀具为基准刀，其它刀具与基准刀具在X和Z方向上的尺寸差值X和Y，称为刀具位置偏差，如图6.8所示。在加工时采用刀具位置补偿来弥补刀具位置偏差。刀具位置补偿指令由刀具功能字T来指令。T后跟四位数，其中前两位为刀具号，后两位为刀具位置补偿号，用于选择刀具和设定刀具位置补偿。一般规定后两位刀具位置补偿号为0，表示撤消刀具位置补偿。所以，编程格式为： Txxxx 建立刀具位置补偿Txx00 撤消刀具位置补偿图6.8 另外，刀具在加工过程中也会有不同程度的磨损，为了减少加工误差，也应进行位置补偿。刀具在加工过程中除了X、Z方向有不同程度的磨损外，刀尖也会磨损，可能出现小圆弧，必要时应考虑刀尖圆弧半径补偿。 6.3.2刀尖圆弧半径补偿 1、刀尖圆弧半径补偿的目的数控车床的编程和对刀操作通常是以理想刀尖为基准的，为了提高刀具寿命和降低表面粗糙度，实际加工中的车刀刀尖不是理想的尖锐，总是有个小圆弧；刀尖的磨损还会改变小圆弧半径。刀尖圆弧半径补偿的目的就是解决刀尖圆弧可能引起的加工误差。图6.9所示，是一带圆弧的刀尖及方位。编程和对刀使用的是理想刀尖点P，由于刀尖圆弧的存在，实际切削点是刀尖圆弧和加工表面的相切点。车端面时，刀尖圆弧的实际切削点与理想刀尖点P的Z坐标值相同；车内、外圆柱面时，实际切削点与理想刀尖点P的X坐标值相同。因此，车端面和内、外圆柱面时不需要对刀尖圆弧半径进行补偿。图6.9当加工轨迹与坐标轴不平行时（斜线或圆弧）时，则实际切削点与理想刀尖点之间在X、Z轴方向都存在位置偏差，如图6.10所示。以理想刀尖点P编程进给轨迹为实线P1P8，刀尖圆弧的实际切削轨迹为图中虚线所示，有少切和过切现象，造成加工误差。刀尖圆弧半径越大，加工误差就越大。图6.102、刀尖圆弧半径补偿的基本原理 当编制零件加工程序时，不需要计算刀尖圆心的运动轨迹，使用刀尖圆弧半径补偿指令（刀具半径补偿指令），只按零件轮廓编程， 并在操作面板上手工输入刀尖圆弧半径值和刀具方位号，数控系统便能自动计算出刀尖圆弧圆心的轨迹，并按刀尖圆弧圆心的轨迹运动，即执行刀具半径补偿后，道具自动偏离工件轮廓一个刀尖圆弧半径值，从而加工出所要求的工件轮廓，如图6.11所示。图6.113、刀尖圆弧半径补偿的方法（1）刀尖圆弧半径补偿的参数：不仅刀尖圆弧半径值对加工精度有影响，刀尖圆弧的位置对加工精度也有影响，所以，刀尖圆弧半径补偿的参数有两个：一个是刀尖圆弧半径值R的大小，另一个是刀尖圆弧位置的刀尖方位号T，如图6.12所示，共有九种，图中A为理想的刀尖点，S为刀尖圆弧中心点，09分别为不同刀尖圆弧位置的刀尖方位号，0和9表示理想刀尖点A与圆弧中心点S重合，也可以理解为不进行刀尖圆弧半径补偿。在加工之前，利用操作面板，通过手动操作，将刀尖圆弧半径R值和刀尖方位号T值，填写到刀补表中即可。图6.12 （2）典型车刀的形状、位置和刀尖方位号之间的关系，见表6-1所示表6.1 典型车刀的形状、位置和刀具方位号之间的关系（3）刀尖圆弧半径补偿指令G41、G42、G40 含义：G41建立刀尖圆弧半径左补偿 G42建立刀尖圆弧半径右补偿 G40撤消刀尖圆弧半径补偿编程格式：G41（G42）G01（G00） X Z F G40 G01(G00) X Z F 其中：G41或G42中的X、Z为建立刀尖圆弧半径补偿段的终点坐标，G40中的X、Z为撤消刀尖圆弧半径补偿段的终点坐标。图6.13所示分别为刀架在前和刀架在后两种情况G41和G42用法。图6.13例1：在卧式数控车床加工图6.14所示的轴类零件，试利用常用编程指令编写其精加工及切断程序。（要求考虑刀具补偿）图6.14若对刀点坐标P（100，100），A点坐标A（0，3）。T01走刀路线为：PAO123456789P ，T02走刀路线为：P7切断7P其程序单：O2234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0 T0101；N20 M03 S1000；N30 G00 X0 Z3.0 M08；N40 G42 G01 Z0 F200；N50 G03 X40.0 Z-20.0 R20.0；N60 G01 Z-40.0；N70 X50.0；N80 Z-70.0；N90 X70.0 W-25.0；N100 Z-150.0；N110 X80.0；N120 G40 G00 X100.0 Z-100.0 T0100；N130 S300 T0202；N140 G00 X100.0Z100.0N150 X80.0；N160 G01 X1.0 S30；N140 G00 X100.0 M09；N150 Z100.0；N160 M05；N170 M30；6.4 数控车削简化编程指令 车削零件的毛坯大多为圆柱棒料或铸造、锻造毛坯，余量较大，如果使用常用编程指令编写粗、精加工程序，会使程序特别长。利用简化编程指令可以大大缩短程序，提高编程效率，对于手工编程，掌握简化编程指令非常重要。本章简化编程指令主要讲：1、子程序 2、倒角、倒圆编程指令 3、单一循环编程指令 4、复合循环编程指令 5、螺纹加工编程指令。6.4.1利用子程序编程其编程指令及格式与数控铣削的子程序编程编成方法相同。即：指令含义：M98主程序调用子程序 M99子程序结束并返回主程序编程格式：M98 P L M99其中，调用地址P后跟4位数为子程序号，调用地址L后为调用次数，调用次数为1时，可以省略，允许重复调用次数为999次。编程举例：例1、在卧式数控车床上加工图6.15所示的手柄零件，试利用子程序编写其从粗加工到精加工的程序。毛坯为直径55毫米的圆钢棒料。图6.151、坐标系如图所示，对刀点P（100，100），子程序开始点A（55，5），经计算可知A(17.143,-4.849)、B（25.163，-79.699）、C（23.111，-128.779）、D（40，-140）。2、确定切削参数：主轴转速S1000r/min，进给速度F200mm/min，背吃刀量ap5mm(直径值)。3、编写程序单：（采用直径编程）O3234；（主程序）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X55.0 Z5.0 M08；N40 M98 P2222 L11；N50 G00 X100.0 Z100.0；N60 M05；N70M30；O2222；（子程序）N10 G01 U-5 F200 M08；N20 Z0；N30 G03 U17.143 Z-4.849 R20.0；N40 G02 U8.020 Z-79.669 R80.0；N50 G03 U-2.052 Z-128.779 R50.0；N60 G02 U16.889 Z-140.0；N70 G01 Z160.0；N80 U10.0；N90 Z-170.0；N100 U5 M09；N110 G00 Z5.0；N120 U-55.0；N130 M99；6.4.2倒角及倒圆角指令G01倒角和倒圆角是零件上常见的情况，FANUC的数控车削系统提供了在两相邻轨迹的G01程序段之间自动差补倒角或倒圆角的控制功能。如图6.16所示。使用倒角和倒圆角指令，可以省略计算交点和切点的坐标值，给编成带来了方便，达到简化编程的目的。图6.161、倒角指令编程格式：G01 X（U） Z（W） C ；其中X（U）、Z（W）的值是相邻直线AD和DE的假想交点D在工件坐标系中的坐标值，如图5-16（a）所示，X、Z为绝对坐标值，U、W为增量坐标值。C值是D点相对于倒角起点B的距离。2、倒圆角指令编程格式：G01 X（U） Z（W） R ；其中X（U）、Z（W）的值是相邻直线AD和DE的假想交点D在工件坐标系中的坐标值，如图6.16（b）所示，X、Z为绝对坐标值，U、W为增量坐标值。R值是倒圆角的圆弧半径值。编程举例：例2、在卧式数控车床上加工图6-17所示的轴类零件。试利用倒角及倒圆角指令编写其精加工程序。图6.17其程序单为：O4234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X0 Z3.0 M08；N40 G42 G01 Z0 F200；N50 G01 X30.0 C3.0；N60 G01 X30.0 Z-20.0 R20；N70 G01 X45.0 Z32.0；N80 G01X70.0 Z-60.0 C10；N90 G01X90.0 W-32.0；N100 G01X90.0Z-120.0 R8；N110 G01X115.0 M09；N120 G40 G00 X100.0 Z100.0；N130 M05；N140 M30；6.4.3单一循环指令单一固定循环指令可以把一系列连续加工动作，如“切入切削退刀返回”，用一个循环指令完成，从而简化编程。（图中R表示G00快速走刀，F表示G01进给速度走刀）1、圆柱面和圆锥面切削单一循环指令G90（用于轴类零件）（1）圆柱面单一固定循环切削指令格式：G90 X（U） Z(W) F ;其中：X、Z表示切削段的终点绝对坐标值；U、W表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；F表示进给速度。如图6.18所示。图6.18编程举例：例3、在卧式数控车床上加工图6.19所示的轴类零件。试利用圆柱面切削单一循环指令编写其粗、精加工程序。图6.19其程序单为：O5234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X65.0 Z5.0 M08；N40 G90 X55.0 Z-80.0 F200；N50 X50.0；N60 X45.0；N70 X40.0；N80 G00 X100.0 Z100.0 M09；N90 M05；N100 M30；（2）圆锥面切削单一循环指令格式：G90 X（U） Z(W) I F ;其中：X、Z表示切削段的终点绝对坐标值；U、W表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；I表示切削段起点相对终点的X方向上的半径之差（通常为负值）即：直径编程：I=（X起点-X终点）/2 半径编程：I=X起点-X终点F表示进给速度。如图6.20所示。图6.20编程举例：例4、在卧式数控车床上加工图6.21所示的轴类零件。试利用圆锥面切削单一循环指令编写其粗、精加工程序。图6.21其程序单为：O6234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X80.0 Z10.0 M08；N40 G90 X75.0 Z-100.0 I-11.0 F200；N50 X70.0；N60 X65.0；N70 X60.0；N80 G00 X100.0 Z100.0 M09；N90 M05；N100 M30；2、端面切削单一固定循环指令G94（用于盘类零件）（1）平端面切削单一固定循环指令格式：G94 X（U） Z(W) F ;其中：X、Z表示切削段的终点绝对坐标值；U、W表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；F表示进给速度。如图6.22(a)所示。图6.22编程举例：例5、在卧式数控车床上加工图6.22(b)所示的盘类零件。试利用端面切削单一循环指令编写其粗、精加工程序。其程序单为：O7234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X85.0 Z5.0 M08；N40 G94 X30.0 Z-5.0 F200；N50 Z-10.0；N60 Z-15.0；N70 Z-20.0；N80 G00 X100.0 Z100.0 M09；N90 M05；N100 M30；（2）锥端面切削单一循环指令格式：G94 X（U） Z(W) K F ;其中：X、Z表示切削段的终点绝对坐标值；U、W表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；K表示切削段起点相对终点的Z方向坐标值之差（通常为负值）即： K=Z起点-Z终点 F表示进给速度。如图6.23(a)所示。图6.23编程举例：例6、在卧式数控车床上加工图6.23(b)所示的盘类零件。试利用端面切削单一循环指令编写其粗、精加工程序。其程序单为：O8234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X85.0 Z5.0 M08；N40 G94 X20.0 Z0 K-10.803 F200；N50 Z-5.0；N60 Z-10.0；N70 G00 X100.0 Z100.0 M09；N70 M05；N90 M30；6. 4.5复合固定循环指令 G70、G71、G72、G73、G74、G75前面讲的子程序和单一循环加工指令，虽然能够简化编程，但是加工时空行程较多，不利于提高加工生产率。利用复合固定循环指令，只需要对零件的轮廓定义之后，即可完成从粗加工到精加工的全过程，不但使编程得到简化，而且加工时空行程少，加工生产率也可以提高。 1、内、外圆粗车复合固定循环指令G71 内、外圆粗车复合固定循环指令，适用于内、外圆柱面需要多次走刀才能完成的轴套类零件的粗加工，毛坯为圆柱棒料。如图6.24所示。编程格式：G71 P(ns) Q(nf) U (u) W(w) D(d) F S T ; Nns Nnf图6.24其中：ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号； u：表示径向（X轴方向）给精加工留的余量； w：表示轴向（Z轴方向）给精加工留的余量； d：表示每次的吃刀深度（半径值）； F：表示粗加工时的进给速度； S：表示粗加工时的主轴转速； T: 表示粗加工时使用的刀具号；说明：（1）当上述指令用于工件内轮廓加工时，就自动成为内径粗车固定循环指令，此时u应为负值。 （2）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功能即使被指定，对粗车循环也无效。可以进行刀具补偿。 （3）该指令适用于随Z坐标的单调增加或减小，X坐标也单调变化的情况。 （4）图中的e是回刀时的径向退刀量，该值由数控系统参数来设定。编程举例：例7、在卧式数控车床上加工图6.25所示的轴类零件。若u=0.5mm， w=0.2mm， d=3mm。坐标系、对刀点、循环起点如图所示。试利用内、外圆粗车复合固定循环指令G71编写其粗加工程序。图6.25其程序单为：O9234；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X75.0 Z5.0 M08；N40 G71 P50 Q140 U0.5 W0.2 D3.0 F300；N50 G00 X20.0 Z5.0；N60 G01 Z-30.0 F200；N70 X30.0 W-50.0；N80 Z-100.0；N90 X40.0 W-10.0；N100 Z-157.0；N110 G02 X56.0 W-8.0 R8.0；N120 G01 X70.0；N130 W-15.0；N140 X75.0；N150 G00 X100.0 Z100.0 M09；N160 M05；N170 M30；2、端面粗车复合固定循环指令G72 端面粗车复合固定循环指令，适用于径向尺寸较大而轴向尺寸较小的盘类零件的粗加工，毛坯为圆柱棒料。如图6.26所示。编程格式：G72 P(ns) Q(nf) U (u) W(w) D(d) F S T ; Nns Nnf图6.26其中：ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号； u：表示径向（X轴方向）给精加工留的余量； w：表示轴向（Z轴方向）给精加工留的余量； d：表示每次的吃刀深度（半径值）； F：表示粗加工时的进给速度； S：表示粗加工时的主轴转速； T: 表示粗加工时使用的刀具号；说明：（1）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功能即使被指定，对粗车循环也无效。可以进行刀具补偿。 （2）该指令适用于随Z坐标的单调增加或减小，X坐标也单调变化的情况。 （3）图中的e是回刀时的径向退刀量，该值由数控系统参数来设定。编程举例：例8、在卧式数控车床上加工图6.27所示的盘类零件。若u=0.5mm， w=0.2mm， d=3mm。坐标系、对刀点、循环起点如图所示。试利用端面粗车复合固定循环指令G72编写其粗加工程序。图6.27其程序单为：O4534；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X100.0 Z5.0 M08；N40 G72 P50 Q120 U0.5 W0.2 D3.0 F300；N50 G00 X100.0 Z-60.0；N60 G01 Z-55.0 F200；N70 X70.0；N80 X50.0 Z-35.0；N90 W15.0；N100 X30；N110 X20.0 W10.0；N120 Z5.0；N130 G00 X100.0 Z100.0 M09；N140 M05；N150 M30；3、封闭（或固定形状）粗车复合固定循环指令G73封闭粗车复合固定循环指令，适用于铸件、锻件毛坯粗加工，如图6.28所示。编程格式：G73 P(ns) Q(nf) I(i) K(k) U (u) W(w) D(d) F S T ; Nns Nnf图6.28其中：ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号； u：表示径向（X轴方向）给精加工留的余量； w：表示轴向（Z轴方向）给精加工留的余量； d：表示粗车循环次数； i：粗车时，径向（X方向）需要切除的总余量； k：粗车时，轴向（Z方向）需要切除的总余量； F：表示粗加工时的进给速度； S：表示粗加工时的主轴转速； T: 表示粗加工时使用的刀具号；说明：所谓封闭（或固定形状）粗车复合固定循环就是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状。所以，它适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本形似的粗车加工。因此，这种加工方式对于铸造或锻造毛坯的粗车是一种效率很高的方法。编程举例：例9、在卧式数控车床上加工图6.29所示的轴类零件。若u=0.5mm， w=0.5mm， d=3次， I=15mm, k=15mm。坐标系、对刀点、循环起点如图所示。试利用封闭（或固定形状）粗车复合固定循环G73编写其粗加工程序。图6.29其程序单为：O4534；（采用直径编程）N10 G50 X200.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X180.0 Z15.0 M08；N40 G73 P50 Q110 I14.5 K14.5 U0.5 W0.2 D3.0 F300；N50 G00 X30.0 Z3.0；N60 G01 Z-40.0 F200；N70 X50.0 W-15；N80 Z-70.0；N90 G02 X80.0W-30.0 R30.0；N100 X100.0；N110 X120.0 Z-120.0；N120 G00 X100.0 Z100.0 M09；N130 M05；N140 M30；4、精车复合固定循环指令G70编程格式：G70 P(ns) Q(nf)其中：ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号；说明：（1）G70指令不能单独使用，只能配合G71、G72、G73指令使用完成精加工固定循环，即：当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70来指定精车固定循环，切除粗加工留下的余量。 （2）在这里G71、G72、G73程序段中的F、S、T的指令都无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效。当nsnf程序段中不指令F、S、T时，粗车循环中的F、S、T才有效。编程举例：例10在卧式数控车床上加工图6.25所示的轴类零件。若u=0.5mm， w=0.2mm， d=3mm。坐标系、对刀点、循环起点如图所示。试利用G71、G70指令编写其从粗加工到精加工的程序。 说明：在图6.25粗车固定复合循环的例子中，只需要在N140程序段后再加上一个G70 P50 Q140的程序段就可以完成从粗加工到精加工的全过程。即：程序单为：O4434；（采用直径编程）N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S1000；N30 G00 X75.0 Z5.0 M08；N40 G71 P50 Q140 U0.5 W0.2 D3.0 F300；N50 G00 X20.0 Z5.0；N60 G01 Z-30.0 F200；N70 X30.0 W-50.0；N80 Z-100.0；N90 X40.0 W-10.0；N100 Z-157.0；N110 G02 X56.0 W-8.0 R8.0；N120 G01 X70.0；N130 W-15.0；N140 X75.0；N150 G70 P50 Q140；N150 G00 X100.0 Z100.0 M09；N160 M05；N170 M30；5、深孔钻固定循环指令G74 编程格式：G74 Z（W） Q（K） F ； 其中：W：钻削深度； K：每次钻削行程长度； F：进给速度； 说明：（1）该指令是采用往复排屑式钻孔（啄钻），用于较深的孔的加工。 （2）每次的退刀量R值，由数控系统的内部参数来设定。 编程举例：例11如图6.30所示的深孔，试用深孔钻固定循环G74指令编写其程序。图6.30程序单为：O4321；N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S300；N30 G00 X0 Z5.0 M08；N40 G74 Z-100.0 Q10.0 F30；N50 G00 Z100.0 M09；N60 X100.0；N70 M05；N80 M30；6、外径切槽固定循环指令G75 编程格式：G75 X（U） P（i） F ； 其中：U：切槽深度； i：每次循环的切削量； F：进给速度； 说明：（1）该指令是采用进退式切槽，用于较深的槽或切断的加工。 （2）每次的退刀量e值，由数控系统的内部参数来设定。编程举例：例12如图6.31所示的轴，试用外径切槽固定循G75指令编写其切断程序。图6.31程序单为：O4622；N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S400；N30 G00 X55.0 Z-120.0 M08；N40 G75 X-1.0 P5.0 F40；N50 G00 X100.0 M09；N60 Z100.0；N70 M05；N80 M30；6.5 螺纹加工编程指令 在数控车床可以加工圆柱面螺纹、圆锥面螺纹以及端面螺纹，尤其是普通车床不能加工的特殊螺距的螺纹、变螺距的螺纹在数控车床上也能加工。本节主要将单段车螺纹加工指令、单一循环车螺纹指令、复合循环车螺纹指令。车螺纹时应注意以下两个问题：1、车螺纹时一定要有切入段1和切出段2。如图6.32所示： 在数控车床上加工螺纹时沿螺距方向进给速度与主轴转速之间有严格的匹配关系（即主轴转一转，刀具移动一个导程），为避免在进给机构加速和减速过程中加工螺纹产生螺距误差，因此加工螺纹时一定要有切入段1和切出段2。另外，留有切入段1，可以避免刀具与工件相碰；留有切出段2，可以避免螺纹加工不完整。切入段1和切出段2的大小与进给系统的动态特性和螺纹精度有关。一般1=25mm，2=1.53mm。图6.32 2、螺纹加工一般需要多次走刀，各次的切削深度应按递减规律分配。如图6.33所示：图6.33 由图6.33不难分析出，如果各次的切削深度不按递减规律分配，就会使切削面积逐渐增大，而使切削力逐渐增大，从而影响加工精度。所以，各次的切削深度应按递减规律分配。常用普通公制螺纹及英制螺纹加工走刀次数与分层切削深度参见表6-2。表6-2 常用普通公制螺纹及英制螺纹加工走刀次数与分层切削深度表普 通 公 制 螺 纹螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙型高度0.6490.9771.2991.6241.9492.2732.598走刀次数及分层切削深度1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2英 制 螺 纹牙/in2418161412108牙型高度0.6780.9041.0161.1261.3551.6262.033走刀次数及分层切削深度1次0.80.80.80.80.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.40.50.60.60.64次0.110.140.30.40.40.55次0.130.210.40.56次0.160.47次0.26.5.1单段车螺纹加工指令G32 G32是单行程螺纹切削指令，它既可以加工圆柱面螺纹，如图6.34所示；也可以加工圆锥面螺纹，如图6.35所示；还可以加工端面螺纹。图6.34 图6.35 编程格式：G32 Z（W） F ；（圆柱面螺纹） G32 X（U） F ；（端面螺纹） G32 X（U） Z（W） F ；（圆锥面螺纹） 其中：X（U）、Z(W)：为加工螺纹段的终点坐标值（X、Z为绝对坐标值，U、W为增量坐标值）； F：为加工螺纹的导程（对于单头螺纹F为螺距）； 说明：1、编程时应将切入、切出段加入到车螺纹程序段中。 2、对于加工图5-35所示的圆锥面螺纹，其斜角小于等于45度时， 螺纹导程以Z轴方向指定；其斜角大于45度小于等于90度时， 螺纹导程以X轴方向指定。 编程举例：例1：利用G32指令加工图6.36所示的M30X1.5的圆柱面螺纹。试编写其加工程序。图6.36M30X1.5的螺纹其螺距为1.5mm，由表5-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm 、d4=0.16mm； 坐标系、对刀点、切入和切出距离如图所示。其程序单位：O5678；N10 G50 X100.0 Z100.0；N20 M03 S200；N30 G00 Z3.0；N40 X29.2 M08； （d1=0.8mm）N50 G32 Z-52.0 F1.5；（第一刀车螺纹）N60 G00 X32.0；N70 Z3.0；N80 X28.4 ； （d2=0.6mm）N90 G32 Z-52.0 F1.5；（第二刀车螺纹）N100 G00 X32.0；N110 Z3.0；N120 X24.4 ； （d3=0.4mm）N130 G32 Z-52.0 F1.5；（第二刀车螺纹）N140 G00 X32.0；N150 Z3.0N160 X22.8 ； （d4=0.16mm）N170 G32 Z-52.0 F1.5；（第二刀车螺纹）N180 G00 X100.0 M09；N190 Z100.0；N200 M05；N210 M30；例2：利用G32指令加工图6.37所示的圆锥面螺纹。若螺纹的螺距为1.5mm，试编写其加工程序。图6.37螺距为1.5mm，由表5-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm 、d1=0.16mm； 坐标系、对刀点、切入