2-3车削指令.doc

二、车削指令1、主轴功能指令S_和主轴转速控制指令G96、G97、G50说明：1） S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位由G96、G97决定；2） G96 S_表示主轴恒线速度切削，S指定切削线速度，其后的数值单位为：米/每分(m/min)。常与G50 S_连用，以限制主轴的最高转速。（ G96恒线速度有效，G97取消恒线速度）；模态指令。3） G97 S_表示主轴恒转速切削，S指定主轴转速，其后的数值单位为：转/每分(r/min)；范围：09999r/min；模态指令，系统默认；4）设定恒线速度可以使工件各表面获得一致的表面粗糙度。因为线速度，半径小的角速度大，反之角速度小。所以使用G96指令主轴必须能自动变速。（如：伺服主轴、变频主轴）5） S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。如：G96 S600； (主轴以600m/min的恒线速度旋转)G50 S1200； （主轴的最高转速为1200r/min）G97 S600； （主轴以600r/min的转速旋转）2、进给功能指令F、G99、G98说明：1） F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，其后的数值表示刀具进给速度，单位由G99、G98及G32、G76、G92决定。2） G98 F_进给速度单位是每分钟进给量(mm/min)，范围115000(mm/min)；3） G99 F_进给速度单位是每转进给量(mm/r），范围0.0001500.0000(mm/r)，系统默认；4） G32/G76/G92 F_ 指定螺纹的螺距，范围0.0001500.0000(mm/r)。5） 借助于机床控制面板上的倍率按键，F可在一定范围内进行修调，当执行螺纹切削循环G76、G92及螺纹切削G32时，倍率开关失效，进给倍率固定在100%。6） F为续效指令，直到被新的 F值所取代，而工作在 G00方式下，快速定位的速度是各轴的最高速度，与所编 F无关。例：N5G98F10；(车削进给速度为10mm/min)N5G99F0.2；(车削进给速度0.2mm/r)N5G32F5；(螺纹螺距为5mm)图1 每转进给量图2 每分钟转进给量图3 螺纹切削3、刀具功能T说明：1） T代码用于选刀，其后的 4 位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。2） 执行 T 指令，转动转塔刀架，选用指定的刀具。3） 当一个程序段同时包含 T 代码与刀具移动指令时，先执行 T 代码指令，而后执行刀具移动指令。4） 刀具的补偿包括刀具偏置补偿（或形状补偿）、刀具磨损补偿及刀尖圆弧半径补偿。5） T指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。6） 取消刀补 T_007） 当刀具仅为4把时，可用两位表示刀具及刀补号。4、快速定位指令 G00格式：G00 X（U）_ Z（W）_说明：1）X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标。X向为直径编程。因为测量和图纸上的零件尺寸均以直径值表示，所以用直径值编程。为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量可取Z向的一半。2）U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量。U向为直径编程。3）G00 指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点，不能用 F-规定。快移速度可由面板上的“快速修调”修正。4）同一程序行中X、U、 Z、W可以混合编程刀具的移动方式有三种：1) 各轴以其最快的速度同时移动，通常情况下因速度和移动距离的不同先后到达目标点， 刀具移动路线为任意的。2) 各轴按设定的速度以联动的方式移动到位，刀具移动路线为一条直线。3) 各轴按输入的坐标字顺序分别快速移动到位，刀具的移动路线为阶梯形。例：命令刀具从点A快速移动到点B，编程如下：N20 G90 G00 X25 Z30；或N20 G00 U15 W20；或图 G00移动方式N20 G00 X25 W20；或N20 G00 U15 Z30；5、直线插补指令-G01 格式：G01 X_ Z_ F_；（模态）说明： 1）执行该指令时，刀具以坐标轴联动的方式，从当前位置插补加工至目标点。移动路线为一直线。2）该指令为模态指令。其它说明见G00。3) 关于倒角、倒圆角的问题详见P101。编程举例： 如图所示，命令刀具从点A直线插补至点C， 1）绝对编程 N20G01 Z-30； 刀具由点A直线插补至点B N30X60 Z-48； 刀具由点B直线插补至点C2）相对编程 N20G01 W-30； 刀具由点A直线插补至点B N30U20 W-18； 刀具由点B直线插补至点C 图2 车削圆柱5、G02顺圆插补、G03逆圆插补格式：G02/G03 X_Z_I_K_(R_)F_说明：1）G02为顺圆插补；G03为逆圆插补，用以在指定平面内按设定的进给速度沿圆弧轨迹切削。2)圆弧顺时针（或逆时针）旋转的判别方式为：利用右手定则为工作坐标系加上Y轴，沿Y轴正向往负向看去，顺时针方向用G02，反之用G03，如下图： 图2 G02/G03插补方向3)I、K分别为平行于X、Z的轴，用来表示圆心的坐标，因I、K后面的数值为圆弧起点到圆心矢量的分量（圆心坐标减去起点坐标），故始终为增量值。 4)当已知圆弧终点坐标和半径，可以选取半径编程的方式插补圆弧，R为圆弧半径，当圆心角小于180度时R为正；大于180度时R为负。 5)指令F指定刀具切削圆弧的进给速度，若F指令缺省，则默认系统设置的进给速度或前序程序段中指定的速度。F为被编程的两个轴的合成进给速度。6) G02（或G03）为续效指令。图 3 G02/G03 参数说明编程举例1： 如图所示，加工圆弧AB、BC，加工路线为CBA，采用圆心和终点（IJK）的方式编程。1)绝对编程 N10G92 X40 Z110；定义起刀点的位置 N20G03 X120 Z70 I0 K-40；加工BC N30G02 X88 Z38 I0 K-20；加工AB2) 相对编程 N10G00 X40 Z110； 相对编程 N20G03 U80 W-40 I0 K-40 F200； 加工AB N30G02 U-32 W-32 I0 K-20；加工BC 编程举例2：采用圆弧半径方式编程加工圆弧AB和BC如下： 1)绝对编程 N10G92 X40 Z110；定义起刀点的位置 N20G03 X120 Z70 R40；加工BC段 N30G02 X88 Z38 R20；加工AB段 2)相对编程 N10G91 G00 X40 Z110；相对编程 N20U80 W-40 R40 F200；加工BC段 N30G03 U-32 W-32 R20；加工AB段 提示：插补圆弧的尺寸必须在一定的公差范围之内，否则编译将不能通过，同时，系统会发出报警信息。本系统的公差值为0.01mm；终点地址X，Z若某一项为零，表示该轴无位移，可以省略；I0，K0，可以省略；整圆插补时，只能采用终点圆心方式编程。6、G40、G41、G42刀尖半径补偿取消，左偏刀具半径补偿，右偏刀具半径补偿图2 刀尖圆弧放大图刀尖圆弧补偿的引出：编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，按这个刀尖点或圆心来编程，如图1a所示的P点就是理论刀尖，图2为刀尖放大图。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.21.6之间，球头车刀可达4mm），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P或圆心与实际切削点A、B是不同的点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差，如图3所示。图1 圆头刀假想刀尖（a）（b）图3 刀尖圆弧半径的影响车刀补偿的应用：车刀刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现。T代码由字母T后面跟4位(或2位)数码组成，其中前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号，刀具补偿号实际上是刀具补偿寄器的地址号，该寄存中存放有刀具的X轴偏置和Z轴偏置量（各把刀具长度、宽度不同），刀尖圆弧半径，及假想刀尖位置序号，刀具几何补偿设定界面如图。（还有磨损补偿界面）编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输入刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。图4 刀具几何补偿画面格式：G40/G41/G42 (G00/G01)X_ Z_说明：1) 补偿方向的判断：逆着Y轴看，沿着刀具前进的方向看，刀具在工件左侧为左刀补G41，在右侧为右刀补G42；2) 在车床刀具补偿设定的画面中，包括刀具位置补偿、刀尖半径补偿、假想刀尖位置序号。即除了输入刀具位置，刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，这是因为内、外圆车刀或左、右偏刀的刀尖位置不同，假想刀尖位置序号共有10个（18，0，9），如图5所示，均看成后置刀架。3) 用圆头车刀进行车削加工时，实际切削点A和B分别决定了X向和 Z向的加工尺寸。如图3所示，车削圆柱面或端面（它们的母线与坐标轴Z或X平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线重合；车削锥面或圆弧面（它们的母线与坐标轴Z或X不平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线不重合；4) G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一程序段里，与G00、G01写在同一段里；5) 在G41、G42指令模式中，不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终点的垂直位置停止，且产生过切或欠切现象。非移动指令包括：M，S，G04、G96等等；6) 在G74G76、G90G92固定循环指令中不用刀尖半径补偿，因为是端面或轴径固定循环，所以无需要刀补；7) 在远离工件处建立、取消刀补。图5 刀补应用实例XZ204050R2C22253545例：用刀尖半径为0.8mm的车刀精加工外径。O1G00G40G97G99S500T0101M03;X20.Z2.;G41G01Z1.F0.15;Z-25.R2.;X40.C-2;Z-10;X50.W-10;W-2.;G40G00X52.Z3.;M30;图5 假想刀尖位置7、自动回参考点 G28 格式：G28 X（U）_ Z（W）_ 说明：1) G28指令首先使所有的编程轴都快速定位到中间点，然后再从中间点返回到参考点。2) X、Z： 绝对编程，中间点在工件坐标系中的坐标；3) U、W：增量编程，中间点相对于起点的位移量；4) T00（2位）或T_00(4位)指令必须写在G28指令的同一程序段或该程序段之前，即回原点之前取消刀补。8、暂停指令 G04格式：G04 U（P）_说明：1) G04 在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作；2) 在执行含 G04 的指令的程序段时，先执行暂停功能；3) G04 可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。如对不通孔做深度加工时，进到指定深度后，用G04可使刀具做非进给光整加工，然后退刀，保证孔底平整无毛刺。切沟槽时，在槽底让主轴空转几转再退刀，一般退刀槽都不须精加工，采用G04，有利于槽底光滑，提高零件整体质量。该指令除用于钻、镗孔、切槽、自动加工螺纹外，还可用于拐角轨迹控制；4) 使用P的形式输入时，不能用小数点，P的单位是毫秒(ms)；例：G99 G04 U1.0（P1000） 主轴空转1转，G99表示暂停进刀的主轴回转数；G98 G04 U1.0（P1000） 主轴空转1s，G98表示进刀暂停时间；9、外径、内径切削循环指令 G90格式: G90 X(U)_Z(W)_F_ (加工内、外圆柱面) G90 X(U)_Z(W)_I_F_（加工圆锥面）说明：1) X(U) 、Z(W)为外径、内径切削终点坐标；F为切削进给量；2) I为圆锥半径差，I=圆锥起点半径圆锥终点半径。加工圆柱如图3所示：循环起点循环终点；例子见P117例21。 为切削加工 为快速移动图3 加工圆柱G90示意图循环起点循环终点点ZXI循环起点循环终点点ZXI图4 加工圆锥G90示意图10、端面切削循环指令 G94格式: G94 X(U)_Z(W)_F_G94 X(U)_Z(W)_K_F_（加工圆锥面）说明：1) X(U)、Z(W)为端面切削终点坐标；F为切削进给量；2) K为圆锥半径差，K=圆锥起点Z坐标圆锥终点Z坐标。加工端面如图4所示：循环起点循环终点。例子见P117例21。 图6 车削锥端面G94示意图循环起点循环终点点ZX图5车削直端面G94示意图循环起点循环终点点ZX 为切削加工 为快速移动11、螺纹切削循环指令 G92格式:G92 X(U)_Z(W)_F_；圆柱螺纹G92 X(U)_Z(W)_ R_F_；圆锥螺纹说明：1) X(U)、Z(W)螺纹切削终点坐标；F为螺纹螺距；2) R为螺纹的锥度，R=圆锥起点半径圆锥终点半径；3） 在G92螺纹切削循环中，螺纹刀以直进的方式进行螺纹切削。总的螺纹切削深度（牙高）一般以常量值进行分配，螺纹刀双刃参与切削。每次的切削深度一般由编程人员在编程时给出，图7 G92直进式螺纹加工切削路线如图7、8所示。图8 G92直进式螺纹加工另：复合螺纹循环加工指令G76格式： G76 P m r a Qdmin Rd G76 X(U) Z(W) Ri Pk Qd Ff说明：1） 该螺纹切削循环的工艺性比较合理，编程效率较高，螺纹切削循环路线如图9所示。2） m表示精加工重复次数；r表示斜向退刀量单位数（0.019.9f，以0.1f为一个单位，用0099两位数字指定）；a表示刀尖角度；dmin表示最小切削深度，当切削深度dn小于dmin，则取dmin作为切削深度；X表示D点的X坐标值；U表示由A点至D点的增量坐标值；Z表示D点Z坐标值；W表示由C点至D点的增量坐标值；i表示锥螺纹的半径差；k表示螺纹高度（方向半径值）；d表示精加工余量；F表示螺纹导程；d 表示第一次粗切深（半径值）。3） 切削深度递减公式计算：；每次粗切深： 图10 斜进式加工图9 G76螺纹切削循环路线4） 在G76螺纹切削循环中，螺纹刀以斜进的方式进行螺纹切削。总的螺纹切削深度（牙高）一般以递减的方式进行分配，螺纹刀单刃参与切削。每次的切削深度由数控系统计算给出，如图10示。G92与G76的比较：G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，由于刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长。由于刀刃在加工中易磨损，因此在加工中要经常测量。图11螺纹切削循环示意图 G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式，因此，此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方便。如果需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G92、G76混用的办法，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生。例：加工图5螺纹(注:螺纹的牙深=0.6螺纹螺距（经验公式）)G00 X40.0 Z5.0；G92 X29.0 Z-42.0 F2.0；(加工螺纹第1刀)X28.2； (加工螺纹第2刀)X27.8； (加工螺纹第3刀)X27.62； (加工螺纹第4刀)G00 X150.0 Z200.0; 牙深为1.2，则底径为3021.2=27.612、外径、内径粗加工循环指令 G71格式: G71 U_R_；G71 P ns Q nf U u Ww F_ S_ T_； 说明:1) U第一行的U表示粗车时每次吃刀深度，R表示退刀量2) ns精加工程序段中的第一个程序段序号；3) nf精加工程序段中的最后一个程序段序号；4) uX轴方向精加工余量（0.20.5）；5) wZ轴方向的精加工余量(0.51)；6) d精加工每次切深，或背吃刀量（切削深度）(25)；7) F、S、T分别是进给量、主轴转速、刀具号地址符。 粗加工时G71中编程的F、S、 T有效，而精加工时处于ns到nf程序段之间的F、S、T有效。 注意：(ns的程序段必须为G00/G01指令；?)在顺序号为ns 到顺序号为nf的程序段中，不应包含子程序。图12 G71指令循环车削示意图13、端面粗车复合循环G72格式: G72 U_R_;G72 P ns Q nf U u Ww F_ S_ T_； 说明：1) G71与G72及其类似，不同之处就在于刀具路径是按径向方向循环的。2) 各参数说明见G71指令。14、精加工循环指令G70格式: G70 P ns Q nf;说明：1) G70指令在粗加工完后使用，即G70是在执行G71、G72、G73粗加工循环指令后的精加工循环，在G70指令程序段内要指令精加工程序第一个程序号和精加工最后一个程序段号。2) ns精加工形状程序段中的开始程序段号；nf精加工形状程序段中的结束程序段号；15、封闭（闭合）车削复合循环：G73 格式: G73 U(i) W(k) R(d); G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_说明：1) 该指令能对铸造、锻造等粗加工已初步形成的工件，进行高效率切削。2) i X方向总退刀量（i毛坯X向最大加工余量）； 3) k Z方向总退刀量（可与i相等）； 4）d 粗切次数（d=i/(1 2.5)）； 5）ns 精加工形状程序段中的开始程序段号； 6）nf 精加工形状程序段中的结束程序段号； 7）u X轴方向精加工余量（0.20.5）； 8）w Z轴方向的精加工余量(0.51)； 图9 封闭切削循环示例图中AB是粗加工后的轮廓，为精加工留下X方向余量u 、Z方向余量w ，A B 是精加工轨迹。（C为粗加工切入点） 例题见P139。1、编写图8轴类零件精加工程序 0100N10 G40 G97 M03 S1200 T0101; （主轴正转、1200r/min、1号刀1号补偿）N20 G00 X70 Z50; （起刀点