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数控车床编程基本知识 王博 数控编程是实现零件数控加工的关键环节 它包括从零件分析到获得数控加工程序的全部过程 一 数控车加工工艺基础 1 数控车床的基本组成及控制原理数控机床主要由机床主体 数控装置 伺服驱动装置和其它装置构成 2 机床坐标系数控车床的坐标系以径向为x轴方向 纵向为z轴方向 指向主轴箱的方向为z轴的负方向 指向尾架方向是z轴的正方向 x轴是以操作者面向的方向为x轴正方向 3 加工范围数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工 具有高精度 高效率 高柔性化等综合特点 其加工范围较普通车削广 不仅可以进行车削还可以铣削 主要可以进行以下加工 车外圆 车端面 钻孔 车内孔 切槽 切断 车型面 车螺纹 4 数控车床加工工艺安排一般遵循先粗后精 先近后远 内外交叉的原则 A 数控车削外表面及端面加工方案的确定 1 加工精度为IT7 IT8级 Ra0 8 1 6 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用普通型数控车床 按粗车 半精车 精车的方案加工 2 加工精度为IT5 IT6级 Ra0 2 0 63 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用精密型数控车床 按粗车 半精车 精车 细车的方案加工 3 加工精度高于IT5级 Ra 0 08 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用高档精密型数控车床 按粗车 半精车 精车 精密车的方案加工 B 数控车削加工内表面加工方案的确定 1 加工精度为IT8 IT9级 Ra1 6 3 2 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用普通型数控车床 按粗车 半精车 精车的方案加工 2 加工精度为IT6 IT7级 Ra0 2 0 63 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用精密型数控车床 按粗车 半精车 精车 细车的方案加工 3 加工精度为IT5级 Ra 0 2 m的除淬火钢以外的常用金属 可采用高档精密型数控车床 按粗车 半精车 精车 精密车的方案加工 5 数控车进给路线的确定确定进给路线的工作重点 主要在于确定粗加工及空行程的进给路线 因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿零件轮廓顺序进行的 首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序 所定加工路线应能保证零件轮廓表面加工后的精度和粗糙度要求 按照零件图纸要求 寻求最短加工路线 包括空行程路线和切削路线 减少行走时间以提高加工效率 要选择零件在加工时变形小的路线 简化数值计算和减少程序段 减小编程工作量 据工件的形状 刚度 加工余量和机床系统的刚度等情况 确定循环加工次数 合理设计刀具的切入与切出的方向 举例分析 常用的粗加工进给路线 二 数控车编程基础 1 数控程序的组成结构一个完整的数控加工程序由程序头 程序内容和程序结束语三部分组成 一般由遵循一定结构 句法和格式规则的若干个程序段组成的 而每个程序段是由若干个指令字组成的 或O为程序起始符 单列一行 程序名单列一行 Oxxxx 程序内容由多个程序段组成 程序段由不同的程序字组成 最后 为程序结束符 2 程序字的格式由地址符 数字组成 表示不同的含义 如下图 3 程序段的格式由一系列的的程序字组合在一起 将由数控装置执行的指令行 常见格式如下 N G X Y Z T D M S F 4 准备指令准备功能G指令由G后一或二位数值组成 它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹 机床坐标系 坐标平面 刀具补偿 坐标偏置等多种加工操作 G功能根据功能的不同分成若干组 其中00组的G功能 G04 G28 G29 G92 称非模态G功能 其余组的称模态G功能 2020 3 17 13 可编辑 5 辅助功能M代码辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成 主要用于控制零件程序的走向 以及机床各种辅助功能的开关动作 6 主轴功能S主轴功能S控制主轴转速 其后的数值表示主轴速度 单位为 转 每分钟 r min 7 进给功能FF指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度 F的单位取决于G94 每分钟进给量mm min 或G95 每转进给量mm r 8 刀具功能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 Txxxx 三 数控车程序编制基本方法 1 快速移动指令G00 模态指令 格式 G00X U Z W 说明 X Z 绝对坐标方式时的目标点坐标 U W 增量坐标方式时的目标点坐标 2 直线插补指令G01 模态指令 格式 G01X U Z W F 编程实例5 1 如图5 5所示的刀具切削路线为A B C 编程如下 G00X95Z0 G01Z 70F100 X160Z 130 或 G01W 70F100 U65W 60F100 3 圆弧插补指令G02 G03 模态指令 圆弧插补指令是使刀具在指定的平面内 按给定的进给速度从圆弧的起点沿圆弧移动到圆弧的终点 圆弧插补分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03 由于数控车床的刀架位置有两种形式 分为刀架在操作者外侧 如图b所示 和操作者一侧 如图a 所示 所以应根据刀架的位置判别圆弧插补的顺逆 圆弧插补有两种编程格式 圆弧圆心相对起点坐标 I K 的坐标值编程 圆弧半径R编程 格式 G02 G03 X U Z W I K F 或 G02 G03 X U Z W R F X Z为圆弧终点坐标 I K为圆心相对圆弧起点的增加量 R为圆弧半径 4 复合循环指令 举例 粗车循环G73可以粗车削固定的图形 有效地切削铸造成型 锻造成型或已粗车成型的工件 格式 G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w F f S s T t 精车循环 G70 用G71 G72和G73粗车后 用G70指令实现精加工 格式 G70P ns Q nf 编程举例 O0008 N10TO1O1G00X100Z100 N20M03S400 N30G00X60Z5 N40G73U3W0 9R3 N50G73P60Q140U0 6W0 1F150 N60G00X0Z3 N70G01U10C 2 N80Z 20 N90G03U10W 5R5 N1