《数控车床编程》PPT课件

主要内容：,第一节数控车床编程基本知识第二节数控车床编程基本指令第三节数控车床常见数控系统（FANUC、SIEMENS、华中数控系统）的操作、编程与加工第五节典型车削零件的编程与加工,1、机床坐标轴2、机床原点、参考点、机床坐标系3、工件原点和工件坐标4、绝对编程与增量编程5、直径编程和半径编程6、程序构成,1、机床坐标轴,2、机床原点、参考点、机床坐标系,3、工件原点和工件坐标系,4、绝对编程与增量编程绝对编程时：用G90指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的坐标值；增量编程时：用U、W或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值；注：1：车床的默认状态为G902：表示增量的字符U、W不能用于循环指令G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76程序段中，但可用于定义精加工轮廓的程序中,5、直径编程和半径编程格式：G36直径编程G37半径编程注意：1、使用直径、半径编程时，系统参数设置要求与之对应,一、直径编程%3351N1G92X180Z254N2G36G01X20W-44N3U30Z204N4G00X180Z254N5M30,二、半径编程%3352N1G92X90Z254N2G37G01X10W-44N3U15Z204N4G00X90Z254N5M30,6、程序的构成,%8001%0003N01G92X16Z1N01G91G01X-12F100N02G90G00Z0N02G03X7.385Z-4.923R8N03M03N03X2.215Z-39.877R60N04M98P0003L6N04G02X2.4Z-28.636R40N05G90G00X16Z1N05G00X4N06M05N06Z73.436N07M02N07X-4.8N08M99,程序的格式,一、M指令(或辅助功能)二、FTS指令三、G指令(准备功能)1、坐标系相关G指令2、运动相关G指令3、简单循环G指令4、复合循环G指令5、螺纹加工指令,一、M指令(或辅助功能),二、FST指令,1、F指令(进给功能)：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。指令格式：F*或F*，用F及后面的两位数或四位数表示。F的单位取决于G94（每分钟进给量mm/min，用F*指令）或G95（主轴每转一转刀具的进给量mm/r，用F*指令）2、S指令(主轴功能)S指令为主轴转速控制指令。有两种指令格式：一种是S*，用S和其后的两位数选择主轴速度。这个两位数是主轴转速的编码，不同编码表示主轴不同的转速级。如S12为主轴的第十二级转速。此时，机床主传动为有级变速。另一种是S*，用S和其后的四位数直接指令主轴的转速。如S2000为指令主轴转速为2000r/min，此时，机床主传动为无级变速。指令了S代码后，主轴转与不转，是正转还是反转，转后是否停止，由控制主轴旋转的M代码决定。在刀具旋转的机床中，主轴旋转单位一般采用r/min，但在工件旋转的机床中，可以采用m/min，此时为恒线速度控制。S是模态指令，S指令只有在主轴速度可调时有效。,3、T指令(刀具功能)T指令为选择刀具指令。指令格式：T*。用T及后面的四位数表示选择的刀具号和刀具补偿号。当机床上装有刀库时，使用该指令，使被指令的刀具处在换刀位置上。如T0202，执行该指令，将编号为T02的刀具转到换刀位，同时将刀补表中的02号刀偏值读入到数控系统中。再用换刀指令，将其交换到加工位置上。在一个程序段中，可以指令一个T代码。刀具移动指令和T指令在同一程序段中时，指令执行的顺序由机床厂家决定。,%0012N01T0101N02G00X45Z0N03G01X10F100N04G00X80Z30N05T0202N06G00X40Z5N07G01Z-20F100N08G00X80Z30N09M30,三、G指令(准备功能)表3-3,（一）坐标系相关的G指令1、坐标系设定G92指令G92X_Z_；X、Z取值原则：1)、方便数学计算和简化编程；2)、容易找正对刀；3)、便于加工检查；4)、引起的加工误差小；5)、不要与机床、工件发生碰撞；6)、方便拆卸工件；7)、空行程不要太长；,2、零点偏置G54G59指令注：使用该类指令前须回过一次参考点。,4、绝对值输入G90增量值输入G91指令5、英制输入G20(单位in)和公制输入G21(单位mm)指令6、进给量的设定G94和G95指令指令G94的功能是：刀具每分钟的进给速度。指令G95的功能是：刀具每转的进给速度，用F代码和后面的两位数值直接指令主轴每转的进给量。7、恒线速度设定G96、G97指令格式：G96SG97SG96的功能为设定切削的线速度为恒定值。G96后面的S值为切削的恒定线速度，单位为mm/min。G97的功能之一为取消恒线速度切削，并用S值来指定主轴取消恒线速度切削后的转速，单位为r/min。,8、自动返回参考点G28指令G28X_Z_9、从参考点返回G29指令G29X_Z_%0017N1G54N2T0101N3G00X50Z100N4G28X160Z200N5T0202N6G91G29X-40Z50N7M30注：1、使用该两指令应回过一次参考点2、回参考点时应取消刀偏、刀补,（二）运动方式相关G指令1、快速点定位G00指令G00X_Z_%1008G92X90Z253G00X30Z173X90Z253M05M30,2、直线插补G01指令G01X_Z_F_%1008G92X90Z253G90G01X30Z173G00X90Z253M05M30,4、圆弧插补G02、G03指令1）插补方向的判断,+Y,G02,G02,G02,G02,G03,G03,G03,G03,+X,图1-13,Z,+Y,G02,G02,G02,G02,G03,G03,G03,G03,+X,Z,2、圆弧插补格式,例图3-15O3015;N1G92X60Z40;N2G90G01X30Z37F300M03;N3Z25;N4G02X46Z17I8;N5G01X60;N6G00Z40;N7M05;N8M02;,例图3-17%1017N1G54G90G00X60Z50M03N2G00X36Z42N3G01Z34F300N4G02X36Z10I16K-12N5G01Z5N6G00X70Z50N7M05N8M30,3、倒角指令1）直线倒角G01G01X_Z_C_,2）圆弧倒角G01G01X_Z_R_,例题%3012N1G92X70Z80N2G01X0Z70F300M03N3G01X26C3N4Z48R3N5X65Z34C3N6Z0N7G00X70Z80N8M05N9M30,3、倒角G02、G03指令3）直线倒角G02（G03）X（U）_Z（W）_R_RC=_,3、倒角G02、G03指令4）圆弧倒角G02（G03）X（U）_Z（W）_R_RL=_注意：(1)在螺纹切削程序段中不得出现倒角控制指令；(2)见图3.3.10、图3.3.9.11，X，Z轴指定的移动量比指定的R或C小时，系统将报警，即GA长度必须大于GB长度。(3)见图3.3.13、图3.3.14，RL=、RC=，必须大写。,例题%3315N1G92X70Z10N2G00X0Z4N3G01W-4F100N4X26N5Z-21,N6G02U30W-15R15RL=3N7G01Z-70N8G00U10N9X70Z10M30,3、G32螺纹加工指令,注：.在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速段和降速退刀段，以消除伺服滞后造成的螺距误差；.在螺纹切削过程中进给修调无效；.螺纹加工时主轴必须旋转。从粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数；.在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常危险；.在螺纹加工中不得使用恒定线速度控制功能；,1）格式G32XZREPF,例加工M301-6h螺纹,其牙深0.974mm(半径值)三次背吃刀量(直径值)为0.7、0.4、0.2（mm）升降速段为1.5、1（mm）。%3019N1G92X50Z120N2G90G00X29.3Z101.5M03N3G32Z19F1N4G00X40N5Z101.5N6X28.9N7G32Z19F1N8G00X40N9Z101.5N10X28.7N11G32Z19F1N12G00X40N13X50Z120N14M05N15M30,2、普通螺纹一般标准,3）常用螺纹切削的进给次数与吃刀量,（三）简单切削循环指令（G80、G81）1、内、外径切削循G80指令1）圆柱面的内、外径切削循G80X_Z_F_,2)带锥度的内、外径切削循环G80X_Z_I_F_见图3-22，其中X、Z同上述一样，I值为切削始点B与切削终点C的半径差，即rb-rc。当算术值为正时，I取正值；为负时，I取负值，I为模态值。,例如（见图3-23）%1024N1G92X40Z50N2G91G80X-10Z-30I-5F300M03N3G80X-13Z-30I-5N4G80X-16Z-30I-5N5M05N6M30,2、端面切削循环G81指令1）端面切削循环G81X_Z_F_,2）端面切削循环G81X_Z_K_F_,%3028N1G54G90X60Z45N2G81X25Z31.5K-3.5F300N3G81X25Z29.5K-3.5N4G81X25Z27.5K-3.5N5G81X25Z25.5K-3.5N6G00X65Z45N7M30,X,22.5,Z,3,8,45,3、螺纹切削循环G82指令1）直螺纹切削循环G82X_Z_R_E_C_P_F_X、Z：C点的坐标值，或C点相对A点的增量值。R、E：Z、X轴向螺纹收尾量，为增量值。P：相邻螺纹头的切削起点之间对应的主轴转角F：螺纹导程C:螺纹头数,2）锥螺纹切削循环G82X_Z_I_R_E_C_P_F_其中X、Z同上述一致，I为锥螺纹始点与锥螺纹终点的半径差，即rb-rc，I为模态值。,例如：（见图3-32）%1032G92X80Z62m03G91G82X-31.9Z-50I-5F2G82X-32.5Z-50I-5F2G82X-33.1Z-50I-5F2G82X-33.5Z-50I-5F2G82X-33.6Z-50I-5F2m05m30,(四)复合循环切削指令（G71、G72、G73、G76)运用这组G代码，只需指定精加工路线和粗加工的背吃刀量，系统会自动计算粗加工路线和加工次数。,1、外径粗加工循环G71指令无凹槽内（外）径粗车复合循环,%1034N1G92X28Z38N2G90G00X26Z36N3G71U2R1.8P100Q200X1Z0.2F400N100G00X5Z36F200G01X5Z30X10Z24X10Z17X16Z17X16Z10X25Z5N200X25Z0G00X28Z38M30,%3334（见图3.3.34）N1T0101N2G00X80Z100M03S400N3G00X42Z3N4G71U1R1P8Q19E0.3F100N5G00X80Z100N6T0202N7G00G42X42Z3N8G00X10N9G01X20Z-2F80N10Z-8N11G02X28Z-12R4N12G01Z-17N13U-10W-5N14W-8N15U8.66W-2.5N16Z-37.5N17G02X30.66W-14R10N18G01W-10N19X40N20G00G40X80Z100N21M30,2、端面粗车复合循环G72指令,2、端面粗车复合循环G72指令,G71、G72指令应用注意事项,带有P、Q地址的G71或G72指令，才能进行该循环加工。粗加工循环时，处于ns到nf程序段之间的F、S、T机能的指令均无效，G71或G72格式中含有的F、S、T有效。在顺序号为ns的顺序段中,必须使用G00或G01指令。由A到B的刀具轨迹在X、Z轴上必须连续递减或递增。处于ns到nf程序段之间的精加工程序不应包含有子程序。,例如：（见图3-36）%1036N1G91G57G00X-20Z-50M03N2G72W1.5R1P3Q9X0.5Z0.5F300N3G00X032.5N4G01X-9.9Z5.5F300N5X0Z7N6X-6Z0N7X0Z7N8X-5Z6N9X0Z7N10G00X40.9Z50N11M30,3、封闭轮廓循环G73指令,%1038N1G92X52Z190N2G90G00X44Z160N3G73U3W1.5R3P10Q15X0.6Z0.3N10G00X16Z121N11G01X16Z100F100N12X24Z90N13X24Z50N14X36Z30N15X36Z0N16G00X52Z190N17M30,4螺纹切削复合循环(G76)m：为精整车削次数(1-99)*r：为Z轴方向螺纹收尾长度(为增量值、模态值)e：为X轴方向螺纹收尾长度(为增量值、模态值):为螺纹牙型角，即刀尖角度，可在80、60、55、30、29、0六个角度中选择；(为模态值)U：绝对指令时为螺纹终点C的X轴坐标值；增量指令时为螺纹终点C相对循环起点A在X轴向的距离；W：绝对指令时为螺纹终点C的Z轴坐标值；增量指令时螺纹终点C相对循环起点在Z轴向的距离；I：为螺纹起点C与终点D的半径差；K：为螺纹牙型高度(半径值)；d：为精加工余量；:为最小切削深度。即当第几次切削，深度小于此值时，以该值进行切削。：为第一次切削深度(半径值)p：主轴基准脉冲处距离切削起点的主轴转角L：为螺纹导程(同G32),%1041N1G92X100Z110N2G91X-10Z-5M03N3G76R2A60X-30.598Z-75I-7.5K1.299U0.2V0.2Q1F2N4G90X100Z110N5M05N6M30,刀具补偿功能,刀具几何、磨损补偿,刀具几何、磨损补偿,2、刀具刀尖圆弧半径补偿G40、G41、G42指令,刀具圆弧半径误差实例,注：1）当前面有G41、G42指令时，如要转换为G42、G41或结束半径补偿时，应先指定G40指令取消前面的刀尖半径补偿。2）程序结束时，必须清除刀补。3)G41、G42、G40指令应在G00或G01程序段中加入。4）在补偿状态下，没有移动的程序段（M指令、延时指令等）不能在连续2个以上的程序段中指定，否则会过切或欠切。5）在补偿启动段或补偿状态下不得指定移动距离为0的G00、G01等指令。,例图3-15%3015N1G92X80Z40T0101N2G01G42X30Z37F300M03;N3Z25N4G02X46Z17I8N5G01X60N6G00G40X80Z40N7M05N8M30,FANUC0i系统数控车床编程,编制图所示零件的加工程序，材料为45钢，棒料直径为40mm，棒料长度为120mm。,1、刀具设置机夹车刀（硬质合金右转位刀片）为1号刀，宽4mm的硬质合金焊接切槽刀为2号刀，600硬质合金机夹螺纹刀为3号刀。2、工艺路线1）棒料伸出卡盘外约85mm，找正后夹紧。2）用1号刀，采用G71进行轮廓循环粗加工。3）用1号刀，采用G70进行轮廓精加工。4）用2号刀，采用G01进行切槽循环加工。5）用3号刀，采用G92进行螺纹循环切削。6）用2号刀切下零件。3、相关计算螺纹总切深：h=0.6495P=0.6495*1.5=0.974mm。,O3310；程序名G54G98G21；选G54为工件坐标系，分进给，米制编程M3S800；主轴正转，转速为800r/minT0101；换1号外圆刀，同时导入刀具补偿G0X41Z2；绝对编程，刀具快速定位G71U1.5R2P100Q200U0.5W0.1F100；外圆粗车循环，给定加工参数N100G1X0；粗车循环开始Z0；刀具到达精车轮廓起点G3X18Z-9R9；逆圆进给加工SR19球头G2X22Z-13R5；顺圆进给加工R5圆弧G1X26Z-23；直线进给加工圆锥X29.8Z-25；加工倒角Z-56；车削螺纹部分圆柱X32；车削凹槽处的台阶端面Z-66；车削32外圆X38；车削台阶N200Z-76；车削38外圆，粗车循环结束,/G0X100；刀具沿径向快退，“/”为程序跳跃符号/Z200；刀具沿轴向快退/M5；主轴停/M0；程序暂停，用于测量粗加工后的零件M3S1200；启动主轴，转速1200r/min/T0101；重新调用1号外圆刀，加刀补/G0X41Z2；刀具快速定位G70P100Q200F50；从N100到N200对外圆精车循环G0X100；沿径向退刀Z200；沿轴向退刀/M5；主轴停/M0；程序暂停，用于测量精加工后的零件M3S600；启动主轴，转速600r/minT0202；调用2号切槽刀，加刀补G0X33Z-52；刀具快速到达切槽起点G75R0.1；指定径向退刀量,G75X26Z-56P500Q3500R0F50；指定槽底、槽宽及加工参数G0X40；切槽完毕后，沿径向快速退出Z-50；沿轴向移动G1X30F50；以50mm/min进给到螺纹圆柱X25Z-52；倒角G0X100；沿径向退刀Z200；沿轴向退刀/M3S600；启动主轴，转速600r/minT0303；调用2号螺纹刀，加刀补G0X31Z-20；刀具快速到达螺纹切削起点，有导入量G76P20160Q80R0.1；螺纹循环参数设置G76X28.052Z-50R0P974Q400F1.5；螺纹循环参数设置G0X100；沿径向退刀Z200；沿轴向退刀/M5；主轴停/M0；程序暂停，用于测量螺纹加工后的零件,/M3S600；启动主轴，转速600r/minT0202；调用2号切槽刀，加刀补G0X42Z-75；快速到达切断位置G1X0F30；切断X42F100；沿径向进给退出G0X100；沿径向退刀Z200；沿轴向退刀T0101；调用1号刀，加刀补，为下面的加工作准备M30；程序结束%；程序结束符,SIEMENS810系统数控车床编程与加工,编制如图所示零件的加工程序。材料为45钢，棒料直径为40mm，棒料长度为110mm。,刀具设置1号刀：930正偏刀；2号刀：宽4mm切槽刀；3号刀：600外螺纹车刀；4号刀：内孔镗刀。工艺路线1）夹右端，手动车左端面，用20mm麻花钻钻20底孔。2）用1号外圆刀，LCYC95轮廓循环粗精车左端外开轮廓。3）用4号刀镗22内孔。4）调头夹32外圆，用1号外圆刀车右端面，车对总长，用LCYC95轮廓循环粗精车右端外开轮廓。5）用2号切槽刀、LCYC93切槽循环切26螺纹退刀槽，并用切槽刀右刀尖倒出M30*1.5螺纹左端C2倒角。6）用3号螺纹刀、LCYC97螺纹车削循环车M30*1.5螺纹。,1）左端加工主程序%NZL12MPF；程序名;$PATH=/NMPFDIR；传输路线G94G00；绝对值编程，分进给G158X0Z62；采用可编程零点偏移M03S600；主轴正转，转速600r/minT1D1M08；用1号刀，加刀补，切削液开G00X45Z0；快速进刀G01X18F30；车端面G00X45Z5；快速退刀CNAME=“ZDWXJG”；轮廓循环子程序定义R105=1；加工方式：纵向、外圆、粗加工R106=0.25；精加工余量0.25mm（半径值）R108=1.5；粗加工背吃刀量1.5mm（半径值）R109=7；粗加工切入角70R110=2；粗加工退刀量2mm（半径值）R111=100；粗加工进给率100mm/minLCYC95；调用轮廓粗加工循环/M05；主轴停/M00；程序暂停M03S1200；主轴变速，转速1200r/min,3、参考程序,T1D1F50；用1号刀，加刀补ZDWXJG；调用左端外形轮廓精加工子程序G00X100Z100；快速退刀至换刀点/M05；主轴停/M00；程序暂停M03S600；主轴变速，转速600r/minT4D1；换4号内孔镗刀，加刀补G00X21.5Z2；快速进刀G01Z-18F100；镗内孔至21.5X19；径向退刀G00Z100；轴向快速退刀X100；径向快速退刀至换刀点/M05；主轴停/M00；程序暂停M03S1200；主轴变速，转速1200r/minG00X22.026Z2；快速进刀G01Z-18F50；以公差中间值勤镗22内孔X19；径向退刀G00Z2；轴向快速退刀X26Z1；快速进刀G01X22Z-1F30；倒孔口C1倒角X19；径向退刀G00Z100；轴向快速退刀,X100；径向快速退刀至换刀点M05M09；主轴停，冷却液关M02；主程序结束%NZDWXJGMPF；左端外形轮廓加工子程序名;$PATH=/NMPFDIR；传输路线G01X28Z0；刀具慢速移动到切削起点X31.9875Z-20；车外圆锥Z-45；车外圆X38；车端面Z-55；车外圆RET；子程序结束2）右端加工主程序（调头装夹）%NYS12MPF；右端加工主程序名;$PATH=/NMPFDIR；传输路线G94G90；绝对值编程，分进给G158X0Z60；采用可编程零点偏移M03S600；主轴正转，转速600r/minT1D1M08；用1号刀，加刀补，冷却液开G00X45Z0；快速进刀G01X0F80；车外圆G00X45Z5；快速进刀,CNAME=“YDWXJG”；右端轮廓循环子程序定义R105=1；加工方式：纵向、粗车、外圆R106=0.25；精加工余量0.25mm（半径值）R108=1.5；粗加工背吃刀量1.5mm（半径值）R109=7；粗加工切入角70R110=2；粗加工退刀量2mm（半径值）R111=100；粗加工进给率100mm/minLCYC95；调用轮廓粗加工循环/M05；主轴停/M00；程序暂停M03S1200；主轴变速，转速1200r/minT1D1F50；用1号刀，加刀补YDWXJG；调用右端轮廓循环子程序G00X100Z100；快速退刀至换刀点/M05；主轴停/M00；程序暂停M03S420F30；主轴变速，转速600r/minT2D1；用1号切刀，加刀补G00Z-24；轴向快速进刀X33；径向快速进刀,R100=30；切槽起始点直径30mmR101=-24；切槽起始点Z值为-24mmR105=5；切槽方式：纵向、外部、从右往左切R106=0.1；精加工余量0.1mm（半径值）R107=4；切槽刀宽4mmR108=1；每次切入深度1mmR114=8；槽宽8mmR115=2；槽深2mmR116=0；切槽斜角00R117=0；槽沿倒角00R118=0；槽底倒角00R119=0；槽底停留时间0秒LCYC93；切槽循环G00X32；径向快速退刀Z-21；轴向快速进刀G01X26Z-24；倒C2倒角G00X100；径向快速退刀Z100；轴向快速退刀/M05；主轴停/M00；程序暂停,M03S600；主轴变速，转速600r/minT3D1；换3号螺纹刀，加刀补R100=30；螺纹起点直径30mmR101=0；螺纹轴向起点坐标R102=30；螺纹终点直径30mmR103=-20；螺纹轴向终点坐标R104=1.5；螺纹导程1.5mmR105=1；螺纹加工类型：外螺纹R106=0.05；螺纹精加工余量0.05mm（半径值）R109=4；空刀导入量4mmR110=3；空刀导出量3mmR111=0.93；螺纹牙深度0.93mm（半径值）R112=0；螺纹起始点偏移R113=8；螺纹粗切次数8次R114=1；螺纹线数,LCYC97；调用螺纹切削循环G00X100Z100；刀具快速退至换刀点M05M09；主轴停，冷却液关M02；主程序结束%NYDWXJGMPF；右端轮廓循环子程序名;$PATH=/NMPFDIR；传输路线G01X26Z0；刀具工进至切削起点X29.8Z-2；倒角Z-28；车外圆G03X34Z-45CR=73.25；车R73.25的圆弧G02X38Z-53CR=17；车R17的圆弧G01X41；慢速退刀RET；子程序结束,一、编程步骤1、产品图样分析。主要内容如下：1）尺寸是否完整？2）产品精度、粗糙度等要求。3）产品材质、硬度等。2、工艺处理。主要内容如下：1）加工方式及设备确定。2）毛坯尺寸及材料确定。3）装夹定位的确定。4）加工路径及起刀点、换刀点的确定。5）刀具数量、材料、几何参数的确定。6）切削参数的确定。,（1）背吃刀量：影响背吃刀量的因素有：a、粗、精车工艺b、刀具强度c、机床性能d、工件材料e、表面粗糙度（2）进给量：进给量影响表面粗糙度。影响进给量的因素有：a、粗、精车工艺。粗车进给量应较大，以缩短切削时间；精车进给量应较小以降低表面粗超度。一般情况下，精车进给量小于0.2mm/r为宜，但要考虑刀尖圆弧半径的影响；粗车进给量大与0.25mm/rb、机床性能。如功率、刚性c、工件的装夹方式d、刀具材料及几何形状e、背吃刀量f、工件材料。(工件材料较软时，可选择较大进给量；反之可选较小进给量),（3）切削速度：切削速度的大小可影响切削效率、切削温度、刀具耐用度等影响切削速度的因素有：a刀具材料b工件材料c刀具耐用度d背吃刀量与进给量e刀具形状f切削液g机床性能,3、数学处理1）编程零点及工件坐标系的确定2）各节点数值计算4、其它主要内容1）