云南机电职业技术学院机械工程系数模教研室

2006.2,云南机电职业技术学院机械工程系数模教研室,数控机床加工程序的编制,2.4-2.5,第四节循环加工,单次循环1.指令介绍（1）循环开始G81书写格式：G81P；说明：P为循环次数；循环一般以增量方式进入；循环一般不能嵌套；循环中一般不能调用子程序；循环体必须建立在G81和G80之间。（2）循环结束书写格式：G80；说明：该指令表示结束循环；G80必须位于G81之后。循环原理如图2-61所示，把刀运动到A点，第一步先运动到B点，第二步运动到B点，第三步运动到C点，第四步运动到D点，然后判断是否到G81P所规定的循环次数，若已到，则执行G80后面的程序段，若未到，则在执行第五步，判断G80是通过计算机进行的。第五步运动到E点，然后再执行二到四步，其中三、四步为退刀。用简单循环也可以进行锥的切削、圆弧切削以及仿形加工，只不过进行这样的加工时，空走刀太多。一般情况下用单次循环来加工外圆、槽、镗孔等用单次循环没有过多空走的零件。,2006.2,2006.2,加工图2-62所示的工件，3号刀为外圆刀。,编程如下：%0010N0010G50X100Z100；N0020M03S800T0303；N0030G00X45Z0；N0040G01X-1F0.3；N0050G00Z2；N0060X42；N0070G81P5；N0090G00U-6；N0100G01W-32；N0110G00U2；N0130W32；N0140G80；N0150G28U0W0T0300M05；N0160M30；,2006.2,二、单一固定循环切削（G90、G94）1.外圆切削循环（G90）切削圆柱面时，格式为：G90X（U）Z（W）F；如图2-63所示，刀具从循环起点开始按矩形循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。X、Z为圆柱面切削终点坐标值；U、W为圆柱面切削终点相对循环期待内的坐标分量。切削锥面时，格式为：G90X（U）Z（W）I（或R）F；如图2-64所示，I（或R）为切削始点与圆锥面切削终点的半径差。图2-65的程序如下：G90X40Z20F30；X30；X20；图2-66的程序如下：G90X40Z20I-5F30；X30；X20；,2006.2,2006.2,2.端面切削循环（G94）,切削端平面时，格式为：G94X（u）Z（W）F；如图2-67所示，X、Z为端平面切削终点坐标值，U、W为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。切削带有锥度的端面时，格式为：G94X（U）Z（W）K（或R）F；如图2-68所示，K（或R）为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。例如图2-69的程序如下：G94X50Z16F30；Z13；Z10；,2006.2,2006.2,图2-70的程序如下：G94X15Z33.48K-3.48F30；Z31.48；Z28.78；注意一般在固定循环切削过程中，M、S、T等功能都不能变更；但如有必要变更时，必须在G00或G01的指令下变更，然后再指令固定循环。例如：N0010S500M03；N0070G90X60Z100F20;N0080S1000M03;N0090G90X55Z100;,2006.2,三多次固定循环切削,使用多次循环时,借助精加工程序设定相应的参数,就可以完成粗车加工.外圆粗切削循环(G71)当给出图2-71所示加工形状的路线AAB及背吃刀量,就会进行平行于Z轴的多次切削,最后再按留有精加工切削余量W和U/2之后的精加工形状进行加工.编程格式:G71U(d)R(e);G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t);式中d-背吃刀量;e-退刀量,也可以用参数设定;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;u-X轴方向的精加工余量;w-Z轴方向的精加工余量;f,s,t-F,S,代码所赋的值.,2006.2,2006.2,在此应注意以下几点:在使用G71进行粗加工循环时,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.AB之间必须符合X轴,Z轴方向的共同单调增大或见效的模式.可以进行刀具补偿.在图2-72中,试按图示尺寸编写粗车循环加工程序.编程如下:,2006.2,N10G50X200Z140T0101;N20G40G97S240M03;N30G00G42X120Z10M08;N40G96SC120;N50G71U2R0.1;N60G71P70Q130U2W2F0.3;N70G000X40;N80G01Z-30F0.15S150;N90X60Z-60;N100Z-80;N110X100Z-90;N120Z-110;N130X120Z-130;N140G00X125G40;N150X200Z140T0100M05;N160M02;,2006.2,、端面粗加工循环(G72),G72与G71均为粗加工循环指令,而G72是沿平行于X轴进行切削循环加工的(如图2-73所示),编程格式为:G72U(d)R(e);G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t);其中参数含义与G71相同.图2-74所示零件的加工程序为:N10G50X220Z200T0101;N20G40G97S220M03;N30G00G41X176Z132M08;N40G96S120;N50G72U3R0.1;,N60G72P70Q120U2R0.5F0.3;N70G00X160Z60;(ns)N80G01X120Z70F0.15S150;N90Z80;N100X80Z90;N110Z110;N120X36Z132;(nf)N130G00G40X200Z200T0100M05;N140M02;,2006.2,2006.2,、仿形切削循环(G73),所谓仿形切削循环就是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状.这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。G73循环方式如图2-75所示。编程格式：G73U(i)W(k)R(d);G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t);式中i-X轴上的总退刀量（半径值）；k-Z轴上的总退刀量；d-重复加工次数。其余与G71相同。用G73时，与G71、G72一样，只有G73程序段中的F、S、T有效。图2-76程序为：N10G50X200Z200T0101；N20G97G40S200M03；N30G00G42X140Z40M08；N40G96S120；,2006.2,2006.2,N50G73U9.5W9.5R3.0；N60G73P70Q130U1W0.5F0.3；N70G00X20Z0；(ns)N80G01Z-20F0.15S150；N90X40Z-30；N100Z-50；N110G02X80Z-70R20；N120G01X100Z-80；N130X105；(nf)N140G00X200Z200G40T0100M05；N150M02；,2006.2,4、精加工循环（G70),由G71、G72完成粗加工以后，可以用G70进行精加工。编程格式：G70P(ns)Q(nf)F(F)其中ns和nf与前述含义相同。在这里G71、G72、G73程序段中F、S、T的指令都无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效，以图2-76的程序为例，在N130程序段之后再加:N140G70P70Q130，就可以完成从粗加工到精加工的全过程。5、端面切槽、钻孔复合循环G74G74指令其动作如图2-77所示，这一功能本来是外形断续切削功能，若把指令格式中的X（U）和I值省略，则可以用来做深孔钻削循环加工，其实G74多用于钻孔加工。这方法较直接G01加工孔时，编程简捷、方便。G74指令格式为（图2-78中e值可以由参数设定）：,2006.2,2006.2,G74R（e）G74X(U)Z(W)P(I)Q(K)R(D)F(f);式中X-B点X坐标；U-AB增量值；Z-C点的Z坐标；W-AC的增量值；I-X方向的移动量（无符号指定）（i）;K-Z方向的切削量（无符号指定）（k）;D-切削到终点时的退刀量（d）(若没有给予D时，可视为0)，D通常以正值指定，X（U）和I省略的场合，退刀方向的符号附带指定；F-进给量。图2-78是深孔钻削循环G74指令加工孔示例，设E=2；其程序如为：N01G50X50Z100；N02G00X0Z68；N03G74Z8Q5F0.08S800；N04G00X50Z100；,2006.2,6、外圆切槽循环G75,G75是外径切槽指令，G75指令与G74指令动作类似，知识移动方向G74旋转90，这种循环可用于端面断续切削，如果将Z（W）和K、D省略，则X轴的动作可用于外圆沟槽的断续切削。其动作如图2-79a所示。G75指令格式为：G75R（e）;G75X(U)Z(W)P(i)Q(k)R(d)F(f);指令格式中的e值也可以由参数设定图2-79b是用G75外径切槽循环指令加工槽的示例，其程序为：N01G50X90Z125；N02G00X42Z41S600；N03G75X20Z25P3Q3.9F2.5；N04G00X90Z125；,2006.2,2006.2,2006.2,四、车削中心上的钻孔固定循环,钻孔固定循环适用于回转类零件端面上的孔中心不与零件轴线重合的孔或外表面上的孔的加工。这种循环操作用一个G代码来简化用几个程序段才能完成的加工操作。钻孔固定循环G85/G89及攻螺纹固定循环G84/G88等的简称，钻孔固定循环的一般过程如图2-80所示，其中在孔底的动作和额退回参考点R点的移动速度视具体的钻孔形式而不同。参考点R点的位置稍高于被加工零件的平面，是为保证钻孔过程的安全可靠而设置的额。根据加工需要，可以在零件端面上或侧面上进行加工。在使用钻孔固定循环时需注意下列事项：1）钻削径向孔或中心不在工件回转轴线上的轴向孔时，数控车床必须带有动力刀具，即为车削中心，且动力头分别有轴向的和径向的。但如果只钻削中心与工件回转轴线重合的轴向孔时，则可采用车床主轴旋转的方法来进行。采用动力头时需用M代码将动力头主轴的运动换到车床主轴的运动。,2006.2,2）根据工件情况和每种指令的要求设置好有关的参数。在端面上进行钻孔上四，孔位置C轴和X轴定位，Z周为钻孔方向；在侧面钻孔时，孔的位置用C轴和Z轴定位，X周为钻孔方向轴。3）需采用C周夹紧/松开功能上四，需在机床参数No.204中设置C轴夹紧/松开M代码。钻孔循环过程中，刀具快速移动到初始点时C轴自动夹紧，钻孔循环结束后退回R点时C轴自动松开。4）钻孔固定循环G代码是模态值，直到被取消前一直有效。钻孔模式中的数据一旦指定即被保留，直到修改或取消，进行钻孔循环时，只有改变孔的坐标位置数据即可重复钻孔。5）在采用动力头钻孔时，工件不转动，因而钻孔时必须有mm/min表示钻孔速度。6）钻孔循环可用专用G代码G80或用G00、G01、G02、G03取代。,2006.2,2006.2,1、端面/侧面钻孔循环G83/G87,（1）高速啄式钻孔固定循环高速啄式钻孔固定循环的工作过程如图2-81所示。由于每次退刀时不退到R平面，因而节省大量的空行程时间，使钻孔速度大为提高，这种钻孔方式适合于高速钻深孔。高速啄式钻孔固定循环的指令格式如下：G83X（U）C（H）Z（W）RQPFMK；/*端面钻孔G87Z（W）C（H）X（U）RQPFMK；/*侧面钻孔指令格式中各参数意义如下：X（U）C（H）或Z（W）C（H）孔位置坐标。Z（W）或X（U）：孔底部坐标，以相对坐标W或U表示时为R点到孔底的距离。R为初始点到R点的距离，有正负号。Q为每次钻孔深度，以1/1000mm表示。P为刀具在孔底停留的延迟时间。,2006.2,F为钻孔进给速度，以mm/min表示。K为钻孔重复次数（根据需要指定），缺省K=1。M为C轴夹紧M代码（根据需要）。钻孔循环中每次退刀距离d在参数NO.592中设置。（2）啄式钻孔固定循环啄式钻孔固定循环的工作过程如图2-82所示。由于每次退刀时都退到R点，因而空行程时间较长，使钻孔速度比高速啄式钻孔慢，但排屑更充分，更适合于钻深孔。啄式钻孔固定循环的指令格式和指令参数的意义与高速啄式钻孔固定循环的相同。这两中啄式钻孔方式的选用需用参数在使用前预先设置好。编程示例轴向孔的钻削如图2-83所示的零件在周围有四个孔，孔间的夹角均为90，可采用G83指令来钻削，每次钻孔时保持其余参数不变，只改变C轴旋转角度，则已指定的钻孔指令可重复执行，数控程序如下：,2006.2,2006.2,N40G98M18；/*采用mm/min进给率，主切削运动转换袄动力头N42M03S2000；/*快速走到钻孔初始平面，该平面距离零件端面30mmN44G83X100C0Z-65R-10Q5000F5M89;/*定位并钻第一个孔，R平面距离初始平面为10mm,每次钻削深度为5mm,钻孔进给速度为5mm/min,车床主轴夹紧代码为M89N48C90M89；/*主轴旋转90度钻第二个孔N50C180M89；/*主轴旋转90度钻第三个孔N52C270M89；/*主轴旋转90度钻第四个孔N54G80M05；/*钻孔完毕，取消钻孔循环N56G99M17；/*转换到mm/r进给方式，主切削运动转换到车床主轴N57G30U0W0；N58M30；,2006.2,编程示例径向孔钻削如图2-84所示的轴类零件在圆柱外表面上有四个孔，孔间夹角均为90，可采用G87指令来钻削，每次钻孔时保持其参数不变，只改变C轴旋转角度，则已指定的钻孔指令可重复执行，数控程序如下：N40G98M18；/*采用mm/min进给速度，主切削运动转换到动力头N42M03S2000；N44G00X170；/*快速走到钻孔初始平面，该平面距离零件外圆柱表面20mmN46G87Z-30C0X70R-10Q5000F5M89；/*定位并钻第一个孔，R平面距离初始平面为10mm,钻孔进给速度为5mm/min,车床主轴夹紧代码M89N48C90M89；/*主轴旋转90度钻第二个孔N50C180M89；/*主轴旋转90度钻第三个孔N52C270M89；/*主轴旋转90度钻第四个孔,2006.2,2006.2,N54G80M05；/*钻孔完毕，取消钻孔循环N56G99M17；/*转换到mm/r进给方式，主切削运动转换到车床主轴N57G30U0W0；N58M30；（3）钻孔固定循环钻孔固定循环的工作过程如图2-85所示，钻孔过程中没有退回动作，因而这种钻孔方式只适合于钻浅孔。钻孔固定循环的指令格式和指令参数中没有Q（每次钻削深度）外，其余与高速啄式钻孔固定循环的相同。端面/侧面镗孔循环G85/G89镗孔固定循环的工作过程如图2-86所示。镗孔固定循环的指令格式如下：G85X（U）C（H）Z（W）RQPFMK；/*端面镗孔G89Z（W）C（H）X（U）RQPFMK；/*侧面镗孔指令中各参数意义如下：X（U）C（H）或Z（W）C（H）：孔坐标位置；,2006.2,2006.2,Z（W）或X（U）：孔底坐标，以相对坐标W或U表示时为R点到孔底的距离。R为初始点到R点的距离，带正负号。P为刀具在孔底停留的延迟时间。F为钻孔进给速度，以mm/min表示。K为钻孔重复次数（根据需要指定）M为C轴夹紧M代码（根据需要）。编程示例如图2-87所示零件在周向撒谎内个有四个孔，孔间夹角均为90，可采用G85指令来镗孔，每次镗孔时保持其参数不变，只改变C轴，则已指定的镗孔指令可以重复执行数控程序如下：N40G98M18；/*采用mm/min进给速度，主切削运动转换到动力头N42M03S2000；N44G00Z30；/*快速走到钻孔初始平面，该平面距离零件端面30mm,2006.2,2006.2,N46G85X100C0Z-65R-10P500F5M89；/*定位并镗一个孔，R平面距离初始平面为10mm,镗孔进给速度为5mm/min,在孔底延时500ms,车床主轴夹紧代码为M89N48C90M89；/*主轴旋转90度镗第二个孔N50C180M89；/*主轴旋转90度镗第三个孔N52C270M89；/*主轴旋转90度镗第四个孔N54G80M05；/*镗孔完毕，取消镗孔循环N56G99M17；/*转换到mm/r进给方式，主切削运动转换到车床主轴N57G30U0W0；N58M30；端面/侧面攻螺纹循环攻螺纹循固定循环的工作过程如图2-88所示。攻螺纹固定的循环指令格式如下：G84X（U）C（H）Z（W）RQPFMK；/*端面攻螺纹G88Z（W）C（H）X（U）RQPFMK；/*侧面攻螺纹指令格式中各参数的意义如下：X（U）、C（H）、或Z（W）、C（H）为孔位置坐标；Z（W）或X（U）为孔底坐标，以相对坐标W或U表示时为R点到孔底的距离。R为初始点到R点的距离，带正负号。,2006.2,P为刀具在孔底停留的延迟时间。F为攻螺纹进给速度，以mm/min表示（F=转数乘以导程）K为攻螺纹重复次数（根据需要指定）。M为C轴夹紧M代码（根据需要）。与其它钻孔固定循环不同的是攻螺纹固定循环在刀具到达孔底后动力头必须反转按F设定值运动才能使丝锥退回，在该种工作方式，进给倍率调整无效，在刀具返回动作完成以前，即使按暂停键也不能使动作停止下来。编程示例端面上沿直径分布轴向螺纹孔：如图2-89所示的零件沿端面直径上有三个螺纹孔，可采用G84指令来攻，每次攻螺纹时保持其余参数不变，只改变X轴向坐标值，则已指定的攻螺纹指令可重复执行，数控程序如下：N40G98M18；/*采用mm/min进给速度，主切削运动转换到动力头N42M03S100；N44G00Z30；/*快速走到钻孔初始平面，该平面距离零件端面30mmN46G84X100Z-40R-10P500F150M89；/*定位并攻第一个孔，R平面距离初始平面为10mm,攻螺纹进给速度为50mm/min,在孔底延时500ms,车床主轴夹紧代码为M89,2006.2,2006.2,N48X0M89；/*丝锥移到中心攻第二个孔N50X-100M89；/*丝锥移到下端攻第三个孔N54G80M05；/*攻螺纹完毕，取消攻螺纹循环N56G99M17；/*转换到mm/r进给方式，主切削运动转换到车床主轴N57G30U0W0；N58M30；编程示例沿轴向分布径向螺纹孔：如图2-90所示的零件沿外表面上有五个螺纹孔，可采用G84指令来攻螺纹，每次攻螺纹时保持其余参数不变，只改变Z轴坐标值，则已指定的攻螺纹指令可重复执行，数控程序如下：N40G98M18；/*采用mm/min进给速度，主切削运动转换到动力头N42M03S100；N44G00X170；/*快速走到钻孔初始平面，该平面距离零件外圆20mmN46G88Z-20X50R-10P500F150M89；/*定位并攻第一个孔，R平面距离初始平面为10mm,攻螺纹进给速度为150mm/min,车床主轴夹紧代码为M89N48Z-40M89；/*攻第二个孔N50Z-60M89；/*攻第三个孔N52Z-80M89；/*攻第四个孔N54Z-100M89；/*攻第五个孔N56G80M05；/*攻螺纹完毕，取消攻螺纹循环N58G99M17；N59G30U0W0；N60M30；,2006.2,第五节子程序的应用,关于子程序的知识在第有一章已经介绍过，这里一只简单的介绍一下数控车床和车削中心撒谎能够常用到的有关子程序的知识。在数控车床和车削中心上子程序分为用户子程序和机床制造商所固化的子程序，即公司程序两种。用户子程序是机床使用者根据需要所编写的子程序，而公司子程序是机床制造商根据调查所固化在系统内部的常用子程序，如切槽程序。子程序常为90009999，用户可根据需要调用，在调用时参数可以更改。数控车床上的子程序调用子程序（M98）M98PL格式中，P为要调用的子程序号；L为重复调用的子程序的次数，若省略，则表示只调用一次子程序。子程序可以嵌套，即主程序调用一个子程序，而子程序又可以调用另一个子程序。子程序嵌套次数，各种数控系统不尽相同。主程序也可以重复调用子程序多次。,2006.2,子程序的格式O（EIA代码）或：N（ISO代码）M99其中M99指令为子程序结束并返回主程序M98PL的下一成呢关系段，继续执行主程序。已知：毛坯直径32mm,长度为77mm,一号刀为外圆车刀，三号刀为切断刀，其宽度为2mm(如图2-91所示)。加工程序如下：O10N001G50X150Z100；N002M03S800M08T0101；N003G00X35Z0；N004G01X-1F0.3；N005G00Z2；N006G00X30；N007G01Z-55F0.3；N008G00X150Z100T0303；N009X32Z0；N0010M98P15L2；N011G00W-12；,N012G01X0F0.12；N013G04X2；N014G00X150Z100M09M05T0300；N015M30；O15N101G00W-12；N102G01U-12F0.15；N103G04X1；N104G00U12；N105W-8；N106G01U-12F0.15；N107G04X1；N108G00U12；N109M99；,200