数控机床编程及应用：第3章 数控车床编程

1、第3章 数控机床编程,3.1 数控车床的加工特点 3.2 数控车床的坐标系与编程特点 3.3 数控车床的编程指令及用法 3.4 数控车床编程实例,第3章 数控机床编程,数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。对于不同的数控车床、不同的数控系统，其编程基本上是相同的，个别有差异的地方要参照具体机床的用户手册或编程手册,返回,

2、3.1 数控车床的加工特点,3.1.1 数控车削的主要加工对象 1.精度要求高的零件 由于数控车床的刚性好、制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿甚至自动补偿，所以它能够加工尺寸精度要求高的零件，在有些场合可以以车代磨。此外，由于数控车削时刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加上机床的刚性好和制造精度高，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度要求高的零件。 2.表面粗糙度低的回转体零件 数控车床能加工出表面粗糙度低的零件，不但是因为机床的刚性好和制造精度高，还由于它具有恒线速度切削功能。在材质、精车余量和刀具已定的情况下，表面粗糙度取决于进给速度和切削速度。使用数控车床

3、的恒线速度切削功能，就可选用最佳线速度来切削端面，这样切出的表面粗糙度既低又一致。数控车床还适合于车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。表面粗糙度低的部位可以用减小进给速度的方法来实现，而这在传统车床上是做不到的,下一页,返回,3.1 数控车床的加工特点,3.轮廓形状复杂的零件 数控车床具有圆弧插补功能，所以可直接使用圆弧指令来加工圆弧轮廓。数控车床也可加工由任意平面曲线所组成的轮廓回转零件，既能加工可用方程描述的曲线，也能加工列表曲线。如果说车削圆柱零件和圆锥零件既可选用传统车床也可选用数控车床，那么车削复杂回转体零件就只能使用数控车床。 4.带一些特殊类型螺纹的零件 传统车床所能切削的螺纹相

4、当有限，它只能加工等节距的直、锥面，公、英制螺纹，而且一台车床只限定加工若干种节距。数控车床不但能加工任何等节距直、锥面，公、英制和端面螺纹，而且能加工增节距、减节距，以及要求等节距、变节距之间平滑过渡的螺纹。数控车床加工螺纹时主轴转向不必像传统车床那样交替变换，它可以一刀又一刀不停顿地循环，直至完成，所以它车削螺纹的效率很高。数控车床还配有精密螺纹切削功能，再加上一般采用硬质合金成型刀片，以及可以使用较高的转速，所以车削出来的螺纹精度高、表面粗糙度低。可以说，包括丝杠在内的螺纹零件很适合于在数控车床上加工,下一页,返回,上一页,3.1 数控车床的加工特点,5.超精密、超低表面粗糙度的零件 磁

5、盘、录像机磁头、激光打印机的多面反射体、复印机的回转鼓、照相机等光学设备的透镜及其模具，以及隐形眼镜等要求超高的轮廓精度和超低的表面粗糙度值，它们适合于在高精度、高功能的数控车床上加工。以往很难加工的塑料散光用的透镜，现在也可以用数控车床来加工。超精加工的轮廓精度可达到0. 1 m，表面粗糙度可达0. 02m。超精车削零件的材质以前主要是金属，现已扩大到塑料和陶瓷。 3.1.2 数控车床的加工特点 由于数控车床在一次装夹中能完成多个表面的连续加工，因此提高了加工质量和生产效率，特别适用于复杂形状的回转类零件的加工。现代数控车床具备以下加工特点,下一页,返回,上一页,3.1 数控车床的加工特点,

6、1.节省调整时间 (1)数控车床采用了快速夹紧卡盘、快速夹紧刀具和快速换刀机构等装置，大大减少了卡盘和刀具的调整时间。 (2)采用工件自动测量系统，节省了测量时间并提高了加工质量。 (3)具有刀具补偿功能，节省了刀具补偿的计算和调整时间。 (们由程序或操作面板输入指令来控制顶尖架的移动，节省了辅助时间。 2.操作方便 (1)数控车床与普通车床相比，在机械总体结构上有了更加合理的布局，更便于操作者操作机床。 (2)采用高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消除装置，使进给机构速度快，并有良好的定位精度,下一页,返回,上一页,3.1 数控车床的加工特点,3)采用数控伺服电动机驱动数控刀架，实现换刀自动化。

7、(4)具有程序存储功能的现代数控车床控制装置，可根据工件形状把粗加工的加工条件附加在指令中，进行内部运算，自动计算出刀具轨迹。 3.效率高 (1)采用机械手和棒料供给装置，既省力又安全，并提高了自动化程度和操作效率。 (2)具有复合加工能力，加工合理化和工序集中化的数控车床口可完成高速、高精度的加工，以达到复合加工的目的,返回,上一页,3.2 数控车床的坐标系与编程特点,3.2.1 数控车床的坐标系 数控车床的坐标系是这样确定的:横向为X轴，刀架离开工件的方向为X轴正方向;纵向为Z轴，尾座方向为Z轴正方向。因此，X轴方向与刀架的安装部位有关。如图3-1和图3-2所示，其中:图3-1所示为普通数

8、控车床的坐标系，图3-2所示为带卧式刀塔的数控车床的坐标系。 数控车床的机床原点为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图3-3所示的O点。参考点也是机床上一个固定的点，它是刀具退离到一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块来确定，这个点通常用来作为刀具交换的位置，即图中的O点。 3.2.2 数控车床的编程特点 (1)在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程,下一页,返回,3.2 数控车床的坐标系与编程特点,2)由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示的，所以用绝对值编程时，X以直径值表示;用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上

9、方向符号(正向可以省略)。 (3)为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。 (4)由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，所以为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。 (5)编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，因此为提高加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。数控车床一般都具有刀具半径自动补偿功能(G41 , G42)，这时可直接按工件轮廓尺寸编程。对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床，编程时需先计算补偿量,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,

10、数控车床的编程指令除第2章介绍的通用G、M、S、T功能指令外，还有一些其他的常用指令，下面以FAUNC系统为主介绍其用法。 3.3.1 有关单位设定的指令 1. G20、G21:尺寸单位选择指令 指令格式:G20 G21 公制尺寸或英制尺寸输入，可分别用G21、G20指定。G20指令的分辨率为0.000 1英寸，G21指令的分辨率为0.00 1mm。 G20、G21为模态功能指令，选择公制/英制时，必须在程序开头的一个独立的程序段中指定，同一程序中，只能使用一种单位，不可公制/英制混合使用。G21为默认值。 两种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位见表3-1,下一页,返回,3.3 数控车床的编程指令

11、及用法,2. G94、G95:进给速度单位设定指令 指令格式:G94 G95 G94为每分钟进给。对于线性轴，F的单位依G20 /G21的设定而为mm/min或in/min;对于旋转轴，F的单位为。/min。 G95为每转进给，即主轴转一周时刀具的进给量。F的单位依G20/G21的设定而为mm/r或in/ r。这个功能只在主轴装有编码器时才能使用。 G94、G95为模态功能，可相互注销， G94为默认值。 3.3.2 有关坐标系和坐标的指令 1. G90、G91:绝对值编程与相对值编程指令 指令格式: G90 G91,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,G90为绝对值编程，

12、每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序 原点的。 G91为相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。 绝对编程时，用G90指令后面的X、Z表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 X轴、Z轴的增量值。如图3一4所示，使用G90、 G91和混合指令编程:要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3点，然后回到原点。其程序如下。 G90编程: N1 G92 X0. Y0.； N2 G01 X15. Z10. F60； N3 X45. Z40.; N4 X25. Z60.; N5 X0. Z0.; N6 M30,下一页,返回,上一页,3.3

13、 数控车床的编程指令及用法,G91编程: 混合编程: N1 G91; N1 G92 X0. Y0.; N2 G01 X15. Z20. F60; N2 G01 X15. Z20. F60; N3 X30. Z20.; N3 U30. Z40.; N4 X-20. Z20.; N4 X25. W20.; N5 X-25. Z-60.; N5 X 0. Z 0.; N6 M30;N6 M30; 注意:其中表T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;G90、G91可用于同一程序段中，但要注意其顺序所造成的差异。

14、选择合适的编程方式可使编程简化。当图纸尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对方式编程较为方便;而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的间距给出时，采用相对方式编程较为方便。 G90、G91为模态功能，可相互注销，G90为默认值,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2.G92:工件坐标系设定指令 指令格式:G92 X_ Z_; 其中，X、Z为对刀点到工件坐标系原点的有向距离。 当执行G92 X Z指令后，系统内部即对(，)进行记忆，并建立一个使刀具当前点坐标值为(，)的坐标系，系统控制刀具在此坐标系中按程序进行加工。执行该指令只建立一个坐标系，刀具并不产生运动。G92指令为非模态指令。 执

15、行该指令时，若刀具当前点恰好在工件坐标系的和坐标值上，即刀具当前点在对刀点位置上，此时建立的坐标系即为工件坐标系，加工原点与程序原点重合。若刀具当前点不在工件坐标系的和 坐标值上，则加工原点与程序原点不一致，加工出的产品就有误差或报废，甚至出现危险。因此执行该指令时，刀具当前点必须恰好在对刀点上，即工件坐标系的和坐标值上。 由上可知要正确加工，加工原点与程序原点必须一致，故编程时加工原点与程序原点考虑为同一点。实际操作时怎样使两点一致，由操作时对刀完成,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,如图3一5所示坐标系的设定，当以工件左端面为工件原点时，应按下行建立工件坐标系: G9

16、2 X180. Z254.; 当以工件右端面为工件原点时，建立工件坐标系为: G92 X180. Z44.; 显然，当和不同，或改变刀具位置时，即刀具当前点不在对刀点位置上，则加工原点与程序原点不一致。因此，在执行程序段G92 X_ Z_前，必须先对刀。 X、Z值的确定，即确定对刀点在工件坐标系下的坐标值。其选择的一般原则如下。 (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,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,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。 3. G54、G55、G56、G5

17、7、G58、G59:编程原点偏置指令 G54 G59是系统预定的6个工件坐标系，可根据需要任意选用。具体用法在第2章中已经介绍过，在此不再赘述。但要注意以下几点。 (1)工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对此工件坐标系原点的值。 (2)使用该组指令前，先用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值。 (3)使用该组指令前，必须先回参考点。 4.G53:直接机床坐标系编程指令 G53是机床坐标系编程，在含有G53的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。其为非模态指令,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,5. G36、G37

18、:直径方式和半径方式编程指令 指令格式:G36 G37 其中，G36为直径编程，G37为半径编程。数控车床的工件外形通常是旋转体，其X轴尺寸可以用两种方式加以指定:直径方式和半径方式。G36为默认值，机床出厂一般设为直径编程。本书例题，末经说明均为直径编程。 如图3一6所示工件，按同样的轨迹分别用直径、半径编程，其程序如下。 半径编程: 直径编程: O3342 O3341 N1 G92 X90. Z254.; N1 G92 X180. Z254.; N2 G37 G01 X10. W-44.; N2 G36 G01 X20. W-44.; N3 U15. Z204.; N3 U30. Z204

19、.; N4 G00 X90. 2254.; N4 G00 X180. Z254.; N5 M30; N5 M30,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3.3.3 进给控制指令 1. G00:快速定位指令 指令格式:G00 X(U)_ Z(W)_; 其中，X、Z为快速定位终点在工件坐标系中的绝对坐标;U、W为快速定位终点相对于起点的增量值。 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。G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用F规定。 G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快移速度可由面板上的快

20、速修调按钮修正。 G00为模态功能，可由G0l、G02、G03或G32功能注销。 注意: 在执行G00指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是，将X轴移动到安全位置，再放心地执行G00指令,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2. G01:线性进给及倒角指令 1)线性进给 指令格式:G0l X(U)_ Z(W)_ F_; G01指令刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段指令的终点。 G01是模态代码

21、，可由G00、G02、G03或G32功能注销。 如图3一7所示，用直线插补指令编程，其程序为: %3305 N1 G92 X100. Z10. ; (设立坐标系，定义对刀点的位置) N2 G00 X16. Z2. M03; (移到倒角延长线，Z轴2 mm处) N3 G01 U10. W-5. F300; (倒345角) N4 Z-48.; (加工26外圆) N5 U34. W-10.; (切第一段锥) N6 U20. Z-73.; (切第二段锥,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N7 X90.; (退刀) N8 G00 X100. Z10.; (回对刀点) N9 M05;

22、 (主轴停) N10 M30; (主程序结束并复位) 2)倒直角 指令格式: G0l X(U)_ Z(W)_ C_; 说明: (1)直线倒角G01，指令刀具从A点到B点，然后到C点，如图3一8 (a)所示。 (2)X、Z为绝对编程时，未倒角前两相邻轨迹程序段的交点G的坐标值。 (3)U、W为增量编程时，G点相对于起始直线轨迹的始点A点的移动距离。 (4)C为相邻两直线的交点G，相对于倒角始点B的距离,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3)倒圆角 指令格式: G0l X(U)_ Z(W)_ K_; 说明: (1)直线倒角G01，指令刀具从A点到B点，然后到C点，如图3-8(

23、b)所示。 (2) X、Z为绝对编程时，未倒角前两相邻轨迹程序段的交点G的坐标值。 (3) U、W为增量编程时，G点相对于起始直线轨迹的始点A点的移动距离。 (4)R为倒圆角圆弧的半径值,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,如图3一9所示，用倒圆角指令编程。 O3307 N1 G00 U-70. W-10. ; (从编程规划起点，移到工件前端面中心处) N2 G01 U26. C3. F100; (倒325直角) N3 W-22. R3.; (倒R3圆角) N4 U39. W-14. C3.; (倒边长为3的等腰直角) N5 W-34.; (加工 65外圆) N6 G00

24、U5. W80.; (回到编程规划起点) N7 M30; (主轴停、主程序结束并复位) 注意: (1)在螺纹切削程序段中不得出现倒角控制指令。 (2)如图3-8所示，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的长度必须大于GB的长度,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3. G02、G03:圆弧插补指令 G02 I_F_ 指令格式: X(U)_Z(W)_ F_ G03 R_ 说明:G02/G03指令刀具，按顺时针/逆时针进行圆弧加工。指令格式中各参数的含义与第2章中所述相同。数控车床圆弧插补G02/G03的判断，是在加工平面内，根据其插补时的旋转方向为 顺时

25、针或逆时针来区分。加工平面为观察者迎着Y轴的指向所面对的平面，如图3-10所示。 如图3-11所示零件，用圆弧插补指令编程.其程序为: O3310 N1 G92 X40. Z5; (设立坐标系.定义对刀点的位置) N2 M03 S400; (主轴以400 r/min旋转) N3 G00 X0.; (到达工件中心,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N4 G01 Z0. F60; (工进接触工件毛坯) N5 G03 U24. W-24. R15. ; (加工R15圆弧段) N6 G02 X26. Z-31. R5. (加工R5圆弧段) N7 G01 Z-40.; (加工26外

26、圆) N8 X40. Z5.; (回对刀点) N9 M30; (主轴停、主程序结束并复位) 4. G32螺纹切削指令 指令格式:G32 X(U)_Z(W)_R_ E_P_F_S; 说明: (1)X、Z为绝对编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标。 (2)U、W为增量编程时，有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量。 (3)F为螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给值，正值时，主轴正转车削螺纹;负值时，主轴反转车削螺纹,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,4)R、E为螺纹切削的退尾量，R表示Z向退尾量;E为X向退尾量，R、E在绝对或增量编程时都是以增量方式指定，其为正

27、表示沿Z、X正向回退，为负表示沿Z、X负向回退。使用R、E可免去退刀槽。R、E可以省略，表示不用回退功能;根据螺纹标准R一般取0. 751. 75倍的螺距，E取螺纹的牙型高。 (5) P为主轴基准脉冲处距离螺纹切削起始点的主轴转角。 使用G32指令能加工圆柱螺纹、锥螺纹和端面螺纹。图3一12所示为锥螺纹切削时各参数的意义。 螺纹车削加工为成型车削，且切削进给量较大，刀具强度较差，一般要求分数次进给加工。见表3一2为常用螺纹切削的进给次数与吃刀量。 注意: (1)从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数。 (2)在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常危险，因此螺纹切削时进给保持功能无

28、效.如果按下进给保持按键，则刀具在加工完螺纹后停止运动,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3)在螺纹加工中不使用恒定线速度控制功能。 (4)在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以消除伺服滞后造成的螺距误差。 例如，要对图3一13所示的圆柱螺纹编程。螺纹导程为1. 5 mm， = 1. 5 mm，=1 mm，每次吃刀量(直径值)分别为0. 8 mm、0. 6 mm、0. 4 mm、0. 16 mm。其程序为: O3312 N1 G92 X50. Z120.; (设立坐标系，定义对刀点的位置) N2 M03 S300; (主轴以300 r/min旋转) N3

29、G00 X29. 2 Z101. 5; (到螺纹起点，升速段1. 5 mm，吃刀深0. 8 mm) N4 G32 Z19. F1. 5; (切削螺纹到螺纹切削终点，降速段1 mm) N5 G00 X40.; (X轴方向快退) N6 Z101. 5; (Z轴方向快退到螺纹起点处) N7 X28. 6; (X轴方向快进到螺纹起点处.吃刀深0. 6 mm,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N8 G32 Z19. F1. 5; (切削螺纹到螺纹切削终点) N9 G00 X40.; (X轴方向快退) N10 Z101. 5; (Z轴方向快退到螺纹起点处) N11 X28. 2.;

30、(X轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0. 16 mm) N 12 G32 Z19. F1. 5; (切削螺纹到螺纹切削终点) N13 G00 X40.; (X轴方向快退) N14 Z101. 5; (Z轴方向快退到螺纹起点处) N15 U-11. 96; (X轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.16 mm) N16 G32 W-82. 5 F1. 5; (切削螺纹到螺纹切削终点) N17 G00 X40.; (X轴方向快退) N18 X50. Z120.; (回对刀点) N19 M05; (主轴停) N20 M30; (主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3.

31、3.4 回参考点控制指令 1.G28:自动返回参考点指令 指令格式:G28 X(U)_ Z(W)_; 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。 一般G28指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前应取消刀尖半径补偿。 在G28的程序段中不仅产生坐标轴移动指令，而且记忆了中间点坐标值，以供G29使用。 电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下，指定G28时，从中间点自动返回参考点，与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。 G28指令仅在其被规定的程序段中有效,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编

32、程指令及用法,2. G29:自动从参考点返回指令 指令格式:G29 X(U)_Z(W)_; G29可使所有编程轴以快速进给经过由G28指令定义的中间点，然后再到达指定点。通常该指令紧跟在G28指令之后。 G29指令仅在其被规定的程序段中有效。 例如，要求用G28、G29指令对图3 -14所示的路径编程:要求由A经过中间点B并返回参考点，然后从参考点经由中间点B返回到C。 O3313 N1 G92 X50. Z100. ; (设立坐标系，定义对刀点A的位置) N2 G28 X80. 0 Z200. ; (从A点到达B点再快速移动到参考点) N3 G29 X40. Z250.; (从参考点R经中间

33、点B到达目标点C) N4 G00 X50. Z100. ; (回对刀点) N5 M3; (主轴停、主程序结束并复位) 本例表明，编程员不必计算从中间点到参考点的实际距离,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3.3.5 简单循环指令 切削循环通常是用一个含G代码的程序段完成用多个程序段指令的加工操作，使程序得以简化。 有3类简单循环指令，分别是G80、G81和G82。 1. G80:内(外)径切削循环指令 1)圆柱面内(外)径切削循环 指令格式:G80 X(U)_Z(W)_F_; 说明: X、Z在绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标;增量值编程时，为切削终点C相对于

34、循环起点A的有向距离，图中用U、W表示，其符号由轨迹1和轨迹2的方向确定。 该指令执行如图3一15所示 ABCDA的轨迹动作,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2)圆锥面内(外)径切削循环 指令格式:G80 X(U)_Z(W)_I_F_; 说明: 在程序段中，除地址符I外，其余均与圆柱面内(外)径切削循环相同。I为切削起点B与终点C的半径差。其符号为差的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)。 该指令执行如图3一 16所示 AB C D A的轨迹动作。 如图3一17所示，用G80指令编程，点画线代表毛坯。 O3317 M03 S400; (主轴以400 r/min旋转)

35、G91 G80 X-10. Z-33. I-5.5 F100; (加工第一次循环) X-13 Z-33. I-5.5; (加工第二次循环，吃刀深3 mm) X-16 Z-33. I-5.5; (加工第三次循环，吃刀深3 mm) M30; (主轴停、主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2. G81:端面切削循环指令 1)端平面切削循环 指令格式:G81 X(U)_Z(W)_F_; 说明: X、Z在绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标;增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图中用U、W表示，其符号由轨迹1和轨迹2的方向确定。 该指令执

36、行如图3一18所示AB C D A的轨迹动作。 2)圆锥端面切削循环 指令格式:G81 X(U)_Z(W)_ K _F_; 说明: 在程序段中，除地址符K外，其余同端平面切削循环，K为切削起点B相对于切削终点C的Z向有向距离。 该指令执行如图3一19所示AB C D A的轨迹动作,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,如图3一20所示，用G81指令编程，点画线代表毛坯。 O3320 N1 G54 G90 G00 X60. Z5. M03;(选定坐标系，主轴正转，到循环起点) N2 G81 X25. Z31. 5 K-3. 5 F100;(加工第一次循环，吃刀深2 mm) N3

37、 X25 Z29. 5 K-3. 5: (每次吃刀深均为2 mm) N4 X25. Z27. 5 K-3. 5; (每次切削起点位，距工件外圆面5 mm，故K值为-3.5) N5 X25. Z25. 5K一3. 5; (加工第四次循环，吃刀深2 mm) N6 M05; (主轴停) N7 M30; (主程序结束并复位) 3. G82:螺纹切削循环指令 1)直螺纹切削循环 指令格式:G82 X(U)_Z(W)_ R_E_C_P_F_,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,说明: (1) X、Z在绝对值编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标;增量值编程时，为螺纹终点C相对于循环起

38、点A的有向距离，图中用U、W表示，其符号由轨迹1和轨迹2的方向确定。 (2) R、E为螺纹切削的回退量，R、E均为向量，R为Z向回退量;E为X向回退量，R、E可以省略，表示不用回退功能。 (3) C为螺纹头数，为0或1时切削单头螺纹。 (4)P为单头螺纹切削时，为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角(默认值为0);多头螺纹切削时，为相邻螺纹头的切削起始点之间对应的主轴转角。 (5) F为螺纹导程，正值时，主轴正转车削螺纹;负值时，主轴反转车削螺纹。 该指令执行图3一21所示AB C D E A的轨迹动作,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2)锥螺纹切削循环 指令格式:G

39、82 X(U)_Z(W)_I_R_E_C_P_F; 说明: (1) X、Z在绝对值编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标;增量值编程时，为螺纹终点C相对于循环起点A的有向距离，图中用U、W表示。 (2) I为螺纹起点B与螺纹终点C的半径差。其符号为差的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)。 (3) R、 E为螺纹切削的回退量,R、E均为向量，R为Z向回退量;E为X向回退量,R、E可以省略，表示不用回退功能。 (4) C为螺纹头数，为0或1时切削单头螺纹。 (5) P为单头螺纹切削时，为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角(默认值为0);多头螺纹切削时，为相邻螺纹头的切削起始点之间对应的主

40、轴转角,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,6) F为螺纹导程;正值时，主轴正转车削螺纹;负值时，主轴反转车削螺纹。 该指令执行图3一22所示AB C D A的轨迹动作。 如图3一23所示,用G82指令编程，毛坯外形已加工完成。 O3323 N1 G55 G00 X35. 2104.; (选定坐标系G55,到循环起点) N2 M03 S300; (主轴以300 r/min正转) N3 G82 X29. 2 Z18. 5 C2. P180. F3;(第一次循环切螺纹,切深0. 8 mm) N4 X28. 6 Z18. 5 C2. P180. F3; (第二次循环切螺纹,切深0

41、. 4 mm) N5 X28. 2 Z18. 5 C2. P180. F3; (第三次循环切螺纹,切深0. 4 mm) N6 X28. 04 Z18. 5 C2. P180. F3;(第四次循环切螺纹,切深0. 16 mm) N7 M30; (主轴停、主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3.3.6 固定循环加工编程 用车床加工零件时，常常遇到某些工序需要多次重复几种固定动作的情况。例如，当在余量很大的毛坯上进行外形切削或螺纹切削时，往往需要几次甚至很多次走刀才能完成。此时，使用固定循环(用含G功能的一个程序段来完成用多个程序段指令的加工操作)可简化编程。一

42、般车床数控系统的固定循环分为单一形状固定循环和复合形状固定循环。 1.单一形状固定循环 利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，如“切入一切削一退刀一返回”，用一个循环指令完成，从而使程序简化。 如图3-24所示，按一般写法，程序应写为: N10 G00 X50.; N20 G01 Z-30. F100; N30 X65.; N40 G00 Z2,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,但用固定循环语句只要下面一句就可以了: G90 X50 Z-30. F10; 1) G90:内外圆柱或圆锥切削循环指令 指令格式:G90 X(U)_Z(W)_K_F_; 该指令能实现外圆切削循环

43、和锥面切削循环，刀具从循环起点按如图3-25和图3-26所示走刀路线，最后返回到循环起点。 说明: (1) X、Z表示切削终点坐标值。 (2)U、W表示切削终点相对循环起点的坐标分量。 (3) R表示切削始点与切削终点在X轴方向的坐标增量(半径值)，如图3-26所示中R=(XB-XC)/2，外圆切削循环时R为零，可省略。 (4) F表不进给速度 如图3一27所示，运用外圆切削循环指令编程,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,G00 X45. Z60.; G90 X40. Z20. F1. 0; AB C D A X30.; AEF D A X20.; AGHDA 上述程序中

44、每次循环都是返回了出发点，因此产生了重复切削端面C的情况，为了提高效率，可将循环部分程序改为: G90 X40. Z20. F1. 0; G00 X41.; X30.; G00 X31.; X20.; 如图3一28所示，运用外圆切削循环指令进行锥面切削编程，虚线代表毛坯,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,024 T0101; (换1号刀) M03 S400; (主轴以400 r/min旋转) G00 X40. Z3.; (将刀具快速移到工件表面) G90 X33. Z-30. R-5. 5 F2. 0; (加工第一次循环) X30.; (加工第二次循环) X27.; (加

45、工第三次循环) G01 X14. Z0. F2. 0; (将刀具移到工具表面，进行精车) X24 Z-30.; G00 X50. Z60.; M05; M30; (主轴停、主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2)G94生:端面切削循环指令 指令格式:G94 X(U)_Z(W)_R_F_; 该指令能实现端面切削循环和带锥度的端面切削循环，刀具从循环起点，按如图3一29所示走刀路线，最后返回到循环起点。 说明: 除R外，其余地址符含义与G90相同，R表示端面切削始点至切削终点位移在Z轴方向的坐标增量，端面切削循环时R为零，可省略。 如图3一30所示，运用端面切

46、削循环指令编程。 G01 G96 X55. Z2. S120 M03; G94 X20. Z0 R-5. F0. 2; Z-5.; Z-10.; G00 X_ Z_,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2.复合形状固定循环 在使用G90、G94指令时，已经使程序简化了一些，但还有一类被称为复合形状固定循环的代码(G70G76)，能使程序进一步得到简化。使用这些复合形状固定循环指令时，只需指令精加工的形状，就可以完成从粗加工到精加工的全部过程。 1) G71:外径粗车循环指令 指令格式:G71 U(d)R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W (w) F(f)

47、S(s) T(t) 说明: (1) d表示背吃刀量，即每次切削深度(半径值)，无符号。 (2)e表示退刀量。 (3) ns表示精加工形状程序段中的开始程序段号。 (4) nf表示精加工形状程序段中的结束程序段号。 (5)u表示X轴方向精加工余量，直径值。 (6)w表示Z轴方向的精加工余量,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,使用G71指令能切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行，图3一31所示为粗车外径的加工路径。图中A为循环起点，AAB为精加工路线。 注意： (1)使用循环指令编程，首先，要确定换刀点、循环点A、切削始点A和切削终点B的坐标位置。为节省数控机

48、床的辅助工作时间，从换刀点至循环点A使用G00快速定位指令，循环点A的X坐标位于毛坯尺寸之外，Z坐标值与切削始点A的Z坐标值相同。其次，按照外圆粗加工循环的指令格式和加工工艺要求写出G71指令程序段，在循环指令中有两个地址符U，前一个表示背吃刀量，后一个表示X方向的精加工余量。 (2)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,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,3)在AB之间必须符合X轴、Z轴方向的共同单调增大或减小的模式。 例如，用外径粗加工复合循环编制如图3一32所示

49、零件的加工程序:要求循环起始点在A(46,3)，切削深度为1. 5 mm(半径量)。退刀量为1 mm，X方向精加工余量为0. 4 mm , Z方向精加工余量为0. 1 mm，其中点画线部分为工件毛坯。 O26 N1 T0101; (选定1号刀具) N2 M03 S400; (主轴以400 r/min正转) N3 G01 X46. Z3. F2. 0; (刀具到循环起点位置) N4 G71 U1. 5 R1.; (粗切量1. 5 mm) N5 G71 P6 Q14 U0. 4 W0. 1 F2. 0; (精切量:X0. 4 mm Z0. 1 mm) N6 G00 X0; (精加工轮廓起始行，到倒

50、角延长线,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N7 G01 X10. Z-2.; (精加工245倒角) N8 Z-20.; (精加工10外圆) N9 G02 U10. W-5. R5.; (精加工R5圆弧) N10 G01 W-10 ; (精加工20外圆) N11 G03 U14. W-7. R7.; (精加工R7圆弧) N12 G01 Z-52.; (精加工34外圆) N13 U10. W-10.; (精加工外圆锥) N14 W-20.; (精加工44外圆，精加工轮廓结束行) N15 X50.; (退出已加工面) N16 G70 P6 Q14; N17 G00 X80.

51、Z80.; (回对刀点) N18 M05; (主轴停) N19 M30; (主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,2)G72:端面粗车循环指令 指令格式:G72 W(d) R(e); G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)F(t); 如图3一33所示，G72指令的含义与G71相同，不同之处是G72沿着平行于X轴进行切削，它是从外径方向向轴心方向切削端面的粗车循环，该循环方式适用于圆柱棒料毛坯端面方向的粗车。 例如，编制如图3-34所示零件的加工程序：要求循环起始点在(80,1)，切削深度为1. 2 mm。退刀量为1 mm，X方向精加工余

52、量为0. 2 mm，Z方向精加工余量为0. 5 mm，其中虚线部分为工件毛坯。 O27 N1 T0101; (换1号刀.确定其坐标系) N2 G00 X100. Z80.; (到程序起点或换刀点位置) N3 M03 S400; (主轴以400 r/min正转) N4 X80. Z1.; (到循环起点位置) N5 G72 W1. 2 R1.; (外端面粗切循环加工,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N6 G72 P8 Q1 7 U 0. 2 W 0. 5 F 1. 0; N7 G00 X100. Z80.; (粗加工后.到换刀点位置) N8 G42 X80. Z1.; (加

53、入刀尖圆弧半径补偿) N9 G00 Z-56.; (精加工轮廓开始.到锥面延长线处) N10 G01 X54. Z-4 0. F 0. 5; (精加工锥面) N11 Z-30.; (精加工 54外圆) N12 G02 U-8. W4. R4.; (精加工R4圆弧) N13 G01 X30.; (精加工Z26处端面) N14 Z-15.; (精加工 30外圆) N15 U-16.; (精加工Z15处端面) N16 G03 U-4. W2. R2.; (精加工R2圆弧) N17 Z-2.; (精加工10外圆) N18 U-6 .W3.; (精加工倒2 45角，精加工轮廓结束) N19 G00 X5

54、0.; (退出已加工表面,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N20 G40 X100. Z80.; (取消半径补偿，返回程序起点位置) N21 M30; (主轴停、主程序结束并复位) 3) G73:封闭粗车循环指令 指令格式:G73 U(i) W(k) R(d); G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t); 说明: (1) i表示X轴上的总退刀量(半径值)。 (2) k表示Z轴上的总退刀量。 (3) d表示重复加工次数。 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。 封闭切削循环就是按照一

55、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，因为铸造或锻造毛坯的形状与零件的形状基本接近，只是外径、长度较成品大一些，形状较为固定，所以有时又称为固定形状粗车循环。G73循环方式的走刀路径如图3-35所示,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,注意: 封闭切削循环的特点是刀具轨迹平行于工件的轮廓，故适合加工铸造和锻造成型的坯料。使用G73指令时，首先要确定换刀点、循环点A、切削始点和切削终点B的坐标位置。分析图3-35，A点是循环点， AB是工件的轮廓线， A AB为刀具的精加工路线。 例如，编制如图3 -36所示零件的加工程序:设切

56、削起始点在(60,5);X、Z方向的粗加工余量分别为3 mm、0. 9 mm;粗加工次数为3; X、Z方向的精加工余量分别为0. 6 mm ,0. 1 mm其中点画线部分为工件毛坯。 O28 N1 T0101; (选定1号刀并建立工件坐标系) N2 G00 X80. Z80.; (到程序起点位置) N3 M03 S400; (主轴以200 r/min正转) N4 G00 X60. Z5.; (到循环起点位置) N5 G73 U3. W0. 9 R3,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,N6 G73 P7 Q15 U0. 6 W0. 1 F1. 5; (闭环粗切循环加工) N

57、7 G00 X0. Z3.; (精加工轮廓开始.到倒角延长线处) N8 G01 U10. Z-2. F1. 0; (精加工倒245角) N9 z-2 0.; (精加工 10外圆) N10 G02 U10. W-5. R5.; (精加工R5圆弧) N11 G01 z-35.; (精加工 20外圆) N12 G03 U14. W-7. R7.; (精加工R7圆弧) N13 G01 Z-52.; (精加工 34外圆) N14 U10. W-10.; (精加工锥面) N15 U10.; (退出已加工表面，精加工轮廓结束) N16 G00 X80. Z80.; (返回程序起点位置) N17 M05; N

58、18 M30; (主轴停、主程序结束并复位,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,4)G70:精车固定循环指令 指令格式:G70 P(ns) Q(nf); 其中ns和nf与前述含义相同。 由G71、G72和G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。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.并且在程序段中不能调用子程序。 5) G74:深孔钻削循环指令 指令格式:G74 R(e） ; G74 X(U)_Z( W)_P(i)Q( k)R(d)F(f); 说明: (1)e为每次沿Z方向切削k后的退刀量。另外，在没有指定

59、R(e)时，用参数(No056)也可以设定，根据程序指令，参数值也相应改变。 (2) X为B点的X方向绝对坐标值。 (3)U为A到B的增量,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,4) Z为C点的Z方向绝对坐标值。 (5) W为A到C的增量。 (6) i为X方向的每次循环移动量(无符号，直径)。 (7) k为Z方向的每次切削移动量(无符号)。 (8) d为切削到终点时X方向的退刀量(直径)，通常不指定，在省略X(U)和I时，视为0。 (9) f为进给速度。 (10) E为退刀量。 (11) Z(w)表示钻削深度。 (12) k表示每次钻削行程长度(无符号指定)。 (13) F表示进给量。 该指令可以用于断续切削，走刀路线如图3-37所示，如果把X(U)和P、R值省略，则可用于钻孔加工,下一页,返回,上一页,3.3 数控车床的编程指令及用法,图3一38所示是用深孔钻削循环G74指令加工孔实例，其程序为: G50 X60. Z40.; G00 X0 Z2.; G74 R1.; G74 Z-12. Q5 F0. 5 S250; G00