数车编程 数控车床的程序编制[高级教学]

1、第六章第六章 数控车床的程序编制数控车床的程序编制 第一节第一节 数控车床加工工艺基础数控车床加工工艺基础 数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内、外圆柱面，圆锥面，数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内、外圆柱面，圆锥面， 圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。 它是目前国内使用极为广泛的一种数控机床，约占数控机床总数的它是目前国内使用极为广泛的一种数控机床，约占数控机床总数的25。 右 端 面 外圆车刀 左 端 面 外圆车刀 尖 头 外圆车刀 切断刀切槽刀左螺纹 车刀 右螺纹

2、车刀 右内螺纹车刀左内螺纹车刀内孔切槽刀内孔车刀 1内容展示 图图 外圆车刀外圆车刀 图图 内孔车刀内孔车刀 图图 螺纹车刀螺纹车刀 图图 切断（槽）车刀切断（槽）车刀 一一 刀具及材料：高速钢、硬质合金钢刀具及材料：高速钢、硬质合金钢(允许切削速度高允许切削速度高,但是韧性差但是韧性差) 2内容展示 二二 切削用量的选择切削用量的选择 切削用量三要素切削用量三要素 切削速度切削速度: 在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于工件在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于工件 在主运动方向上的瞬时速度。在主运动方向上的瞬时速度。 进给量进给量 背吃刀量背吃刀量 3内容展示 一、一、 数控

3、车床编程特点数控车床编程特点 数控车床的主要编程特点如下：数控车床的主要编程特点如下： (1) 在一个程序段中，可以采用绝对值编程在一个程序段中，可以采用绝对值编程(用用X、Z表示表示)、增量值编程、增量值编程(用用U、 W表示表示)或者二者混合编程。或者二者混合编程。 (2) 直径方向直径方向(X方向方向)用绝对值编程时，用绝对值编程时，X以直径值表示以直径值表示；用增量值编程时，以；用增量值编程时，以 径向实际位移量的二倍值径向实际位移量的二倍值表示，并附方向符号表示，并附方向符号(正向可以省略正向可以省略)。系统默认。系统默认 为直径编程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定。为直径编

4、程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定。 (3) 车削加工毛坯余量较大时，为简化编程，数控装置常备有不同形式车削加工毛坯余量较大时，为简化编程，数控装置常备有不同形式 的固定循环，可以进行多次的固定循环，可以进行多次重复循环切削重复循环切削。 (4) 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，车刀刀尖常被磨成一个圆弧，因此，当编制加工程序工件表面质量，车刀刀尖常被磨成一个圆弧，因此，当编制加工程序 时，需要考虑对刀具进行刀尖圆弧半径补偿。时，需要考虑对刀具进行刀尖圆弧半径补偿。 第二节第二节 数控车床

5、程序编制数控车床程序编制 4内容展示 卧式车床坐标系卧式车床坐标系 5内容展示 有关坐标的指令有关坐标的指令 坐标的取法坐标的取法 绝对值：绝对值：X、Z 增量值：增量值：U、W X直径尺寸直径尺寸Z轴向尺寸轴向尺寸 U增量的两倍增量的两倍W增量值增量值 绝对值和增量值绝对值和增量值 正方向：刀具远离工件的方向正方向：刀具远离工件的方向 Z轴轴 X轴轴 主轴轴线方向主轴轴线方向 径向方向径向方向 6内容展示 例：练习例：练习 如如图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对 坐标方式和增量坐标方式编写坐标方式和增量坐标方式编写G00G00，G01

6、G01程序段。程序段。 7内容展示 工件坐标系设定工件坐标系设定G50 用用G50指定设定工件坐标系，其书写格式为：指定设定工件坐标系，其书写格式为： G50 X_Z _ ； 8内容展示 圆弧插补的方向圆弧插补的方向 9内容展示 例：例： 如如图所示，走刀路线为图所示，走刀路线为A-B-C-D-E-FA-B-C-D-E-F，试编制程序，试编制程序 A-B B-C C-D D-E E-F 10内容展示 进给功能（进给功能（F F）指令）指令 该功能指令用于控制刀具的进给速度（切削进该功能指令用于控制刀具的进给速度（切削进 给量）给量）G95(G99) mm/r G94(G98) mm/minG9

7、5(G99) mm/r G94(G98) mm/min F 每转进给量 11内容展示 主轴转速功能（主轴转速功能（S S）指令）指令 主轴转速功能（主轴转速功能（S）指令用于控制主轴转速。）指令用于控制主轴转速。 特殊形式：特殊形式： 恒线速控制恒线速控制 编程格式编程格式 G96 S_ m/min 如图中所示的零件，为保持如图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在各点的线速度在150 m/min， 则各点在加工时的主轴转速分别为多少？则各点在加工时的主轴转速分别为多少？ 最高转速限制最高转速限制 编程格式编程格式 G50 S_ r/min 恒线速取消恒线速取消 编程格式编程格式 G97

8、 S_ r/min。 12内容展示 13内容展示 刀具功能（刀具功能（T T）指令）指令 刀号刀号补偿号补偿号 补偿号：用来存放刀具的几何补偿量和刀具磨损补偿量的补偿号：用来存放刀具的几何补偿量和刀具磨损补偿量的 寄存器的地址号。寄存器的地址号。 (2)(2)、刀尖半径补偿、刀尖半径补偿 补偿的目的：就是解决刀尖圆弧可能引起的加工误差。补偿的目的：就是解决刀尖圆弧可能引起的加工误差。 (1)(1)、几何、磨损补偿、几何、磨损补偿 T 14内容展示 加工时刀具上哪个位置与程序中坐标点相吻合？加工时刀具上哪个位置与程序中坐标点相吻合？ 刀位点刀位点 15内容展示 刀尖圆弧自动补偿指令刀尖圆弧自动补

9、偿指令 指令格式指令格式 G41G41（G42G42）G01G01（G00G00）X X（U U）_ Z_ Z（W W）_ _ G40 G40 指令功能指令功能 G41G41为左偏刀具补偿；为左偏刀具补偿； G42G42为右偏刀具补偿；为右偏刀具补偿； G40G40是取消刀尖圆弧半径补偿。是取消刀尖圆弧半径补偿。 指令说明指令说明 顺着刀具运动方向看，刀具在工件轮廓线的左边为刀尖左补偿；刀顺着刀具运动方向看，刀具在工件轮廓线的左边为刀尖左补偿；刀 具在具在工件轮廓线工件轮廓线的右边为刀尖右补偿（的右边为刀尖右补偿（与坐标轴方向有关与坐标轴方向有关） 。 16内容展示 Z轴 X轴 G41 内孔内

10、孔 （a）后置刀架）后置刀架 Z轴 X轴 G42 (b) 前置刀架前置刀架 外圆外圆 内孔内孔 外圆外圆 车削加工中应用刀尖圆弧半径补偿时，若加工方向从右至左，则加车削加工中应用刀尖圆弧半径补偿时，若加工方向从右至左，则加 工外圆通常采用（）补偿，加工内孔通常采用（）补偿。工外圆通常采用（）补偿，加工内孔通常采用（）补偿。 17内容展示 刀尖刀尖R的确定方法的确定方法 18内容展示 19内容展示 例题例题 如图所示，运用如图所示，运用刀具半径补偿刀具半径补偿指令编程。指令编程。 注意：与注意：与G00或或G01一起有效；一起有效； 换刀时要取消刀补。换刀时要取消刀补。 20内容展示 单一固定循

11、环单一固定循环 车削循环通常是指用含有车削循环通常是指用含有G代码的一个程序段，来完成本来代码的一个程序段，来完成本来 需要用多个程序段指令的加工操作，如需要用多个程序段指令的加工操作，如“切入切入-切削切削-退刀退刀-返返 回回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。车削循环一般分，用一个循环指令完成，从而简化程序。车削循环一般分 为单一形状固定循环和复合形状固定循环为单一形状固定循环和复合形状固定循环 单一形状车削循环（单一形状车削循环（G90、G94） 该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。G90 21内容展示 （1）圆柱面或圆锥面切削循环）圆

12、柱面或圆锥面切削循环外圆切削循环指令外圆切削循环指令 22内容展示 23内容展示 锥度锥度I的符号确定方法：锥面起点的符号确定方法：锥面起点X坐标大于终点坐标时为正，反之为负。坐标大于终点坐标时为正，反之为负。 圆锥面切削循环圆锥面切削循环 G90 X(U)_ Z(W)_ (R)I_ F_ ; 24内容展示 （2）端面切削循环）端面切削循环G94 编程格式编程格式 G94是用于一些短、面大的工件加工的固定循环指令。是用于一些短、面大的工件加工的固定循环指令。 X ZW 1(R) 2(F) 4(R) 3(F) O Z 2 U 2 X 25内容展示 锥面端面切削循环锥面端面切削循环 G94 X(U

13、) Z(W) K F 锥面起点锥面起点Z坐标大于终点坐标时，坐标大于终点坐标时，K为正为正,反之为负。反之为负。 26内容展示 多重固定循环多重固定循环 （1）外圆）外圆粗车粗车循环循环G71 G71指令将工件切削至精加工之前的尺寸，精加工前的形状指令将工件切削至精加工之前的尺寸，精加工前的形状 及粗加工的刀具路径由系统及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸根据精加工尺寸自动设定。自动设定。 输入格式：输入格式： G71 U( d) R(e); G71 P(ns) Q(nf) U( u) W( w) (F S T )； 27内容展示 起刀点（起刀点（200，200） 28内容展示 （2）.精车

14、循环指令精车循环指令G70 用用G71指令完成粗车循环后，使用指令完成粗车循环后，使用G70指令可实现精车循环。精车指令可实现精车循环。精车 时的加工量是粗车循环时留下的精车余量，加工轨迹是工件的轮廓线。时的加工量是粗车循环时留下的精车余量，加工轨迹是工件的轮廓线。 格式：格式：G70 P(ns) Q(nf)； 其中其中P(ns)和和Q(nf)的含义与粗车循环指令中的含义相同。的含义与粗车循环指令中的含义相同。 注意：在注意：在G71程序段中规定的程序段中规定的F、S、T对于对于G70无效，但在执行无效，但在执行 G70时顺序号时顺序号ns至至nf程序段之间的程序段之间的F、S、T有效；当有效

15、；当G70循环加工结循环加工结 束时，刀具返回到起点并读下一个程序段束时，刀具返回到起点并读下一个程序段. 29内容展示 例例 下图是采用粗车循环指令下图是采用粗车循环指令G71和精车循环指令和精车循环指令G70的加工举例。的加工举例。 毛坯为棒料，直径是毛坯为棒料，直径是62 mm，刀具从，刀具从P点开始，先走到点开始，先走到C点点(即循环起点即循环起点)， 然后开始粗车循环。每次粗车循环深度为然后开始粗车循环。每次粗车循环深度为4 mm，退刀量为，退刀量为1 mm，进给量，进给量 为为0.3mm/r，径向精加工余量和横向精加工余量均为，径向精加工余量和横向精加工余量均为2 mm，精加工时进

16、给量为，精加工时进给量为 0.15 mm/r。 P C 62 40 20 14 508242011 6 5 35 X 50 O 52.7 Z 30内容展示 （3）.端面粗车循环指令端面粗车循环指令G72 它适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其功能与它适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其功能与G71基本相同基本相同,不同不同 之处是之处是G72只完成端面方向粗车只完成端面方向粗车,刀具路径按径向方向循环刀具路径按径向方向循环,其格式为其格式为: G72 U( d)R(e)； G72 P(ns) Q(nf) U( u)W( w)F(f)S(s)T(t)； N(ns). . . N(nf). 程序段中各

17、地址的含义和程序段中各地址的含义和G71相同。相同。 31内容展示 G72的循环过程如图所示。图中的循环过程如图所示。图中C为粗加工循环的起点，只要给出为粗加工循环的起点，只要给出AB 之间的精加工形状及径向精车余量、轴向精车余量之间的精加工形状及径向精车余量、轴向精车余量 w及切削深度及切削深度 d就就 可以完成粗车工序。可以完成粗车工序。 图图 G72粗车循环过程粗车循环过程 32内容展示 (168,132) 进刀量为进刀量为3，退刀量为，退刀量为0.5，精加工余量，精加工余量2，1。 33内容展示 G73指令与指令与G71、G72指令功能相同，只是刀具路径是按指令功能相同，只是刀具路径是

18、按工件精工件精 加工轮廓加工轮廓进行循环的，适合切削铸造成型或者已粗车成型的工件。当进行循环的，适合切削铸造成型或者已粗车成型的工件。当 毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时，用该指令比较方便。毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时，用该指令比较方便。 格式：格式： G73 U( i) W( k)R(d)； G73 P(ns) Q(nf) U( u)W( w) F(f)S(s)T(t)； N(ns). . . N(nf). 程序段中各地址的含义如下：程序段中各地址的含义如下： i：X方向粗加工余量方向粗加工余量(半径指定半径指定)。 k：Z方向粗加工余量。方向粗加工余量。 d：分割数，此值与粗切

19、重复次数相同。：分割数，此值与粗切重复次数相同。 程序段中其他各地址的含义和程序段中其他各地址的含义和G71相同。相同。 34内容展示 G73及其精加工的循环过程如图所示。及其精加工的循环过程如图所示。 35内容展示 O1000 O1000 N10 G50 X200 Z200 ; N15 T0101; N20 M03 S600 N30 G00 X140 Z40 N50 G73 U9.5 W9.5 R3 N60 G73 P70 Q120 U1 W0.5 F0.3 N70 G00 X20 Z0 N80 G01 Z-20 F0.15 N90 X40 Z-30 N100 W-20 N110 G02 X

20、80 W-20 R20 N120 G01 X100 W-10 N135 M03 S1000 N140 G70 P70 Q120 N150 G00 X200 Z200 N160 M05 N170 M30 36内容展示 单行程螺纹切削指令单行程螺纹切削指令G32 G32指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。 格式：格式：G32 X_Z_F_； 螺纹长度引入长度 超越 长度 ZO X 37内容展示 例例 下图是圆柱螺纹加工实例，螺距为下图是圆柱螺纹加工实例，螺距为2 mm，单边切深为，单边切深为1 mm,引入长引入长 度为度为3 mm，超越长度为，超越长度为1.5 mm。

21、程序如下：程序如下： . N020 G00 U-62.0 Z3； N021 G32 W-74.5 F2.0 ； N022 G00 U62.0； N023 W74.5； . 38内容展示 简单螺纹切削循环指令简单螺纹切削循环指令G92 简单螺纹切削循环指令简单螺纹切削循环指令G92G92可以用来加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。该指令可以用来加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。该指令 的循环路线与前述的的循环路线与前述的G90G90指令基本相同，只是指令基本相同，只是F F后面的进给量改为螺纹螺距即后面的进给量改为螺纹螺距即 可。格式：可。格式：G92 X(U)_Z(W)_I/R_F_G92 X(U)_Z(W)_I/

22、R_F_； 39内容展示 例：试编写下图所示圆柱螺纹的加工程序。例：试编写下图所示圆柱螺纹的加工程序。 螺距为螺距为1.5mm,第一次切深第一次切深0.5mm，第二次切深，第二次切深0.325mm 40内容展示 复合螺纹切削循环指令（复合螺纹切削循环指令（粗、精粗、精） 复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它 的进刀方法有利于改善刀具的切削条件。的进刀方法有利于改善刀具的切削条件。 编程格式：编程格式： G76 P (m)（r）（）（） Q（dmin） R(d ) G76 X(U) Z(W) R(I) P(k) Q(d)

23、 F( f ) 式中：式中： m - 精加工重复次数；精加工重复次数；(199)。 r -螺纹尾角倒角量；螺纹尾角倒角量；(99), （单位：（单位：0.1L，L为螺纹螺距）为螺纹螺距）。 - 刀尖角；刀尖角； dmin-最小切入量；最小切入量； （半径值）（半径值） d-精加工余量；（半径值）精加工余量；（半径值） X(U) Z(W) - 终点坐标；终点坐标； I - 螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始 点与切削终点的半径差。加工圆点与切削终点的半径差。加工圆 柱螺纹时，柱螺纹时，i=0。加工圆锥螺纹时，当。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时

24、，向切削起始点坐标小于切削终点坐标时， I为负，反之为正。为负，反之为正。 k - 螺牙的高度螺牙的高度 （X轴方向的半径值）轴方向的半径值） 经验值经验值k=1.107P/2； d - 第一次切入量（第一次切入量（X轴方向的半径值）；轴方向的半径值）； f - 螺纹导程。螺纹导程。 41内容展示 42内容展示 例：试编写图所示圆柱螺纹的加工程序例：试编写图所示圆柱螺纹的加工程序,螺距为螺距为6mm。 G76 P 01 00 60 Q100 R100 G76 X61.36 Z25 R0 P3320Q1000 F6 43内容展示 程序延时程序延时 G04 P/X v子程序子程序 程序中固定顺序或

25、重复出现的程序单独抽出来，程序中固定顺序或重复出现的程序单独抽出来， 编编 成一个程序，供主程序调用，这类程序叫做子程序。成一个程序，供主程序调用，这类程序叫做子程序。 M98 P_ _ M99 44内容展示 45内容展示 典型零件的程序编制典型零件的程序编制 (1) 46内容展示 47内容展示 (2) 加加工如图所示工如图所示的零件，退刀槽槽深为的零件，退刀槽槽深为2 2（直径方向），槽宽（直径方向），槽宽3mm3mm， 已知毛坯已知毛坯尺寸尺寸为为3030棒料，棒料，对零件图进行工艺分析，对零件图进行工艺分析， 确定装夹方案、加工顺序，制定数控加工刀具卡及加工工序卡，确定装夹方案、加工顺序

26、，制定数控加工刀具卡及加工工序卡， 编制加工程序编制加工程序. . 图图 加工实例加工实例 48内容展示 49内容展示 产品名称及代产品名称及代 号号 零件零件 名称名称 轴轴 零件零件 图号图号 KS-01KS-01 序号序号刀具号刀具号刀具规格名称刀具规格名称数量数量加工表面加工表面 刀尖半刀尖半 径（径（mmmm ） 备注备注 1 1T01T013535 硬质合金外圆偏刀 硬质合金外圆偏刀1 1 粗精车外粗精车外 圆表面及圆表面及 端面端面 20X2020X20 2 2T02T02 3mm3mm宽硬质合金切断刀宽硬质合金切断刀 （切槽刀）（切槽刀） 1 1 切退刀槽切退刀槽 及切断及切断

27、 20X2020X20 3 3T03T03 硬质合金硬质合金6060外螺纹车外螺纹车 刀刀 1 1 车车 M12X1.75M12X1.75 螺纹螺纹 20X2020X20 编制编制审核审核 批批 准准 共共 1 1 页页第第1 1页页 数控加工刀具卡数控加工刀具卡 50内容展示 数控加工工序卡数控加工工序卡 51内容展示 52内容展示 (3) 加工零件如图所示，毛坯直径为加工零件如图所示，毛坯直径为26。对零件图进行工艺分析，。对零件图进行工艺分析， 确定装夹方案、加工顺序，制定数控加工刀具卡及加工工序卡，编制加工程序。确定装夹方案、加工顺序，制定数控加工刀具卡及加工工序卡，编制加工程序。 5

28、3内容展示 54内容展示 宏程序宏程序 宏程序是一组由宏程序是一组由变量变量、变量运算指令变量运算指令以及以及程序控制指令程序控制指令组成组成 并能完成一定加工功能的程序。并能完成一定加工功能的程序。 一、变量的表示一、变量的表示 #i#i #表达式表达式 （变量号（变量号i=0,1,2,3,4） 例：例：#8、#110、#1100 表达式必须用括号括起来表达式必须用括号括起来 例：例：#1#212 55内容展示 二二. .算术和逻辑运算算术和逻辑运算 运算的优先顺序： 函数； 乘除、逻辑与； 加减、逻辑或、逻辑异或。 可以用 来改变顺序。 56内容展示 三三 控制指令控制指令 1、无条件转移、无条件转移（GOTO语句）语句） 格式：格式：GOTO n； 式中：式中：n顺序号（顺序号（19999），可用变量），可用变量 表示。表示。 举例：举例：GOTO 1； GOTO #10； 57内容展示 2、条件转移、条件转移（IF语句）语句） 格式：格式：IF 条件式条件式 GOTO n； 条件