数控车床加工与数控系统

1、Mar-22一、数控车床加工的主要特点图4.1数控车床加工的典型零件1.加工工艺范围：数控车床主要用于加工形状复杂、精度要求高的轴类、盘类等回转体零件。如图4.1所示：加工零件类型Mar-222.数控车床加工的主要特点：（1）加工灵活、通用性强、能适合产品品种和规格频繁变化的特点；（2）能满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求。Mar-22二二、按数控系统的功能（1）经济型数控车床如图4.2（2）全功能型数控车床如图4.3（3）车削中心如图4.4（4）车床：数控车床、机器人等组成柔性加工单元Mar-22二、按主轴的配置形式分 1.卧式数控车床如图4.5所示 2.立式数控车床如图4.

2、6所示三、按数控系统控制轴数分 1. 双 轴控制数控车床 （1） 双轴卧式数控车床如图4.7所示 （2）双轴立式数控车床 2. 四轴控制数控车床第一节第一节 数控车削加工工艺数控车削加工工艺德州科技职业学院德州科技职业学院Mar-22 M功能功能 辅助功能字由M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。 常用的M功能有： M00： 程序暂停，可用NC启动命令使程序继续运行； M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效； M03：主轴顺时针旋转； M04：主轴逆时针旋转； M05：主轴停止； M06：换刀;

3、 M08：冷却液开； M09：冷却液关； M30：程序停止，程序复位到起始位置。 数控车床程序编制Mar-22F、S、T功能功能 1.F功能:用于指定进给速度，有每转进给和美分钟进给两种。 （1）每转进给量 编程格式 G99 F F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r 例：G99 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r （2）每分钟进给量 编程格式G98 F F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min例：G98 F100 表示进给量为100mm/min Mar-22 2.S功能:指令用于控制主轴转速,它有恒线速度和恒转速两种指令。 （1）最高转速限制 编程格式 G50 S

4、 S后面的数字表示的是最高转速：r/min。 例：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min （2）恒线速控制 编程格式 G96 S S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削线速度控制在150 m/min。 （3）恒转速控制 编程格式 G97 S S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。Mar-223.T功能用来指定程序中使用的刀具。指令格式：T ，前两位代表刀具号，后两位代表刀具补偿号。例如：T0801指选择8号刀具，用1号刀具补偿。刀具补偿包括长度补偿和半径补偿两部分。Mar-22四. 工件坐标系的设定 编程格式 G50 X Z式中X

5、、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。 例：如图所示设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1图4.10 坐标系设定指令Mar-22五、快速定位G00和直线插补G01 1、快速定位G00 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。 编程格式：G00 X(u) Z (w) 式中X、Z的值是快速点定位的终点坐标值;U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。Mar-221、快速定位G00 如所示的定位指令如下： G50 X200.0 Z263.0 G00 X40.0 Z212.0或G00 U-160.0 W-51.0图4.11 G00快速定位指

6、令Mar-222、直线插补G01 用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。 程序格式：G01 X(u) Z(w) F 其中：X、Z的值是直线插补的终点坐标值 ； U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。Mar-22直线插补G01举例：实现图4.12中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100图图4.12 4.12 直线插补运动直线插补运动 Mar-22增量方式编程举例如图4.13所示：G91 G01 X Y F100图4.13 直线增量编程Mar-22六. 圆弧插补G02、G03 1.顺时针圆弧插补的指令格式: G02 X(U) Z(W)

7、 I K F ； G02 X(U) Z(W) R F ； 2.逆时针圆弧插补的指令格式： G03 X(U)_Z(W)_ I_K_F_； G03 X(U)_Z(W)_R_ F_； 注意:（）圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；（）I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; Mar-22 图.1圆弧方向的判断（）规定圆心角180时，用“+R”表示； 180时，用“-R”。所以，R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工（）圆弧方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图4.1所示。 XYMar-22（）圆

8、弧编程实例G02编程如图4.1所示：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；G02 X50.0 Z30.0 R25.0 F0.3； G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； 图4.15顺时针圆弧加工Mar-22G03编程举例：G03 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；G03 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；G03 X50.0 Z30.0 R25.0 F0.3； G03 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3；图4.16逆时针圆弧加工Mar-22七. 暂停指令 G04 G04

9、指令用于暂停进给,其指令格式是： G04 P_或G04 X(U)_ 暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。 例如,欲空转2.5s时其程序段为： G04 X2.5 G04 U2.5 G04 P2500； Mar-22八. 刀具半径补偿指令 1.指令格式 刀具位于工件左侧（假设工件不动） G41 D01 刀具位于工件右侧（假设工件不动） G42 D01 取消刀具补偿G40 2.刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分： （1）形成刀具补偿的建立补偿程序段 （2）零件轮廓切削程序段 （3）补偿撤消程序段Mar-223.刀

10、具半径补偿指令注意事项: 刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲线插补方式下进行，刀具半径补偿一旦建立，在没被取消之前一直有效，编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线。Mar-224.刀具补偿指令G41和G42 G41指令的刀具运动轨迹如图4.17所示：G42指令的刀具运动轨迹如图4.18所示：图4.17刀具半径左补偿图4.18刀具半径右补偿Mar-22九.返回参考点检查G27 G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。 指令格式为： G27 X(U)_ Z(W)_ X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。

11、Mar-22十.参考点返回指令G28 G28 X(U)_ Z(W)_； 自动返回参考点，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。十一. 参考点返回指令G29 G29 X_ Z_； 此指令的功能是使刀具从参考点返回目标点，其中X、Z为刀具目标点。Mar-22指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图所示，各参数意义如下： 1、2：为切入量与切除量。 一般1=nP/400 2=nP/1800 图4.20螺纹切削轨迹十二. 单行程螺纹切削G32 (1) 指令格式：G32 X(U)_Z(W)_F_Mar-22 （）

12、32编程实例 F =4mm,1 =3mm,2 =1.5mm N100 G00 U-62N110 G32 W-74.5 F4 N130 G00 U62N140 W74.5N150 U-64N160 G32 W-74.5N170 G00 U64N180 W74.5图4.21螺纹切削实例Mar-22十三. 单一固定循环指令G90 1、轴向切削循环指令格式： （1）圆柱切削指令 G90 X(U)_Z(W)_F_ X(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标图4.22圆柱切削指令Mar-22 （2）圆锥切削循环切削循环指令 G90指令格式： G90X(U)_Z(W)_R_F_该循环主要用于轴类零

13、件的锥面加工。 R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值;起于锥端小头时，R为负值。图4.23 G90圆锥切削指令Mar-22十四.径向切削循环G94 （1）直端面车削循环 G94 X(U)_Z(W)_F_各地址代码含义与G90相同。循环路径如右图4.24所示图4.24G94直端面车削循环Mar-22（2）锥端面车削循环G94指令格式：G94X(U)_Z(W)_R_F_循环路径如右图4.2所示图4.25 G94直端面车削循环Mar-22十五.螺纹切削循环(G92) （1）圆柱螺纹编程格式:G92 X (U) Z (W) F螺纹切削

14、应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段。走刀路线如如图4.26所示： 图4.26G92圆柱螺纹切削循环Mar-22 （2）圆锥螺纹切削循环G92 编程格式 ： G92 X(U) Z(W) R(I) 利用G92，可以将螺纹切削过程中，从始点出发“切入-切螺纹-退刀-返回始点”的4个动作作为一个循环用一个程序段指令。运动轨迹如图4.27所示： 图4.27圆锥螺纹切削循环Mar-22十六. 复合固定循环 （1） 轴向粗切削循环G71 G71 U (d ) R (e)； G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；d背吃刀量，吃刀深度e退刀量，提刀量ns精加

15、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；uX轴方向精加工余量；wZ轴方向精加工余量；f，s，tF，S，T代码。Mar-22轴向粗切削循环G71运动轨迹如图4.28所示： 图4.28 G71轴向粗车循环轨迹Mar-22（2）径向粗车循环G72编程格式为G72 U (d ) R(e)G72 P (ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)参数含义与G71相同走刀轨迹如图4.29所示：图4.29 G72径向粗车循环Mar-22（3）封闭切削循环G73编程格式 G73 U(i) W(k) R(d)G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)式中iX轴上总退刀量（半径值）；kZ轴上的总退刀量；d重复加工次数；刀具运动轨迹如图4.30所示：图4.30 G73封闭切削循环Mar-22（4）精加工循环(G70) 编程格式：G70 P(ns) Q(nf) ； 其中ns和nf与前述含义相同。在这里G71、G72、 G73程序段中的F、S、T指令都无效，只有ns-nf在程