第4章数控车床加工及其编程

1、1第四章第四章 数控车床加工工艺数控车床加工工艺与编程与编程数控车床的主要加工对象；数控车床的主要加工对象；数控车床加工工艺基础；数控车床加工工艺基础；数控车床的编程基础；数控车床的编程基础；数控车床编程的基本方法；数控车床编程的基本方法；2 第一节第一节 数控车床的加工对象数控车床的加工对象一、加工对象：一、加工对象：加工轴类、盘状类等回转类零件。可以自动完成外圆加工轴类、盘状类等回转类零件。可以自动完成外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹、端面等表面的加工。柱面、圆锥面、成形表面、螺纹、端面等表面的加工。并能进行车槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。并能进行车槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。具具体体1、加

2、工精度要求高的零件；、加工精度要求高的零件； 数控车床刚度好，制造和对刀精度高，能方数控车床刚度好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿。便和精确地进行人工补偿和自动补偿。有些时候可以有些时候可以“以车代磨以车代磨”。能加工直线度、。能加工直线度、圆度和圆柱度等形状精度要求高的零件。圆度和圆柱度等形状精度要求高的零件。33、表面轮廓形状复杂的零件、表面轮廓形状复杂的零件 具有直线和圆弧插补功能。可以车削任意直线和曲具有直线和圆弧插补功能。可以车削任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件。线组成的形状复杂的回转体零件。对于非圆曲线组成的零件轮廓应先由直线或圆弧去逼对于非圆曲线组

3、成的零件轮廓应先由直线或圆弧去逼近，然后再用直线或圆弧插补功能进行插补切削。近，然后再用直线或圆弧插补功能进行插补切削。4、导程有特殊要求的螺纹零件、导程有特殊要求的螺纹零件 可以加工增螺纹、减螺纹以及要求等导程和变可以加工增螺纹、减螺纹以及要求等导程和变导程之间平滑过渡的螺纹。导程之间平滑过渡的螺纹。2、表面质量要求高的零件、表面质量要求高的零件数控车床能够进行横线速度切削，能将工出表面粗数控车床能够进行横线速度切削，能将工出表面粗糙度糙度Ra值小的圆锥面和端面。值小的圆锥面和端面。4立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。卧式数控

4、车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。工。二、数控车床简介二、数控车床简介 数控车床分为数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种立式数控车床和卧式数控车床两种相对于立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、相对于立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用面广。本教程主要针对卧式数控车床加工功能丰富、使用面广。本教程主要针对卧式数控车床进行介绍。进行介绍。卧式数控车床按功能可进一步分为：卧式数控车床按功能可进一步分为：经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。51经

5、济型数控车床经济型数控车床 采用采用步进电动机和单片机步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的改造后形成的简易型简易型数控车床，成本较低，但自动化程度数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于适用于要求不高要求不高的回转类零件的车削加工的回转类零件的车削加工2普通数控车床普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控专门设计并配备通用数控系统系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和

6、加工精度也比较高。加工精度也比较高。适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即控制两个坐标轴，即X轴和轴和Z轴。轴。63车削加工中心车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头轴和动力头，更高级的，更高级的机床还带有机床还带有刀库刀库，可控制，可控制X、Z和和C 三个坐标轴，联动控制三个坐标轴，联动控制轴可以是轴可以是(X、Z)、(X、C)或或(Z、C）。）。由于增加了由于增加了C轴和铣削动力头，除可以进行一般车削外，还轴和铣削动力头，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣

7、削、曲面铣削、中心线不在零件回可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。转中心的孔和径向孔的钻削等加工。78第二节第二节 数控车床加工工艺基础数控车床加工工艺基础主要内容有：主要内容有：分析零件图样；分析零件图样；确定工件的装夹方式；确定工件的装夹方式；各表面的加工顺序；各表面的加工顺序；刀具的进给路线刀具的进给路线切削用量的选择。切削用量的选择。93.2.1 零件图工艺分析零件图工艺分析 1.结构工艺性分析：结构工艺性分析：分析给定元素的条件是否充分，分析给定元素的条件是否充分，审查制造的可行性和经济性。审查制造的可行性和经济性。2.零件轮廓几何要素分

8、析：零件轮廓几何要素分析：为了计算每个基点坐标，要求图样上的给定尺寸要完为了计算每个基点坐标，要求图样上的给定尺寸要完整，且不能自相矛盾，所确定的加工零件轮廓是唯一整，且不能自相矛盾，所确定的加工零件轮廓是唯一的。的。103.精度及技术要求分析：精度及技术要求分析：精度及技术要求分析的主要内容：精度及技术要求分析的主要内容：一是分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；一是分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；二是分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要二是分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其他后续工序弥补时，则应给求，若达不到，需采取其他后续工序弥补时，则应

9、给后续工序留有一定余量；后续工序留有一定余量；三是找图样上有三是找图样上有位置精度位置精度要求的表面，这些表面应在一要求的表面，这些表面应在一次装夹下完成；次装夹下完成；四是对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线四是对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速度切削。速度切削。113.2.2 工序的划分工序的划分应按应按工序集中工序集中的原则划分。的原则划分。根据零件结构形状不同，通常选择：根据零件结构形状不同，通常选择：外圆和端面外圆和端面 或或 内孔和端面装夹，并力求设计基准、工艺内孔和端面装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程原点的统一基准和编程原点的统一批量生产中常用：批量生产中常用：1

10、、按零件加工表面划分、按零件加工表面划分 将位置要求较高的表面在一次装夹中完成，以将位置要求较高的表面在一次装夹中完成，以免多次定位夹紧产生的误差影响位置精度。免多次定位夹紧产生的误差影响位置精度。122、按粗、精加工、按粗、精加工 对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗、对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗、精分开，划分成两道或更多道工序。精分开，划分成两道或更多道工序。粗车安排在精度较低、功率较大的数控机床上进行，将粗车安排在精度较低、功率较大的数控机床上进行，将精车安排在精度较高的数控机床进行。精车安排在精度较高的数控机床进行。 3、按所用刀具种类、按所用刀具种类以同一

11、把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序13三、加工顺序的确定三、加工顺序的确定原则：原则：1、先粗后精：、先粗后精：按照按照“粗车粗车半精车半精车精车精车”的顺序进的顺序进行逐步提高零件的加工精度。行逐步提高零件的加工精度。2、先近后远：、先近后远：先加工离对到点近的部位，再加工离对到先加工离对到点近的部位，再加工离对到点远的部位。点远的部位。143、内外交叉、内外交叉 对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的零对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的零件，安排加工顺序：先进行内外表面的粗加工，再进行内件，安排加工顺序：先进行内外表面的粗加工

12、，再进行内外表面的精加工外表面的精加工4、最后加工槽、螺纹、最后加工槽、螺纹153.2.4 进给路线确定进给路线确定进给路线进给路线是指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动是指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。1、最短的空行程路线、最短的空行程路线2、最短的切削进给路线、最短的切削进给路线3、大余量毛坯的阶梯切削进给路线、大余量毛坯的阶梯切削进给路线4、完工轮廓的连续切削进给路线、完工轮廓的连续切削进给

13、路线5、特殊的进给路线、特殊的进给路线16(1)巧用起刀点巧用起刀点 (2)巧设换刀点巧设换刀点1、最短的空行程路线、最短的空行程路线如采用矩形循环方式进行粗车如采用矩形循环方式进行粗车如图如图3-7，将换刀点由，将换刀点由A点换刀点换刀B点，缩短空行点，缩短空行程距离程距离17(3)合理安排合理安排“回零回零路线路线 在合理安排在合理安排“回零回零”路线时，应使其前一刀终点与后一路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量缩短，或者为零，即可满足进给路线刀起点间的距离尽量缩短，或者为零，即可满足进给路线为最短的要求。为最短的要求。此外，在选择返回对刀点指令时，在不发生加工干涉现象此外，在

14、选择返回对刀点指令时，在不发生加工干涉现象的前提下，宜尽量采用的前提下，宜尽量采用X，Z坐标轴双向同时坐标轴双向同时“回零回零”指指令，该指令功能的令，该指令功能的“回零回零路线将是最短的。路线将是最短的。182最短的切削进给路线最短的切削进给路线切削路线为最短可有效提高生产效率，降低刀具的损切削路线为最短可有效提高生产效率，降低刀具的损耗。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应耗。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求。同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求。矩形最短矩形最短G73G71193大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯

15、的阶梯切削进给路线每次所留余量相等（每次所留余量相等（b）图）图20根据数控车床加工的特点，还可以采用依次从轴向和径向进根据数控车床加工的特点，还可以采用依次从轴向和径向进刀，顺零件毛坯轮廓切削进给的路线，如图刀，顺零件毛坯轮廓切削进给的路线，如图310所示所示214完工轮廓的连续切削进给路线完工轮廓的连续切削进给路线 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时其零件的完在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时其零件的完工轮廓应工轮廓应由最后一刀连续加工由最后一刀连续加工而成，这时加工刀具的进、而成，这时加工刀具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连

16、续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。留刀痕等缺陷。 5特殊的进给路线特殊的进给路线用尖形车刀加工大圆弧内表面用尖形车刀加工大圆弧内表面223.2.5 夹具的选择和装夹方式的确定夹具的选择和装夹方式的确定 为了缩短生产周期，数控机床上一般采用通用夹具。为了缩短生产周期，数控机床上一般采用通用夹具。1定位基准的选择定位基准的选择 应该尽量使应该尽量使设计基准、工艺基准与定位基准设计基准、工艺基准与定位基准

17、重合，减少重合，减少基准不重合误差和编程中的计算工作量，并减少工件的装基准不重合误差和编程中的计算工作量，并减少工件的装夹次数；夹次数；在多工序或者多次装夹中，要选择在多工序或者多次装夹中，要选择相同的定位基准相同的定位基准，保，保证工件的位置精度；证工件的位置精度；要保证定位准确、夹紧可靠，操作方便。要保证定位准确、夹紧可靠，操作方便。23(1)三爪自动定心卡盘装三爪自动定心卡盘装夹夹这种方式装夹工件方便，这种方式装夹工件方便，但精度不是太高。适用但精度不是太高。适用于装夹外圆规则的中、于装夹外圆规则的中、小型工件。小型工件。2数控车床常用的装夹方式数控车床常用的装夹方式24 (3)卡盘和顶

18、尖装夹卡盘和顶尖装夹这种方式装夹工件的刚性好，这种方式装夹工件的刚性好，轴向定位准确，能承受较大的轴向定位准确，能承受较大的轴向切削力，装夹可靠。实用轴向切削力，装夹可靠。实用于于装夹较大装夹较大的工件。的工件。一般在卡盘内装一般在卡盘内装一限位支承或一限位支承或利用工件台阶限位利用工件台阶限位，防止工件，防止工件由于切削力的作用产生轴向位由于切削力的作用产生轴向位移移(2)两顶尖装夹两顶尖装夹这种装夹方式精度高，这种装夹方式精度高，能较好地保证工件的能较好地保证工件的同同轴度轴度要求，且适合于长要求，且适合于长度尺寸较大或工序较度尺寸较大或工序较多的轴类零件的装夹多的轴类零件的装夹253.2

19、.6 刀具的选择刀具的选择1、数控机床车削常用的车刀一般分为、数控机床车削常用的车刀一般分为3类，类，即尖形车刀、圆弧车刀和成形车刀即尖形车刀、圆弧车刀和成形车刀1 1）尖形车刀）尖形车刀以直线形切削刃为特征。这类车刀的刀尖由直线形的以直线形切削刃为特征。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如主副切削刃构成，如9090内、外圆车刀，左右端面车内、外圆车刀，左右端面车刀、切断车刀等刀、切断车刀等用这类车刀加工零件时，其零用这类车刀加工零件时，其零件的轮廓形状主要由一个独立件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到位移后得到262 2）圆弧形车刀）

20、圆弧形车刀特征：构成主切削刃的刀刃特征：构成主切削刃的刀刃形状为圆弧。该圆弧刃上每形状为圆弧。该圆弧刃上每一点都是圆弧形车刀的一点都是圆弧形车刀的刀尖刀尖，因此，刀位点不在圆弧刃上，因此，刀位点不在圆弧刃上，而在圆弧的圆心上。而在圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内、外表面，特别适合圆弧形车刀可以用于车削内、外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）成型面。于车削各种光滑连接（凹形）成型面。273) 3) 成型车刀成型车刀成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成

21、型车刀有：数控车削加工中，常见的成型车刀有：小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀，当确有在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀，当确有必要选用时，则应在工艺准备的文件或加工程序单上必要选用时，则应在工艺准备的文件或加工程序单上进行详细说明。进行详细说明。282、数控车床的刀具选择、数控车床的刀具选择 在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀架结构和可以安装刀具的数量，合理、科学地安排刀具在刀架结构和可以安装刀具的数量，合理、科学地安排刀具在刀架上

22、的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。数控车床上常用刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。数控车床上常用的刀具如图所示。的刀具如图所示。29303.2.7 对对 刀刀 在数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，在数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系；同时，还要考虑刀具的不以建立准确的加工坐标系；同时，还要考虑刀具的不同尺寸对加工的影响。这些都需要通过对刀来解决。同尺寸对加工的影响。这些都需要通过对刀来解决。上找正容易，加工中便于检查上找正容易，加工中便于检查对刀

23、点可选在工件上，也可选在工件外面（如选对刀点可选在工件上，也可选在工件外面（如选在夹具上或机床上）。但必须与零件的定位基准有一在夹具上或机床上）。但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。定的尺寸关系。31321一般对刀（试切）一般对刀（试切） 一般对刀是指在数控机一般对刀是指在数控机床上作手动对刀。床上作手动对刀。数控车床所用的位置检数控车床所用的位置检测器分相对式和绝对式测器分相对式和绝对式两种两种332机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间在在X方向及方向及Z方向的距离，即刀具在方向的距离，即刀

24、具在X向和向和Z向的长度。向的长度。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床即可以使用。床即可以使用。图图31 6是一种比较是一种比较典型的机外对刀仪，典型的机外对刀仪，它可适用于各种数它可适用于各种数控车床。控车床。针对某台具体的数针对某台具体的数控车床，应制作相控车床，应制作相应的对刀刀具台，应的对刀刀具台，将其安装在刀具台将其安装在刀具台安装座上。安装座上。34这个对刀刀具台与刀的连接结构及尺寸，应与数控车床刀架这个对刀刀具台与刀的连接结构及尺寸，应与数控车床刀架相应结构及尺寸相同，甚至制造精度也要求与数控车床刀架相应结构

25、及尺寸相同，甚至制造精度也要求与数控车床刀架相应部位一样。相应部位一样。此外，还应制作一个刀座、刀具联合体此外，还应制作一个刀座、刀具联合体(也可将刀具焊接在刀也可将刀具焊接在刀座上座上)，作为调整对刀仪的基准。，作为调整对刀仪的基准。把该联合体安装在数控车床刀架上，尽可能精确地校对出把该联合体安装在数控车床刀架上，尽可能精确地校对出X向及向及Z向的长度，并将这两个值刻在联合体表面，对刀仪使向的长度，并将这两个值刻在联合体表面，对刀仪使用若干时间后就应装上这个联合体作一次调整。用若干时间后就应装上这个联合体作一次调整。35在数控车床上利用数控车床上利用对刀显微镜对刀显微镜自动地计算出车刀自动地

26、计算出车刀X向和向和Z向两向两个长度的简称。个长度的简称。364. 自动对刀自动对刀373.2.8 车削用量的选择车削用量的选择38（1）光车时的主轴转速）光车时的主轴转速影响因素：零件上被加工部位的直径、零件和刀具的材料；影响因素：零件上被加工部位的直径、零件和刀具的材料；加工性质加工性质3940不同的数控系统，推荐不同的螺纹主轴转速，一般数控车不同的数控系统，推荐不同的螺纹主轴转速，一般数控车床切削螺纹时的主轴转速为：床切削螺纹时的主轴转速为：影响因素：螺纹螺距（或导程）的大小；驱动电动机的升影响因素：螺纹螺距（或导程）的大小；驱动电动机的升降频率特性；螺纹插补运算速度等降频率特性；螺纹插

27、补运算速度等3. 进给速度确定进给速度确定41在编程时可以按进给量编程，也可以按进给速度编程，确在编程时可以按进给量编程，也可以按进给速度编程，确定好进给量定好进给量f后，进给速度后，进给速度vf可以按下式计算：可以按下式计算：4233 数控车床的编程基础数控车床的编程基础3.3.1 数控车床编程特点数控车床编程特点在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸编写运动坐标在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸编写运动坐标值，既可以采用绝对值编程值，既可以采用绝对值编程(X，Z)，也可以采用相对值编，也可以采用相对值编程程(U，W)，或二者混合编程。，或二者混合编程。为了方便编程和增加程序的可读性，为了方

28、便编程和增加程序的可读性，X坐标采用直径编坐标采用直径编程，即程序中程，即程序中X坐标以直径值表示；坐标以直径值表示；用增量编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附以用增量编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附以方向符号方向符号(正向可以省略正向可以省略)。43由于车削常用的毛坯为棒料或锻件，加工余量大，为简化由于车削常用的毛坯为棒料或锻件，加工余量大，为简化编程，编程，数控系统常具有不同形式的固定循环功能数控系统常具有不同形式的固定循环功能，可进行多，可进行多次重复循环切削，如圆柱面切削固定循环、圆锥面切削固定次重复循环切削，如圆柱面切削固定循环、圆锥面切削固定循环、端面切削固定循环、

29、车槽循环、螺纹切削固定循环及循环、端面切削固定循环、车槽循环、螺纹切削固定循环及复合切削循环。复合切削循环。编程时，常认为车刀刀尖为一个点。而实际上，为了提编程时，常认为车刀刀尖为一个点。而实际上，为了提高刀具寿命和工件的表面质量，车刀刀尖常为一个半径不高刀具寿命和工件的表面质量，车刀刀尖常为一个半径不大的圆弧。因此，为了提高工件的加工精度，当用圆头车大的圆弧。因此，为了提高工件的加工精度，当用圆头车刀加工编程尺寸，需要对刀具半径进行补偿。刀加工编程尺寸，需要对刀具半径进行补偿。换刀一般在换刀一般在起刀点起刀点进行，同时应注意换刀点选择在工进行，同时应注意换刀点选择在工件外安全的地方件外安全的

30、地方44 453.3.3 数控车床编程基本功能指令数控车床编程基本功能指令 1准备功能指令准备功能指令 准备功能指令又称准备功能指令又称G指令或指令或G代码，它是建立机床或控制代码，它是建立机床或控制数控系统工作方式的一种指令。数控系统工作方式的一种指令。G指令由字母指令由字母G和其后两位数字组成。不同的数控车床，和其后两位数字组成。不同的数控车床，其指令系统也不尽相同。其指令系统也不尽相同。例如，例如，FANUC 0T18T系统的数控车床常用的准备功能系统的数控车床常用的准备功能指令，见表指令，见表32。4647 注：注：有标记有标记“ ”的指令为开机时即已被设定的指令。的指令为开机时即已被

31、设定的指令。 属于属于“00组群组群”的的G码是非模态指令，只能在指定码是非模态指令，只能在指定的程序段中有效。的程序段中有效。 一个程序段中可使用若干个不同组群的一个程序段中可使用若干个不同组群的G指令，在指令，在 FANUC系统中，若使用一个以上同组群的系统中，若使用一个以上同组群的G指令则指令则 最后一个最后一个G指令有效。指令有效。2辅助功能指令辅助功能指令 辅助功能指令又称辅助功能指令又称M指令或指令或M代码。这类指令的作用代码。这类指令的作用是控制机床或系统的辅助功能动作，如冷却泵的开、关；是控制机床或系统的辅助功能动作，如冷却泵的开、关；主轴的正转、反转；程序结束等。主轴的正转、

32、反转；程序结束等。M指令由字母指令由字母M和其后两位数组成，例如和其后两位数组成，例如FANUCOT18T系统常用辅助功能指令，见表系统常用辅助功能指令，见表33。4849 3其他功能指令其他功能指令 除了除了G指令和指令和M指令外，编程时还应有指令外，编程时还应有F功能、功能、S功能和功能和T功能。功能。 (1)F功能功能 F功能也称进给功能，作用是指定执行元件功能也称进给功能，作用是指定执行元件(如刀架、工作如刀架、工作台等台等)的进给速度。的进给速度。 程序中用程序中用F和其后面的数字组成，在和其后面的数字组成，在FANUC车床数控系车床数控系统中，统中，F代码用代码用G98和和G99指

33、令来设定进给单位，通常指令来设定进给单位，通常CNC车床是用车床是用G99来指令主轴每转一转的刀具移动距离。来指令主轴每转一转的刀具移动距离。如：如： G99 G01 X Z F0.2；该程序表示主轴转一转，刀具移；该程序表示主轴转一转，刀具移动动0.2 mm，即进给量，即进给量f为为0.2 mmr。 如果用如果用G98来指令数控车床进给速度时，则来指令数控车床进给速度时，则F单位是以单位是以mmmin表示，如：表示，如： G98 G01 X Z F100； 则进给速度则进给速度F=100 mmmin。50G98指令指令(或或G99指令指令)只能被只能被G99指令指令(或或G98指令指令)取消

34、。机床取消。机床开机状态一般为开机状态一般为G99，即为每转进给量方式。，即为每转进给量方式。(2)S功能功能 S功能也称主轴转速功能，作用是指定主轴的转速。主功能也称主轴转速功能，作用是指定主轴的转速。主轴转速有两种表示方式：轴转速有两种表示方式：一种是指定转速，以一种是指定转速，以rmin为计量单位，用为计量单位，用G97来指令来指令主轴转速。如主轴转速。如G97 S2500表示主轴转速为表示主轴转速为2500 rmin，切削过程中转速恒定，转速不随直径大小而变化，使用切削过程中转速恒定，转速不随直径大小而变化，使用在车削直径变化较小及车削螺纹的场合。在车削直径变化较小及车削螺纹的场合。5

35、1另一种是指定线速度，以另一种是指定线速度，以mmin为计量单位，用为计量单位，用G96来指来指令恒线速度，如令恒线速度，如G96S100表示切削速度为表示切削速度为100 mmin。在车削工件的端面、锥面或圆弧等直径变化较大的表面在车削工件的端面、锥面或圆弧等直径变化较大的表面时，希望切削速度不受工件径向尺寸变化的影响时，希望切削速度不受工件径向尺寸变化的影响当刀具接近工件中心时，机床主轴转速会变得越来越高，当刀具接近工件中心时，机床主轴转速会变得越来越高，为防飞车，此时应限制主轴最高转速。因此，在用为防飞车，此时应限制主轴最高转速。因此，在用G96指令恒线速度的同时，还要用指令恒线速度的同

36、时，还要用G50指令来限制主轴最指令来限制主轴最高转速。高转速。 例如，例如，G50 S2000(主轴最高转速为主轴最高转速为2000 rmin)。52(3)T功能功能 T功能也称为刀具功能，其作用是指定刀具号码和刀具补功能也称为刀具功能，其作用是指定刀具号码和刀具补偿号码。程序中用偿号码。程序中用T和其后的数字表示。和其后的数字表示。 T为为2位表示方法，如位表示方法，如T08表示第表示第8把刀。把刀。 T为为4位表示方法位表示方法.例如，例如，T0101表示表示1号刀具号刀具1号补正；号补正；T0115表示表示1号刀具号刀具1 5号补正。号补正。 通常情况下，刀具序号应与刀架上的刀位号相对

37、应，以通常情况下，刀具序号应与刀架上的刀位号相对应，以免出错。免出错。刀具补偿号与数控系统刀具补偿显示页上的序号是对应的，刀具补偿号与数控系统刀具补偿显示页上的序号是对应的，它只是补偿量的序号，真正的补偿量是该序号设置的值。它只是补偿量的序号，真正的补偿量是该序号设置的值。为了方便，通常使刀具序号与刀具补偿号一致。为了方便，通常使刀具序号与刀具补偿号一致。 若要取消刀具补偿，可采用若要取消刀具补偿，可采用T00。例如：。例如：T0200表示表示取消取消2号刀具的刀具补偿。号刀具的刀具补偿。53 3.4 数控车床编程的基本方法数控车床编程的基本方法 不同的数控系统，其编程格式及指令大同小异，因此

38、编程不同的数控系统，其编程格式及指令大同小异，因此编程前必须认真阅读编程说明书。前必须认真阅读编程说明书。FANUC 0T18T系统的数控车床的基本编程方法说明如下。系统的数控车床的基本编程方法说明如下。 3.4.1 坐标值编程方式坐标值编程方式1绝对值编程坐标指令绝对值编程坐标指令 绝对值编程是用刀具移动的终点位置的坐标值进行编程绝对值编程是用刀具移动的终点位置的坐标值进行编程的方法。绝对值编程格式如下：的方法。绝对值编程格式如下： X_ Z_为绝对值坐标指令，地址为绝对值坐标指令，地址X后的数字为后的数字为直径值直径值。数控车床编程时，可以采用绝对值编程方式、相对值编程数控车床编程时，可以

39、采用绝对值编程方式、相对值编程方式或混合编程方式。方式或混合编程方式。542相对值编程坐标指令相对值编程坐标指令 相对值编程是用刀具移动量直接编程的方法，程序段中相对值编程是用刀具移动量直接编程的方法，程序段中的轨迹坐标都是相对前一位置坐标的增量尺寸，用的轨迹坐标都是相对前一位置坐标的增量尺寸，用U，W。相对值编程格式如下：相对值编程格式如下： U- W- ; 为相对值坐标指令，地址为相对值坐标指令，地址U后的数字为后的数字为X方向移动方向移动量的量的二倍值二倍值。 3混合编程坐标指令混合编程坐标指令在一程序段中，可以混合使用绝对值坐标指令在一程序段中，可以混合使用绝对值坐标指令(X或或Z)和

40、相和相对值坐标指令对值坐标指令(U或或W)进行编程。进行编程。X - W - ;为为X轴以绝对值，轴以绝对值，Z轴以相对值的坐标指令；地轴以相对值的坐标指令；地址址X后的数字为直径值。后的数字为直径值。 U- Z- ; 为为X轴以相对值，轴以相对值，Z轴以绝对值的坐标指令；地轴以绝对值的坐标指令；地址址U后的数字为后的数字为X方向实际移动量的二倍值。方向实际移动量的二倍值。55 以图以图320为例为例,刀具从坐标原点刀具从坐标原点0依依次沿次沿ABCD运动。运动。用绝对值方法编程：用绝对值方法编程：N0l G01 X40.0 Z10.0 F120；N02 X80.00 Z30.0；N03 X1

41、20.0 Z40.0：N04 X60.0 Z80.0；N05 M02；用相对值编程：用相对值编程：N01 G01 U40.0 W10.0 F120；N02 U40.0 W20.0；N03 U40.0 W10.0：N04 U-60.0 W40.0；N05 M02；564小数点编程小数点编程 数控车床编程时，可以使用小数点编程或脉冲数编程。数控车床编程时，可以使用小数点编程或脉冲数编程。用小数点编程时，轴坐标移动距离的计量单位是用小数点编程时，轴坐标移动距离的计量单位是mm；用脉冲数编程时，轴坐标移动距离的计量单位是数控系统用脉冲数编程时，轴坐标移动距离的计量单位是数控系统的脉冲当量。的脉冲当量。

42、在编程时，一定要注意编写格式和小数点的输入。如在编程时，一定要注意编写格式和小数点的输入。如X70.0(或或X70)表示表示X轴运动终点坐标为轴运动终点坐标为70 mm。如果将上式误写为如果将上式误写为X70，则表示，则表示X轴运动终点坐标为轴运动终点坐标为0.07 mm，相差，相差1 000倍。倍。575、主轴旋转指令选择、主轴旋转指令选择后置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴反转后置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴反转M04；前置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴；前置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴正转正转M03；反装刀具，即刀面朝下安装时，采用主轴反转；反装

43、刀具，即刀面朝下安装时，采用主轴反转M04；6、左旋和右旋螺纹的车削加工：、左旋和右旋螺纹的车削加工：后置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴反转后置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴反转M04，加工右旋螺纹时，向，加工右旋螺纹时，向+Z方向走刀自左向右，加工左方向走刀自左向右，加工左旋螺纹时，向旋螺纹时，向-Z方向走刀方向走刀前置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴正转前置刀架正装刀具，即刀面朝上安装时，采用主轴正转M03 ，加工右旋螺纹时，向，加工右旋螺纹时，向-Z方向走刀；加工左旋螺纹时，方向走刀；加工左旋螺纹时，向向+Z方向走刀；方向走刀；583.4.2 机床原点与参考点

44、机床原点与参考点1机床原点机床原点 机床原点是数控机床上一个固有的点，不同类型的车床机床原点是数控机床上一个固有的点，不同类型的车床其机床原点的位置也不相同。其机床原点的位置也不相同。卧式车床的机床原点在主轴回转中心与卡盘后端面的交线卧式车床的机床原点在主轴回转中心与卡盘后端面的交线上，如图上，如图321中的中的0点点592参考点返回参考点返回 参考点也是机床上一个固定的点，它是参考点也是机床上一个固定的点，它是用机械挡块或电气用机械挡块或电气装置装置来限制刀具的极限位置。来限制刀具的极限位置。参考点返回就是使刀具按指令自动地返回到机床的这一参考点返回就是使刀具按指令自动地返回到机床的这一固定

45、点，此功能用来在加工过程中检查坐标系的正确与否固定点，此功能用来在加工过程中检查坐标系的正确与否和建立机床坐标系，以确保精确的控制加工尺寸。和建立机床坐标系，以确保精确的控制加工尺寸。这个点常用来作为刀具交换的点这个点常用来作为刀具交换的点当机床刀架返回参考点之后，则刀架中心在该机床坐标当机床刀架返回参考点之后，则刀架中心在该机床坐标系中的坐标值即为一组确定的数值。系中的坐标值即为一组确定的数值。60 (1)参考点返回检查指令参考点返回检查指令G27 G27用于加工过程中，检查刀架是否准确地返回参考点，用于加工过程中，检查刀架是否准确地返回参考点，指令格式如下：指令格式如下： G27 X(U)

46、； X向参考点检查向参考点检查 G27 Z(W)； Z向参考点检查向参考点检查 ， G27 X(U)Z(W)； 参考点检查参考点检查.其中：其中：X，Z表示参考点的坐标值表示参考点的坐标值，U，W表示到参考点所移表示到参考点所移动的距离。动的距离。 执行执行G27指令的前提是机床在通电后，必须返回过一次参指令的前提是机床在通电后，必须返回过一次参考点考点(手动返回或用手动返回或用G28返回返回)。执行完执行完G27指令后，如果机床准确地返回参考点，则面板上指令后，如果机床准确地返回参考点，则面板上的的参考点返回指示灯亮参考点返回指示灯亮。否则，机床将出现报警。否则，机床将出现报警。61(2)自

47、动返回参考点指令自动返回参考点指令G28 G28指令的功能是通过指令点指令的功能是通过指令点X(U)，Z(W)，使刀具自动返，使刀具自动返回参考点，指令格式如下：回参考点，指令格式如下： G28 x(U)； X向回参考点向回参考点 G28 z(W)； Z向回参考点向回参考点 G28 x(U)z(w)； 刀架返回参考点刀架返回参考点其中：其中：X(U)，Z(W)是指令刀架出发点与参考点之间的任一中是指令刀架出发点与参考点之间的任一中间点间点，但此中间点不能超过参考点。，但此中间点不能超过参考点。如图如图3-22矩形矩形A，B，C，D中的任一点都可以选作中间点。中的任一点都可以选作中间点。62车床

48、圆弧插补：车床圆弧插补：633.4.3 机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系1机床坐标系机床坐标系 机床坐标系是以机床原点为坐标原点，建立起来的机床坐标系是以机床原点为坐标原点，建立起来的XZ直角直角坐标系，如图坐标系，如图321所示。所示。它是机床安装、调整的基础，也是设置工件坐标系的依据。它是机床安装、调整的基础，也是设置工件坐标系的依据。机床坐标系在机床出厂前已调整好，一般情况下不允许用户随机床坐标系在机床出厂前已调整好，一般情况下不允许用户随意调整。意调整。2工件坐标系工件坐标系 工件坐标系也称编程坐标系，它是以工件上的某一点为坐工件坐标系也称编程坐标系，它是以工件上的某一点为

49、坐标原点，建立起来的标原点，建立起来的XZ直角坐标系，其设定的依据是要直角坐标系，其设定的依据是要符合图样加工要求。符合图样加工要求。64不同系统，建立工件坐标系的方式不同，不同系统，建立工件坐标系的方式不同，FANUC系统建立工系统建立工件坐标系的方法一般有以下两种：件坐标系的方法一般有以下两种：(1)G50指令建立工件坐标系指令建立工件坐标系 通过设置通过设置刀具起点刀具起点相对工件坐标系的坐标值，来设定工相对工件坐标系的坐标值，来设定工件坐标系件坐标系65(2)G54G59指令建立工件坐标系指令建立工件坐标系 直接采用直接采用G54G59指令建立工件坐标系，对于采用增量位指令建立工件坐标

50、系，对于采用增量位置检测装置的数控系统，要求数控机床先进行回零操作。置检测装置的数控系统，要求数控机床先进行回零操作。当工件装夹在机床上后，当工件装夹在机床上后，程序原点程序原点(即工件原点即工件原点)在机床坐标在机床坐标系中的位置必须通过对刀确定系中的位置必须通过对刀确定，然后存入，然后存入G54G59对应的对应的寄存器中。寄存器中。例如，如图例如，如图325所示零件的工所示零件的工件坐标系，首先设置件坐标系，首先设置G54G59原点偏置参数值：原点偏置参数值： 若工件坐标系原点为若工件坐标系原点为O，则设，则设置置G54 X-200 Z-1 000； 若工件坐标系原点为若工件坐标系原点为0

51、，则设，则设置置G55 X-200 Z-1080。 66然后调用：然后调用： 若工件坐标系原点为若工件坐标系原点为O，则坐标系设定的程序段为：，则坐标系设定的程序段为： N10 G54; 若工件坐标系原点为若工件坐标系原点为0，则坐标系设定的程序段为：，则坐标系设定的程序段为： N10 G55;注意注意:G50是一个非运动指令是一个非运动指令,在在G50程序段中，不允许有其他功能程序段中，不允许有其他功能指令，但指令，但S指令除外。指令除外。而而G54G59指令是模态指令，并且在指令是模态指令，并且在G54G59程序程序段中，允许有其他指令，如段中，允许有其他指令，如N10 G54 G00 X

52、100.0 Z200.0；673.4.4 暂停指令暂停指令G04 使刀具在指令规定的时间内停止移动的功能为暂停功能使刀具在指令规定的时间内停止移动的功能为暂停功能.G04是非模态指令，只能在本程序段中才有效是非模态指令，只能在本程序段中才有效。指令格式如下：指令格式如下： G04 X- 或或G04 P-； 其中：其中：X单位为单位为s，P单位为单位为ms。 如要暂停如要暂停2.5 s，可以用，可以用G04指令指定：指令指定：G04 X2.5或或 G04 P2500。它最主要的功用它最主要的功用:u切槽或钻孔时能将切屑及时切断，以利继续切削；切槽或钻孔时能将切屑及时切断，以利继续切削；u在横向车

53、槽加工凹槽底部时，以此功能来使刀具进给在横向车槽加工凹槽底部时，以此功能来使刀具进给暂停，使凹槽底部能切除未切齐的部分，保证凹槽底暂停，使凹槽底部能切除未切齐的部分，保证凹槽底部平整。部平整。68 3.4.5 刀具补偿功能刀具补偿功能 全功能的数控车床都具有刀尖半径自动补偿全功能的数控车床都具有刀尖半径自动补偿G41与与G42功能。功能。刀具补偿又分为刀具补偿又分为刀具位置补偿刀具位置补偿和和刀尖半径补偿刀尖半径补偿。 1刀具位置补偿刀具位置补偿在机床坐标系中，在机床坐标系中，CRT或或LCD上显示的上显示的X，Z坐标值是坐标值是刀架左侧中心相对机床原点的距离；刀架左侧中心相对机床原点的距离；

54、刀具位置补偿包括刀具位置补偿包括刀具几何尺寸补偿和刀具磨损补偿刀具几何尺寸补偿和刀具磨损补偿，前者用于补偿刀具形状或刀具附件位置上的偏差，前者用于补偿刀具形状或刀具附件位置上的偏差，后者用于补偿刀尖的磨损。后者用于补偿刀尖的磨损。69设设03号刀具为基准刀具，号刀具为基准刀具，05号刀号刀具是镗孔刀，通过试切或其他测具是镗孔刀，通过试切或其他测量方法测出量方法测出05号刀具在加工位置号刀具在加工位置与基准刀具的偏差值分别为：与基准刀具的偏差值分别为：X-9.0 mm，Z-12.5 mm。在在MDI操作模式下，通过功能键操作模式下，通过功能键进入刀具补偿设置画面，将进入刀具补偿设置画面，将X，

55、Z值输入到值输入到05号刀的刀补存储器号刀的刀补存储器中，如图中，如图3-27所示。所示。当程序执行了刀具补偿功能后，当程序执行了刀具补偿功能后，05号刀号刀具刀尖的实际位置与基准刀具的刀尖位具刀尖的实际位置与基准刀具的刀尖位置重合。置重合。70两点说明：两点说明： 刀具位置补偿一般刀具位置补偿一般是在换刀指令后，是在换刀指令后，刀尖刀尖由换刀点快速趋近工件由换刀点快速趋近工件的程序段中的程序段中执行。执行。取消刀具位置补偿取消刀具位置补偿是在加工完该刀具的是在加工完该刀具的工序内容之后，工序内容之后，在返在返回换刀点的程序段回换刀点的程序段中中执行。执行。712刀尖半径补偿刀尖半径补偿 数控

56、车床编程时可以将车刀刀尖看做一个点，按照工件的数控车床编程时可以将车刀刀尖看做一个点，按照工件的实际轮廓编制加工程序。实际轮廓编制加工程序。任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，它的半径值是个难于准确测量的值。都存在一个刀尖圆弧，它的半径值是个难于准确测量的值。一般粗加工所使用车一般粗加工所使用车刀的圆弧半径刀的圆弧半径R为为0.8 mm；精加工所使用车刀的精加工所使用车刀的圆弧半径圆弧半径R为为0.4 mm和和0.2 mm。72车削切削车削切削工件右端面工件右端面时和时和外外圆柱面圆柱面时，车刀圆弧的切点时

57、，车刀圆弧的切点与刀尖与刀尖A点的点的X坐标值相同，坐标值相同，因此切削出的工件轮廓没有因此切削出的工件轮廓没有形状误差和尺寸误差形状误差和尺寸误差当切削当切削圆锥面和圆弧面圆锥面和圆弧面时时刀具运动过程中与工件接刀具运动过程中与工件接触的各切点轨迹与工件的触的各切点轨迹与工件的编程轨迹之间存在着阴影编程轨迹之间存在着阴影部分的切削误差，直接影部分的切削误差，直接影响工件的加工精度，而且响工件的加工精度，而且刀尖圆弧半径越大，切削刀尖圆弧半径越大，切削误差则越大误差则越大73对于采用刀尖半径补偿的加工程序，对于采用刀尖半径补偿的加工程序，在工件加工之前，要把在工件加工之前，要把刀尖半径补偿的有

58、关数据输入到刀补存储器中刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便在执行，以便在执行加工程序时，数控系统能对刀尖圆弧半径所引起的误差自动加工程序时，数控系统能对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。如图进行补偿。如图3-27(1)根据车刀的形状确定位置参数根据车刀的形状确定位置参数 数控车削使用的刀具有很多种，不同类型的车刀其刀尖圆数控车削使用的刀具有很多种，不同类型的车刀其刀尖圆弧所处的位置不同弧所处的位置不同 (2)刀尖半径补偿参数的输入刀尖半径补偿参数的输入 在如图在如图3-27所示的刀具补偿设置画面中，所示的刀具补偿设置画面中，R为刀尖圆弧半为刀尖圆弧半径，径，T为刀尖方位参数，为

59、刀尖方位参数，将与刀补号相对应的将与刀补号相对应的R，T值输入到值输入到刀补存储器刀补存储器中，加工中系统会自动进行刀尖半径的补偿。中，加工中系统会自动进行刀尖半径的补偿。74注意：无论前置刀架还是后置刀注意：无论前置刀架还是后置刀架，若采用的相同形状及角度的架，若采用的相同形状及角度的车刀，且走刀方向一致时，其刀车刀，且走刀方向一致时，其刀尖刀位号是完全一致的尖刀位号是完全一致的75 (3)刀尖半径补偿指令刀尖半径补偿指令(G40，G41，G42) G40指令取消刀尖半径的补偿，应写在程序开始的第一个程指令取消刀尖半径的补偿，应写在程序开始的第一个程序段或取消刀尖半径补偿的程序段；序段或取消

60、刀尖半径补偿的程序段；G42指令为刀尖半径右补偿，如图指令为刀尖半径右补偿，如图332(a)所示，所示，从从y轴正向往轴正向往负向看，刀具在工件的右侧；负向看，刀具在工件的右侧；G41指令为刀尖半径左补偿，如指令为刀尖半径左补偿，如332(b)所示，从所示，从y轴正向往轴正向往负向看，刀具在工件的左侧。负向看，刀具在工件的左侧。76刀尖圆弧半径方向判断的简便方法：刀尖圆弧半径方向判断的简便方法：无论前置还是后置刀架加工，编程时只看零件图轴线的上半无论前置还是后置刀架加工，编程时只看零件图轴线的上半部分（从空间来说，即看零件的后半部分）形状，沿着刀具部分（从空间来说，即看零件的后半部分）形状，沿