数控加工要点辅导

1、数控加工要点辅导1数控加工编程基础1.1编程内容与方法内容：（1）加工工艺分析（2）数值计算（3）编写零件加工程序（4）程序输入（5）程序校验与首件试切。方法：（1）手工编程（2）自动编程 CAD/CAM软件数控程序的结构 O1000 N01 G9l G00 X50 Y60; N02 G01 X1000 Y5000 F150 5300 T12 M03 N10 G00 X50 Y、60 M30结构；(1)程序起始符（2）程序名（3）程序主体（4）程序结束指令（5）程序结束符指令符号：（1） 开始；（2） 程序名O（3） 程序段号N（4） 准备功能G；（5） 尺寸字X，Y，Z，A，B，C，U，V，

2、W，I，J，K，R；（6） 进给速度F；（7） 主轴速度S；（8） 刀具选择T；（9） 辅助功能M；（10） 其它参数字符P，Q，L，D，H等 12坐标系a机床坐标系与机械原点数控机床结构：见图1数控机床的坐标系： Ì 机床坐标系：是机床上固有的坐标系，是机床加工运动的基本坐标系，是考察刀具在机床上的实际运动位置的基准坐标系。 命名与方向见图2。然而不管是刀具移动还是工作移动，机床坐标系永远假定刀具相对于静止的工件而运动。同时，运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向。 Í 机床坐标系的原点：也称机床原点或零点，其位置在机床上是固定不变的。实际上是通过返回机床参考点来完成

3、确定的。通过行程开关粗定位，又编码器零位脉冲精定位。 Î 坐标轴的命名及运动方向：见图3b.工件坐标系与程序原点工件坐标系：局部坐标系，编程坐标系。即以工件上的某一点（工件原点）为坐标系原点进行编程。数控程序中的加工刀位点坐标均以编程坐标系为参照进行计算。 工件坐标系的确定：通过设置工件坐标系的原点相对机床原点的位置坐标（称为原点偏置）来确定。指令有 G92X_Y_Z_ （数控铣）G50X_Z_(数控车) G54G59（绝对零点偏置）确定工件坐标系原点的过程称为“对刀”操作，此时的刀具位置称为对刀点。 对刀点：是数控加工时刀具相对于工件的起点。选择对刀点的原则是：î方便数学

4、处理和简化程序编制î在机床上容易找正î加工过程中易于检查î引起的饿加工误差小c.坐标面选择 G17 (XY) G18(ZX) G19(YZ)d.绝对与增量尺寸 G90 G91e.半径、直径 G22 G23 半径/直径 （车床）f.英制/公制 G20/G211.3刀具、进给、主轴转速 a.选刀具功能T指令 T0303 3号刀具，3号偏置量T03000T5D18 D13b.换刀 M06 先选后换N0110 G01 X_Y_Z_T01；N0120;N0130.;N0140 G28 Z_M06 T02;N0150;N0160.;N0170 G28 Z _M06：c.主轴转

5、速功能G96 S 200 ； 恒线速200m/minG97 S 200 ； 转速200r/minS300 300r/min最高速度限制 G50(G92) ; G50S2000 2000 r/mind.进给功能F100 G94 mm/min ; F0.3 G95 mm/r14辅助功能M06 换刀15典型的准备功能模态指令（续效） 非模态指令Ì 快速定位G00X_Y_Z_Í 圆弧插补 G02 G03 G17 G02X_Y_Z_I_J_K_F_G18G03X_Y_Z_R_F_ 不能描述整圆 大于180度时R跟负数Î 螺纹加工 G33/G32 铣床/车床车：G32X(U)

6、_Z(W)_F_ F采用旋转进给率 螺距铣： G33 IP_F_ ;IP_表示X_Y_Z_之2者Ï 刀具补偿指令G41 G42 G40作用：对于不同半径的刀具，编程时不考虑刀具半径的影响，需要计算刀具中心的运动轨迹，直接按图样所给的尺寸编程，只在实际加工时，输入刀具的半径即可，在控制面板上手工输入。可以使粗粗加工的程序简化。移动指令：G00和G01G41 G42 G40D01;偏置量20.0G90 G43 Z100.0 H01; Z移到120.0步骤：刀具半径补偿的过程分为三步。 1)刀具半径补偿的建立，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程； 2)刀具半径补偿

7、进行，执行有G41、G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量； 3)刀具半径补偿的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过渡到与编程至合的过程。Ð 刀具长度补偿指令G43 刀具长度正补偿 G44 刀具长度负补偿G49 取消或者定义H00 G17G43Z_H_执行G43时Z实际=Z指令+(H_)G44时Z实际=Z指令 - (H_)+Z2影响精度的因素 加工精度与表面质量 影响加工精度的因素及提高精度的措施 （1）产生加工误差的原因 机床原因 工艺系统。卡具，量具，对刀 编程。查补误差、逼近误差、走刀路线（2）改进措施影响表面粗糙度的因素及改进措施 （1）工件材料切削加工前

8、对材料进行调质或正火处理（2）切削用量（3）刀具几何参数、材料因素（4）切削液3顺铣与逆铣： 当工件位于铣刀进给方向的右侧时，我们称进给方向为顺时针。反之当工件位于铣刀进给方向左侧时，进给方向定义为逆时针。若铣刀主轴旋转方向与与刀具进给方向相同时；称为顺铣。若铣刀旋转方向与工件进给方向相反，称为逆铣。逆铣时，切削由薄变厚，刀齿从已加工表面切入，对铣刀的使用有利。逆铣时，当铣刀刀齿接触工件后不能马上切入金属层，而是在工件表面滑动一小段距离，在滑动过程中，由于强烈的摩擦，就会产生大量的热量，同时在待加工表面易形成硬化层，降低了刀具寿命，影响工件表面粗糙度，给切削带来不利。顺铣时，刀齿开始和工件接触

9、时切削厚度最大，且从表面硬质层开始切入，刀齿受很大的冲击负荷，铣力变钝较快；但刀齿切人过程中没有滑移现象。顺铣的功率消耗要比逆铣时小，在同等切削条件下，顺铣功率消耗要低515，同时顺铣也更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工，以降低被加工零件表面的粗糙度，保证尺寸精度。但是在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时，如加工锻造毛坯，应采用逆铣法。4固定循环(1)车削固定循环Fanuc 简单固定循环 G90 G92 G94数控编程技术P811）外圆 切削圆柱：G90 X（U）_Z（W）_F_ 式中，X、Z为圆柱面切削终点坐标值；U、W为圆柱面终点相对起点的增量值。切削圆锥： G90 X

10、（U）_Z（W）_R_ F_式中，X、Z为圆锥面切削终点坐标值；U、W为圆锥面切削终点相对循环起点的增量值；R为切削始点与圆锥面切削终点的半径差。端面车削固定循环 2）端面圆柱G94X_Z_F_端面圆锥G94X_Z_R_F_多次固定形状1）外圆粗切削循环编程格式： G71 P（ns） Q（nf） U（Du）W（Dw）F（f） S（s）T（t）； 式中 Dd背吃刀量，用参数设定； e退刀量，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； DuX轴方向精加工余量； DwZ轴方向的精加工余量； f，S，tF，S，T代码所赋的值。仿形粗车循环G73 适用于

11、毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车，例如，一般锻件或铸件的粗车，这种循环方式的走刀路线如图4-50所示。编程格式为G73 P（ns）Q（nf）I（i）K（k）U（u）w（w）D（d）F _S_ T_地址 含 义 ns 循环程序段中第一个程序段的顺序号 nf 循环程序段中最后一个程序段的顺序号 i 粗车时，径向切除的余量（半径值） k 粗车时，轴向切除的余量 u 径向（X轴方向）的精车余量（直径值） w 轴向（Z轴方向）的精车余量d 每次吃刀深度（在外径和端面粗车循环）；或粗车循环次数（在固定形状粗车循环）例2 例图 4所示的零件，零件毛坯已基本锻造成形，用 FANUC系统固定形状粗车循

12、环指令（G73），编写粗加工程序。加工程序单：N010G50 X260.0 Z220.0 工件坐标系建立N020 G00 X220.0 Z160.0 S500 M03 至快速进刀起点N030 G73 P040 Q090 I14.0 K14.0 U4.0 W2.0 D3 F30.0 G73为固定形状粗车循环N040 G00 X80.0 W -40.0 S800N050 G01w- 20.0 F15.0 精加工轮廓N060 X120.0 W-10.0 N070 W-20.0 S600N080 G02 X16O.0 W-20.0 I20.0N090 G01 X180.0 W-10.0 S280N10

13、0 G70 P040 Q090 精加工复合循环，循环体N040N090 N110 M05 主轴停止N120 M30 程序结束 2）螺纹车削循环G92。该指令可车削锥螺纹和圆柱螺纹，刀具从循环起点开始按梯形循环，最后又回到循环起点。如图4-38、图4-39所示，图中刀具路径中R为快速移动；F为工作进给速度运动。 ·锥螺纹的编程格式为 G92 X（U）_Z（W）_R_ F_ 式中，X、Z为螺纹终点坐标值；U、W为螺纹终点相对循环起点的增量值；I为锥螺纹始点与终点的半径差；F为进给率，采用与螺距相对应的旋转进给率。 ·圆柱螺纹的编程格式为 G92 X（U）_Z（W）_F_ 式中，

14、X、Z为螺纹终点坐标值；U、W为螺纹终点相对循环起点的增量值；F为进给率，采用与螺距相对应的旋转进给率。例：加工如图441所示锥螺纹，起刀点设在X100.0、Z150.0位置，利用螺纹固定循环指令，编写加工程序。N010 G50 X100.0 Z150.0 坐标系设定N020 G97 S300 主轴转速N030 T0101 M03 选择 1号刀，卫号刀具补偿建立N040 G00 X80.0 Z62.0 刀具快速移动到循环起点N050 G92 X49.6 Z12.0 R-5.0 FZ,0 螺纹切削循环 1N060 X487 螺纹切削循环 2 0.9(查表)N070 X48l 螺纹切削循环3 0.

15、6N080 X475 螺纹切削循环 4 0.6N090 X47l 螺纹切削循环5 0.4N1 00 X470 螺纹切削循环 6 0.1N110 G00 X100.0 Z150.0 T0100 M05 回起刀点，刀具补偿N120 M02 取消，主轴停，程序结束 G82 Z_F_S_Z 控制螺纹深F导程S主轴转速 (2)铣削固定循环 表 56 FANUC固定循环功能G73间歇进给一 快速进给高速深孔往复排屑钻循环G74切削进给暂停一主轴正转切削进给攻左反攻丝G76 切削进给 主轴准确停止 快速进给 精镗G80取消固定循环G81 切削进给 一 快速进给 钻孔、锪孔G82 切削进给 暂 停 快速进给

16、钻孔、阶梯镗孔G83 间歇进给 一 快速进给 深孔钻循环G84 切削进给 暂停主轴反转 切削进给 攻 丝G85 切削进给 一 切削进给 镗 削G86 切削进给 主轴停止 快速进结 镗 削G87 切削进给 主轴正转 快速进给 背 镗 削G88 切削进给 暂停一主轴停止 手 动 镗 削G89 切削进给 暂 停 切削进给 镗 削 . FANUC oiMA固定循环功能 数控系统的不同，固定循环的代码及其编程格式有很大差别。 固定循环动作： 固定循环通常由6个动作组成，如图524所示。 X轴和Y轴的快速定位(初始点)； 刀具快速从初始点进给到R点； 以切削进给的方式执行孔加工的动作； 在孔底相应的动作；

17、 返回至R点； 快速返回到初始点。 初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面；R点平面表示刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。对于立式数控铣床，孔加工都是在XY平面定位并在Z轴方向进行。固定循环的编程格式如下。 G×× X_Y_Z_R_Q_P_F_K_ X_Y_ 用增量值或绝对值指定孔位置，轨迹及进给速度与G00的定位相同Z_ 增量为R点到孔底的距离，绝对值时指定孔底的位置，进给速度在动作3由F指定，在动作5时根据加工方式变为快速进给成由F指定R_ 指从初始点到R点的距离，或绝对值指定R点位值，Q_ 指定G73、G83中每次的切入量或G76、G87中的偏移量（常为增量）P_

18、指定孔底的停留时间，其指定数值与G04相同F_ 指定切削进给速度K_决定动作的重复次数，未指定时时为1次固定循环的定义平面初始平面 初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时，才使用 G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点。R点平面R点平面又叫R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。孔底平面 加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度，加工通孔时一般刀具还

19、要伸出工件底平面一段距离，主要是保证全部孔深都加工到尺寸，钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。常用的固定循环：高速深孔钻循环（G73） 指令功能 该循环执行高速深孔钻。它执行间歇切削进给直到孔的底部，同时从孔中排除切屑，该指令的动作步序如图527所示。指令格式 G73 X_ Y _Z_ R_ Q_ F_ K_其中X _Y_：孔位置数据； Z：指定孔底平面位置（与工件坐标系Z轴零点位置及G90G91方式选择有关） R：指定R平面位置（与工件坐标系Z轴零点位置及G90G91方式选择有关） Q_：每次切削进给的深度； F：切削进给速度；K_:重复次数例 下面程序是高速深孔钻循环G73的编程实例。

20、S2000 M3；主轴开始旋转。G90 G99 G73 X300Y250Z一150R一100Q15F120；返回R平面 定位，钻1孔，然后返回到R点。Y550； 定位，钻2孔，然后返回到R点。Y750； 定位，钻3孔，然后返回到R点。X1000； 定位，钻4孔，然后返回到R点。Y550； 定位，钻5孔，然后返回到R点。G98 Y750； 定位，钻6孔，然后返回初始位置平面。G80 G28 G91 X0 Y0 Z0； 返回到参考点。M5； 主轴停止旋转。钻控：G81 X_Y_Z_R_F_深孔排屑：G83X_Y_Z_Q_R_F_精镗：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_5.子程序及应用主程序执行过程

21、中如果需要某一个子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。 （）子程序的编程格式 子程序的格式与主程序相同，在子程序的开头，编制子程序号，在子程序的结尾用M99指令（有些系统用RET）返回。O×××× (或×××× 、P×××× 、×××× ） ； M99；子程序结束（2）子程序的调用格式常用的子程序调用格式有以下几种：在主程序中用指令M98P×××

22、 ×××× P后面的前3位为重复调用次数，省略时为调用一次；后4位为子程序号，既O后的数字。 M98 P×××× L××××p后面的4位为子程序号；L后面的4位为重复调用次数，省略时为调用一次。 CALL××××子程序的格式为（SUB）（RET）Ï G65 P程序号（3）子程序的嵌套子程序的嵌套深度是有限的。应用实例 例 212 车削图 292所示工件。毛坯为锻件，用一把 90”偏刀分粗、精车两次进给，已知刀尖圆弧半径R0Zm

23、m，精车余量A03mm。编程如一厂： O0010 N0010 G50 X60.0 Z80.0 N0020 M03S800 T0101;偏置R+D N0030 M98 P0111 N0040 T0100; N0050 T0102：偏置RN0060 M98 P0111：N0070 G28 U0 W0 T0100 M05：N0080 M30：O0111N110 G41 G00 X20.0 Z62.0N120 G01 Z40.0N130 X40.0 Z15.0N140 Z0N150 G40 G00 X60.0 Z80.0N160 M99；宏指令编程 FANUC数控系统宏指令编程（1）概念：用户宏程序：

24、采用变量编制的具有某种功能的一群数控命令集称为用户宏程序（用户宏主体）。其代表命令称为用户宏指令（Custom Macro）。 使用时，操作者只需会使用用户宏命令即可，而不必去理会用户宏主体。 例如，在下述程序流程中，可以这样使用用户宏： 主程序 用户宏 . O9011 G65 P9011 A10I5 . . G00 X1 Y4； 对用户宏中的变量赋值：110、45（A代表l、I代表4）。 用户宏的最大特征有以下几个方面：可以在用户宏主体中使用变量；可以进行变量之间的运算；可以用用户宏命令对变量进行赋值。优点：使用用户宏时的主要方便之处，在于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的工件时，只

25、需将实际的值赋与变量既可，而不需要对每一个零件都编一个程序。 使用时加工程序可用一条简单指令调出用户宏程序，和调用子程序完全一样。（2）宏变量及使用方法 变量的表示 变量可以用“” 号和跟随其后的变量序号来表示：I (i=1，2，3，) 例：5，109，501。 Í 变量的引用 地址符后的数字可以用变量置换 F#33 当#33=1.5时与F 1.5相同 变量的类型 变量号 变量类型 功 能 0 空变量 该变量总是空，没有值能赋给该变量 133 局部变量 只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。当断电时局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值 100199 公共变量

26、在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量 100199初始化为化为空500999 公共变量 变量500999的数据保存，即使断电也不丢失#1000系统变量用于读写CNC运行时各种数据的的变化，例如刀具的当前位置和补偿量 公共变量是在主程序和主程序调用的各用户内公用的变量。也就是说，在一个宏指令中的i与在另一个宏指令中的i是相同的。其中100131公共变量在电源断电后即清零，重新开机时被设置为“0”；500531公共变量即使断电后，它们的值也保持不变，因此也称为保持性变量。 系统变量定义为有固定用途的变量，它的值决定系统的状态。系统变量包括刀具偏置变量、接口的输入输出信号变量、位置信息变量等。 系统变量的序号与系统的某种状态有严格的对应关系。例如，刀具偏置序号为 99，这些值可以用变量替换的方法加以改变，在序号 l99中，不用作刀具偏置变量的变量可以用作保持性公共变量5005。 接口输入信号10001015，1032。通过阅读这些系统变量，可以知道各输入口的情况。当变量值为“l” 时，说明接点闭合；当变量值为“0” 时，表明接点断开。这些变量的数值不能被替换，阅读变量1032，所有输