数控技术：第三章 数控加工程序的编制

1、第三章 数控加工程序的编制 第一节数控车床的程序编制 第二节数控铣床与加工中心的程序编制一、数控车床的分类第一节 数控车床编程三、程序编制举例(一) 数控车床编程举例1. 坐标系机床坐标系的原点为主轴旋转中心线与工件卡盘后端面的交点处；其Z轴是主轴的回转轴线，远离卡盘（或工件）方向为Z轴的正方向；X轴是与Z轴垂直的径向，刀架远离主轴轴线方向为X的正向。 工件坐标系是同机床坐标系规定相同的坐标系，其原点是程序员根据零件图纸人为设定的一个基准点。一般工件坐标系原点常选在工件右端面的中心处。第三节 数控加工手工编程2. 输入方式与其他数控机床加工程序不同的是，在数控车的加工程序中，同一程序段中刀位的

2、输入方式可以是绝对输入方式也可以是增量输入方式。一般，用X Z 表示绝对输入方式，用U W 表示增量输入方式，在一条加工指令中，X（U） Z（W） 可以混合使用。其中，X 或U 都是径向上的直径值或直径增量。 有的数控系统仍用G90、G91指令明确指定输入方式。在这种系统中，同一程序段中两种输入方式不能混合使用。第三节 数控加工手工编程3. 刀具指令 数控车程序中的刀具指令常见的有两种：(1) Txx T后跟两位数字，第一位表示刀具号；第二位表示补偿号，0表示无补偿。(2) Txxxx T后跟四位数字，头两位表示刀具号；后两位表示补偿号，00表示无补偿。 换刀动作不同的系统所用的指令不尽相同，

3、有的用M06与T结合表示换刀；有的直接用T表示换刀。本章采用后一种换刀方式，T10表示无刀具半径补偿，T11表示调用刀具半径补偿功能。4.对刀方法 对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置,常用方法：试切法、机械对刀仪（接触式）、光学对刀仪（非接触式）。(1)试切对刀外径刀的对刀方法内孔刀的对刀方法(2)机械对刀仪将刀尖与对刀仪的百分表测头接触，得到两个方向的刀骗量。(3)光学对刀仪对刀 将刀尖对准刀镜的十字线中心，以中心为基准，得到各把刀的刀偏量。第三节 数控加工手工编程5. 工件坐标系设定 工件坐标系设定指令以程序原点为工件坐标系的中心（原点）,指定刀具出发点的坐标值（如图所示）指令格

4、式： G50 X Z ；其中X Z 为刀具出发点的坐标第三节 数控加工手工编程第三节 数控加工手工编程6. 刀具的位置补偿刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿第三节 数控加工手工编程7. 刀具的半径补偿图a 刀尖圆弧半径和理想刀尖点 图b 刀尖圆弧半径对加工精度的影响 图c 理想刀尖位置号 第三节 数控加工手工编程G40(G41/G42) G01(G00) X_ Z_ F_；G40：取削刀尖圆弧半径补偿，也可用T00形式；G41：刀尖圆弧半径左补偿（左刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件左侧，如图（a）。G42：刀尖圆弧半径右补偿（右刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件右侧，如图（b

5、）。（a） （b） 第三节 数控加工手工编程8.外圆或圆锥切削循环(G90) 一个循环指令可以完成单的一固定循环。外圆循环指令编程格式为: G90 X ( U )_ Z ( W )_ F_;X、Z为圆柱面切削终点坐标值，U、W为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。第三节 数控加工手工编程圆锥切削循环指令编程格式为: G90 X ( U )_ Z ( W )_ I_ F_; I为圆锥面切削始点与切削终点的半径差。图中X轴向切削始点坐标小于切削终点坐标，I的数值为负；如果I为正，则相反。第三节 数控加工手工编程9.螺纹切削循环(G92)编程格式： G92 X (U)_ Z (W)_ F_;其中，

6、 F后边的进给量为螺距值。对于切削圆锥螺纹，编程格式： G92 X (U)_ Z (W)_ R_ F_;其中，R大小端的半径差。10.端面切削循环(G94)G94是用于一些短、面大的工件加工的固定循环指令第三节 数控加工手工编程编程格式： G94 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；其中，R为锥面的长度，切削不带锥度的端面循环时，去掉R字。第三节 数控加工手工编程11. 编程举例在数控车床上进行精加工，加工路线为：先倒角(145) 切削螺纹的实际路径47.8 切削锥度部分切削62 倒角(145) 切削80 切削圆弧部分切削80 ，再切槽，最后车削螺纹。1号刀为基准，刀具安排和其余刀具的偏置量如

7、图。采用绝对值和增量值混合编程，程序如下：第三节 数控加工手工编程第三节 数控加工手工编程O0020N01 G50 X200.0 Z350.0;（工件坐标系设定）N02 S630 T0101 M03;（用1号刀，主轴正转）N03 G00 X41.8 Z292.0 M08;（接近工件，开冷却液）N04 G01 X47.8 Z289.0 F0.15;（倒角C1）N05 W-59.0;（车47.8 外圆）N06 X50.0; （退刀）N07 X62.0 W-60.0;（车锥度）N08 Z155.0;（车62外圆）N09 X78.0; （退刀）第三节 数控加工手工编程N10 X80.0 W-1.0;（

8、倒角）N11 W-19.0;（车80外圆）N12 G02 U0.0 W-60.0 I63.25 K-30.0;（车圆弧)N13 G01 Z65.0;（车80外圆）N14 X90.0 M09;（退出，关切削液）N15 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100;（退刀）N16 X51.0 Z230.0 S315 T0201 M03;（换2号刀，快进）N17 G01 X45.0 F0.16 M08;（切槽）N18 G04 X5.0;(5秒延时)N19 G00 X51.0 M09; (退刀)第三节 数控加工手工编程N20 X200.0 Z350.0 M05 T0200;（退刀起点）N21

9、 G00 X52.0 Z296.0 S200 T0303 M03;（换3号刀,快进)N22 G92 X47.2 Z231.5 F1.5 M08;（车螺纹循环，循环4次）N23 X46.6;N24 X46.2;N25 X45.8;N26 G00 X200.0 Z350.0 T0300;（退至起点）N27 M30;（程序停止并返回） 第二节 数控铣床程序编程第三节 数控加工手工编程安全高度：起刀点和退刀点要离开加工表面的一个安全的高度。刀具半径：应小于轮廓凹处最小曲率半径。H安全面应大于刀具半径零件毛坯表面三、铣床对刀方法 对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置，并将

10、对刀数据输入到相应的存储位置或通过G92指令设定。 对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀。常用的对刀方法分为以下几种：(1)试切对刀法; (2)塞尺、标准芯棒和块规对刀法; (3)采用寻边器、偏心棒和Z轴设定器等工具对刀法; (4)顶尖对刀法; (5)百分表(或千分表)对刀法;(6)专用对刀器对刀法1、试切法对刀 以对刀点(此处与工件坐标系原点重合)在工件表面中心位置为例，采用双边对刀方式。(1) X、Y向对刀 让刀具慢慢接近工件左侧，使刀具恰好接触到工件左侧表面，再回退0.01mm。记下机床坐标系中显示的X坐标值，如-240.500 用同样方法接近工件右侧，记下此时机床坐标系中显示的X坐标值，

11、如-340.500。 可得工件坐标系原点在机床坐标系中X坐标值为 -240.500+(-340.500)/2=-290.500 同理可测得工件坐标系原点W 在机床坐标系中的Y坐标值。(2) Z向对刀 刀具微进，让端面恰好碰到工件上表面，再将Z轴再抬高0.01mm，记下此时机床坐标系中的Z值，如-140.400，则工件坐标系原点W在机床坐标系中的Z坐标值为-140.4002、寻边器对刀 操作步骤与采用试切对刀法相似，只是将刀具换成寻边器或偏心棒。 Z方向用Z 轴设定器。接触后机床坐标系中的 Z 值，如 -250.800。若 Z 轴设定器的高度为 50mm ，则工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的

12、 Z 坐标值为 -250.800-50=-300.800偏心棒的使用1.安装在切削夹头或钻孔夹头上；用手指轻压测定子的侧边使其偏心0.5mm；2.以400-600RPM的速度转动；3.使棒与加工件的端面相接触，一点一点的触碰移动，就会达到全接触状态，偏心棒即不会震动，记下此时坐标；4. 坐标位置要加上半径。第三节 数控加工手工编程2.示例(1) 二维零件外轮廓铣削加工。精铣外形，用10mm立铣刀，安全高度50mm，进/退刀离开工件10mm，直线/圆弧切向进刀，直线退刀。工件厚20mm。刀具半径右补偿。1020202040R20R40(-6.195,39.517)XYW第三节 数控加工手工编程O

13、0006N05 G54 G90 G00 X0 Y0;N10 Z50; 到安全高度N20 X-50 Y-40 S500 M03 M08;N30 G01 Z-21 F20; G01下刀，长工件1mmN40 G42 D1 Y-30 F100;右刀补运动到y=-30位置N50 G02 X-40 Y-20 I10 J0; 顺时针圆弧引入N60 G01 X20;N70 G03 X40 Y0 I0 J20; 逆时针插补圆R20N80 X-6.195 Y39.517 I-40 J0; 插补R40圆第三节 数控加工手工编程N90 G01 X-40 Y20;N100 Y-30; 切削直线，并退出N110 G40

14、Y-40; 退到y=-40位置，取消刀补N120 G00 Z50; 退到安全高度N130 X0 Y0;N140 M30;第三节 数控加工手工编程(2) 孔加工固定循环G指令 数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进,工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用包含G代码的一个程序段调用。如图1所示，以立式数控机床加工为例，钻、镗固定循环动作顺序可分解为：(1) X和Y轴快速定位到孔中心的位置上。(2) 快速运行到靠近孔上方的安全高度平面(R平面).第三节 数控加工手工编程(3) 钻、镗孔(工进)。(4) 在孔底

15、做需要的动作。(5) 退回到安全平面高度或初始平面高度。(6) 快速退回到初始点的位置。第三节 数控加工手工编程第三节 数控加工手工编程第三节 数控加工手工编程固定循环指令格式G90(G91)G99(G98)G73(G89)X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ S_ L_;其中，G98、G99为孔加工完后的回退方式指令。G98指令是返回初始平面高度处，G99则是返回安全平面高度处。当某孔加工完后还有其他同类孔需要接续加工时，一般使用G99指令；只有当全部同类孔都加工完成后，或孔间有比较高的障碍需跳跃的时候，才使用G98指令，以节省抬刀时间.G73G89为孔加工方式指令，对应的固定循环功能见

16、表1第三节 数控加工手工编程X、Y为孔位中心的坐标；Z为孔底的Z坐标(G90时为孔底的绝对Z值，G91时为R平面到孔底平面的Z坐标增量)。R为安全平面的Z坐标(G90时为R平面的绝对Z值，G91时为从初始平面到R平面的Z坐标增量)。Q在G73、G83间歇进给方式中，为每次加工的深度;在G76、G87方式中为横移距离；在固定循环有效期间是模态值。P为孔底暂停的时间,单位为ms。仅对G82、G88、G89有效。F为进给速度。L为重复循环的次数，L1可不写，L0将不执行加工，仅存储加工数据。第三节 数控加工手工编程G81：钻孔循环(定点钻)格式：G98（G99）G81 X_Y_Z_R_F_L_第三节

17、 数控加工手工编程G83：深孔加工循环G98（G99）格式：G83X_Y_Z_R_Q_P_K_F_L_第三节 数控加工手工编程例：要求钻8个10mm通孔，刀具选10mm,安全高度2mm.O0005N05 G54 G90 G00 X0 Y0; 建立工件坐标系N10 Z30; 移动到程序原点上方30mm处N20 S200 M03 M08; 启动主轴、冷却液N30 G00 Z2; 到安全高度N40 G81 X30 Y30 Z-35 R2 F20; 孔循环，钻孔1N50 G91 X40; 钻孔2第三节 数控加工手工编程N60 X40; 钻孔3N70 X40; 钻孔4N80 G90 X50 Y70; 钻

18、孔5N90 G91 X40; 钻孔6N100 X40; 钻孔7N110 X40; 钻孔8N120 G80; 取消孔循环N130 G00 Z30; 退刀N140 M30; 回初始位置第三节 数控加工手工编程4040404040405030403012345678XYW第三节 数控加工手工编程(3) 内腔加工。型腔粗、精加工，粗加工时采用20mm立铣刀，精加工采用10mm键槽铣刀。安全高度10mm，从中心孔进刀向四周扩展。3020608080100YZWWR6X第三节 数控加工手工编程图示为加工方案。粗加工分四层，底部和四周各留0.5mm的精加工余量。7.519.517.529.554.5第三节

19、数控加工手工编程O0008N10 T1 M06; 1刀N20 G54 G90 G00 X0 Y0;选择工件坐标系N25 Z40; 至安全高度N30 S275 M03 M08;N40 G01 Z25 F20; 从工艺孔进刀5mm,第一层开始N50 X-17.5 Y7.5 F60; 进刀至第一环的起点N60 Y-7.5;N70 X17.5;N80 Y7.5;N90 X-17.5; 第一环加工结束第三节 数控加工手工编程N100 X-29.5 Y19.5; 至第二环起点N110 Y-19.5;N120 X29.5;N130 Y19.5;N140 X-29.5; 第二环结束N150 X0 Y0; 回中

20、心点，第一层粗加工结束N160 Z20 F20; 进刀5mm，第二层开始N170 X-17.5 Y7.5 F60; 以下重复N50N140N180 Y-7.5;N270 X0 Y0;回中心点，第二层粗加工结束第三节 数控加工手工编程N280 Z15 F20; 进刀5mm，第三层开始N290 X-17.5 Y7.5 F60;N390 X0 Y0;回中心点，第三层粗加工结束N400 Z10.5 F20; 进刀4.5mm，高度至10.5mm处N410 X-17.5 Y7.5 F60; 第四层开始N490 Y19.5N500 X-29.5; 第四层粗加工结束N510 G00 Z40; 抬刀至安全高度N520 T2 M06; 换2刀10mm第三节 数控加工手工编程N530 G00 X0 Y0 Z40;N540 S500 M03 M08;N550 G01 Z10 F20; 从中心下刀，至要求高度N560 X-11 Y1 F100; 第一环加工N570 Y-1;N580 X11;N590 Y1;N600 X-11;N610 X-19 Y9; 第二环加工N620 Y-9;N630 X19;第三节 数控加工手工编程N640 Y9;N650 X-19;N660 X-27 Y17; 第三环加工N670 Y-17;N680 X27;N690 Y17;N700 X-27;N710 X-34 Y