《数控加工工艺与编程》(威海职业学院)课件

任务二：数控编程步骤一、掌握数控车削的对刀操作：步骤二、掌握数控车削基本指令的应用，重点掌握圆弧插补、单一固定循环、刀尖圆弧半径补偿指令；步骤三、对零件进行数控加工程序的编写退出返回目录下一页1任务二：数控编程步骤一、掌握数控车削的对刀操作：退出返回目录一、数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。1）一般对刀

一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。Z向对刀如(a)所示。先用外径刀将工件端面(基准面)车削出来；车削端面后，刀具可以沿X方向移动远离工件，但不可Z方向移动。Z轴对刀输入：“Z0测量”。

X向对刀如(b)所示。车削任一外径后，使刀具Z向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为Φ50.78mm,则X轴对刀输入：“X50.78测量”。下一页返回2一、数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置2）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X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。机外对刀仪对刀下一页上一页返回32）机外对刀仪对刀

机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖3）自动对刀

自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，自动对刀过程如下图所示。自动对刀下一页上一页返回43）自动对刀

自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以1、圆弧插补指令（G02/G03）二、数控车床编程基本指令介绍例:下一页上一页返回说明：该指令使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。格式：G02X-Z-I-K-F-；或G02X-Z-R-F-；G03X-Z-I-K-F-；或G03X-Z-R-F-；后刀架车床：G02顺时针，G03逆时针；前刀架车床：G03顺时针，G02逆时针；X、Z加工圆弧终点坐标值，也可用U、W；I、K圆弧起点到圆弧中心矢量的X向分量和Z向分量；R圆弧半径：小于180度的圆弧R为正;等于、大于180度的圆弧R为负。G03圆弧插补指令G02圆弧插补指令51、圆弧插补指令（G02/G03）二、数控车床编程基本指令介下一页上一页返回说明：I，K分别表示X，Z轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图所示。某项为零时可以省略。2.当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，当圆弧圆心角大于180°时,R为负值。整圆编程时不可以使用R，只能用I、K。3.G02/G03判断：G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方看到的回转方向。6下一页上一页返回说明：I，K分别表示X，Z轴圆心的坐标减去下一页上一页返回2、单一固定循环指令（G90/G94）单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。1)圆柱面切削循环格式：G90X(U)～Z(W)～F～

说明：X、Z－圆柱面切削的终点坐标值；U、W--圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。7下一页上一页返回2、单一固定循环指令（G90/G94）G90应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。刀具轨迹如图所示：G50X200Z200T0101

M03S1000

G00X55Z4M08

G01G96Z2F2.5S150

G90X45Z-25F0.2;每刀被吃刀量5mm

X40

X35

G00X200Z200

M30

下一页上一页返回8G90应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。下一页上一页2)圆锥面切削循环

格式G90X(U)～Z(W)～I～F～

说明：X、Z-圆锥面切削的终点坐标值；

U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；

I-圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正。例：应用圆锥面切削循环功能加工图示零件。

……

G01X65Z2

G90X60Z-35I-5F0.2

X50；被吃刀量10

G00X100Z200

……下一页上一页返回92)圆锥面切削循环

格式G90X(U)～Z(W)～下一页上一页返回3)平面端面切削循环

格式G94X(U)～Z(W)～F～说明：X、Z-端面切削的终点坐标值；U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。

例：应用端面切削循环加工图示零件。

……

G00X85Z5

G94X30Z-5F0.2

Z-10

Z-15

……

10下一页上一页返回3)平面端面切削循环

格式G944)锥面端面切削循环格式：G94X(U)～Z(W)～K～F～

说明：X、Z-端面切削的终点坐标值；

U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标；

K-端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正。下一页上一页返回114)锥面端面切削循环下一页上一页返回11G94应用示例：端面切削循环功能加工图示零件。

……

G94X20Z0K-5F0.2

Z-5

Z-10

……下一页上一页返回12G94应用示例：下一页上一页返回12下一页上一页返回3、刀尖圆弧自动补偿功能（G41/G42/G40）数控程序一般是针对刀位点,按工件轮廓尺寸编制的.当刀尖不是理想点而是一段圆弧时,会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差，在加工锥面或圆弧面时会造成少切或过切。解决:对刀尖圆弧半径进行补偿，可以使按工件轮廓编程不受影响.1)为什么需要刀尖圆弧补偿?刀尖圆弧半径补偿13下一页上一页返回3、刀尖圆弧自动补偿功能（G41/G42/G下一页上一页返回2)机床自动刀具半径补偿<1>机床自动刀补原理当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程;使用刀具半径补偿指令;在控制面板上手工输入刀具补偿值;执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。14下一页上一页返回2)机床自动刀具半径补偿<1>机床自下一页上一页返回<2>刀尖方位的设置车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此决定刀尖圆弧所在位置;要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中;以刀尖方位号表示。15下一页上一页返回<2>刀尖方位的设置车刀形状很多，使用时安下一页上一页返回从图示可知：若刀尖方位码设为0或9时，机床将以刀尖圆弧中心为刀位点进行刀补计算处理；当刀尖方位码设为1－8时，机床将以假想刀尖为刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理16下一页上一页返回从图示可知：若刀尖方位码设为0或9时，机床将下一页上一页返回3)刀尖半径补偿指令格式：G41G42G00G01X__Z__G40G00X__Z__G41—刀具半径左补偿；G42—刀具半径右补偿；G40—取消刀具半径补偿说明：G42G4117下一页上一页返回3)刀尖半径补偿指令格式：G41G42下一页上一页返回指令说明:

X、Z为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。执行刀补指令应注意：（1）刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且在G00或G01程序行上实施。（2）刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。（3）当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。（4）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。18下一页上一页返回指令说明:18下一页上一页返回4)刀具补偿的编程实现<1>刀径补偿的引入（初次加载）刀具中心从与编程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程.<2>刀径补偿进行刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离.19下一页上一页返回4)刀具补偿的编程实现刀具中心从与下一页上一页返回<3>刀径补偿的取消刀具中心从与编程轨迹偏离过度到与编程轨迹重合的过程.刀径补偿的引入和取消必须是不切削的空行程上.20下一页上一页返回<3>刀径补偿的取消刀具中心从与编下一页上一页返回5)刀尖半径补偿示例O1111N2T0101N3M03S400N4G00X40.0Z5.0N5G00X0.0N6G42G01Z0F60(加刀补)N7G03X24.0Z-24R15N8G02X26.0Z-31.0R5N9G40G00X30(取消刀补)N10G00X45Z5N11M3021下一页上一页返回5)刀尖半径补偿示例O111121编程示例：程序编写上一页返回退出一、粗加工粗加工路线O0003N0010G96M03S700;N0020T0101;N0030G00X81.Z5；/粗加工N0040G90X77.Z-55.F140.；N0050X71.;N0060X65.;N0070X61.;N0080X55.Z-17.242;N0090X49.Z-12.218;N0100X43.Z-8.667;N0110X37.Z-6.066;N0120X31.Z-3.710;N0130X25.Z-2.237;N0140X19.Z-0.863;N0150X13.Z-0.160;22编程示例：程序编写上一页返回退出一、粗加工粗加工路线O000二、精加工精加工路线N0160G00X80.Z20.;/返回换刀点换刀N0170M05;N0180T0202;N0190G96S03S1000;/精加工N0200G42G00Z0;N0210G01X0F100;N0220G03X60.Z-30.R30.;N0230G01Z-50.;N0240G02X70.Z-55.R5.;N0250G40G00X80.Z20.;N0260M05;N0270M30;23二、精加工精加工路线N0160G00X80.Z20.刀尖圆弧半径补偿返回24刀尖圆弧半径补偿返回24G02圆弧插补指令演示返回25G02圆弧插补指令演示返回25G03圆弧插补指令演示返回26G03圆弧插补指令演示返回26任务二：数控编程步骤一、掌握数控车削的对刀操作：步骤二、掌握数控车削基本指令的应用，重点掌握圆弧插补、单一固定循环、刀尖圆弧半径补偿指令；步骤三、对零件进行数控加工程序的编写退出返回目录下一页27任务二：数控编程步骤一、掌握数控车削的对刀操作：退出返回目录一、数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。1）一般对刀

一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。Z向对刀如(a)所示。先用外径刀将工件端面(基准面)车削出来；车削端面后，刀具可以沿X方向移动远离工件，但不可Z方向移动。Z轴对刀输入：“Z0测量”。

X向对刀如(b)所示。车削任一外径后，使刀具Z向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为Φ50.78mm,则X轴对刀输入：“X50.78测量”。下一页返回28一、数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置2）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X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。机外对刀仪对刀下一页上一页返回292）机外对刀仪对刀

机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖3）自动对刀

自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，自动对刀过程如下图所示。自动对刀下一页上一页返回303）自动对刀

自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以1、圆弧插补指令（G02/G03）二、数控车床编程基本指令介绍例:下一页上一页返回说明：该指令使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。格式：G02X-Z-I-K-F-；或G02X-Z-R-F-；G03X-Z-I-K-F-；或G03X-Z-R-F-；后刀架车床：G02顺时针，G03逆时针；前刀架车床：G03顺时针，G02逆时针；X、Z加工圆弧终点坐标值，也可用U、W；I、K圆弧起点到圆弧中心矢量的X向分量和Z向分量；R圆弧半径：小于180度的圆弧R为正;等于、大于180度的圆弧R为负。G03圆弧插补指令G02圆弧插补指令311、圆弧插补指令（G02/G03）二、数控车床编程基本指令介下一页上一页返回说明：I，K分别表示X，Z轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图所示。某项为零时可以省略。2.当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，当圆弧圆心角大于180°时,R为负值。整圆编程时不可以使用R，只能用I、K。3.G02/G03判断：G02为顺时针方向圆弧插补，G03为逆时针方向圆弧插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方看到的回转方向。32下一页上一页返回说明：I，K分别表示X，Z轴圆心的坐标减去下一页上一页返回2、单一固定循环指令（G90/G94）单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。1)圆柱面切削循环格式：G90X(U)～Z(W)～F～

说明：X、Z－圆柱面切削的终点坐标值；U、W--圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。33下一页上一页返回2、单一固定循环指令（G90/G94）G90应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。刀具轨迹如图所示：G50X200Z200T0101

M03S1000

G00X55Z4M08

G01G96Z2F2.5S150

G90X45Z-25F0.2;每刀被吃刀量5mm

X40

X35

G00X200Z200

M30

下一页上一页返回34G90应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。下一页上一页2)圆锥面切削循环

格式G90X(U)～Z(W)～I～F～

说明：X、Z-圆锥面切削的终点坐标值；

U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；

I-圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正。例：应用圆锥面切削循环功能加工图示零件。

……

G01X65Z2

G90X60Z-35I-5F0.2

X50；被吃刀量10

G00X100Z200

……下一页上一页返回352)圆锥面切削循环

格式G90X(U)～Z(W)～下一页上一页返回3)平面端面切削循环

格式G94X(U)～Z(W)～F～说明：X、Z-端面切削的终点坐标值；U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。

例：应用端面切削循环加工图示零件。

……

G00X85Z5

G94X30Z-5F0.2

Z-10

Z-15

……

36下一页上一页返回3)平面端面切削循环

格式G944)锥面端面切削循环格式：G94X(U)～Z(W)～K～F～

说明：X、Z-端面切削的终点坐标值；

U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标；

K-端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正。下一页上一页返回374)锥面端面切削循环下一页上一页返回11G94应用示例：端面切削循环功能加工图示零件。

……

G94X20Z0K-5F0.2

Z-5

Z-10

……下一页上一页返回38G94应用示例：下一页上一页返回12下一页上一页返回3、刀尖圆弧自动补偿功能（G41/G42/G40）数控程序一般是针对刀位点,按工件轮廓尺寸编制的.当刀尖不是理想点而是一段圆弧时,会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差，在加工锥面或圆弧面时会造成少切或过切。解决:对刀尖圆弧半径进行补偿，可以使按工件轮廓编程不受影响.1)为什么需要刀尖圆弧补偿?刀尖圆弧半径补偿39下一页上一页返回3、刀尖圆弧自动补偿功能（G41/G42/G下一页上一页返回2)机床自动刀具半径补偿<1>机床自动刀补原理当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程;使用刀具半径补偿指令;在控制面板上手工输入刀具补偿值;执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。40下一页上一页返回2)机床自动刀具半径补偿<1>机床自下一页上一页返回<2>刀尖方位的设置车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此决定刀尖圆弧所在位置;要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中;以刀尖方位号表示。41下一页上一页返回<2>刀尖方位的设置车刀形状很多，使用时安下一页上一页返回从图示可知：若刀尖方位码设为0或9时，机床将以刀尖圆弧中心为刀位点进行刀补计算处理；当刀尖方位码设为1－8时，机床将以假想刀尖为刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理42下一页上一页返回从图示可知：若刀尖方位码设为0或9时，机床将下一页上一页返回3)刀尖半径补偿指令格式：G41G42G00G01X__Z__G40G00X__Z__G41—刀具半径左补偿；G42—刀具半径右补偿；G40—取消刀具半径补偿说明：G42G4143下一页上一页返回3)刀尖半径补偿指令格式：G41G42下一页上一页返回指令说明:

X、Z为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。执行刀补指令应注意：（1）刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且在G00或G01程序行上实施。（2）刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。（3）当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。（4）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。44下一页上一页返回指令说明:18下一页上一页返回4)刀具补偿的编程实现<1>刀径补偿的引入（初次加载）刀具中心从与编程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程.<2>刀径补偿进行刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离.45下一页上一页返回4)刀具补偿的编程实现刀具中心从与下一页上一页返回<3>刀径补偿的取消刀具中心从与编程轨迹偏离过度到与编程轨迹重合的过程.刀径补偿的引入和取消必须是不切削的空行程上.46下一页上一页返回<3>刀径补偿的取消刀具中心从与编下一页上一页返回5)刀尖半径补偿示例O1111N2T