数控车床编程

模块七数控车床编程单元一数控车床编程基础单元二编程中的数学处理单元三数控车床编程指令单元四数控车床编程实例2单元一数控车床编程基础一、程序编制的内容Exit二、程序编制的方法三、数控机床的坐标系四、数控车床坐标系中的各原点五、程序段的构成与格式六、程序编制中的工艺处理3单元一数控车床编程基础一、程序编制的内容Exit图样分析辅助准备制定加工工艺数值计算编写加工程序制作控制介质程序校核零件图样零件图样修改修改1、图样分析2、辅助准备3、制定加工工艺4、数值计算5、编写加工程序单6、制作控制介质7、程序校核4单元一数控车床编程基础Exit二、程序编制的方法1、手工编程适用零件：形状不复杂；编程工作量小；加工程序段不多；出错几率小；不需具备特别条件（相应的硬件、软件）。2、自动编程适用零件：形状复杂，如非圆曲线、曲面加工；编程工作量大；工艺及其处理复杂；数值计算繁琐。5单元一数控车床编程基础Exit三、数控车床的坐标系数控机床标准坐标系是一个右手直角笛卡儿坐标系，如右图所示：1、坐标轴和运动方向命名的原则①数控车床运动都指刀具相对于静止工件的运动；②刀具远离工件的运动方向为坐标轴的正方向；③机床主轴旋转运动的正方向是按右旋进入工件的方向。2、坐标轴的规定（1）Z坐标轴（2）X坐标轴（3）Y坐标轴（4）与X、Y、Z主要直线运动平行的坐标（5）旋转坐标[1、2]6单元一数控车床编程基础Exit三、数控机床的坐标系[1、2]3、各类数控车床的坐标系7单元一数控车床编程基础Exit四、数控车床坐标系中的各原点数控车床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工和编程是一个十分重要的概念。数控车床上的主要原点及其坐标系，如图7－4所示图7－4坐标系中的各原点

1、机床原点；2、机械原点（机械零点）；3、工件编程原点；4、程序起点。8单元一数控车床编程基础Exit五、程序段的构成与格式1、加工程序加工程序由程序开始、程序内容及程序结束等3个部分组成。2、信息字信息字由地址符和数据符组成。3、程序段格式程序段由顺序号字、功能字、尺寸字及其他地址字组成，末尾用“LF”或“；”作为这一段程序的结束以及与另一段程序的分隔。如：N007G01X50Z30F140S300T0101M03；

4、加工程序的结构[1、2]9单元一数控车床编程基础Exit五、程序段的构成与格式4、加工程序的结构加工程序举例程序结构说明%0001程序号程序号用作加工程序的开始标识N10G92X100Z100

程序内容

程序内容由加工顺序、刀具的运动轨迹和各种辅助动作的一个个程序段组成N20G90S500M03N30M06T0101N40G00X32Z-2N50G01X32Z50F200……N220M05N230M02程序结束程序结束表示加工结束，并返回至开头[1、2]10单元一数数控车车床编程程基础Exit六、程序编制制中的工工艺处理理1、工艺准备备的处理理方法2、加工工工艺的的处理方方法11单元一数数控车车床编程程基础Exit六、程序编制制中的工工艺处理理1、工艺准备备的处理理方法（1）分分析零件件图样①检查构构成加工工轮廓的的几何条条件有无无缺陷；；②分析尺尺寸公差差、表面面粗糙度度要求；；③形状和和位置公公差要求求。（2）刀刀具选择择（3）工工件装夹夹①基准与与定位；；②数控车车削用夹夹具；（4）对对刀①刀位点点（如右右图）；；②对刀；；图7－5各各类车刀刀的刀位位点（5）对对刀点和和换刀点点的位置置确定①对刀点点的含义义；②确定对对刀点位位置的方方法；③换刀点点位置的的确定；；12单元一数数控车车床编程程基础Exit六、程序编制制中的工工艺处理理2、加工工艺艺的处理理方法（1）确确定加工工方案①先粗后后精（如如右图7-6））；②先近后后远（如如右图7-7））；③先内后后外（如如下图7-8））；④程序段最最少；⑤走刀线路路最短；⑥特殊处理理（如下图图7-9)。图7-6先先粗后后精加工工工艺图图7-7先先近后远远加工工艺艺图7-8先先内后外外加工工艺艺图7-9特特殊处理理13单元一数数控控车床编程程基础Exit六、程序编制中中的工艺处处理2、加工工艺的的处理方法法（2）切削削用量与切切削速度①切削深度度的确定；；②主轴转速速的确定；；③进给量的的确定；④切削速度度的确定；；⑤车螺纹的的主轴转速速确定；（3）制定定补偿方案案①机械间隙隙补偿；a、自动补偿法法b、编程补偿法法②刀位偏差差补偿14单元二编编程程中的数学学处理Exit一、数学处理的的内容二、尺寸链解算算三、坐标值计算算的基本知知识四、坐标值的常常用计算方方法15单元二编编程程中的数学学处理Exit一、数学处理的的内容1、数值换换算（1）选择择原点、换换算尺寸（2）标注注尺寸换算算①直接换算算②间接换算算③尺寸链解解算2、基点与与节点（1）基点点（2）节点点图7-10标标注尺寸换换算图7-11零零件件轮轮廓廓上上的的基基点点和和节节点点16单元元二二编编程程中中的的数数学学处处理理Exit二、尺寸寸链链解解算算1、、尺尺寸寸链链的的基基本本概概念念①设设计计尺尺寸寸链链②工工艺艺尺尺寸寸链链2、、尺尺寸寸链链简简图图图7-12工工艺艺尺尺寸寸链链简简图图3、、尺尺寸寸链链的的环环①封封闭闭环环②组组成成环环③增增环环④减减环环4、、解解尺尺寸寸链链①封封闭闭环环的的基基本本尺尺寸寸②封封闭闭环环的的最最大大极极限限尺尺寸寸③封封闭闭环环的的最最小小极极限限尺尺寸寸17单元元二二编编程程中中的的数数学学处处理理Exit三、坐标标值值计计算算的的基基本本知知识识1、、编编程程坐坐标标系系（1））绝绝对对坐坐标标系系（2））增增量量坐坐标标系系图7-13绝绝对对坐坐标标系系图7-14增增量量坐坐标标系系2、、坐坐标标值值计计算算的的方方法法图7-15坐坐标标值值计计算算的的一一般般方方法法[1、2]18单元元二二编编程程中中的的数数学学处处理理Exit三、坐标标值值计计算算的的基基本本知知识识3、、坐坐标标值值计计算算的的基基本本环环节节（1））分分析析计计算算①图图形形各各要要素素的的分分析析②对对编编程程图图形形的的描描述述③确确定定几几何何关关系系（2））计计算算步步骤骤（3））计计算算结结果果（4））结结果果检检验验（5））检检验验后后的的处处理理[1、、2]19单元元二二编编程程中中的的数数学学处处理理Exit四、坐标标值值的的常常用用计计算算方方法法（1））作作图图计计算算法法的的实实质质①要要求求绘绘图图工工具具质质量量较较高高②绘绘图图应应做做到到认认真真、、仔仔细细，，并并保保证证度度量量准准确确③图图线线应应尽尽量量细细而而清清晰晰，，多多次次绘绘制制同同一一个个圆圆心心时时，，要要避避免免圆圆心心移移位位（2））作作图图计计算算法法的的要要求求1、、作作图图法法④绘绘图图要要严严格格按按比比例例进进行行2、、三三角角函函数数计计算算法法①正正弦弦定定理理②余余弦弦定定理理3、、平平面面解解析析几几何何法法20单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit一、M指令令二、G指令令三、与坐坐标标系系相相关关的的G指令令四、与运运动动方方式式相相关关的的G指令令五、螺纹纹加加工工指指令令六、简单单循循环环指指令令七、复合合循循环环指指令令八、刀具具补补偿偿指指令令21单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit一、M指令令用地地址址字字M及2位位数数字字表表示示，，主主要要用用于于机机床床加加工工操操作作时时的的工工艺艺性性指指令令。。特点点：：靠靠继继电电器器的的通通断断来来实实现现控控制制过过程程。。指令功能说明M00程序暂停执行M00后，机床所有动作均被切断，重新按动程序启动按扭后，再继续执行后面的程序段。M01任选暂停执行过程和M00相同，只是在机床控制面板上的“任选停止”开关置于接通位置时，该指令才有效。M02主程序结束切断机床所有动作，并使程序复位。M03主轴正转

M04主轴反转

M05主轴停止

M06刀塔转位刀塔转位必须与相应刀号（T代码）结合才构成完整的换刀指令M07切削液开

M09切削液关

M98调用子程序其后P地址指定子程序号，L地址指定调用次数M99子程序结束子程序结束并返回到主程序中M98所在程序行的下一行表7-2M指令功能说明明22单元三数数控车床床编程指令Exit二、G指令代码组号意义代码组号意义

G00G01G02G03

01定位直线插补圆弧插补（顺时针）圆弧插补（逆时针）G6500宏指令简单调用G66G6712宏指令模态调用宏指令模态调用取消G90G9103绝对坐标编程增量值编程G0400延时

G20G2106英制输入公制输入G9200工件坐标系设计G80G81G8201内/外径车削固定循环端面车削固定循环螺纹车削固定循环G28G2900返回到参考点由参考点返回G98G9905每分进给每转进给G3201螺纹切削

G40G41G4207刀具补偿取消左刀补右刀补G71G72G73

G76

00内/外径车削复合固定循环端面车削复合固定循环封闭轮廓车削复合固定循环

螺纹车削复合固定循环

G5200局部坐标系设定G54~G5911

零点偏置表7-3G指令功能说明明23单元三数数控车床床编程指令Exit三、与坐标系相关关的G指令1、工件坐标系设设定2、绝对坐标方式式与增量坐标标方式3、换刀点设置4、返回参考点和和从参考点返返回24单元三数数控车床床编程指令Exit三、与坐标系相关关的G指令1、工件坐标系设设定指令：G92功能：建立一一个以工件原原点为坐标原原点的工件坐坐标系。格式：G92X_Z_图7－16设设定工件件坐标系25单元三数数控车床床编程指令Exit三、与坐标系相关关的G指令2、绝对坐标方式式与增量坐标标方式指令：G90（绝对坐标）G91（增量坐标）功能：G90状态下，程序序段中的尺寸寸数字为绝对对值，即刀尖尖所有轨迹点点的坐标值均均以工件零点点为基准而得得；G91状态下，程序序段中的尺寸寸数字为增量量坐标值，即即刀尖当前点点的坐标值，，是以刀尖前前一点为基准准而得。格式：G90X_Z_G91X_Z_图7-18绝绝对、增增量坐标26单元三数数控车床床编程指令Exit三、与坐标系相关关的G指令3、换刀点设置指令：G92功能：以绝对对坐标方式设设置换刀点。。格式：G92X_Z_图7-19换换刀点设设置示例27单元三数数控车床床编程指令Exit三、与坐标系相关关的G指令4、返回参考点和和从参考点返返回指令：G28（自动返回参考考点）G29（从参考点返回回）功能：G28指令可使刀具具以空行程速速度，从当前前点返回机床床有关参考点点；G29指令可使刀具具以空行程速速度，从参考考点返回到指指定点。格式：G28X_Z_G29X_Z_图7-20G28、G29功能应用示例例28单元三数数控车床床编程指令Exit四、与运动方式相相关的G指令1、快速点定位2、直线插补3、倒角4、圆弧插补29单元三数数控车床床编程指令Exit四、与运动方式相相关的G指令1、快速点定位指令：G00功能：G00指令使刀具以以点控制方式式，从刀具所所在点快速移移动到目标点点。它只只是快速定位位，对中间空空行程无轨迹迹要求，G00移动速度是机机床设定的空空行程速度，，与程序段中中的进给速度度无关。格式：G00X_Z_图7-21车车床G00轨迹图7-22G00功能示例30单元三数数控车床床编程指令Exit四、与运动方式相相关的G指令2、直线插补指令：G01功能：G01指令使刀具以以一定的进给给速度，从所所在点出发，，直线移动到到目标点。格式：G01X_Z_图7-23G01功能应用———车外圆31单元三数数控车床床编程指令Exit四、与运动方式相相关的G指令3、倒角指令：G01功能：G01倒角控制机能能可以在两邻邻轨迹的程序序段之间插入入直线倒角或或圆弧倒角。。格式：G01X_Z_C_（（直线倒角）G01X_Z_C_（（圆弧倒角）图7-25倒倒角指令示示意图[1、2]32单元三数数控车床床编程指令Exit四、与运动方式相相关的G指令3、倒角【例7-1】】图7-26a）所示零件的各各加工面已完完成了粗车，，试设计一个个精车程序。。解：(1)设工件零零点和换刀刀点。工件件零点DP设在工件端端面（工艺艺基准处）），换刀点点（即刀具具起点）设设在工件的的右前方A点，如图7-26b）所示。(2)确确定刀具工工艺路线。。如图7-26b)所示，刀具具从起点A（换刀点）出出发，加工工结束后再再回到A点，走刀路路线为：A→B→C→D→E→F→A(3)计算刀尖运运动轨迹坐坐标值。根根据图7-26b)得各点绝对对坐标值为为：A(60,15)、、B(20,2)、、C(20,-15)、D(28,-26)、、E(28,-36)、F(42,-36)。。(4)编程。精加加工程序见见表7-4。[1、2]33图：图7-26G01功能应用示示例单元三数数控控车床编程程指令Exit四、与运动方式式相关的G指令4、圆弧插补指令：G02（顺时针圆弧弧插补）G03（逆时针圆弧弧插补）功能：该指指令使刀具具刀尖从圆圆弧起点，，沿圆弧移移动到圆弧弧终点。圆圆弧的顺、、逆方向可可按图7-27a)给出的方向向判断：沿沿与圆弧所所在平面(如X0Z)相垂直的另另一坐标轴轴的负方向向(如-Y)看出，顺时时针为G02，逆时针为G03，图7-27b）为车床上圆圆弧的顺逆逆方向。格式：G02（03）X_Z_F_I_K_R_图7-27圆弧弧的顺逆方方向[1、2、3]35单元三数数控控车床编程程指令Exit四、与运动方式式相关的G指令4、圆弧插补(说明)图7-28G02圆弧插补指指令说明（（直径编程程）图7-29G03圆弧插补指指令说明（（直径编程程）图7-30用+R、-R指定圆弧[1、2、3]36单元三数数控控车床编程程指令Exit四、与运动方式式相关的G指令4、圆弧插补(说明)【例7-2】车削削如图7-33所示示的球头手手柄。写出出刀尖从工工件零点OP出发，车削削凸、凹球球面的程序序段。[1、2、3]37单元三数数控控车床编程程指令Exit五、螺纹加工指指令指令：G32功能：G32为等螺距圆圆柱或圆锥锥螺纹车削削指令,只只需一个指指令便可完完成螺纹全全部车削。。格式：G32X_Z_R_F_图7-34G32螺纹加工指指令[1、2、3]38单元三数数控控车床编程程指令Exit五、螺纹加工指指令【例7-3】编写车车削图7-35所示示螺纹部分分的粗加工工程序。图7-35等等距圆柱螺螺纹加工示示例[1、2、3]39单元三数数控控车床编程程指令Exit五、螺纹加工指指令【例7-4】如如图7-36所示等等距圆锥螺螺纹,螺纹纹导程为3.5mm,δδ1=1mm,δ2=2mm，，每次吃刀量量为1mm，进行三次车车削，写出出其加工程程序。图7-36等等距圆锥螺螺纹加工示示例[1、2、3]40单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令1、内（外）径径切削循环环2、端面切削循循环指令3、螺纹切削循循环41单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令1、内（外）径径切削循环环指令：G80功能：如图图7-37所示,该该指令可使使刀具从循循环始点A走矩形轨迹迹,回到A点后,进刀刀后,再按按矩形循环环,依次类类推，最终终完成圆柱柱面车削。。格式：G80X_Z_F_图7-37切削削圆柱面时时的内(外外)切削循循环指令说说明（1）切削削圆柱面时时的内（外外）径切削削循环指令令[1、2、3、、4]42单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令1、内（外）径径切削循环环（1）切削削圆柱面时时的内（外外）径切削削循环指令令【例7-5】如图7-38所所示工件,编制一个个粗车φ32外圆的简单单循环程序序,每次切切削深度1mm(半径方向)。图7-38外圆圆循环程序序示例[1、2、3、4]43单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令1、内（外）径径切削循环环指令：G80功能：如图图7-39所示，该该指令可使使刀具从循循环始点A走直线轨迹迹，回到A点后，进刀刀后，再按按直线轨迹迹循环，依依次类推，，最终完成成圆锥面车车削。格式：G80X_Z_I_F_（2）带锥锥度的内（（外）径切切削循环指指令图7-39带锥度度的内（外外）切削循循环[1、2、3、4]44单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令1、内（外）径径切削循环环（2）带锥锥度的内（（外）径切切削循环指指令如图7-40a）所示工件，，粗车其外外锥面的简简单循环程程序（粗车车到图示尺尺寸，直径径方向三次次切削深度度均为2mm）如图7-40b）所示。图7-40带锥度度的内（外外）切削循循环示例[1、2、3、4]45单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令2、端面切削循循环指令（1）端面面切削循环环指令格式：：G81X_Z_F_图7-41端面切切削循环[1、2、3、、4]46单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令2、端面切削循循环指令（1）端面面切削循环环如图7-42a）所示工件，，其粗车端端面的简单单循环程序序（Z轴方向每次次进刀量3mm）如图7-42b）所示。图7-42端面面切削循环环示例[1、2、3、4]47单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令2、端面切削循循环指令（2）带锥锥度的端面面切削循环环指令格式：：G81X_Z_K_F_图7-43带锥度度端面切削削循环[1、2、3、4]48单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令2、端面切削循循环指令（2）带锥锥度的端面面切削循环环如图7-44a）所示工件，，粗车其带带锥度端面面的简单循循环程序（（Z轴方向的每每次进刀量量2mm）如图7-44b）所示。图7-44带锥度度的端面切切削循环示示例[1、2、3、4]49单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令3、螺纹切削循循环（1）直螺螺纹切削循循环指令格式：：G82X_Z_F_图7-45螺纹纹切削循环环[1、2、3、、4]50单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令3、螺纹切削循循环（1）直螺螺纹切削循循环如图7-46a）所示工件中中的螺纹，，其螺纹的的导程为1.5mm，分三次加工工，每次次吃刀深度度分别为ap1=0.8mm、ap2=0.6mm、ap3=0.2mm，车制螺纹的的简单循环环。图7-46螺纹纹切削循环环示例[1、2、3、4]51单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令3、螺纹切削循循环（2）锥螺螺纹切削循循环指令格式：：G82X_Z_I_F_图7-47锥螺螺纹切削循循环[1、2、3、4]52单元三数数控控车床编程程指令Exit六、简单循环指指令3、螺纹切削循循环（2）锥螺螺纹切削循循环如图7-48a）所示工件中中的锥螺纹纹，其导程程为2mm,设三次加工工深度分别别为ap1=0.8mm、ap2=0.6mm、ap3=0.2mm；车制其锥螺螺纹的简单单循环程序序如图7-48b）所示。图7-48锥螺螺纹切削循循环示例[1、2、3、4]53单元三数数控控车床编程程指令Exit七、复合循环指指令1、外径/内径径粗车复合合循环2、端面粗车复复合循环3、闭环车削复复合循环4、螺纹车削复复合循环54单元三数数控控车床编程程指令Exit七、复合循环指指令1、外径/内径径粗车复合合循环指令格式：：G71U(△d)R(e)P(ns)Q(nf)X(△u)Z(△w)F(f)T(t)S(s)图7-49外（（内）径粗粗车复合循循环[1、2]55单元三数数控控车床编程程指令Exit七、复合循环指指令1、外径/内径径粗车复合合循环【例7-6】如图7-50所所示工件，，要求加工工A点到B点的工件外外形。已知知起始点在在（250，0），，切削深度度为3mm，退刀量为2mm，X方向精加工工余量为0.1mm，Z方向精加工工余量为0.2mm；编写其外径径粗车复合合程序。图7-50外（（内）径粗粗车复合循循环示例[1、2]56单元三数数控控车床编程程指令Exit七、复合循环指指令2、端面粗车复复合循环指令格式：：G72W(△d)R(e)P(ns)Q(nf)X(△u)Z(△w)F(f)T(t)S(s)图7-51端端面面粗粗车车复复合合循循环环57单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit七、复合合循循环环指指令令3、闭环环车车削削复复合合循循环环指令令格格式式：：G73U(△△i)W（（△△k））R(d)P(ns)Q(nf)X(△△u)Z(△△w)F(f)T(t)S(s)图7-52闭闭环环车车削削复复合合循循环环[1、2]58单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit七、复合合循循环环指指令令3、闭环环车车削削复复合合循循环环【例例7-7】】如如图图7-53所所示示工工件件，，要要求求加加工工该该工工件件的的外外形形。。已已知知△△i=14mm、、△△k=14mm、、d=3、、△△u=0.6、、△△w=0.3mm，，编写写其其外外径径粗粗车车复复合合程程序序。。图7-53闭闭环环车车削削复复合合循循环环示示例例[1、、2]59单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit七、复合合循循环环指指令令4、螺纹纹车车削削复复合合循循环环指令令格格式式：：G76R(m)C(r)A(αα)X(u)Z(w)I(I)K(k)U(d)V(ΔΔdmin)Q(ΔΔd)F(l)图7-54螺螺纹纹循循环环切切削削的的轨轨迹迹图图7-55螺螺纹纹循循环环切切削削中中的的吃吃刀刀深深度度[1、2]60单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit七、复合合循循环环指指令令4、螺纹纹车车削削复复合合循循环环如图图7-56a））所示示工工件件，，要要求求螺螺纹纹精精车车次次数数为为2，，收收尾尾长长度度为为一一个个螺螺距距，，螺螺纹纹牙牙型型角角为为60°°，，最最小小切切削削深深为为0.1mm，，精加加工工余余量量为为0.1mm，，螺纹纹半半径径差差为为-15/2，，螺螺距距为为2mm，，其锥锥螺螺纹纹的的切切削削复复合合程程序序如如图图7-56b））所示示。。图7-56螺螺纹纹切切削削复复合合循循环环实实例例[1、、2]61单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit八、刀具具补补偿偿指指令令1、刀具具补补偿偿的的目目的的图7-57刀刀尖尖图图图图7-58车车削削圆圆锥锥产产生生的的误误差差图7-59车车削削圆圆弧弧面面产产生生的的误误差差图图7-60半半径径补补偿偿后后的的刀刀具具轨轨迹迹[1、、2、、3]62单元元三三数数控控车车床床编编程程指指令令Exit八、刀具具补补偿偿指指令令2、刀具具半半径径补补偿偿指指令令指令令格格式式：：G40、、G41、、G42功能能：：G40为取取消消刀刀具具半半径径补补偿偿指指令令；；G41为刀刀具具半半径径左左补补偿偿指指令令；；G42为刀刀具具半半径径右右补补偿偿指指令令。。顺顺着着刀刀具具运运动动方方向向看看，，刀刀具具在在工工件件的的左左边边，，称称左左刀刀补补，，如如图图7-61a））所示示；；顺顺着着刀刀具具运运动动方方向向看看，，刀刀具具在在工工件件的的右右边边，，称称右右刀刀补补，，如如图图7-61b））所示