第四章數控車床加工及其

程序編制第一節數控車削加工工藝第二節數控車床程序編制第三節數控車床編程實例德州科技職業學院?第一節數控車削加工工藝一、數控車床加工的主要特點第四章數控車床加工及其程序編制1.加工工藝范圍：數控車床主要用于加工形狀復雜、精度要求高的軸類、盤類等回轉體零件。如圖4.1所示：加工零件類型德州科技職業學院?第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝2.數控車床加工的主要特點：（1）加工靈活、通用性強、能適合產品品種和規格頻繁變化的特點；（2）能滿足新產品的開發和多品種、小批量、生產自動化的要求。德州科技職業學院?二、數控車床的類型（4）ＦＭＣ車床：數控車床、機器人等組成柔性加工單元第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝德州科技職業學院?二、按主軸的配置形式分三、按數控系統控制軸數分1.雙軸控制數控車床（2）雙軸立式數控車床2.四軸控制數控車床第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝德州科技職業學院?三、車削刀具及其主要特點1.數控車刀的特點：第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝德州科技職業學院??四、數控車削加工工藝路線制定1.先粗后精精基準加工好以后，整個零件的加工工序，應是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原則先加工精度要求較高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再進行精加工和光整加工。第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝德州科技職業學院?通常在粗加工時，距離對刀點近的部位先加工，遠的部位后加工，以便縮短刀具移動的距離，以減少空行程的時間。3.刀具集中用一把刀加工完相應各部位，再換另外一把刀，加工相應的其他部位，以減少空行程和換刀時間。第四章數控車床加工及其程序編制第一節數控車削加工工藝德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制一、G功能關于G代碼注意：（1）G代碼分為續效碼和非續效碼兩類。非續效碼只在本程序段內起作用，續效碼一直起作用，直至被本組指令取代為止。（2）不同組別的G功能可在同一程序段內使用。（3）G代碼中有一些是預設功能，由數控系統內部參數設定。第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?二、M功能

輔助功能字由M地址符及隨后的兩位數字組成，所以也稱為M功能或M指令。它用來指令數控機床的輔助動作及其狀態。常用的M功能有：

M00：

程序暫停，可用NC啟動命令使程序繼續運行；

M01：計劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機床“任選停止按鈕”選擇是否有效；

M03：主軸順時針旋轉；

M04：主軸逆時針旋轉；

M05：主軸停止；

M06：換刀;

M08：冷卻液開；

M09：冷卻液關；

M30：程序停止，程序復位到起始位置。

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?三、F、S、T功能

功能:用于指定進給速度，有每轉進給和美分鐘進給兩種。（1）每轉進給量編程格式G99F~

F后面的數字表示的是主軸每轉進給量，單位為mm/r例：G99F0.2表示進給量為0.2mm/r（2）每分鐘進給量編程格式G98F~

F后面的數字表示的是每分鐘進給量，單位為mm/min例：G98F100表示進給量為100mm/min

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?2.S功能:指令用于控制主軸轉速,它有恒線速度和恒轉速兩種指令。（1）最高轉速限制編程格式G50S～S后面的數字表示的是最高轉速：r/min。例：G50S3000表示最高轉速限制為3000r/min（2）恒線速控制編程格式G96S～S后面的數字表示的是恒定的線速度：m/min。例：G96S150表示切削線速度控制在150m/min。（3）恒轉速控制編程格式G97S～S后面的數字表示主軸轉速，單位為r/min。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制用來指定程序中使用的刀具。指令格式：T～，前兩位代表刀具號，后兩位代表刀具補償號。例如：T0801指選擇8號刀具，用1號刀具補償。刀具補償包括長度補償和半徑補償兩部分。德州科技職業學院??五、快速定位G00和直線插補G01

1、快速定位G00

快速點定位指令控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置，其移動速度由參數來設定。

編程格式：G00X(u)～Z(w)～式中X、Z的值是快速點定位的終點坐標值;U、W表示目標點相對于前一點的增量坐標。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?1、快速定位G00

如所示的定位指令如下：第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.11G00快速定位指令德州科技職業學院?2、直線插補G01用于產生按指定進給速度F實現的空間直線運動。程序格式：G01X(u)～Z(w)～F～其中：X、Z的值是直線插補的終點坐標值；U、W表示目標點相對于前一點的增量坐標。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院???六.圓弧插補G02、G03

1.順時針圓弧插補的指令格式:

G02X(U)Z(W)IKF；G02X(U)Z(W)RF；2.逆時針圓弧插補的指令格式：G03X(U)Z(W)IKF；G03X(U)Z(W)RF；注意:（１）圓心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R為圓弧半徑值；（２）I、K為圓心在X軸和Z軸上相對于圓弧起點的坐標增量;

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?

圖（３）規定圓心角α≤180°時，用“+R”表示；α>180°時，用“-R”。所以，R編程只適于非整圓的圓弧插補的情況，不適于整圓加工（４）圓弧方向的判別：沿著不在圓弧平面內的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，如圖4.1４所示。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院XY?（４）圓弧編程實例G02編程如圖4.1５所示：G02X50.0Z30.0I25.0F0.3；G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；G02X50.0Z30.0R25.0F0.3；G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制G03編程舉例：G03X50.0Z30.0I25.0F0.3；G03U20.0W-20.0I25.0F0.3；G03X50.0Z30.0R25.0F0.3；G03U20.0W-20.0R25.0F0.3；德州科技職業學院?七.暫停指令G04G04指令用于暫停進給,其指令格式是：G04P或G04X(U)暫停時間的長短可以通過地址X(U)或P來指定。其中P后面的數字為整數，單位是ms；X(U)后面的數字為帶小數點的數，單位為s。例如,欲空轉2.5s時其程序段為：G04P2500；第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?八.刀具半徑補償指令刀具位于工件左側（假設工件不動）G41D01刀具位于工件右側（假設工件不動）G42D01取消刀具補償G402.刀具補償過程的軌跡分三個組成部分：

（1）形成刀具補償的建立補償程序段

（2）零件輪廓切削程序段

（3）補償撤消程序段第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?3.刀具半徑補償指令注意事項:刀具半徑補償的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲線插補方式下進行，刀具半徑補償一旦建立，在沒被取消之前一直有效，編程曲線永遠是銑刀回轉圓的包絡線。

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制G41指令的刀具運動軌跡如圖4.17所示：G42指令的刀具運動軌跡如圖4.18所示：德州科技職業學院?九.返回參考點檢查G27G27用于檢驗X軸與Z軸是否正確返回參考點。指令格式為：G27X(U)Z(W)X(U)、Z(W)為參考點的坐標。執行G27指令的前提是機床通電后必須手動返回一次參考點。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?十.參考點返回指令G28G28X(U)Z(W)；自動返回參考點，其中X(U)、Z(W)為參考點返回時的中間點，X、Z為絕對坐標，U、W為相對坐標。十一.參考點返回指令G29G29XZ；此指令的功能是使刀具從參考點返回目標點，其中X、Z為刀具目標點。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?指令中的X(U)、Z(W)為螺紋終點坐標，F為螺紋導程。使用G32指令前需確定的參數如圖所示，各參數意義如下：δ1、δ2：為切入量與切除量。一般δ1=n×P/400δ2=n×P/1800

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.20螺紋切削軌跡十二.單行程螺紋切削G32(1)指令格式：G32X(U)Z(W)F德州科技職業學院?

（２）Ｇ32編程實例

F=4mm,δ1

=3mm,δ2=1.5mm

N100G00U-62

N110G32W-74.5F4N130G00U62

N140W74.5

N150U-64

N160G32W-74.5

N170G00U64

N180W74.5

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?十三.單一固定循環指令G90

1、軸向切削循環指令格式：

（1）圓柱切削指令G90X(U)Z(W)FX(U)、Z(W)為車削循環中車削進給路徑的終點坐標第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.22圓柱切削指令德州科技職業學院?

（2）圓錐切削循環指令G90指令格式：G90X(U)Z(W)RF該循環主要用于軸類零件的錐面加工。R為錐度部分大端與小端之半徑差。以增量值表示，其正負符號取決于錐端面位置，當刀具起于錐端大頭時，R為正值;起于錐端小頭時，R為負值。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.23G90圓錐切削指令德州科技職業學院?

（1）直端面車削循環

G94X(U)Z(W)F各地址代碼含義與G90相同。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?（2）錐端面車削循環G94指令格式：G94X(U)Z(W)RF第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.25G94直端面車削循環德州科技職業學院?十五.螺紋切削循環(G92)（1）圓柱螺紋編程格式:G92X(U)

Z(W)

F螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段和降速退刀段。走刀路線如如圖所示：

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?

（2）圓錐螺紋切削循環G92編程格式：G92X(U)

Z(W)

R(I)Ｆ

利用G92，可以將螺紋切削過程中，從始點出發“切入-切螺紋-退刀-返回始點”的4個動作作為一個循環用一個程序段指令。

運動軌跡如圖4.27所示：

第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圓錐螺紋切削循環德州科技職業學院?十六.復合固定循環

（1）軸向粗切削循環G71

G71U(△d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)；

△d——背吃刀量，吃刀深度e——退刀量，提刀量

ns——精加工形狀程序段中的開始程序段號；

nf——精加工形狀程序段中的結束程序段號；

△u——X軸方向精加工余量；

△w——Z軸方向精加工余量；

f，s，t——F，S，T代碼。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制軸向粗切削循環G71運動軌跡如圖4.28所示：圖4.28G71軸向粗車循環軌跡德州科技職業學院?（2）徑向粗車循環G72編程格式為

G72U(△d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)參數含義與G71相同走刀軌跡如圖4.29所示：第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.29G72徑向粗車循環德州科技職業學院?（3）封閉切削循環G73編程格式

G73U(i)W(k)R(d)

G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)式中i——X軸上總退刀量（半徑值）；

k——Z軸上的總退刀量；

d——重復加工次數；刀具運動軌跡如圖4.30所示：第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制圖4.30G73封閉切削循環德州科技職業學院?（4）精加工循環(G70)編程格式：G70P(ns)Q(nf)；其中ns和nf與前述含義相同。在這里G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令都無效，只有ns-nf在程序段中F、S、T才有效。第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?（5）螺紋切削多次循環G76編程格式G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)

G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(△d)F(f)

式中：M：精加工重復次數（必須用兩位數表示）；R：倒角量；D：精加工余量；△dmin：最小切入量；α：刀尖的角度，

I：螺紋部分半徑差(i=0時為圓柱螺紋)；K：螺牙的高度(用半徑值指令X軸方向的距離)第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?第二節數控車床程序編制第四章數控車床加工及其程序編制螺紋切削多次循環G76的運動軌跡如圖4.31所示：圖4.31G76螺紋切削多次循環德州科技職業學院?第三節數控車床編制實例

數控車床編程實例第四章數控車床加工及其程序編制德州科技職業學院?數控機床編程及加工機械工程實驗教學中心實驗目的通過數控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數控機床上對工件進行加工；結合機械加工工藝，實現最優化編程，提高加工質量和生產效率。機械工程實驗教學中心數控編程的基本原理數控編程的目的；數控編程的內容；編程步驟。機械工程實驗教學中心數控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移等內容，按照數控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規定把程序單制備成控制介質如程序紙帶、磁帶等，變成數控系統能讀懂的信息，再送入數控機床，數控機床的CNC裝置對程序經過處理之后，向機床各坐標的伺服系統發出指令信息，驅動機床完成相應的運動。機械工程實驗教學中心數控編程的目的數控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數據；③編寫零件加工程序；④制作控制介質；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學中心數控編程的內容數控編程的基本原理機械工程實驗教學中心數控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規程數學處理編寫程序文件制作控制介質程序校驗及試切數控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數控車床模擬仿真和數控銑床模擬仿真系統，由軟件+標準硬件系統構成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學中心為例，軟件提供下列指令：以數控車床模擬仿真系統（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結束M02

4M03主軸正轉M03√M04主軸反轉M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關冷卻液M09√

6M97程序跳轉M97P_

M98子程序調用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關1有效M20√M21自定義開關1無效M21√8M22自定義開關2有效M22√