数控编程56506376

第四章数控车床编程及加工第一节数控车削加工工艺第二节数控车床程序编制第三节数控车床编程实例4.1数控车削加工工艺4.1.1数控车床加工的主要特点图4.1数控车床加工的典型零件1.加工工艺范围：数控车床主要用于加工形状复杂、精度要求高的轴类、盘类等回转体零件。如图4.1所示：加工零件类型精密\复杂回转体零件2.数控车床加工的主要特点：（1）加工灵活、通用性强、能适合产品品种和规格频繁变化的特点；（2）能满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求。4.1.2数控车床的类型1.按数控系统的功能（1）经济型数控车床如图4.2（2）全功能型数控车床如图4.3（3）车削中心如图4.4（4）ＦＭＣ车床：数控车床、机器人等组成柔性加工单元图4.2经济型数控车床图4.3全功能型数控车床图4.4车削中心图4.4车削中心车铣复合中心信息化的车铣加工中心2、按主轴的配置形式分(1)卧式数控车床如图4.5所示(2)立式数控车床如图4.6所示3、按数控系统控制轴数分(1)单轴控制数控车床(2)双轴控制数控车床1）双轴卧式数控车床如图4.7所示2）双轴立式数控车床(3)四轴控制数控车床图4.5卧式数控车床图4.6立式数控车床单主轴单刀架双主轴双刀架4.1.3车削刀具及其主要特点1.数控车刀的特点：精度高、可靠性高、换刀迅速、耐用度好、调整方便。数控车刀如图4.8所示2.可转位硬质合金刀片可转位硬质合金刀片如图4.9所示外圆车刀内孔车刀螺纹车刀切槽(断)刀3.可转位刀的车刀的选用（1）刀片的紧固方式（2）刀片外形的选择（3）刀杆头部形式的选择（4）刀片后角的选择（5）左右手柄的选择（6）刀尖圆弧半径的选择（7）断屑槽形的选择4.可转位车刀的特点如表4.14.1.4数控车削加工工艺路线制定1.先粗后精精基准加工好以后，整个零件的加工工序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原则先加工精度要求较高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再进行精加工和光整加工。2.先近后远通常在粗加工时，距离对刀点近的部位先加工，远的部位后加工，以便缩短刀具移动的距离，以减少空行程的时间。3.刀具集中用一把刀加工完相应各部位，再换另外一把刀，加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀时间。4.2.1工件坐标系的设定编程格式：G50X_；Z_；式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。例：如图所示设置加工坐标的程序段如下：G50X128.7Z375.1图4.10坐标系设定指令4.2数控车床程序编制4.2.2快速定位G00和直线插补G011、快速定位G00快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。编程格式：G00X(u)_Z(w)_；式中X、Z的值是快速点定位的终点坐标值;U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。1、快速定位G00如图所示的定位指令如下：G50X200.0Z263.0G00X40.0Z212.0或G00U-160.0W-51.0图4.11G00快速定位指令4.2数控车床程序编制2、直线插补G01用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。程序格式：G01X(u)_Z(w)_F_；其中：X、Z的值是直线插补的终点坐标值；U、W表示目标点相对于前一点的增量坐标。4.2数控车床程序编制直线插补G01举例：实现图4.12中从起点到终点的直线插补运动,其程序段为：绝对值指令编程：G01X40.Z20.1F0.2；相对值指令编程：G01U20.W-25.9F0.2；图4.12直线插补运动4.2.3圆弧插补G02、G031.顺时针圆弧插补的指令格式:G02X(U)Z(W)IKF；G02X(U)Z(W)RF；2.逆时针圆弧插补的指令格式：G03X(U)____Z(W)____I____K____F____；G03X(U)____Z(W)___R___F____；注意:（１）圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；（２）I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量;图４.1４圆弧方向的判断（３）规定圆心角α≤180°时，用“+R”表示；α180°时，用“-R”。所以，R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。（４）圆弧方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向G02，逆时针方向G03，如图4.1４所示。XY（４）圆弧编程实例G02编程如图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；图4.15顺时针圆弧加工G03编程举例：G03X50.0Z30.0I25.0F0.3；G03U20.0W-20.0I25.0F0.3；G03X50.0Z30.0R25.0F0.3；G03U20.0W-20.0R25.0F0.3；图4.16逆时针圆弧加工4.2数控车床程序编制4.2.4暂停指令G04G04指令用于暂停进给,其指令格式是：G04P____或G04X(U)____暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。例如,欲空转2.5s时其程序段为：G04X2.5G04U2.5G04P2500；该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，也可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆4.2数控车床程序编制4.2.4暂停指令G04例如：空转2.5s时，其程序段为：G04X2.5；或G04U2.5；或G04P2500；G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。4.2.5刀具半径补偿指令1.刀具半径补偿概念编程时，通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角，如图4.18所示。当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，如图4.19所示。具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。4.2数控车床程序编制图4.18刀尖圆角R图4.19刀尖圆角R造成的少切与过切2.指令格式刀具位于工件左侧（假设工件不动）G41D01；刀具位于工件右侧（假设工件不动）G42D01；取消刀具补偿G40；3.刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分：（1）形成刀具补偿的建立补偿程序段（2）零件轮廓切削程序段（3）补偿撤消程序段4.2.5刀具半径补偿指令4.刀具半径补偿指令注意事项:刀具半径补偿的建立，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲线插补方式下进行，刀具半径补偿一旦建立，在没被取消之前一直有效。4.2.5刀具半径补偿指令5.刀具补偿指令G41和G42G41指令的刀具运动轨迹如图4.17所示：G42指令的刀具运动轨迹如图4.18所示：图4.17刀具半径左补偿图4.18刀具半径右补偿4.2.5刀具半径补偿指令4.2.6返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：G27X(U)____Z(W)____X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。4.2.8参考点返回指令G28G28X(U)____Z(W)____；自动返回参考点，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。4.2.9参考点返回指令G29G29X____Z____；此指令的功能是使刀具从参考点返回目标点，其中X、Z为刀具目标点。指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图所示，各参数意义如下：δ1、δ2：为切入量与切除量。一般δ1=n×P/400δ2=n×P/1800图4.20螺纹切削轨迹4.2.10单行程螺纹切削G32(1)指令格式：G32X(U)__Z(W)__F_（２）Ｇ32编程实例详见课文P86例4-54.2.11单一固定循环指令G901、轴向切削循环指令格式：（1）圆柱切削指令G90X(U)__Z(W)__F__X(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标图4.22圆柱切削指令（2）圆锥切削循环指令G90指令格式：G90X(U)__Z(W)__R__F__该循环主要用于轴类零件的锥面加工。R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值;起于锥端小头时，R为负值。图4.23G90圆锥切削指令4.2.12径向切削循环G94（1）直端面车削循环G94X(U)__Z(W)__F__各地址代码含义与G90相同。循环路径如右图4.24所示图4.24G94直端面车削循环（2）锥端面车削循环G94指令格式：G94X(U)__Z(W)__R__F__循环路径如右图4.2５所示。图4.25G94直端面车削循环指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图所示，各参数意义如下：δ1、δ2为切入量与切除量。一般:δ1=n×P/400δ2=n×P/1800图4.20螺纹切削轨迹4.2.10单行程螺纹切削G32(1)指令格式：G32X(U)__Z(W)__F_（1）圆柱螺纹编程格式:G92X(U)Z(W)F•螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段。•走刀路线如如图4.26所示：图4.26G92圆柱螺纹切削循环4.2.13螺纹切削循环(G92)例:先用G90代码编写如图所示零件程序,再用G92编写螺纹加工程序.O0001M3S300G0X150Z150T0101G0X130Z5G90X120Z-110F200C-DX60Z-30A-BG0X130Z-30G90X120Z-80R-30F150B-CG0X150Z150T0202G0X65Z5G92X58.5Z-25F3X57.5Z-25X56.5Z-25X56Z-25M5S0M30（2）圆锥螺纹切削循环G92编程格式：G92X(U)Z(W)R(I)Ｆ利用G92，可以将螺纹切削过程中，从始点出发“切入-切螺纹-退刀-返回始点”的4个动作作为一个循环用一个程序段指令。运动轨迹如图4.27所示：图4.27圆锥螺纹切削循环4.2.16复合固定循环（1）轴向粗切削循环G71G71U(△d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)；N(NS)……F\S\TN(NF)△d——背吃刀量，吃刀深度e——退刀量，提刀量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；△u——X轴方向精加工余量；△w——Z轴方向精加工余量；f，s，t——F，S，T代码。轴向粗切削循环G71运动轨迹如图4.28所示：图4.28G71轴向粗车循环轨迹+ZO+XC(84,3)A(20,3)B(84,-90)图4-49+ZO+XC(84,3)A(20,3)B(84,-90)O0012;N10G50X150Z200;N20M03S800T0101;N30G00X90Z3;N40G71U2R1;N50G71P60Q130U2W0.5F2;N60G00X20;N70G01Z-20F0.5;N80X40Z-40;N90G03X60Z-50R10;N100G01X60Z-70;N110X80;N120Z-90;N130X90;N135G70P60Q130;N140G00X150Z200;N150M05;N160M30;（2）径向粗车循环G72编程格式为:G72U(△d)R(e);G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t);N(NS)……F\S\TN(NF)参数含义与