数控车床加工及其程序编制

第四章数控车床加工及其程序编制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德州科技职业学院第一节数控车削加工工艺一、数控车床加工的主要特点第四章数控车床加工及其程序编制图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：加工零件类型德州科技职业学院第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺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。德州科技职业学院二、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第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院二、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所示三、按数控系统控制轴数分1.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2.四轴控制数控车床第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院三、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.可转为硬质合金刀片可转位硬质合金刀片如图4.9所示第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院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4.1第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院四、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。第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院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。第四章数控车床加工及其程序编制第一节数控车削加工工艺德州科技职业学院第二节数控车床程序编制一、G功能关于G代码注意：（1）G代码分为续效码和非续效码两类。非续效码只在本程序段内起作用，续效码一直起作用，直至被本组指令取代为止。（2）不同组别的G功能可在同一程序段内使用。（3）G代码中有一些是预设功能，由数控系统内部参数设定。第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院二、M功能辅助功能字由M地址符及随后的两位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。常用的M功能有：M00：程序暂停，可用NC启动命令使程序继续运行；M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；M03：主轴顺时针旋转；M04：主轴逆时针旋转；M05：主轴停止；M06：换刀;M08：冷却液开；M09：冷却液关；M30：程序停止，程序复位到起始位置。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院三、F、S、T功能1.F功能:用于指定进给速度，有每转进给和美分钟进给两种。（1）每转进给量编程格式G99F~F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r例：G99F0.2表示进给量为0.2mm/r（2）每分钟进给量编程格式G98F~F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min例：G98F100表示进给量为100mm/min第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院2.S功能:指令用于控制主轴转速,它有恒线速度和恒转速两种指令。（1）最高转速限制编程格式G50S～S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000表示最高转速限制为3000r/min（2）恒线速控制编程格式G96S～S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削线速度控制在150m/min。（3）恒转速控制编程格式G97S～S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制3.T功能用来指定程序中使用的刀具。指令格式：T～，前两位代表刀具号，后两位代表刀具补偿号。例如：T0801指选择8号刀具，用1号刀具补偿。刀具补偿包括长度补偿和半径补偿两部分。德州科技职业学院四.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第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.10坐标系设定指令德州科技职业学院五、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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院1、快速定位G00如所示的定位指令如下：G50X200.0Z263.0G00X40.0Z212.0或G00U-160.0W-51.0第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.11G00快速定位指令德州科技职业学院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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院直线插补G01举例：实现图4.12中从A点到B点的直线插补运动,其程序段为：绝对方式编程：G90G01X10Y10F100图4.12直线插补运动第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院增量方式编程举例如图4.13所示：G91G01X２０Y２５F100第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.13直线增量编程德州科技职业学院六.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;第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院图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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院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；第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.15顺时针圆弧加工德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制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逆时针圆弧加工德州科技职业学院七.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；第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院八.刀具半径补偿指令1.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G402.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）补偿撤消程序段第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院3.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，编程曲线永远是铣刀回转圆的包络线。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制4.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刀具半径右补偿德州科技职业学院九.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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院十.参考点返回指令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。十一.参考点返回指令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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制德州科技职业学院指令中的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第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.20螺纹切削轨迹十二.单行程螺纹切削G32(1)指令格式：G32X(U)__Z(W)__F_德州科技职业学院（２）Ｇ32编程实例F=4mm,δ1=3mm,δ2=1.5mmN100G00U-62N110G32W-74.5F4N130G00U62N140W74.5N150U-64N160G32W-74.5N170G00U64N180W74.5第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.21螺纹切削实例德州科技职业学院十三.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第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.22圆柱切削指令德州科技职业学院（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。第二节数控车床程序编制第四章数控车床加工及其程序编制图4.2