数控车削加工编程

第四章数控车削加工编程4.1数控车削编程概述1、数控车削加工特点（1）适合加工精度要求高的零件（2）适合加工表面粗糙度要求高的零件（3）适合加工表面形状复杂的回转体零件（4）能加工带横向加工的回转体零件（5）能加工带特殊类型螺纹的零件（6）能以车代磨加工淬硬工件--恒线速度切削功能4.1数控车削编程概述2、数控车削加工中的工艺处理（1）数控车削加工中的刀具选择（2）车削加工中的装刀技术（3）数控车床对刀（4）数控车削中的车削参数选择a.交流变频调速主轴的低速输出力矩小，切削速度不能太低；通过对刀，建立工件的加工坐标系。常用的对刀法—-试切对刀法。（录像）背吃刀量、主轴转速（或切削线速度）、进给量b.螺纹车削时的主轴转速：n≤(1200/P)–kr/minP–被加工螺纹导程值，mm；k—安全系数，一般取804.1数控车削编程概述3、数控车削编程要点（1）工件坐标系（2）直径编程与半径编程（4）进刀和退刀方式、（5）对加工余量大的工件，使用固定循环指令编程快速走刀与切削进给（6）具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），可直接按工件轮廓尺寸编程。（3）可采用绝对值编程、增量值编程或混合编程工件加工坐标系加工坐标系：加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向，如图所示数控车床各坐标系关系图M：机床零点R：参考点W：工件零点XMW、ZMW：工件零点坐标XMR、ZMR：参考点坐标•直径编程和半径编程CNC车床的加工程序中工件的横截面通常都是圆，其尺寸可用直径或半径指令。直径编程中，图纸中的直径值作为X轴的值。半径编程中，指令从中心线至外表面即半径值为X轴的值。直径编程和半径编程书中的例子均为按直径编程取值:X轴指令：用直径值指定。（增量编程用直径差值尺寸）圆弧插补中的参数（R、I、K）：用半径值计算1）绝对坐标、直径编程：X、ZG01X36Z82）增量坐标、半径编程：U、WG01U12W-20如图，运动轨迹由AB的程序：G01U24W-20增量坐标、直径编程：U、W进刀和退刀4.2车床数控系统功能包括：准备功能、辅助功能及F、S、T功能。FANUC0iT系列数控系统1、G功能表见P97表4-1.2、M、S、T功能a、常用M功能代码表：表3-2（P89）b、S功能：指定主轴转速（G96、G97）c、T功能：调用刀具格式举例：T0102；/调用01号刀具，刀具补偿量存放在02号地址中•设定主轴转速值单位：G96-m/min(或英尺/min)、G97-rpm•模态代码，开机默认G97。•G96即恒线速度方式，主轴的rmp随半径值变化(r小，角速度大，需限速)•G96（G97）和S指令写在同一语句中。G96、G97指令G96将一直有效，直到出现G97指令，之后的语句按G97执行。G96S150；/表示主轴转速为150m/minG97S300；/表示主轴转速为300r/min格式：•进给速度用F引导一个数字表示，进给速度一直有效，直到程序中指定新的进给速度，之后按新进给速度执行。•进给速度单位例：G98-mm/minG99-mm/r设定。–进给速度对G01（直线插补）、G02及G03（圆弧插补）有效。•进给速度的最大值由参数“MAXFEED”设定；G00速度不受进给速度F影响，G00速度在参数“G00FEED”中设定。进给速度F指令1、快速定位指令•快速移动的速度由机床参数指定。•G00快速直线运动过程中不进行切削。•决不允许刀具以G00的速度切入工件。•G00X(U)Z(W)G00—快速直线运动终点坐标常用G代码2、直线插补指令•切削速度由程序中的F值指定。•在G01语句之前，或该语句中指定F值。•G01XZF；G01—直线切削运动终点坐标3、圆弧插补指令G02XZR；G03UWIK；插补方式终点坐标圆弧半径G02X50Z30.0R25.0F0.3G02U20W-20.0R25.0F0.3G02X50Z30.0I25.0(K0)F0.3G02U20W-20I25F0.3U、W：分别为X、Z方向圆弧终点与圆弧起点的坐标差值。（其中U值为圆弧终点与起点直径尺寸差值）R：圆弧半径，R＞0时,圆弧圆心角≤180度；R＜0时,圆弧圆心角＞180度。I、K：圆弧起点相对圆心的坐标差值，由起点指向圆心向量确定该数据的符号。前刀架车床坐标系统与后刀架车床坐标系统后刀架：XZG03G02ZXG02G03顺、逆圆弧的设定：4、暂停指令G04格式：G04X_；或G04U_；或G04P_；其中，X、U指定的时间允许小数点，单位为s；P指定的时间不允许小数点，单位为ms。如：G04X5.0；或G04P5000作用：指定刀具作短暂的无进给光整加工。如车槽时的槽底暂停、钻孔时的孔底暂停。5、圆柱插补指令G07.1格式：G07.1IPr；/启动圆柱插补方式……G07.1IP0；/圆柱插补方式取消可以用G107代替G07.1；其中：IP为回转轴名称；r为圆柱体半径；圆柱插补只能设定一个回转轴；用于加工圆柱凸轮槽类的零件。圆柱插补的注意事项：①在进入圆柱插补方式前应注销任何正在进行的刀具补偿方式，然后，在圆柱插补方式内开始和结束刀具补偿；②在圆柱插补方式中，圆柱半径不能用地址I、J、K指定；③在圆柱插补方式中，圆柱插补方式不能被复位；⑤在圆柱插补方式期间，不能指定钻孔固定循环G81-G89。④在圆柱插补方式中，不能指定工件坐标系；圆柱插补指令编程举例：P101-102在圆柱体的外表面上进行加工，将两个直线轴的笛卡尔坐标系变为横轴为回转轴（C），纵轴为直线轴（Z）的坐标系，用该坐标系编制外表面上的加工轮廓。C6、与主轴转速相关指令①最高转速指令G50格式：G50S__；（S后面的数字表示限制的最高转速，r/min）②恒线速度控制指令G96格式：G96S__；（S后面的数字表示控制主轴恒定的线速度，m/min）③恒线速度控制取消指令G97格式：G97S__；（S后面的数字表示恒线速度控制取消后的转速，r/min）区别：G50S3000；G96S150；G97S3000；区别：G50X_Z_；/设定工件坐标系，放在第一个程序段(P107)7、刀尖半径补偿指令G41、G42、G40格式：G40；/取消刀具半径补偿，按程序路径进给G41；/按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给G42；/按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给使用时注意：①在零件轮廓线以外建立或取消刀尖半径补偿；②在程序中有了G41（或G42）指令后，需先用G40取消原补偿状态，再使用G42（或G41）；③在使用G41或G42指令时，不允许有两句连续的非移动指令；④G41或G42指令可与G00或G01写在同一个程序段内使用。准备功能指令—直线运动编程举例：A→BN10G50S1500；N20G40G96G99S100M03M08T0101；N30G00X20Z2；N40G01Z-24F0.2；N50X33.856Z-36；N55X42；N60Z-48；N65X60Z-53.196；N70X68Z-75；N80X84M09；N90G00X100Z100M05；N100T0100；N110M30；ABXZ8、倒角和倒圆指令①45°倒角功能:由Z轴向X轴倒角。倒角向X轴正向取＋，向X轴负向取－。格式1：G01Z（W）I±I;格式2：G01X（U）K±k;功能:由X轴向Z轴倒角。倒角向Z轴正向取＋，向Z轴负向取－。+i+k-i-k8、倒角和倒圆指令②任意角度倒角格式：G01X_C_；功能:可自动插入任意角度的倒角。C的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点或终点间的距离。X8、倒角和倒圆指令③倒圆角格式：G01Z(W)_R±r；/Z轴向X轴倒圆角，图aG01X(U)_R±r；/X轴向Z轴倒圆角，图bab8、倒角和倒圆指令③倒圆角格式：G01Z(W)_R±r；G01X(U)_R±r；右图，刀具由A到B的程序如下：AB例2P105图4-169、螺纹切削加工指令①螺纹车削指令G32-可加工圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹。格式：G32X(U)__Z(W)__F_；X(U)，Z(W)为终点的位置坐标；F为螺纹导程。a.车削圆柱螺纹：G32Z(W)__F_；b.车削端面螺纹：G32X(U)__F_；c.车削锥面螺纹时，斜角α≤45°时，螺纹导程F以导程在Z轴方向的投影值指定；斜角α≥45°时，螺纹导程F以导程在X轴方向的投影值指定。P106图4-18注意：螺纹切削时，不能使用G96指令（保证切削正确的螺距）；螺纹切削程序应考虑始点坐标和终点坐标的切入、切出距离；外螺纹切削：顶径尺寸应小于螺纹的公称尺寸0.1-0.2mm；切削螺纹时，通常需要多次进刀才能完成：p106表4-2。已知：螺纹螺距为1.0mm，螺纹牙深为0.649mmδ1=3mm，δ2=1.5mm①螺纹车削指令G32X查表4-2知：分3次进给，对应的背吃刀量为0.7、0.4、0.2mm（直径值）。M20x1.0A（100，100）10N10G50X100Z100;N20M03S500;N30T0101;N40G00X19.3Z3M08;N50G32Z-71.5F1.0;N60G00X40;N70Z3;N80X18.9；N90G32Z-71.5F1.0;N100G00X40;N120Z3;N130X18.7;N140G32Z-71.5F1.0;N150G00X100M09;N160Z100M05;①螺纹车削指令G32XM20x1.0N170T0100;N180M30;10②.G92-螺纹切削循环格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_；R=0R-螺纹部分半径之差：X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，R取负；反之取正。②螺纹切削循环指令G92的动作循环螺纹部分的切削方式：直进法进刀（P106图4-19）两侧刃同时工作，多用于小螺距螺纹的加工。已知：螺纹螺距为1.0mm，螺纹牙深为0.649mm,δ1=3mm，δ2=2mm.例：用螺纹车削循环指令G92完成下图螺纹加工程序。X分3次进给，对应的背吃刀量为0.7、0.4、0.2mm（直径值）。M20x1.0B（40，3）10设循环起点为B点，切削螺纹部分的加工程序：G00X40Z3;G92X19.3Z-72F1.0;X18.9;X18.7;G00X100Z100;例：用螺纹车削循环指令G92完成下图螺纹部分的加工程序。例：用螺纹车削循环指令G92完成下图螺纹部分的加工程序。……G00X80Z62；G92X49.3Z12R-20F2；X48.7；X48.1；X47.5；X47；G00X200Z200；……例零件毛坯材料为45号钢，用G92编制精加工程序。确定工艺方案及走刀路线：a.自右向左加工；b.选用3把刀具：1号刀为外圆车刀、2号刀为3mm切槽刀、3号刀为螺纹车刀，采用对刀仪对刀；c.工件坐标系：工件原点取在工件内端面O点，起刀点为（200，350）；d.确定切削用量：参考程序：X46.04;复合螺纹切削循环指令G76：与G32、G92相比，可缩短程序、改善刀具切削条件（斜进法进刀）。其指令格式：G76PmrαQΔdminRd;G76X(U)_Z(W)_RIPkQΔdFf;m:精加工重复次数；r：倒角量，用两位数字指定；α：刀尖角度，用两位数指定；Δdmin：最小切削深度，µm；d：精加工余量，µm；X(U)、Z(W)：螺纹终点坐标，带小数点为mm，否则为µm；I：圆锥螺纹半径差，I=0为圆柱螺纹。x向切削始点坐标小于终点坐标时取负；k：螺纹牙高（X轴方向半径值），µm；Δd：第一次切入量（半径值指定）；f：螺纹导程。复合螺纹切削循环G76③.G76螺纹切削复合循环与斜进法进刀△F△斜进法进刀的优点：单侧刃加工，排屑容易，适用于大螺距螺纹的加工。例牙形角60°、底径为Ф60.64、精加工次数为2次、导程为6mm的螺纹加工程序段为：G76P020660Q100R100;G76X60.64Z35.0P3680Q1800F6