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数控车床电子教案（一）,暑期培训,一、机床原点与机床坐标系 机床原点是生产厂家在制造机床时设置的固定坐标系原点，也称机床零点，一般位于卡盘端面与主轴中心线的交点处。以机床原点为坐标原点的坐标系称为机床坐标系。二、机外自动对刀仪,2.1 数控机床的坐标系,第二章 数控车床编程基础,数控车床的基本编程方法一、F功能 F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。1、每转进给量 编程格式 G99 F F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。例：N20 G99 G01 X50 Z60 F0.2 2、每分钟进给量 编程格式G98 F F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。例：N20 G98 G01 X50 Z60 F100,第三章 数控车床编程基础,二、S功能 S功能指令用于控制主轴转速。编程格式 S S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。1、最高转速限制 编程格式 G50 S S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。,第三章 数控车床编程基础,2、恒线速度控制 编程格式 G96 SS后面的数字表示的是最高转速：r/min例：G96 S150表示切削点线速度控制在150m/min对图示零件，为保持A、B、C三点线速度控制在150m/min，各点在加工中主轴转速分别为：A:n=1000150(40)=1193 r/minB：n=1000150(60)=795r/minC：n=1000150(70)=682r/min,第三章 数控车床编程基础,3、恒线速取消 编程格式 G97 S S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。,第三章 数控车床编程基础,三、T功能 T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 T T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。例：T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300 表示取消刀具补偿。,第三章 数控车床编程基础,四、M功能M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）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；选择开关接通，M01起作用 选择开关断开，M01不起作用M02：程序结束，主轴还转动M03：主轴顺时针旋转；M04：主轴逆时针旋转；M05：主轴旋转停止；M08：冷却液开；M09：冷却液关；M30：程序停止，主轴停止。,第三章 数控车床编程基础,五、加工坐标系设置 编程格式 G50 X Z 式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图3.19所示。例：按图3.18设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1,第三章 数控车床编程基础,六、G指令应用 1.G00快速点定位 编程格式G00 X Z 使刀具从当前点快速移动到程序段中指定的位置 例：G00 X28 Z1,第三章 数控车床编程基础,2.G01-直线插补 编程格式:G01 X Z-F-指令刀具以指定的进给速度移动到指定的坐标值。,第三章 数控车床编程基础,练习,第三章 数控车床编程基础,练习,第三章 数控车床编程基础,3.圆弧插补 G02-顺时针圆弧插补 G03-逆时针圆弧插补 格式：G02 X-Z-R-F-G03 X-Z-R-F-圆弧顺逆方向的判别：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，如右图所示。当圆弧所对圆心角不大于180时，R值为正 当圆弧所对圆心角大于180时，R值为负,第一章 数控车床操作基础,编程,第三章 数控车床编程基础,4.G04-延时暂停 程序格式：G04 P或X-P后的时间为不带小数点的值，单位ms X后的时间为带小数点的数值，单位S G04的功能是使程序在指定的时间内暂停进给动作，延时时间过后，会继续执行后面的程序段。例如：延时3S N10 G04 P3000 或 N10 G04 X3.0,第三章数控机床编程基础,5.直线插补中的圆角自动过渡和直角自动过渡（1）圆角自动过渡 编程格式：G01 Z(W)Rr G01 X(U)Rr X轴向Z轴过渡倒圆（凸弧）R值为负 Z轴向X轴过渡倒圆（凹弧）R值为正,第三章 数控车床编程基础,例：G01 X50 R10 F0.2 X100 Z-100,第三章 数控车床编程基础,(2)直角自动过渡 编程格式：G01 X Cc 例：G01 X50 C10 X100 Z-100,第三章 数控车床编程基础,6.G28-自动回参考点 编程格式：G28 X(U)Z(W)功能：使刀具从当前位置经过中间点快速回到参考点 X Z为中间点坐标。也可将当前点作为中间点。语句G28 U0 W0表示 直接回参考点。在使用G28回参考点之前，必须取消刀补量。,第三章 数控车床编程基础,7.G33等螺距螺纹加工 程序格式：G33 X(U)Z(W)F式中：X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削；(X坐标值依据机械设计手册查表确定)F-螺纹导程。螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。例：试编写图示螺纹的加工程序。（螺纹导程4mm，升速进刀段1=3mm，降速退刀段2=1.5mm，螺纹深度2.165 mm）。,第三章数控车床编程基础,例：试编写图3.43所示圆锥螺纹的加工程序。（螺纹导程3.5mm，升速进刀段1=2mm，降速退刀段2=1mm，螺纹深度1.0825 mm）,第三章数控车床编程基础,相关知识：1）单刀切削螺纹指令相当于进给速度由螺距值（转进给）来确定的轴移动指令，由于螺纹的深度必须分几次切削来完成，因此每完成一次螺纹切削动作都必须具备四个指令动作：G33（螺纹切削）G00(X向退刀）G00(Z向退刀）G00(X 向进刀至下一次螺纹的切深位置）。2）编制螺纹切削指令时，须注意相关的工艺知识。包括：保证适当的螺纹导入长度和切出长度；选择合理的主轴转速；保证螺纹毛坯面加工到螺纹实际大、小径。,第三章数控车床编程基础,8.G41(G42)-刀尖圆弧半径左（右）补偿 G40-取消刀尖圆弧半径补偿 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，如右图所示。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，如下图所示。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。,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,程序格式:G00/G01 G41/G42 X Y F 建立补偿程序段 轮廓切削程序段 G00/G01 G40 X Y 补偿撤消程序段 指令说明:X、Z 为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。,G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见下图。G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。G40 为补偿撤消指令。,第三章数控车床编程基础,执行刀补指令应注意：（1）、刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且 在G00或G01程序行上实施。（2）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变 的过程。（3）、当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转化。（4）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的 补偿。,第三章数控车床编程基础,刀具补偿的编程实现刀具补偿的引入：,第三章数控车床编程基础,刀具补偿的卸载,第三章数控车床编程基础,例：,第三章数控车床编程基础,例：使用刀尖圆弧补偿指令编制右图工件的精加工程序 选择刀尖圆弧为0.3mm的93外圆车刀，主轴转速为 1200r/min,进给速度为0.1mm/r（圆弧半径R5）,第三章数控车床编程基础,练习,第三章数控车床编程基础,9.G90-单一固定循环加工圆柱面及圆锥面(1).车圆柱面 编程格式 G90 X(U)Z(W)F 式中：X、Z-圆柱面切削的终点坐标值；例：应用圆柱面切削循环 功能加工图示零件。,第三章数控车床编程基础,(2).车圆锥面 编程格式 G90 X(U)Z(W)R F 式中：X、Z-圆锥面切削的终点坐标值；U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；R-圆锥两端的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，R值为负，反之为正。,第三章数控车床编程基础,10.G92-螺纹切削循环指令 G92指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。编程格式 G92 X(U)Z(W)R F 式中：X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；R-螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，R=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，R为负，反之为正。,第三章数控车床编程基础,例：如图，M30螺纹牙底直径为28.04mm,第三章数控车床编程基础,例：如图，螺纹大端牙底直径为47mm，导程为2,第三章数控车床编程基础,11.G94-单一固定循环加工端面及斜面（1）平面端面加工循环 编程格式：G94 X(U)Z(W)F 式中：X、Z-端面切削的终点坐标值；,第三章数控车床编程基础,例：改用G94指令编程,第三章数控车床编程基础,（2）锥面端面加工循环 编程格式 G94 X(U)Z(W)K F 式中：X、Z-端面切削的终点坐标值；K-端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为 正。,第三章数控车床编程基础,例：,第三章数控车床编程基础,七、多重复合循环 1、外圆粗切循环 适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工。编程格式：G71 U(d)R(e)G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)式中：d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。注意：1、nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效。2、零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少；X轴、Z轴方向非单调时，nsnf程序段中第一条指令必须在X、Z向同时有运动,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,例：按图示尺寸编写外圆粗切循环加工程序。,第三章数控车床编程基础,2.粗切端面循环 适于Z向余量小，X向余量大的棒料或长径比较小的盘类零件粗加工。编程格式：G72 W(d)R(e)G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)式中：d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,注意：（1）nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车 循环无效。（2）G72不能用于加工端面由内凹的的形体。（3）精加工首刀进刀需有Z向动作。,第三章数控车床编程基础,3.固定形状粗车循环（封闭切削循环）适于对铸、锻毛坯切削。此类毛坯尺寸接近工件的成品尺寸，形状已基本成型，只是外径、长度较成品大一些。编程格式：G73 U(i)W(k)R(d)G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)式中：i-X轴向毛坯切除余量；k-Z轴向毛坯切除余量（半径值）；d粗切循环次数；ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,4.精加工循环 由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工 编程格式：G70 P(ns)Q(nf)式中：ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号。,第三章数控车床编程基础,提示：G73虽然也可加工棒料，但加工时会有较多的空刀 行程，因此应尽可能使用G71、G72加工棒料。,第三章数控车床编程基础,5.端面沟槽复合循环或深孔钻循环(1)深孔钻循环 编程格式：G74 R(e)G74 Z(W)Q(k)F 式中：e-退刀量；Z(W)-钻削深度；k-每次钻削长度（不加符号）。,第三章数控车床编程基础,例：采用深孔钻削循环功能加工图示深孔，试编写加工程序。其中：e=1，k=20，F=0.1。,第三章数控车床编程基础,（2）端面沟槽循环 编程格式：G74 R(e)G74 X(u)Z(w)P(i)Q(k)R(d)F 式中：e每次退刀量 u-X向终点坐标值 w-Z向终点坐标值 i-X向每次的移动量 k-Z向每次的切入量 d-切削到终点时的 X轴退刀量（可以缺省）注：X向终点坐标值为实际X向终点尺寸减去双边刀宽,第三章数控车床编程基础,6.外径切槽循环 外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加 工，用于切削较宽的径向槽。编程格式 G75 R(e)G75 X(U)Z(W)P(i)Q(d)F 式中：e-退刀量；X(U)-槽深；Z(W)-槽宽；i-每次循环切削量；d-切削到终点时的退刀量（可以缺省）。,第三章数控车床编程基础,第三章数控车床编程基础,7.复合螺纹切削循环 该指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。编程格式 G76 P(m)（r）（）Q（dmin）R(d)G76 X(U)Z(W)R(I)F(f)P(k)Q(d)式中：m-精加工重复次数；r-倒角量；-刀尖角；dmin-最小切入量；d-精加工余量X(U)Z(W)-终点坐标；I-螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。k-螺牙的高度（X轴方向的半径值）；d-第一次切入量（X轴方向的半径值）；f-螺纹导程。,第三章数控车床编程基础,例：试编写图示圆柱螺纹的加工程序,螺距为6mm。G76 P 02 12 60 Q0.1 R0.1G76 X60.64 Z23 R0 F6 P3.68 Q1.8,第三章数控车床编程基础,8.子程序调用指令 程序格式：M98 P 说明：P地址后一般跟7位数字，前三位表示子程序调用循环的次数，后四位表示调用的子程序名。,第三章数控车床编程基础,
