1、数控车削编程,掌握数控车削编程的内容、种类和方法； 数控编程中程序的构成和常用的程序段格式； 了解典型数控系统的指令代码及部分指令的编程要点。,学习内容和教学目标,槽的车削,1、掌握窄槽和宽槽的车削方法。 2、掌握G04指令格式。 3、合理选择切槽的切削用量。 4、注意切槽时刀具的退刀路线。 5、熟练掌握切槽刀对刀点的选择和对刀方法。,槽的种类：,根据沟槽宽度不同，槽有宽槽和窄槽两种。,窄槽,宽槽,沟槽的宽度不大，采用刀头宽度等于槽宽的车刀，一次车出的沟槽称之为窄槽。,沟槽宽度大于切槽刀刀头的宽度的槽称为宽槽。,刀具和切削用量的选择,1、切槽刀及刀位点如图所示，切槽刀一般有三个刀位点，在编写程
2、序时只能选择其中的一个作为刀位点，通常选择左刀位点（刀位点1）,这样对刀比较方便。 2、切削用量的选择切槽、切断（刀宽35mm）时，背吃刀量就是刀宽，主轴转速n一般为200400r/min，进给量F一般为0.050.1mm/r。,槽的车削方法,1、窄槽的加工方法如图一所示，加工窄槽用G01指令直进切削。精度要求较高时，切槽至尺寸后，用G04指令使刀具在槽底停留几秒钟，以光整槽底。,G04指令 功能：执行该指令后进给暂停至指定时间,暂停时间过后,继续执行下一段程序.书写格式:G04 X_G04 U_G04 P_其中: X、U、P为暂停时间。采用地址X、U时，其后面的数值允许用小数，数值的单位是S
3、（秒）。采用地址P时，其后的数值不允许用小数，数值的单位是ms（毫秒）。例如：G04 X1.2,表示刀具暂停时间为1.2s，G04 P1200,同样表示刀具暂停时间是1.2s。,例：加工下图零件中的槽。（刀宽4mm）,2、宽槽的加工方法沟槽的宽度大于切槽刀刀头宽度，加工时要分几次走刀，每次切削轨迹在宽度上应略有重叠，并留有加工余量，最后精车槽侧面和槽底，走刀路线如下图所示：,G94 指令 功能：宽槽循环加工指令书写格式： G00 x( 对刀点 ) Z(槽的加工起点 ) G94 x(槽底直径 ) F0.1z( 第二刀z向起点)z(三 ),例： 加工下图零件的槽。（刀宽4mm）,综合练习：,练习一
4、：加工带槽的阶梯轴，如图所示。,拓展与延伸,多槽加工的程序编制1、一般编制方法如下图所示，轴上有5个相同的槽，每个槽的加工工艺都是相同的。根据前面所学知识同学们可自己完成。,2、利用子程序编制（1）子程序适用的场合 （功能）在程序中，若某一固定的操作重复出现时，可把这部分操作编成子程序，事先存入存储器中，然后根据需要调用。 （2）子程序的书写格式子程序与主程序相同。在子程序的开头，在地址O后面写上子程序名，在子程序的结尾用M99指令，表示子程序结束，反回主程序。子程序的调用： FANUC系统常用的书写格式有两种M98 PXXXX LXXXXM98 P0000 XXXX 式中：M98：子程序调用
5、字P： 后面跟子程序名L： 后面跟子程序重复调用次数，省略时为调用一次P：后面跟四位为重复调用次数，省略为调用一次;后四位为子程序名 例如：M98 P51002,表示名字为1002的子程序连续调用5次。注意：M98和M99必须成套出现使用。,例：用子程序的方法加工上图零件中的槽。,深宽槽的加工方法,如图所示，宽而深的槽,零件需加工一个宽槽且有一定的深度，这样的槽用宽刀直接切出是不现实的。这里先用一个宽为4mm的切槽刀，就要用复合切削指令G75进行加工。,G75指令格式：G75 R （e） G75 X(U)_Z(W)_P(i)Q(k)R(d)F_,指令中各参数的含义：,e: 切槽过程中径向（X方
6、向）的退刀量。半径值，单位mm X： 最大切深点的X轴绝对坐标。 Z： 最大切深点的Z轴绝对坐标。 P(i)：切槽过程中径向（X方向）的退刀量，半径值，单位为微米（m）。 Q(k)：沿径向切完一个刀宽后退出，在Z向的移动量，单位为微米（m），其值小于刀宽。 R(d)： 刀具切到槽底后，在槽底沿-Z方向的退刀量，单位为微米（m），最好取0.,例：用G75加工上图零件中的深槽,N10 M03 S300 T0101 N20 G00 X60 Z60 N30 G01 X55 Z-29.2 F3 N40 G75 R2 N50 G75 X32.2 Z-44.8 P5000 Q3900 F0.1 N60 G0
7、1 X55 Z-29 F0.3 N70 X32 F0.1 N80 Z-45 N90 X55 N100 G00 X60 Z60 N110 M30,(G71、G73 、 G70) 简单循环只能完成一次切削，实际加工中，仍不能有效地简化程序，如粗加工时切削余量太大，切削表面形状复杂等，可采用复合循环指令。只需指定精加工路线和粗加工的背吃刀量，系统会自动计算粗加工路线和加工次数，完成各外圆表面的粗加工。,复合循环切削指令,功能： 该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。如图1所示为粗车外径的加工路径，图中A是粗加工循环的起点，B是加工终点。粗车循环结束后，刀具返回到A点。其指令格式为：G71 U(d)
8、 R(e) G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_S_T_,外圆/内孔粗车循环G71,指令中各参数的意义如下：d： 为每刀的背吃刀量，半径值。一般45#钢件取12mm,铝件取1.53mm。 e： 退刀量，半径值。一般取0.51mm。 ns： 精车削程序第一段程序号。 nf： 精车削程序最后一段程序号。 u： X方向精加工余量，直径值。一般取0.5mm。加工内轮廓时为负值。 w： Z方向精加工余量。一般取0.050.1mm。 F、S、T：粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任 何F、S、T功能都被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T功能有效。,外圆/内孔粗车循环G71,B,例：,O0
9、001N05 G00 X60 Z60 N10 M03 S800 T0101 N15 G00 X44 Z2 N20 G71 U2 R0.5 N25 G71 P30 Q75 U0.5 W0.05 F0.5 N30 G00 X0 N35 G01 Z0 F0.5 N40 X6 N45 X10 Z-2 N50 Z-20 N55 G02 X20 Z-25 R5 F0.3,N60 G01 X35 Z-35 F0.5 N65 G03 X34 Z-42 R7 F0.3 N70 G01 Z-52 F0.5 N75 X44 Z-62 N80 G00 X60 Z60 N85 M00 N90 M03 S1000 T02
10、02 N95 G00 X44 Z2 N100 G70 P30 Q75 N105 G00 X60Z60 N110 M30,课堂练习：,功能： 如图3所示，固定形状粗车循环适用于铸、锻件毛坯零件的一种循环切削方式。由于铸、锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近，只是外径、长度较成品大一些，形状较为固定，故称之为固定形状粗车循环。G73指令格式：G73 U(i)W(k)R_G73 P_Q_U(u)W(w)F_S_T_,固定形状粗车循环G73,指令中各参数的意义如下： U(i) ： X方向的半边总退刀量 （半径值） W(k)： Z方向的总退刀量 R： 循环次数其它参数与G71相同,例：,O0001N05
11、G00 X60 Z60 N10 M03 S800 T0101 N15 G00 X44 Z2 N20 G73 U19 R10 N25 G73 P30 Q75 U0.5 W0.05 F0.5 N30 G00 X0 N35 G01 Z0 F0.5 N40 X6 N45 X10 Z-2 N50 Z-20 N55 G02 X20 Z-25 R5 F0.3,N60 G01 Z-35 F0.5 N65 G03 X34 Z-42 R7 F0.3 N70 G01 Z-52 F0.5 N75 X44 Z-62 N80 G00 X60 Z60 N85 M00 N90 M03 S1000 T0202 N95 G00
12、X44 Z2 N100 G70 P30 Q75 N105 G00 X60Z60 N110 M30,课堂练习：,功能： 该指令用于切除G71、G73指令粗加工后留下的加工余量。指令格式为：G70 P_Q_指令中各参数的意义如下：P：精车程序第一段程序号；Q：精车程序最后一段程序号；,精车循环G70,注意： 1、 nsnf精加工程序段中不能用子程序。 2、 在粗车循环G71、G73状态下F、S、T为G71、G73指令指定的有效，nsnf程序段 中的F、S、T无效。 3、 在精车循环G70状态下， nsnf程序段中的F、S、T有效。,内孔循环加工 例：加工下图零件的内孔部分。,拓展与延伸,1、工艺分
13、析选用 20钻头，钻孔，然后选硬质合金不通孔鏜刀加工孔，刀尖半径R0.4mm。背吃刀量选0.5mm，进给量F选0.1mm/r，主轴转速S选800r/min。,2、程序 O1234 N05 G40 G00 X60 Z60 N10 M03 S800 T0404 N15 G41 G00 X18 Z2 N20 G71 U1 R0.5 N25 G71 P30 Q 55 U-0.5 W0.05 N30 G41 G00 X30 N35 G01 Z0 F0.1 N40 X22 Z-21.92 N45 Z-26 N50 X15 N55 G40 G00 X14 Z2 N60 G70 P30 Q55 N65 G00
14、 X60 Z60 N70 M30,练习：加工下图零件中的孔部分。,螺纹加工,螺纹加工,数控车床可以加工直螺纹、锥螺纹、端面螺纹，见图所示。加工方法上分为单行程螺纹切削、简单螺纹切削循环和螺纹切削复合循环。,螺纹加工的基本知识,1、车外螺纹时，零件材料因受车刀挤压而使外径胀大，因此螺纹部分的零件外径应比螺纹的公称直径小。一般取 d(计)d-0.1P。 2、车内螺纹时，内孔直径要缩小，所以车削内螺纹的底孔直径应大于螺纹的小径。一般实际车削内螺纹时的底孔直径：钢和塑性材料取D(计)DP，铸铁和脆性材料取D(计)D（1.051.1）P,螺纹加工的基本知识：,、螺纹起点和螺纹终点轴向尺寸的确定：如图1所
15、示，由于车削螺纹起始需要一个加速的过程，结束前有一个减速的过程。因此车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段1和减速退刀段2 。 1、 2的数值与螺纹的螺距和螺纹的精度有关。,1,2,图一,实际生产中， 1一般值取25mm，大螺距和高精度的取大值; 2值不得大于退刀槽的宽度，一般为退刀槽宽度的一半左右，取13mm。,螺纹加工的基本知识：,、主轴转速的确定：在数控车床上加工螺纹，主轴转速受数控系统、螺纹导程、刀具、零件尺寸和材料等多种因素影响。不同的数控系统，有不同的推荐主轴转速范围，操作者在仔细查阅说明书后，可根据实际情况选用。大多数推荐主轴转速为：n1200/PK式中 P零件的螺距，mmK保险
16、系数，一般取80n主轴转速，r/min,例：,加工M30X2普通螺纹时，主轴的转速应多少？n1200/PK（1200/280）520 r/min.根据零件材料、刀具等因素取n400500 r/min。学生实习时一般取400 r/min。,、螺纹牙型高度（螺纹总切深），螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的 距离，它是车削时车刀总切入深度。三角形普通螺纹 一般取h=0.65P ,螺纹的实际小径就是d(小径)d(大径)2h= d(大径)1.3P。、分层切削深度（背吃量的选择），牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，车削时应遵循后一刀的背吃刀量不能超过前一刀背吃刀量的原则，即递减
17、的背吃刀量分配方式，否则会因切削面积的增加、切削力过大而损坏刀具。但为了提高螺纹的表面粗糙度，用硬质合金螺纹车刀时，最后一刀的背吃刀量不能小于0.1mm。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表1、表2。,如图所示，t1t2t3t4t50.1mm（直径值）,常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表1、表2。,常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量(双边) (mm),表一,英制螺纹切削的进给次数与背吃刀量 (双边) (英寸),表二,单行程螺纹切削G32,功能：G32指令可以执行单行程螺纹切削，螺纹车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行。但是，螺纹车刀的切入、切出、返回等均需另外编入程序，编写的程序段比较多
18、，在实际编程中一般很少使用G32指令。 书写格式：G32 X(U)_Z(W)_F_指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。,螺纹切削循环指令G92,一、功能螺纹切削循坏G92为简单螺纹循环，该指令可以切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环基本相同，只是F后面的进给量改为螺距值。G92是FANUC系统中使用最多的螺纹加工指令。二、书写格式 G92 X(U)_Z(W)_R_F_,指令中各参数的含义：,X、Z：为螺纹终点的的绝对坐标值。 U、Z：为螺纹终点相对于起点的坐标值。R ：为锥螺纹终点半径与起点半径的差值（起点半径减终点半径，一般为负值），圆柱螺纹R=0时，
19、可以省略。F ： 为加工螺纹的螺距。,例：用G92指令加工图一的螺纹,1、螺纹加工尺寸计算：实际切削时外圆柱面的直径d(计)=d-0.1P=29.8mm，螺纹实际牙型高度h(实)=0.65P=1.3mm，螺纹实际小径d1=d-2h(实)=27.4，升速进刀段1=5mm，降速进刀段2=2mm。 2、确定切削用量：查表一得，螺距为2mm的螺纹分五刀切削，分别是0.9mm、0.6mm、0.6mm、0.4mm、0.1mm。 3、主轴转速：由主轴转速公式n1200/PK=1200/2-80=520r/min。学生实习时一般取400 r/min。 4、进给量：进给量取F=螺距=2,4、加工图一零件：O11
20、11 N05 G00 X60 Z60 N10 M03 S400 T0404 N15 G00 X31 Z5 螺纹加工循环起点 N20 G92 X29.1 Z-27 F2 螺纹车削循环第一刀，切深0.9mm，螺距为2mm N25 X28.5 第二刀，切深0.6mm N30 X27.9 第三刀，切深0.6mm N35 X27.5 第四刀，切深0.4mm N40 X27.4 第五刀，切深0.1mm N45 X27.4 光刀，切深为0mm N50 G00 X60 Z60 回换刀点 N55 M30,课堂练习：,螺纹切削多次循环指令G76,功能：利用螺纹切削复循环功能，只要编写出螺纹的底径值、螺纹Z向终位置
21、、牙深及第一次背吃刀量等加工参数，车床即可自动计算每次的背吃刀量进行循环切削，直到加工完为止。常用于加工不带退刀槽的和螺距较大的螺纹。其走刀路线如下图所示：,拓展与延伸,书写格式：G76 P (m)(r)(a) Q R (d)G76 X Z R (i) P (k) Q (d ) F (L),指令中各参数的意义如下： m: 精加工重复次数，可以199次。 r : 螺纹尾部倒角量（斜向退刀）。0099个单位，取01则退0.11X导程（单位mm）。 a: 为螺纹刀的角度（螺纹牙型角）。可选择80、60、55、30、29、0六个种类。m、r、a用地址P同时指定，例如：m=2，r=0.11XL，a=60
22、，表示为P020160。,指令中各参数的意义如下： Q：切削时的最小背吃刀量。车削时每次的车削深度为（d -d ）,当计算深度小于这个极限值时,车削深度锁定在这个值。半径值，单位为(m)微米。 d: 精加工余量，半径值，单位 m m. X、Z：X螺纹底径值（外螺纹为小径值，内螺纹为大径值），直径值，单位为mm。Z螺纹的Z向终点坐标，必须考虑空刀导出量。 i: 螺纹部分的半径差，起点半径减去终点半径（一般为负值）。i为0时，是直螺纹. k: 螺纹的牙深。按h=0.6495P进行计算，单位为(m)。所以h=649.5P d: 第一次切深。半径值，单位是(m) L： 螺纹的导程。单位为mm。实际加工
23、三角螺纹时，以上参数的经验取值是：Q0.1mm100m，R0.05mm，h0.65Pmm650Pm，d0.72mm。,例：用G76指令加工图一的螺纹,O0002 N05 G00 X60 Z60 N10 M03 S400 T0404 N15 G00 X31 Z5 N20 G76 P021160 Q50 R0.02 N25 G76 X27.4 Z-27 R0 P1300 Q400 F2 N30 G00 X60 Z60 N35 M30,课堂练习：,特形面的车削,考虑此特形面的加工方法,图一,加工上图零件时要先用90度偏刀或尖刀，在编制数控程序时，是将车刀刀尖看作一个理想的点。但在实际加工中，为了增强
24、刀尖强度、提高刀具寿命和降低加工表面粗糙度，通常是将车刀刀尖修磨成半径不大的圆弧，一般刀尖圆弧半径R在0.4mm1.6mm之间，如图所示。,采用这样的车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的尖角肯定是无法车出的，并且在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，有必要对此采用刀尖半径补偿来消除误差。这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中。,一、刀具半径补偿的原因,刀具半径补偿,如图所示，有刀尖存在时，对刀尖按轮廓线编程加工，即可以得到理想轮廓，不需要考虑刀补；而用圆弧头车刀时，若还按假想刀尖编程加工而又不考虑刀补，则实际切削得到
25、的轮廓将产生误差，只有考虑刀补(人工考虑刀补量进行编程，即以偏移理想轮廓一个刀具半径的轨迹线计算)编程加工后，方可保证切削得到理想轮廓线。当然也可以按照轮廓轨迹编程，再在程序中适当位置加上刀补代码，让机床自动进行刀补。,二、如何实现刀尖圆弧半径补偿的功能：,1、补偿方法：程序中有刀补指令，刀具参数库中有刀补参数（刀尖圆弧半径R、刀尖方位号T）。在加工工件之前，要把刀尖圆弧半径补偿的有关数据输入到存储器中，以便使数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差进行自动补偿。,2、刀位点与刀尖方位刀位点即是刀具上用于作为编程相对基准的参照点。当执行没有刀补的程序时，刀位点正好走在编程轨迹上；而有刀补时，刀位点将
26、可能行走在偏离于编程轨迹的位置上。我们将车刀的形状和位置参数称为刀尖方位号。有字母T表示。车刀的形状和方位号T（分别用09表示）。如下图所示。,刀位点与刀尖方位（后置刀架）,三、刀尖圆弧半径补偿的指令：,利用机床自动进行刀尖半径补偿时，需要使用G40、G41、G42指令。当系统执行到含T代码的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号(其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小)，此时并不会开始实施刀尖半径补偿。只有在程序中遇到G41、G42、G40指令时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。,G41刀尖半径左补偿。沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的左边。G42刀尖半径右补偿。
27、沿着进给方向看，刀尖位置应在编程轨迹的右边，如图2-41所示。G40取消刀尖半径补偿。刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。,1、 对有刀补功能的车床来说，无论用哪种补偿方式，我们都只需要按零件最终得到的轮廓线进行编程，至于怎么具体地实施刀补，则是数控系统内部要做的事情。 2、 G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。 3、 G40、G41、G42指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段内，可与G00、G01指令共段，即刀具圆弧半径补偿是通过直线运动来建立或取消的。,四、注意事项：,4、 在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须用G40取消刀具补偿，目的是为了避免产生加工误差。 5、 在 G74、G75、G76、G90、 G92固定循环指令中一般不能用刀尖半径补偿指令。 6、 在加工比刀尖半径小的圆弧内侧时，可能产生报警。 7、 在使用G41和G42之后的程序段，不能出现两个连续或两个以上的非移动指令，否则G41和G42会无效。 （非移动指令FANUC系统：M、S代码；移动量为零的指令产，如G01 U0 W0；G50、G96、G97、G21等）,8、 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。（如下图所示）,例：编写图一零件的加工程序,
