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1 数控车床编程知识(一) 杜超 QQ:45614737 2 第一章 数控车床编程知识 一、 数控车床的坐标系和运动方向一、 数控车床的坐标系和运动方向 1.机床坐标系和运动方向 数控车床的坐标系是以径 向为X轴方向,纵向为Z轴方 向, 指向主轴箱的方向为Z轴的 负方向, 而指向尾架方向是Z轴 的正方向, 而X轴是以沿工件直 径增大的方向为正方向。图 6-6 所示为数控车床的坐标系。 X 坐标和 Z 坐标指令, 在按 绝对坐标编程时, 使用代码 X 和 Z;按增量坐标(相对坐标)编 程时,使用代码 U 和 W。 向负方向 执行切削 X 轴 精加工端面 程序原点 程序原点 精加工端面 X 轴 Z 轴Z 轴 向正方向 执行切削 图 1-7 程序原点 (a) (b) 2.程序原点 程序原点是指程序中的坐标原点,即在数控加工时,刀具相对于工件运动的起点,所以 也称为“对刀点” 。 程序原点的设定通常是将主轴中心设为X轴方向的原点,将加工零件的精切后的右端 面或精切后的夹紧定位面设定为Z轴方向的原点,如图 6-7(a)、(b)所示。 3.机械原点(或称机床原点) 机械原点是由数控车床的结构决定的, 与程序原点是两个不同的概念, 将机床的机械原 点设定以后,它就是一个固定的坐标点。每次操作数控车床的时候,启动机床之后,必须首 先进行原点复归操作,使刀架返回机床的机械原点。 (1) X 轴机械原点 (2) Z 轴机械原点 二、数控车床手工编程的方法 二、数控车床手工编程的方法 与其他数控机床相同, 数控车床程序编制的方法也有两种: 手工程序编制与自动程序编 制。使用上述两种方法编制数控程序的步骤,请参考第二章的有关内容。本章主要介绍数控 车床编程的特点,并结合实例介绍数控车床手动编程的方法。 操作者 -Z +X +Z -X -C +C C 轴 图 1-6 数控车床坐标系 3 1.数控车床的编程知识 (1)程序段的构成 N G X(U) Z(W) F M S T ; (2)数控车床指令的种类和意义 数控车床编程指令的种类和意义与加工中心相比有不同的地方详见下表: 表 1-2 数控车床编程指令的种类和意义 机能 指令符号 意义 程序号码 O(EIA) 数控程序的编号 程序段序号 N 程序段序号 准备功能 G 指定数控机床的运动方式 X、Z、U、W 在各个坐标轴上的移动指令 R 圆弧半径、倒园角 C 倒角量 I、K 圆弧中心的坐标 进给机能 F 指定进给速度、指定螺纹的螺距 主轴机能 S 指定主轴的回转速度 工具机能 T 指定刀具编号,指定刀具补偿编号 辅助机能 M 指定辅助机能的开关控制 P、U、X 停刀的时间 指定程序号 P 指定程序执行的编号 指定程序段序 号 P、Q 指定程序开始执行和返回的程序段 序号 P 子程序的重复操作次数 (3)程序的构成 程序编号的结构如下: O ; 用 4 位数(1~9999)表 示, 不允许为“0” 程序编号例子: O3; O03; O103; O1003; O1234; 例: O 100; (NAME)-------------程序编号 ; ; 加工 ; 指令 ; 程序 M 段 M M30; --------------程序结束 4 (4)程序段顺序号: 为了区分和识别程序段,可以 在程序段的前面加上顺序号 顺序号,能够代表程序段执行 的先后,也可以是特定程序段的代 号,某个程序段可以有顺序号,也 可以没有,加工时不以顺序号的大 小来为各个程序段排序,如右边的 例子: 2.数控车床编程的特点 (1)坐标的选取及坐标指令 数控车床有它特定的坐标系, 前面一节已经介绍过。编程时可以 按绝对坐标系或增量坐标系编程, 也常采用混合坐标系编程。 U 及 X 坐标值,在数控车床的 编程中是以直径方式输入的,即按 绝对坐标系编程时,X 输入的是直 径值, 按增量坐标编程时, U 输入的是径向实际位移值的二倍, 并附上方向符号 (正向省略) 。 (2)车削固定循环功能 数控车床具备各种不同形式的固定切削循环功能,如内(外)圆柱面固定循环、内(外)锥 面固定循环、端面固定循环、切槽循环、内(外)螺纹固定循环及组合面切削循环等,用这些 固定循环指令可以简化编程。 (3)刀具位置补偿 现代数控车床具有刀具位置补偿功能, 可以完成刀具磨损和刀尖圆弧半径补偿以及安装 刀具时产生的误差的补偿。 三、数控车床常用各种指令三、数控车床常用各种指令 1.快速点定位(G00) 输入格式: G00 IP ; 例例 1:快速进刀(G00) 程序: G00 X50.0 Z6.0; 或 G00 U-70.0 W-84.0; 如图 6-10 所示 注)1) 符号 代表程序原点; 2) 本章所有示例均采用公制输入; 3) 在某一轴上相对位置不变时,可以省略该轴 的移动指令; 4) 移动速度为: X轴方向、 Z轴方向6000mm/min (FANUC 0T/15T 系统) 5) 在同一程序段中,绝对坐标指令和增量坐标 指令可以混用; 例: O123; (程序号) N11 ; (设定工具出发点) ; 程 N12 ; (粗切外径) 序 M(略) 段 N901 ; 反复利用 序 N902 ; 的程序段 号 M(略) 及 N13 ; (加工槽) 加 ; 工 N14 ; (精切外径) 顺 P901 Q902 ; 序 调出 N901~N902 程序 段并执行 N15 ; ; M30; 图 1-10 G00 快速进刀 X 轴 刀具当前位置 快速进给指令 实际刀具路径 指令终点位置 程序原点 Y 轴 图 1-11 G01指令切外圆柱 刀具当前位置 指令终点 ?60 ?80 Z 轴 80 5 6) 刀具移动的轨迹不是标准的直线插补(如图 6-10) 。 2.直线插补(G01) 输入格式: G01 IP F ; 例例 2:外圆柱切削 程序: G01 X60.0 Z-80.0 F0.3; 或 G01 U0 W-80.0 F0.3; 注) 1) X、U 指令可以省略 2) X、Z 指令与 U、W 指令可在一个程序段内 混用。 例例 3:外圆锥切削 程序: G01 X80.0 Z-80.0 F0.3; 或 G01 U20.0 W-80.0 F0.3; 直线插补指令 G01 在数控车床编程中还有一种特殊的用法:倒角及倒圆角,在表 6-3 中列出的各种情况中,可以用一个程序段来代替两个程序段倒角或倒圆,如例 4、例 5。 +Z 图 1-13 G01指令倒角 Z +X ? 30 ?50 C2 C4 40 20 图 1-14 G01指令倒圆 +Z Z 40 20 ?30 ?50 +X R2 R4 例例 4:倒角 (绝对坐标指令) N001 G01 Z-20. C4. F0.4; N002 X50. C2.; N003 Z-40.; (相对坐标指令) N001 G01 W-22. C4. F0.4; N002 U20. C2.; N003 W-20.; 例例 5:倒圆 (绝对坐标指令) N001 G01 Z-20. R4. F0.4; N002 X50. R2.; N003 Z-40.; (相对坐标指令) N001 G01 W-22. C4. F0.4; N002 U20. R2.; N003 W-20.; 注) 1) N002,N003 中的 G01、F0.4 及类似的指令具有续效性,可以省略。 图 1-12 G01指令切外圆锥 ?80 ?60 Z 轴 80 刀具当前位置 指令终点 6 3.圆弧插补(G02 G03) 该指令能使刀具沿着圆弧运动,切出圆弧轮廓。G02 来顺时针圆弧插补指令,G03 为逆 时针圆弧插补指令。 输入格式: G02 X Z I K F ; 或 G02 X Z R F ; G03 X Z I K F ; 或 G03 X Z R F ; 注) 1) 用增量坐标 U、W 也可以; 2) C 轴不能执行圆弧插补指令。 表 1-4 G02 G03 程序段的含义 考虑的因素 指 令 含 义 1 回转方向 G02 刀具轨迹顺时针回转 G03 刀具轨迹逆时针回转 2 终点位置 X、Z(U、W) 加工坐标系中圆弧终点的 X、Z(U、W)值 3 从圆弧起点到圆弧中 心的位移 I、K 从圆弧起点到圆心的位移 (经常用半径 R 指定) 圆弧半径 R 指圆弧的半径,取小于 180 的圆弧部分 例 6:例 6:顺时针圆弧插补 (I,K)指令: G02 X50. Z-10. I20. K17 F0.3; G02 U30. W-10. I20. K17. F0.3; (R)指令: G02 X50. Z-10. R27. F0.3; G02 U30. W-10. R27. F0.3; 例 7:例 7:逆时针圆弧插补 (I,K)指令: G03 X50. Z-24. I-20. K-29. F0.3; G03 U30. W-24. I-20. K-29. F0.3; (R)指令: G03 X50. Z-24. R35. F0.3; G03 U30. W-24. R35. F0.3; 4.螺纹切削指令(G32) G32 指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹 (涡形螺纹) 输入格式: G32 IP F ; 注)“F ”为螺纹的螺距 例 8:例 8:圆柱螺纹切削 (绝对坐标指令) G32 Z-40. F3.5; (相对坐标指令) G32 W-45. F3.5; 注) δ1和δ2表示由于伺服系统的延迟 而产生的不完全螺纹。这些不完全螺纹部分 的螺距也不均匀,应该考虑这一因素来决定 螺纹的长度。请参考有关手册来计算δ1和 δ2; 经验公式: δ1= R L? × 1800 3 605.; 图 1-15 G02 顺时针圆弧插补 20 ?20 ?50 +Z 10 +X 17 R27 图 1-16G03 逆时针圆弧插补 ?20 ?50 +Z +X 24 29 R35 图 1-17 G32圆柱螺纹切削 ?30 +Z L=3.5 +X δ2δ1 40 5 7 δ2 1800 = ?R L ; R:主轴转速(rpm) ; L:螺纹导程。 例 9例 9:锥螺纹切削 (绝对坐标指令) G32 X50. Z-35. F2; (相对坐标指令) G32 U30. Z-40. F2; 注)锥螺纹螺距的确定方法(图 6-18) 图 1-18(a) G32 锥螺纹切 削 ?50 ?20 +Z 5 30 5 +X LZ=2 α 5.每转进给量(G99) 、每分钟进给量(G98) 指定进给机能的指令方法有两种: (1)每转进给量(G99) 输入格式: G99 (F ) ; 主轴每转进给量 (进给速度 mm/rev) (2)每分钟进给量(G98) 输入格式: G98 (F ) ; 1 分钟进给量 (进给速度 mm/min) 特别地,当接入电源时,机床进给方式的默认方 式为 G99, 即每转进给量方式。 只要不出现 G98 指令, 进给机能一直是按 G99 方式以每转进给量来设定。 6.暂停指令(G04) 该指令可以使刀具作短时间(几秒钟)无进给光 整加工。主要用于车削环槽、不通孔以及自动加工螺 纹等场合,如图 6-21 所示: 输入格式: U ; G04 P ; 每分钟刀具进给量 图 1-20 每分钟进给量 f (mm) 图 1-21 G04暂停指令 钻头 在孔底暂停 在槽底暂停 切槽或切断刀具 图 1-19 每转进给量 主轴 1 转(rev) 主轴 1 转 刀具进给量 f (mm) 刀具 8 (G99)G04 U(P) ;指令暂停进刀的主轴回转数 (G98)G04 U(P) ;指令暂停进刀的时间 例例 10:: (G99)G04 1.0 …主轴转一转后执行下一个程序段 例例 11:: (G98)G04 1.0 … 1 秒钟之后执行下一个程序段 7.自动原点复归指令(G28) 该指令使刀具自动返回机械原点或经过某一中间位置,再回到机械原点 输入格式: G28 X(U) Z(W) ; 中间点的坐标 注) 1) X(U)指令必须按直径值输入; 2) 该指令用快速进给方式。 图 6-23 经过中间点返回机械原点 图6-24 从当前位置返回机械原点 16-22 经过中间点返回机械原点图 1-23 从当前位置返回机械原点 Z 轴 程序: G28 X30.0 Z15.0; 程序: G28 U0 W0; 当前位置 中间点 (30.0 , 15.0) X 轴 机械原点 机械 原点 当前位置(=中间点) 例例 12:自动原点复归 图 6-24 中的程序有两种格式: 1) G28 U0 W0 ; 2) G28 U0 ; G28 W0; 8.工作坐标系设定指令(G50) 该指令以程序原点为工作坐标系的 中心(原点) ,指令刀具出发点的坐标值。 输入格式:G50 X Z ; 刀具出发点的坐标 例例 13::设定工作坐标系(G50) 程序: G50 X200.0 Z150.0; 注)1) 设定工作坐标系之后,刀具的出发点到程序原点之间的距离就是一个确定的绝对坐 标值,这与刀具从机械原点出发相比,生产效率提高了。 2) 刀具出发点的坐标以参考刀具(外径、端面精加工车刀)的刀尖位置来设定。 3) 确认在刀具出发点换刀时,刀具、刀库与工件及夹具之间没有干涉。 4) 在加工工件时,也要测量一下机械原点和刀具出发点之间的距离(αΧ,αΖ)和其 他刀具与参考刀具刀尖位置间的距离。 图 1-24 G50 设定工作坐标系 程序原点 (工作坐标系的中心 刀具出发点 机械 原点 150 X 轴 αZ αx ?200 9 9.主轴机能(S 指令)和主轴转速控制指令(G96、G97、G50) 主轴机能(S 指令)是设定主轴转数的指令。 (1)主轴最高转速的设定(G50)单位:rpm (G50)S ; 主轴最高转速(rpm) (2)直接设定主轴转数指令(G97) :主轴速度用转数设定,单位:rpm (G97)S ; 取消主轴线速度 设定主轴转数(rpm) 恒定机能 指令范围:0—9999 (3)设定主轴线速度恒定指令(G96) :主轴速度用线速度(m/min)值输入,并且主 轴线速度恒定。 (G96)S ; 主轴线速度恒定 设定主轴线速度,即切削速度(m/min) 例例 14::设定主轴速度 G97 S600;取消线速度恒定机能。主轴转数 600rpm M G97 M 模式 G50 S1200;用 G50 指令设定主轴最高转速为 1200rpm G96 S150;线速度恒定,切削速度为 150m/min M G96 M 模式 G97 S300;取消线速度恒定机能。主轴转数 300rpm 10.工具机能(T 指令) 该指令可指定刀具及刀具补偿。地址符号为“T” 输入格式: T □ □ 刀具补偿号:0—32, 刀具序号:0—32, 注)1) 刀具的序号可以与刀盘上的刀位号相对应; 2) 刀具补偿包括形状补偿和磨损补偿; 3) 刀具序号和刀具补偿序号不必相同,但为了方便通常使它们一致 11.进给机能(F 指令) 该指令指定刀具的进给速度,有三种形式: (1)每转进给量(mm/rev) (G99)F ; 主轴每转刀具进给量 图 1-27 每转进给量 主轴一转进给量 F 10 小数点输入指令范围:0.0001—500.0000(mm/rev) (2)每分钟进给量(mm/min) G98) F ; 每分钟刀具进给量 指令范围:1—15000(mm/min) (3)螺纹切削进给速度 (G32) (G76) IP F ; (G92) 指定螺纹的螺距 指令范围:0.0001—500.0000(mm/rev) 注)1) 每转进给量切螺纹时,快速进给速度没有指定界限; 2) 接入电源时,系统默认 G99 模式(每转进给量) 12.辅助机能(M 指令) M 指令设定各种辅助动作及其状态,表 6-5 是数控车床的辅助机能(M 指令)的说明。 表 1-5 辅助机能 M Code 功能 M Code 功能 00 程序停止 41 低速齿轮 01 计划停止 42 中速齿轮 02 程序结束 43 高速齿轮 03 主轴顺时针转/回转刀具顺时针转 82 尾架体进给 04 主轴逆时针转/回转刀具逆时针转 83 尾架体后退 05 主轴停止/回转刀具停止 *98 调用子程序 08 冷却液开 *99 子程序结束 09 冷却液关 10 夹盘紧 11 夹盘松 19 夹头自动归位 20 空气开 30 纸带结束 32 尾顶尖进给 33 尾顶尖后退 下面介绍几个特殊 M Code 的使用方法: M03:主轴或旋转刀具顺时针旋转(CW) ; M04:主轴或旋转刀具逆时针旋转 (CCW) ; M05:主轴或旋转刀具停止旋转; 如图 6-30 所示为 M03、M04 所规定 的主轴或旋转刀具的转向: 注)1) 当卡爪不在夹紧状态时,主轴 不能旋转; 2) 齿轮没有挂好在中间位置时,主轴不能旋转; 图 1-28 每分钟进给量 (一分钟进给量) F 图 1-29 螺纹切削 F (螺纹螺距) 图 1-30 旋转方向 M04 M03 M03 M04 M04 M03 11 3) M04 指令之后不能直接转变为 M03 指令,M03 指令之后不能直接转变为 M04 指令, 要想改变主轴转向必须用 M05 指令使主轴停转,再使用 M03 指令或 M04 指令。 13.刀具半径补偿功能(G40、G41、G42) 大多数全功能的数控机床都具备刀具 半径(直径)自动补偿功能(以下简称刀具 半径补偿功能) ,因此,只要按工件轮廓尺 寸编程, 再通过系统补偿一个刀具半径值即 可。 下面我们讨论一下数控车床刀具半径补 偿的概念和方法。 (1)刀尖半径和假想刀尖的概念 1) 刀尖半径:即车刀刀尖部分为一圆 弧构成假想圆的半径值,一般车刀均有刀尖半径,用于车外径或端面时,刀尖圆弧大小并不 起作用,但用于车倒角、锥面或圆弧时,则会影响精度,因此在编制数控车削程序时,必须 给予考虑。 2) 假想刀尖:所谓假想刀尖如图 6-31(b)所示,P点为该刀具的假想刀尖,相当于 图(a)尖头刀的刀尖点。假想刀尖实际上不存在。 图 6-32 所示为由于刀尖半径R而造成的过切削及欠切现象。 图 1-32 切削及欠切现象 工件精加工形状 (程序路径) 切削残留 切削残留 切削残留 切削残留 过切削 程序路径 刀尖路径 刀尖 Z X 假想刀尖位置 用手动方法计算刀尖半径补偿值时,必须在编程时将补偿量加入程序中,一旦刀尖半径 值变化时,就需要改动程序,这样很繁琐,刀尖半径(R)补偿功能可以利用NC装置自动 计算补偿值,生成刀具路径,下面就讨论刀尖半径自动补偿的方法。 (2)刀尖半径补偿模式的设定(G40、G41、G42 指令) 1) G40(解除刀具半径补偿) :解除刀尖半径补偿,应写在程序 开始的第一个程序段及取消刀具半径补偿的程序段,取消 G41、G42 指令; 2) G41(左偏刀具半径补偿) :面朝与编程路径一致的方向,刀 具在工件的左侧,则用该指令补偿; 图 1-31 假想刀尖 位置 X 轴方向 刀尖位置 Z轴方向 刀尖位置 (a) (b) P 图 1-33 毛坯毛坯 G41 G42 12 3) G42(右偏刀具半径补偿) :面朝与编程路径一致的方向,刀具在工件的右侧,则用 该指令补偿,图 6-33 所示为根据刀具与零件的相对位置及刀具的运动方向选用 G41 或 G42 指令。 例例 16::图 6-34 为切削过程中经过刀尖半径补偿和未经刀尖半径补偿时,假想刀尖的位置。 刀尖半径补偿量可以通过刀具补偿设定画面(图 6-35)设定,T 指令要与刀具补偿编号 相对应,并且要输入假想刀尖位置序号。假想刀尖位置序号共有 10 个(0~9) ,如图 6-36 所示: 图 1-34 假想刀尖 刀尖 R 假想刀尖 刀尖 R 假想刀尖 假想刀尖 G42 刀尖 R 刀尖 R G41 G42 G41 A A’ A A’ A’ A A A’ (d) G42 (c) G41 (b) G42 (a) G41 图1-35 刀具补偿设定画面 刀尖半径补偿 假想刀 尖编号 Z轴刀具补偿量 X轴刀具补偿量 刀具补 偿编号 刀具补偿编号 刀具编号 刀具机能 T 3 3 图1-36 假想刀尖位置序号 图 6-37 所示为几种数控车床用刀具的假想刀尖位置: 图 1-37 数控车床用刀具的假想刀尖位置 (a)右偏车刀 (b)左偏车刀 (e)镗孔刀 (f)球头镗刀 (g)内沟槽刀 (h)左偏镗车 (d)左切刀 (c)右切刀 3 4 3 4 12 6 2 13.单一固定循环指令(G90、G92、G94) 外径、内径、端面、螺纹切削的粗加工,刀具常常要反复地执行相同的动作,才能切到 工件要求的尺寸,这时,在一个程序中常常要写入很多的程序段,为了简化程序,NC 装置 可以用一个程序段指定刀具作反复切削,这就是固定循环功能。 13 表 6-6 为单一固定循环和复合固定循环指令,复合固定循环后面介绍。 表 1-6 单一固定循环和复合固定循环指令 单 一 G90 外径、内径切削循环 外径、内径轴段及锥面粗加工固定循环 固 定 G92 螺纹切削循环 执行固定循环切削螺纹 循 环 G94 端面切削循环 执行固定循环切削工件端面及锥面 复 合 固 定 循 环 G70 精加工固定循环 完成 G71、G72、G73 切削循环之后的精加工,达到工件尺寸 G71 外径、内径粗加工固定循环 执行粗加工固定循环,将工件切至精加工之前的尺寸 G72 端面粗加工固定循环 同 G71 具有相同的功能,只是 G71 沿 Z 轴方向进行循环切 削而 G72 沿 X 轴方向进行循环切削 G73 闭合切削固定循环 沿工件精加工相同的刀具路径进行粗加工固定循环 G74 端面切削固定循环 G75 外径、内径切削固定循环 G76 复合螺纹切削固定循环 (1)外径、内径切削循环(G90) 切削圆柱面输入格式: G90 X(U) Z(W) (F ) ; 外径、内径切削终点坐标 例例 19::用 G90 指令编程 M M G96 S120 T10; G50 X150.0 Z200.0 M08; G00 X94.0 Z10.0 T11 M03; Z2.0;…循环起点 G90 X80.0 Z-49.8 F0.25;1) G90 模式 X70.0; 2) X60.4; 3) (取消 G90)G00 X150.0 Z200.0 T0000; M01; 切削锥面输入格式: G90 X(U) Z(W) R (F ) ; 外径、内径锥面切削终点坐标 刀具切削锥面的切出点至切入点在 X 向位移 图 6-43 G90指令循环动作 W Z X(U/2) 切削起点 图 1-44 G90程序例 200 T11 (10)循环起点 (0, 2) a b c 50 2 ?150 (?80) (?70) ?60 (10, 2) 2 ?90 14 图 1-45 G90指令切削锥面循环动作 快速进给 切削进给 循环起点 X (U/2) R Z W 切削终点 图 1-46 锥面的方向 (a)(b) (d) (c) R(负) R(正) R(正) R(负) (2)端面切削循环指令(G94) 切削直端面输入格式: G94 X(U) Z(W) (F ) ; 端面切削终点坐标 图 1-47 G94 指令循环动作 快 速 进 给 切 削 进 给 循 环 起 点 切 削 终 点 Z X (U/2) 图 1-48 G94 程序例 循环起点 15 2 0.2 ?80 0.2 ?30 例例 20::用 G94 指令编程 M G00 X84.0 Z2.0;…循环起点 G94 X30.4 Z-5.0 F0.2; ? G94 模式 Z-10.0; ? Z-14.8; ? (取消 G94)G00 X150.0 Z200.0; 切削锥度端面输入格式: G94 X(U) Z(W) R (F ) ; 刀具切削锥面的切出点至切入点在 Z 向位 移 锥度端面切削终点坐标 15 图 1-49 G94 指令切削锥面循环动作 快速进给 切削进给 循环起点 Z R W (U/2) 图 1-50 锥面的方向 (b) (a) (d) (c) R(正) R(负) R(负) R(正) (3)螺纹切削循环指令(G92)(如图 6-52、6-53 所示) 该指令可以使螺纹用循环切削完成。 输入格式: 螺纹的导程(单头螺纹) 1) 圆柱螺纹 G92 X(U) Z(W) F ; 螺纹切削终点坐标 刀具切削螺纹的切出点至切入点 在 X 向位移 螺纹的导程(单头螺纹) 2) 锥螺纹 G92 X(U) Z(W) R F ; 图 1-51 Z W +Z +X 5 4 3 2 1 U/2 X/2 图 1-52 Z W X/2 R 1 2 3 4 5+X U/2 例例 22::用 G92 指令编程 M G00X40.0 Z5.0 M48; G92 X29.3 Z-42.0 F2.0; X28.8; X28.42; X28.18; G92 模式 X27.98; X27.82; X27.72; X27.62; (取消 G92) G00 X150.0 Z200.0; 螺纹切削的切入次数,请参考有关手册。 图 1-53 循环起点 M30 ×2 5 42 ?40 16 14.复合固定循环指令(G70~G73) 现代数控车床配置不同的数控系统, 定义了一些具有特殊功能的固定循环切削指令, 日 本 FANUC 0T/15T 系统定义了 G70~G76 各种形式的复合固定循环指令, 下面介绍几种指 令的使用方法。 (1)外径、内径粗加工循环指令(G71) G71 指令将工件切削至精加工之前的尺寸, 精加工前的形状及粗加工的刀具路径由系统 根据精加工尺寸自动设定。 输入格式: G71UΔd RΔe; G71 P ns Q nf UΔu WΔw (F S T ) ; 其中:ns —— 精加工程序第一个程序段的序号 nf —— 精加工程序最后一个程序段的序号 uΔ—— X 轴方向精加工留量(直径值) Δw—— Z 轴方向精加工留量 Δd—— 粗加工每次切深 ΔeΔe——粗加工每次退刀量 图 6-55 G71指令刀具循环路径 图 1-54 G71指令刀具循环路径 - - - -快速进给 切削进给 选定 45°方向退刀 A B A’ ⊿W ⊿U/2 ⊿d C 45° 图 1-55 G72指令刀具循环路径 快速进给 切削进给 选定 45°方向退刀 ⊿U/2 C A ⊿d ⊿W (2)端面粗加工循环指令(G72) G72 指令与 G71 指令类似,不同之处就是刀具路径是按径向方向循环的 输入格式同 G71 指令,刀具循环路径如图 6-55 所示。 G72WΔd RΔe; G72 P ns Q nf UΔu WΔw (F S T ) ; 其中:ns —— 精加工程序第一个程序段的序号 nf —— 精加工程序最后一个程序段的序号 Δu—— X 轴方向精加工留量(直径值) Δw—— Z 轴方向精加工留量 Δd—— 粗加工每次切深 ΔeΔe——粗加工每次退刀量 (3)闭合车削循环指令(G73) G73 指令与 G71、G72 指令功能相同,只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行循环的。 例如:铸件、锻件等工件毛坯已经具备了简单的零件轮廓,这时粗加工使用 G73 循环指令 可以省时,提高功效。 输入格式: G73 UΔi WΔk RΔd G73 P ns Q nf UΔu WΔw (F S T ) ; 17 其中:ns:精加工程序第一个程序段序号 nf:精加工程序最后一个程序段序号 Δi—— X 轴方向的退出距离和方向 Δk—— Z 轴方向的退出距离和方向 Δu—— X 轴方向精加工留量 Δw—— Z 轴方向精加工留量 Δd—— 粗切次数 (4)精加工循环指令(G70) 执行 G71、G72、G73 粗加工循环指 令以后的精加工循环,在 G70 指令程序 段内要指令精加工程序第一个程序段序 号和精加工程序最后一个程序段序号。 输入格式: G70 P ns Q nf ; 其中:ns:精加工程序第一个程序段序号 nf: 精加工程序最后一个程序序号 第二章 数控车床编程实例 §2-1 阶梯轴类工件加工 例一:加工如下图零件。毛坯为Φ40mm 的棒料。从右端至左端轴向走刀切削,粗加工 每次进给深度 2mm,进给量为 0.2mm/r,精加工余量 X 向 0.4mm(直径值),Z 向 0.1mm., 工件程序原点如图所示。 图 1-56 G73指令刀具循环路径 快速进给 切削进给 ⊿W A’ B ⊿W ⊿K+⊿W D A C ⊿U/2 ⊿U/2 ⊿i+⊿U/2 图 1-57 G70 程序例 刀具出发点 200 循环起点 G71 G70 2 2 ?80 ?200 ?30 ?40 ?50 1 1 18 ⑴工艺分析 零件包括端面、圆柱面、倒角等,选择刀具与切削用量,刀具卡片见表 8-1,工序卡片 见表 8-2。 表 2-1 刀具卡片 产品名称或代号 数控车削实训件 零件名称阶梯轴 零件图号 01 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀尖半径/mm 备注 1 T1 45º硬质合金端面刀 1 车端面 0.4 2 T2 93º右手外圆偏刀 1 粗车外表面0.8 3 T3 93º右手外圆偏刀 1 精车外表面0.4 4 T4 切断刀 1 切断 B=3 表 2-2 工序卡片 工序 号 程序编号 夹具名称 使用设备 教室 001 O0001 三爪卡盘 SK50 工步 工步内容 刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 切削深度 mm 备注 1 车端面 T1 25×25 400 0.5 手动切削 2 粗车外表面 T2 25×25 500 0.2 2.0 3 精车外表面 T3 25×25 800 0.1 0.2 4 切断 T4 25×25 350 0.1 B=3 5 倒头定总长 T1 25×25 400 0.5 手动切削 ⑵加工程序 O0001; N1; G00 G40 G97 G99 S500 T22 M03 F0.2; M08; X42.0 Z2.0; G71 U2.0 R0.5; G71 P10 Q11 U0.4 W0.02; N10 G00 G42 X0; X26.0 C1.5; Z-15.0; X31.98 C1.5; Z-30.0; X38.02 C1.5; N11 Z-50.0; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; 19 N2; G00 G40 G97 G99 S800 T33 M03 F0.1; M08; X42.0 Z2.0; G70 P10 Q11; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; N3; G00 G40 G97 G99 S350 T44 M03 F0.1; M08; X42.0 Z-48.5; G75 R0.5; G75 X0 Z-48.5 P2000; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; M30; 例二:加工如下图零件。毛坯为Φ40mm 的棒料。粗加工每次进给深度 2mm,进给量 为 0.2mm/r,精加工余量 X 向 0.4mm(直径值),Z 向 0.1mm.,工件程序原点均在工序右端面 中心处。 ⑴工艺分析 零件包括圆柱面、圆锥面、圆弧角、倒角等,选择刀具与切削用量,刀具卡片见表 8-3, 工序卡片见表 8-4。 20 表 2-3 刀具卡片 产品名称或代号 数控车削实训件 零件名称阶梯轴 零件图号 01 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀尖半径/mm 备注 1 T1 45º硬质合金端面刀 1 车端面 0.4 2 T2 93º右手外圆偏刀 1 粗车外表面0.8 3 T3 93º右手外圆偏刀 1 精车外表面0.4 4 T4 切断刀 1 切断 B=3 表 2-4 工序卡片 工序号 程序编号夹具名称 使用设备 教室 001 O0002 三爪卡盘 SK50 工步 工步内容刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 切削深度 mm 备注 1 车端面 T1 25×25 400 0.5 手动切削 2 粗车右端 外表面 T2 25×25 500 0.2 2.0 3 精车右端 外表面 T3 25×25 800 0.1 0.2 4 切断 T4 25×25 350 0.1 B=3 工序号 程序编号夹具名称 使用设备 教室 002 O0003 三爪卡盘 SK50 工步 工步内容刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 切削深度 mm 备注 5 倒头定总 长 T1 25×25 400 0.5 手动切削 6 粗车左端 外表面 T2 25×25 500 0.2 2.0 7 精车左端 外表面 T3 25×25 800 0.1 0.2 ⑵加工程序 O0002; N1; G00 G40 G97 G99 S500 T22 M03 F0.2; M08; X42.0 Z2.0; G71 U2.0 R0.5; G71 P10 Q11 U0.4 W0.02; N10 G00 G42 X0; G01 Z0; G03 X20.0 Z-10.0 R10.0; G01 X27.98 C1.0; Z-40.0; 21 X38.0 C1.0; N11 Z-85.0; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; N2; G00 G40 G97 G99 S800 T33 M03 F0.1; M08; X42.0 Z2.0; G70 P10 Q11; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; N3; G00 G40 G97 G99 S350 T44 M03 F0.1; M08; X42.0 Z-83.5; G75 R0.5; G75 X0 Z-83.5 P2000; G0 X200.0 Z200.0; M09; M05; M30; O0003; N1; G00 G40 G97 G99 S500 T22 M03 F0.2; M08; X42.0 Z2.0; G71 U2.0 R0.5; G71 P10 Q11 U0.4 W0.02; N10 G00 G42 X0; G01 Z0; X20.0; X23.0 Z-30.0; X39.0 C1.5; N11 Z-33.0; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; N2; G00 G40 G97 G99 S800 T33 M03 F0.1; M08; 22 X42.0 Z2.0; G70 P10 Q11; G00 X200.0 Z200.0; M09; M05; M30; 23 §2-2 阶梯孔类工件加工 例三:加工如下图零件。毛坯为Φ40mm 的棒料。粗加工每次进给深度 2mm,进给量 为 0.2mm/r,精加工余量 X 向 0.4mm(直径值),Z 向 0.1mm.,工件程序原点均在工序右端面 中心处。 ⑴工艺分析 零件包括外形面、内圆锥面、内圆柱面、倒角等,选择刀具与切削用量,刀具卡片见 表 8-5,工序卡片见表 8-6。 表 2-5 刀具卡片 产品名称或代号 数控车削实训件 零件名称阶梯轴
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