机床数控技术概述PPT课件.pptx

1、数控机床及应用第第1章章 概论概论1.1 数控技术的发展过程数控技术的发展过程1.1.1 数控机床的出现和发展数控机床的出现和发展 数控是数字控制数控是数字控制( Numerical control )的简称的简称,是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动控制技术控制技术.其含义使用以数值和符号构成的数字其含义使用以数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转信息自动控制机床的运转.数控机床也称数控机床也称NC机床机床. 第一代第一代: 1952年年 ,电子管控制的第一台三坐标电子管控制的第一台三坐标联动的铣床；联动的铣床； 第二代第二代:1959年年

2、,出现了晶体管控制的出现了晶体管控制的“加工加工中心中心”； 第三代第三代:1965年年,出现了小规模集成电路出现了小规模集成电路.使数使数控系统的可靠性得到了进一步的提高；控系统的可靠性得到了进一步的提高； 以上三代数控系统都是采用专用控制硬件以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻辑数控系统逻辑数控系统,称为普通数控系统称为普通数控系统,即即NC系统系统. 第四代第四代:1967:1967年以计算机作为控制单元的数控制系年以计算机作为控制单元的数控制系统统.FMS(Flexible Manufacturing System) ,.FMS(Flexible Manufacturing Syst

3、em) ,柔性制造系统。柔性制造系统。 第五代第五代:1970:1970年年, ,美国英特尔开发使用了微处理器美国英特尔开发使用了微处理器.CNC.CNC。1.1.2 1.1.2 我国数控机床发展概况我国数控机床发展概况1.1.3 1.1.3 数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势1. 1. 数控系统发展趋势数控系统发展趋势 采用开放式结构：进线、联网、专用要求。采用开放式结构：进线、联网、专用要求。 向智能化发展向智能化发展 具有自动编程、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺具有自动编程、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿，人机界面参数自动生成、三

4、维刀具补偿、运动参数动态补偿，人机界面极为友好，有故障专家诊断系统。极为友好，有故障专家诊断系统。2.2.数控机床发展趋势数控机床发展趋势 高速、高速、 高效、高精度、高可靠性高效、高精度、高可靠性 模块化、专门化、个性化；智能化、柔性化和集成化。模块化、专门化、个性化；智能化、柔性化和集成化。 开放性开放性1.2 数控机床的基本组成及工作原理数控机床的基本组成及工作原理1.2.1 数控机床的组成数控机床的组成 数控系统功用数控系统功用: :接受数控装置送来的脉冲信号接受数控装置送来的脉冲信号, ,经过数控系统的逻辑电路或系统软件进行编译、经过数控系统的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处

5、理后，输出各种信息和指令，控制运算和逻辑处理后，输出各种信息和指令，控制机床各部分进行规定的动作。机床各部分进行规定的动作。1.2.2 数控机床的数控机床的工作原理工作原理 数控机床加工零件数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化样及工艺信息数字化,用规定的代码和程序式编写用规定的代码和程序式编写加工程序加工程序,然后将所编写程序指令输入到机床的数然后将所编写程序指令输入到机床的数控装置中控装置中.数控装置再将程序数控装置再将程序(代码代码)进行译码、运进行译码、运算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信

6、号，驱动机床各运动部件，控制所需要的发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的辅助运动，最后加工出合格零件。辅助运动，最后加工出合格零件。1.3 数控机床的分类数控机床的分类1.3.1 按控制系统按控制系统功能分类功能分类1. 点位控制数控机床点位控制数控机床2. 点位直线控制机床点位直线控制机床3. 轮廓控制机床轮廓控制机床1.3.2 1.3.2 按加工方式分类按加工方式分类1. 1. 一般数控机床一般数控机床2.2.加工中心加工中心1.3.3 1.3.3 按伺服控制分类按伺服控制分类1.1.开环控制系统开环控制系统2.2.闭换控制系统闭换控制系统3.3.半闭环控制系统半闭环控制系统1.3.

7、4 1.3.4 按数控系统的功能水平分类按数控系统的功能水平分类 1.4 1.4 数控机床的特点数控机床的特点1.4.1 1.4.1 数控机床的加工特点数控机床的加工特点1. 1. 适应性强适应性强, ,适合加工单件小批量适合加工单件小批量 复杂零件复杂零件2.2.加工精度高加工精度高, ,产品质量稳定产品质量稳定3.3.自动化程度高自动化程度高, ,劳动强度低劳动强度低4.4.生产效率高生产效率高 减少辅助时间和机动时间减少辅助时间和机动时间5.5.良好的经济效率良好的经济效率6.6.有利于生产管理的现代化有利于生产管理的现代化1.4.2 1.4.2 数控机床的使用特点数控机床的使用特点1.

8、1.对维修人员的技术水平要求较高对维修人员的技术水平要求较高2.2.对夹具和刀具的要求较高对夹具和刀具的要求较高 数控机床对数控机床对刀具的要求刀具的要求: 精度较高、寿命高、尺寸稳定、变化小；精度较高、寿命高、尺寸稳定、变化小； 快速换刀；快速换刀； 刀柄应为标准系列；刀柄应为标准系列； 能很好地控制切屑的折断、卷曲和排出；能很好地控制切屑的折断、卷曲和排出； 具有很好的可冷却性能。具有很好的可冷却性能。3. 数控机床的应用范围数控机床的应用范围 多品种、小批量生产的零件；多品种、小批量生产的零件； 形状结构比较复杂的零件；形状结构比较复杂的零件； 需要频繁改型的零件；需要频繁改型的零件；

9、价值昂贵，不允许报废的关键零件；价值昂贵，不允许报废的关键零件； 需要最短周期的急需零件；需要最短周期的急需零件； 批量较大、精度要求高的零件。批量较大、精度要求高的零件。 习题：1.什么是数控什么是数控? 数控机床的加工原理是什么数控机床的加工原理是什么?2.数控机床是由哪几部分组成数控机床是由哪几部分组成?各有什么作用各有什么作用?3.什么是开环、闭环、半闭环数控机床？它们之间有什么什么是开环、闭环、半闭环数控机床？它们之间有什么 区别？区别？第第2 2章章 零件程序的编制零件程序的编制 2.1 概概 述述 数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地对被数控机床是严格按照从外部输入的程序来

10、自动地对被加工工件进行加工的。为了与数控系统的的内部程序（系加工工件进行加工的。为了与数控系统的的内部程序（系统软件）及自动编程用的零件源程序相区别，我们把从外统软件）及自动编程用的零件源程序相区别，我们把从外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序。它是数部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序。它是数控机床的应用软件。控机床的应用软件。2.1.1 数控机床程序编制的内容和步骤数控机床程序编制的内容和步骤 a. 明确加工目的明确加工目的,确定工艺参数确定工艺参数b. 算基点与节点算基点与节点c. 按规定的程序格式按规定的程序格式,逐条写程序逐条写程序d. 程序输入程序输入: 键盘、接口键

11、盘、接口e. 程序校验首件试切程序校验首件试切 : 空刀运动空刀运动 用笔代刀用笔代刀 大批量生产（试切一件）大批量生产（试切一件） 三维动态显示三维动态显示 好的编程人员好的编程人员,要熟悉要熟悉 a. 机床结构、性能机床结构、性能 b. 数控系统数控系统 c. 加工工艺加工工艺充分发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力充分发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力2.1.2数控机床编程的方法数控机床编程的方法 手工编程手工编程 手工编程时间：加工时间手工编程时间：加工时间=30：1 自动编程自动编程2.2 数控机床编程的基础知识数控机床编程的基础知识 为了满足设计、制造、维修和普及的需要，在输

12、入代为了满足设计、制造、维修和普及的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式方面，国码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式方面，国际上已形成了两个通用的标准际上已形成了两个通用的标准ISOInternational Standard Organization EIAElectronic Industries Association 2.2.1 程序结构与格式程序结构与格式 N3 G00 X10 Z10 M03 S650;（1） 程序段号程序段号:查找、跳转查找、跳转 注意，程序段标号与程注意，程序段标号与程序的执行顺序无关，不管有无括号，程序都是按排列的先序的执行顺序无关，

13、不管有无括号，程序都是按排列的先后次序执行。后次序执行。 （2 2）结束符）结束符: : ；、；、 LFLF、* *（3 3）程序段中的主体部分：主体部分包含了各种控制信息）程序段中的主体部分：主体部分包含了各种控制信息和数据和数据 2.2.22.2.2、功能字、功能字（1 1）准备功能字）准备功能字G G代码代码: G00: G00G99G99共共100100种。种。 G G代码（使机床做某种操作的指令）：代码（使机床做某种操作的指令）： 模态代码一旦执行就保持有效模态代码一旦执行就保持有效, ,直到同组另一代码出现直到同组另一代码出现 非模态代码只有在其它所在的程序段内有效非模态代码只有在

14、其它所在的程序段内有效(2) (2) 坐标字（尺寸字）坐标字（尺寸字） X Y Z U V W I J KX Y Z U V W I J K 有有“+” “-”+” “-”之分之分, “+”, “+”可以省略可以省略(3) (3) 进给功能字进给功能字F: FF: F是指各坐标方向速度的矢量和是指各坐标方向速度的矢量和 G95 F500 0.5mm/rG95 F500 0.5mm/r G94 F200 200mm/min G94 F200 200mm/min (4)(4)主轴转速功能字主轴转速功能字S: S: (4) 主轴转速功能字主轴转速功能字S: 规定主轴转速：规定主轴转速：S300 30

15、0r/min(5) 刀具功能字刀具功能字T: T03 = T3(6) 辅助功能字辅助功能字(M功能功能)M00M99 : 分模态与非模态分模态与非模态 辅助功能代码与坐标代码同时执行辅助功能代码与坐标代码同时执行 G00 M08 坐标移动指令之前执行坐标移动指令之前执行M代码。代码。“前置前置” G00 M03 反之反之“后置后置” G00 M02 M00: 程序停止程序停止 M01: 可选择可选择stop M02 :全段程序停止全段程序停止. M30 : 程序停止程序停止.指针指向程序头指针指向程序头(7) 刀具偏置字刀具偏置字( D和和H ) G42 D012.3 、坐标轴坐标轴2.3.1

16、 坐标轴坐标轴：直角笛卡尔坐标轴直角笛卡尔坐标轴 注意右手定正负注意右手定正负 无论那一种数控机床都规定无论那一种数控机床都规定Z轴作为平行于主轴中心线的轴作为平行于主轴中心线的坐标轴坐标轴注意刀具相对静止工件运动的原则注意刀具相对静止工件运动的原则2.3.2 坐标系坐标系 机床机床的坐标原点在机床上某一点，是固定不变的，机床出厂已的坐标原点在机床上某一点，是固定不变的，机床出厂已确定。机床的换刀点，托板的交换刀，确定。机床的换刀点，托板的交换刀，这些点在机床上都是固定这些点在机床上都是固定点点（1 1）机床坐标系）机床坐标系（2 2）工件坐标系：程序编制人员在编制时使用的，在这个坐标）工件坐

17、标系：程序编制人员在编制时使用的，在这个坐标系内编程可以简化坐标计算，减少错误，缩短程序长度。系内编程可以简化坐标计算，减少错误，缩短程序长度。G90G90G92 x- y-G92 x- y- 在实际的加工中在实际的加工中, ,操作者在机床上装好工件之后要测量该工件操作者在机床上装好工件之后要测量该工件坐标系的原点和基本机床坐标系原点的距离坐标系的原点和基本机床坐标系原点的距离, ,并把测得的距离在数并把测得的距离在数控系统中预先设定控系统中预先设定, ,这个设定值叫工件零点偏置。这个设定值叫工件零点偏置。 有些数控系统把选用机床坐标系的指令设定为有些数控系统把选用机床坐标系的指令设定为G54

18、G59，它它是模是模态代态代码码。需要指出的是。需要指出的是,现代机床一般既可用预置寄存的方法定现代机床一般既可用预置寄存的方法定坐标系坐标系:CRT/MDI(Cathode reytube/man data input)手工输入方法设手工输入方法设置加工坐标系。置加工坐标系。例例P14 T29G53 非续效代码非续效代码,只有在只有在G90状态下才有效状态下才有效. G54续效代码续效代码G28 X0 Y0 ： X0、Y0是返回的中间点是返回的中间点2.4 常用编程指令常用编程指令 在数控机床加工中，常用在数控机床加工中，常用G、M、T、和、和S指令来控制指令来控制各种加操作各种加操作 G0

19、0G99 M00M99 插补插补:根据某段轮廓线（曲线或直线）的端点坐标值把根据某段轮廓线（曲线或直线）的端点坐标值把该轮廓线细分许多小段，根据加工精度不同，每小段的长该轮廓线细分许多小段，根据加工精度不同，每小段的长度可以是几微米到几毫米。度可以是几微米到几毫米。2.4.1 快速定位方式：快速定位方式：G00 G00X_Y_Z_；不能由程序改；不能由程序改变，但可用倍率开关改变。不同的系统有不同的速度，一变，但可用倍率开关改变。不同的系统有不同的速度，一般都在般都在1030m/min之间之间2.4.2 直线插补方式直线插补方式: G01 G90 or G01 X_Y_Z_F_;2.4.3 圆

20、弧插补方式：圆弧插补方式： G02 G03（xy）G17 or (xz) G18 or (yz) G19 G02 X_Y_I_J_F； G03还有还有R方式方式: 180 R 为正为正 180 R 为负为负 有些系统不能用有些系统不能用R编程，如果圆弧的起点和终编程，如果圆弧的起点和终点相同，由于数控系统无法用确定圆弧的中心位点相同，由于数控系统无法用确定圆弧的中心位置，只能用置，只能用I、J、K确定圆心的方式来编程确定圆心的方式来编程2.4.3切削螺旋指令切削螺旋指令G33（模态）（模态）eg.(T2-18 P24)2.4.4 刀具长度偏置指令刀具长度偏置指令G43. G44. G49. （

21、模态）（模态）G43 H_Z_；G44 H_Z_；（正向偏置，负向偏置）正向偏置，负向偏置） 2.4.5 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 数控系统绝大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了数控系统绝大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了方便。当编制零件加工的程序时不需要计算刀具中心运动轨迹，方便。当编制零件加工的程序时不需要计算刀具中心运动轨迹，而只需按零件轮廓编程。在控制面板上用（而只需按零件轮廓编程。在控制面板上用（CRT/MDI）方式，）方式，人工输入刀具半径值，数控系统便能自动的计算出刀具中心的偏人工输入刀具半径值，数控系统便能自动的计算出刀具中心的偏移向量。移向量。 刀具位于

22、工件左侧（假设工件不动）刀具位于工件左侧（假设工件不动） G41 D01刀具位于工件右侧（假设工件不动）刀具位于工件右侧（假设工件不动） G42 D01 刀具半径补偿的建立，只能在刀具半径补偿的建立，只能在G00或或G01方式下完成，不能方式下完成，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。络线。刀具半径补偿的建立和取消过程刀具半径补偿的建立和取消过程刀具半径补偿分为刀具半径补偿分为A、B类和类和C类类A、B类

23、：类：只是能实现在本程序段内的刀具补偿，而对于程序段间只是能实现在本程序段内的刀具补偿，而对于程序段间的过渡不予处理。只有的过渡不予处理。只有B补偿功能的数控系统，在编程时，除了补偿功能的数控系统，在编程时，除了零件轮廓各程序段之外，还应考虑尖角过渡。零件轮廓各程序段之外，还应考虑尖角过渡。C类（类（C机能）机能）：可以自动地尖角过渡，只要给出零件轮廓的程序：可以自动地尖角过渡，只要给出零件轮廓的程序数据，数控系统能自动地进行拐角处的刀具轨迹交点的计算。因数据，数控系统能自动地进行拐角处的刀具轨迹交点的计算。因此，刀具半径补偿此，刀具半径补偿C功能可用于内、外拐角轮廓的加工，而且在功能可用于内

24、、外拐角轮廓的加工，而且在程序中不考虑尖角过渡。分为程序中不考虑尖角过渡。分为伸长型、插入型、缩短型插补伸长型、插入型、缩短型插补注意注意：现代数控系统可以先读入几段甚至全部加工程序，进行分：现代数控系统可以先读入几段甚至全部加工程序，进行分析，在加工之前就能处理完各程序段之间的连接情况和走刀路线。析，在加工之前就能处理完各程序段之间的连接情况和走刀路线。刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分：刀具补偿过程的轨迹分三个组成部分： 形成刀具补偿的建立补偿程序段形成刀具补偿的建立补偿程序段 零件轮廓切削程序段零件轮廓切削程序段 补偿撤消程序段补偿撤消程序段2.5 子程序和固定循环子程序和固定循环 2.5

25、.1 子程序的格式子程序的格式O * * * * 子程序子程序 . 子程序主体子程序主体 . M99；子程序结束指令；子程序结束指令 M98 P* * * *L: 子程序调用子程序调用 ,L为次数为次数 注意，在子注意，在子程序中，如果控制系统在读到程序中，如果控制系统在读到M99以前读到以前读到M02或或M30，则程序停止。，则程序停止。2.5.2 固定循环固定循环 1. 镗削循环的工艺路线镗削循环的工艺路线 2. 镗削循环程序镗削循环程序 格式格式: G85 XY ZRF L: 无暂停无暂停, 工退工退 L:次次数。数。 G89 XY ZRP F L: 延时延时, 工退工退 G86:镗削循

26、环镗削循环,主轴停止主轴停止,快退快退. G86 : XY ZP RF L G88: 镗削循环镗削循环,主轴停止主轴停止 ,手动停止手动停止 G88 : XY Z R P F L G76 :精镗循环精镗循环,主轴停止主轴停止,让刀让刀,快退快退 G76 XY ZI J (Q) R P F L G87 : 反镗循环反镗循环 G87 : XY ZI J R F G81 :钻孔循环、不延时、快退钻孔循环、不延时、快退 G81 : XY ZRF L G82：钻孔循环、延时、快退：钻孔循环、延时、快退 G82 : XY ZP RF L G83 ：深孔往复排屑钻孔循环、不延时、快退：深孔往复排屑钻孔循环、

27、不延时、快退 G83 : XY Z RQ F L G73 ：深孔往复排屑钻孔循环、延时、快退：深孔往复排屑钻孔循环、延时、快退 G73 : XY Z R Q PF L 内螺纹攻螺丝程序内螺纹攻螺丝程序 G84：右旋螺丝攻螺纹程序：右旋螺丝攻螺纹程序 G84： XY ZP RF L G74：左旋螺丝攻螺纹程序：左旋螺丝攻螺纹程序 G74： XY ZP F L2.6 2.6 数控车床程序编制的基础数控车床程序编制的基础 数控车床按其功能分为简易数控车床、经济型数控车床多功数控车床按其功能分为简易数控车床、经济型数控车床多功能数控车床和车削中心等，它们在功能上差很大。能数控车床和车削中心等，它们在功

28、能上差很大。2.6 .1 2.6 .1 数控车床的主要功能数控车床的主要功能 简易数控车床简易数控车床 这是一种低档数控车床，一般用单板机或单片机进行控制。这是一种低档数控车床，一般用单板机或单片机进行控制。单板机不能存储程序，所以切断一次电源就得重新输入程序，且单板机不能存储程序，所以切断一次电源就得重新输入程序，且抗干扰能力差，不便于扩展功能，目前已很少采用。单片机可以抗干扰能力差，不便于扩展功能，目前已很少采用。单片机可以存储程序，它的程序可以使用可变程序格式，这种车床没有刀尖存储程序，它的程序可以使用可变程序格式，这种车床没有刀尖圆半径自动补偿功能，编程时计算比较繁琐。圆半径自动补偿功

29、能，编程时计算比较繁琐。 经济型数控车床经济型数控车床 这是中档数控车床，一般具有单色显示的这是中档数控车床，一般具有单色显示的CRTCRT，程序储存和编，程序储存和编辑功能。它的缺点是没有恒线速度切削功能，刀尖圆弧半径自动辑功能。它的缺点是没有恒线速度切削功能，刀尖圆弧半径自动补偿不是它的基本功能，而属于选择功能范围。（补偿不是它的基本功能，而属于选择功能范围。（n=1000/dn=1000/d）. 多功能数控车床多功能数控车床 这是指较高档次的数控车床，这类机床一般具备刀这是指较高档次的数控车床，这类机床一般具备刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速度切削、倒角、固定循环、尖圆弧半径自动补偿、恒线速

30、度切削、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。 车削中心车削中心 车削中心的主体是数控车床，配有刀库和机械手，车削中心的主体是数控车床，配有刀库和机械手，与数控车床单机相比：自动选择和使用的刀具数量大大与数控车床单机相比：自动选择和使用的刀具数量大大增加，卧式车削中心还具备如下两种功能：一是动力刀增加，卧式车削中心还具备如下两种功能：一是动力刀具功能，即刀架上某一刀位或所有刀具可使用回转刀具，具功能，即刀架上某一刀位或所有刀具可使用回转刀具，如铣刀和钻头；另一种是如铣刀和钻头；另一种是C C轴位置控制功能轴位置控制功能（分度，低速（分度，低

31、速回转）回转）, ,该功能主轴能达到很高的角度定位分辨率（一般该功能主轴能达到很高的角度定位分辨率（一般0.0010.001）, ,还能使主轴和卡盘按进给脉冲作任意低速的还能使主轴和卡盘按进给脉冲作任意低速的回转回转, ,这样车床就具有这样车床就具有X X、Z Z和和C C三坐标，可实现三坐标两三坐标，可实现三坐标两联动控制。近年出现的双轴车削中心，在一个主轴进行联动控制。近年出现的双轴车削中心，在一个主轴进行加工结束后，无需停机，零件被转移至另一主轴加工另加工结束后，无需停机，零件被转移至另一主轴加工另一端，加工完毕后，零件除了去毛刺以外，不需要一端，加工完毕后，零件除了去毛刺以外，不需要其

32、它其它的补充加工。的补充加工。2.6.2 2.6.2 工艺装备特点工艺装备特点 对刀具的要求：对刀具的要求： 刀具结构刀具结构 ： 数控车床应尽可能使用机夹刀。由于机数控车床应尽可能使用机夹刀。由于机夹刀在数控车床上安装时，一般不采用垫片调整刀尖高夹刀在数控车床上安装时，一般不采用垫片调整刀尖高度，所以刀尖高的精度在制造时就应得到保证。对于长度，所以刀尖高的精度在制造时就应得到保证。对于长径比较大的内径刀杆，应具有良好的抗震结构。径比较大的内径刀杆，应具有良好的抗震结构。 刀具强度、耐用度：刀具强度、耐用度： 数控车床能兼作粗精车削，数控车床能兼作粗精车削，为使粗车能大切深、大走刀，要求粗车刀

33、具强度高、耐为使粗车能大切深、大走刀，要求粗车刀具强度高、耐用度好；精车则保证加工精度，所以要求刀具锋利、精用度好；精车则保证加工精度，所以要求刀具锋利、精度高、耐用度好。度高、耐用度好。 刀片断屑槽刀片断屑槽 ： 数控车床一般在封闭环境中进行，数控车床一般在封闭环境中进行，要求刀具具有良好的断屑性能，断屑范围要宽，一般采要求刀具具有良好的断屑性能，断屑范围要宽，一般采用三维断屑槽，其形式很多，选择时应根据零件的材料用三维断屑槽，其形式很多，选择时应根据零件的材料及精度要求来确定。及精度要求来确定。2.7 2.7 数控车床的程序编制数控车床的程序编制 车与铣大同小异，基本指令的意义是相同的，但

34、由车与铣大同小异，基本指令的意义是相同的，但由于二者在切削原理上存在着差异，因此，数控车床在编于二者在切削原理上存在着差异，因此，数控车床在编程方面有自己的特点。程方面有自己的特点。 本节着重介绍配置本节着重介绍配置FANUC-0TJFANUC-0TJ数控系统进行车削加工数控系统进行车削加工所特有的程序编制方法。所特有的程序编制方法。2.7.1 F2.7.1 F功能功能1 1、在、在G95G95码状态下码状态下,F,F后面的数值表示的是主轴每转的切后面的数值表示的是主轴每转的切削进给量或切螺纹的螺距，在数控车床上这种进给量指削进给量或切螺纹的螺距，在数控车床上这种进给量指令使用的较多。令使用的

35、较多。例如：例如：G95 F0.5 G95 F0.5 表示进给量表示进给量0.5mm/r0.5mm/r G95 F1.0 G95 F1.0 表示进给量表示进给量1.0mm/r1.0mm/r2 2、在、在G94G94码状态下，表示每分钟进给量。码状态下，表示每分钟进给量。例如：例如：G94 F200 G94 F200 表示进给量表示进给量200mm/min200mm/min 2.7.2 S2.7.2 S功能功能1 1、主轴最高转速限制、主轴最高转速限制(G50)(G50)编程格式：编程格式： G50 SG50 S例如：例如： G50 S1800 G50 S1800 表示最高转速表示最高转速为为1

36、800r/min1800r/min2 2、恒线速度控制、恒线速度控制(G96)(G96)指令格式：指令格式： G96 SG96 S 例如：例如：G96 S150 G96 S150 表示控制主轴表示控制主轴转速，使切削点的线速度始终保持在转速，使切削点的线速度始终保持在150m/min150m/min由线速度由线速度可求得主轴转速如下：可求得主轴转速如下：n=1000n=1000/（dd）所示的切削零件，为保持所示的切削零件，为保持A A、B B、C C各点的线速度一致各点的线速度一致, ,则则在每点的主轴转速分别为：在每点的主轴转速分别为：nA = 1000nA = 1000150/150/（

37、4040）= 1193 r/min= 1193 r/minnB = 1000nB = 1000150/150/（6060）= 795 r/min= 795 r/minnC = 1000nC = 1000150/150/（7070）= 682 r/min= 682 r/min上述主轴转速的变化是由数控系统自动控制的。上述主轴转速的变化是由数控系统自动控制的。3、恒线速度取消、恒线速度取消(G97) 编程格式：编程格式：G97 S例如：例如： G97 S1000 表示主轴转速为表示主轴转速为1000r/min。 当由当由G96转为转为G97时，应对时，应对S码赋值，未指令时将保码赋值，未指令时将保

38、留留G96指令的最终值。当由指令的最终值。当由G97转为转为G96时，若没有时，若没有S指指令，则按前一令，则按前一G96所赋所赋S值值进行恒线速度控制。进行恒线速度控制。2.7.3 G功能功能1、加工坐标系设定、加工坐标系设定 加工坐标系有两种设定方法。一种是以加工坐标系有两种设定方法。一种是以G50方式，另方式，另一种是以一种是以G54 G59的方式，的方式，G50是车削中常用的方式。是车削中常用的方式。如图如图3-6所示，用所示，用G50 X128.7 Z375.1设定了加工坐标系设定了加工坐标系 .2.2.刀尖圆弧自动补偿功能刀尖圆弧自动补偿功能 通常在编程时都将车刀刀尖作为一点考虑的

39、，通常在编程时都将车刀刀尖作为一点考虑的，即所谓假设刀尖。但实际上刀尖是有圆角的即所谓假设刀尖。但实际上刀尖是有圆角的( (如图如图) )按刀按刀尖点编出的程序在进行端面、外径、内径等与轴线平行尖点编出的程序在进行端面、外径、内径等与轴线平行的表面加工时，是没有误差的，但在进行倒角、锥面及的表面加工时，是没有误差的，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圆弧切削时，则会产生少切或过切现象（如图）（如图），具有，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧刀尖圆弧半径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，自动控制刀尖的运动以避免上述现半径计算出补偿量，自动

40、控制刀尖的运动以避免上述现象的产生。象的产生。 为了进行刀尖圆弧半径补偿，需要使用以下指令：为了进行刀尖圆弧半径补偿，需要使用以下指令：G40G40：取消刀具补偿取消刀具补偿, ,G41G41：左偏刀具补偿，左偏刀具补偿，G42G42：右偏刀右偏刀具补偿具补偿. . 3.单一固定循环单一固定循环 利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，如利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，如“切入切入-切削切削-退刀退刀-返回返回”，用一个循环指令完成，从而使程序简化。，用一个循环指令完成，从而使程序简化。例如：例如： 图图按一般写法，程序应写为：按一般写法，程序应写为：N10 G00 X50N20 G0

41、1 Z-30 FN30 X65.0N40 G00 Z2但用固定循环语句只要下面一句就可以了但用固定循环语句只要下面一句就可以了:G90 X50 Z-30 F(1) 圆柱或圆锥切削循环圆柱或圆锥切削循环(G90)圆柱切削循环指令编程格式为圆柱切削循环指令编程格式为:G90 X ( U ) Z ( W ) F循环过程循环过程如图如图所示。所示。X、Z为圆柱面切削终点坐标值，为圆柱面切削终点坐标值，U、W为圆柱面柱切削终点相对循环起点的坐标分量。为圆柱面柱切削终点相对循环起点的坐标分量。 圆锥切削循环指令编程格式为圆锥切削循环指令编程格式为:G90 X ( U ) Z ( W ) IF循环过程循环过

42、程如图如图所示，所示，I为为圆锥面切削始点与切削终点圆锥面切削始点与切削终点的半径差。图中的半径差。图中X轴轴向切削向切削始点坐标小于切削终点坐标，始点坐标小于切削终点坐标，I的数值为负；如果的数值为负；如果I为正，则相反。为正，则相反。（2）端面切削循环）端面切削循环G94格式格式 G94 X ( U ) Z ( W ) F 3.复合型固定循环（复合型固定循环（G70G76） 在使用在使用G90、G92、G94时，已经使程序简化了一些，但还有时，已经使程序简化了一些，但还有一类被称为复合型固定循环的代码，能使程序进一步得到简化。使一类被称为复合型固定循环的代码，能使程序进一步得到简化。使用这

43、些复合型固定循环时，只需指令精加工的形状，就可以完成从用这些复合型固定循环时，只需指令精加工的形状，就可以完成从粗加工到精加工的全部过程。粗加工到精加工的全部过程。（1） 外圆粗切削循环（外圆粗切削循环（G71） G71 U (d ) R (e)G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)式中式中d背吃刀量，吃刀深度背吃刀量，吃刀深度e退刀量，提刀量退刀量，提刀量ns精加工形状程精加工形状程序段中的开始程序段号；序段中的开始程序段号；nf精加工形状程精加工形状程序段中的结束程序段号；序段中的结束程序段号；uX轴方向精加工轴方向精加工余量；余量；wZ轴方向精加

44、工轴方向精加工余量；余量；f，s，tF，S，T代码。代码。在此应注意以下几点：在此应注意以下几点： 使用使用G71进行粗加工循环时，只有含在进行粗加工循环时，只有含在G71程序段中的程序段中的F、S、T功能才有效而含在功能才有效而含在ns nf程序段中的程序段中的F、S、T功功能即使被指定对粗循环也无效；能即使被指定对粗循环也无效； A B之间必须符合之间必须符合X轴、轴、Z轴方向的共同单调增大或轴方向的共同单调增大或减少的模式；减少的模式； 可以进行刀具补偿。可以进行刀具补偿。例例 在图中，试按图示尺寸编写粗车循环加工程序。在图中，试按图示尺寸编写粗车循环加工程序。 O0001 N10 G5

45、0 X200 Z140 T0101N20 G90 G40 G97 G95 S240 M03N30 G00 G42D01 X120 Z12 M08N40 G96 S120N50 G71 U2 R0.1N60 G71 P70 Q130 U2 W2 F0.3N70 G00 X40 N80 G01 Z-30 F0.15 S150N90 X60 Z-60N100 Z-80N110 X100 Z-90N120 Z-110N130 X-120 Z-130N140 G00 X125 G40N150 X200 Z140N160 M02（2） 端面粗加工循环端面粗加工循环(G72) G72与与G71均为粗加工循环

46、均为粗加工循环指令，而指令，而G72是沿着平行于是沿着平行于X轴进行切削循环加工的，轴进行切削循环加工的，编程格式为编程格式为G72 U (d ) R(e)G72 P (ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)（3） 封闭切削循环封闭切削循环(G73) 所谓封闭切削循环就是按一定所谓封闭切削循环就是按一定的切削形状逐渐地接近最终形状。这种方式对于铸造或的切削形状逐渐地接近最终形状。这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。G73循环方式如循环方式如图图所示。所示。编程方式编程方式 G73 U(i) W(k) R(d)G

47、73 P (ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)式中式中iX轴上总退刀量（半径值）；轴上总退刀量（半径值）；kZ轴上的总退刀量；轴上的总退刀量；d重复加工次数；重复加工次数； 执行执行G73功能时，每一刀的加工路线的轨迹形状是相功能时，每一刀的加工路线的轨迹形状是相同的只是位置不同，每走完一刀就把加工轨迹向工件方同的只是位置不同，每走完一刀就把加工轨迹向工件方向移动一个位置。向移动一个位置。(4)精加工循环（精加工循环（G70） 由由G71、G72完成粗加工后，可完成粗加工后，可以用以用G70进行精加工。编程格式进行精加工。编程格式G70 P (ns) Q(nf

48、) 其中其中ns和和nf与前述含义相同。在这里与前述含义相同。在这里G71、G72、G73程序段中程序段中的的F、S、T指令都无效，只有指令都无效，只有ns-nf在程序段中在程序段中F、S、T才有效，以下才有效，以下图图的程序为例，在的程序为例，在N130程序段之后再加上：程序段之后再加上：N140 G70 P70 Q130就完成从粗加工到精加工全过程。就完成从粗加工到精加工全过程。例例 程序为程序为N10 G50 X200 Z200 T0101 N20 G90 G97 G40 S200 M03N30 G00 G42 X140 Z40 M08N40 G96 S120N50 G73 U9.5 W

49、9.5 R3N60 G73 P70 Q130 U1.0W0.5 F0.3N70 G00 X20 Z0 (ns) N80 G01 Z-20 F0.15 S150N90 X40 Z-30N100 Z-50N110 G02 X80 Z-70 R20 N120 G01 X100 Z-80N130 X105 (nf)N140 G00 X200 Z200 G40 N150 M02精加工循环精加工循环(G70) 由由G71、G72完成粗加工后，可以用完成粗加工后，可以用G70精加精加工。工。编程格式编程格式G70 P(ns) Q(nf) ，其中，其中ns和和nf与前述含义相同。与前述含义相同。 在这里在这里

50、G71、G72、G73程序段中的程序段中的F、S、T的指令都无效，的指令都无效，只有在只有在ns-nf程序中的程序中的F、S、T才有效，以上图的程序为例，在才有效，以上图的程序为例，在N130程序段之后再加上：程序段之后再加上： N140 G70 P70 Q130就可以完成从粗加工到精加工的全过程。就可以完成从粗加工到精加工的全过程。(5) 外径切槽循环外径切槽循环(G75) 其编程格式其编程格式 G75 R(e) G75 X(u) P(i) F(f)式中式中 e退刀量退刀量 u槽深槽深 i每次循环切削量每次循环切削量 f进给量进给量 例例 切槽（切断）程序为切槽（切断）程序为N10 G50