2-4 5 数控车床编程方法

1数控编程基础3数控加工工艺2常用G指令编程方法4车床编程第二章NC加工程序的编制5铣床和加工中心编程第四节车床编程方法一、车削加工编程的特点①一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是绝对值、增量值或者是二者的混合编程；②由于图纸尺寸和测量都是直径值，故直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示。用增量值编程时，X以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号；③为提高径向尺寸精度，X向的脉冲当量取为Z向的一半；④由于毛坯常用棒料或锻件，加工余量大，所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可以进行多次重复循环切削；⑤为了提高刀具寿命和减小工件表面粗糙度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧，为此，编程时需对车刀半径进行补偿；⑥许多数控车床用U、W表示增量坐标指令；⑦第三坐标指令I、K在不同的程序段中的作用不同，在圆弧切削时表示圆心相对于圆弧起点的坐标位置，在自动循环指令程序中，表示每次循环的进刀量。二、圆头车刀假想刀尖的编程特点和刀具补偿功能在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考虑（即假想刀尖位置），但实际上刀尖部分是带有圆角的（如图所示）。上一页下一页1、圆头车刀加工台阶面的编程和补偿我们编程时所指定的刀具轨迹就是假想刀尖的轨迹。在实际当中，以假想刀尖编程在加工端面或外圆时没有误差，但在进行倒角、斜面、圆弧面切削时就会产生欠切或过切，造成零件加工精度误差（如图所示）。上一页下一页2、圆头车刀加工圆锥面的编程和补偿假想刀尖P点沿工件轮廓CD移动,如果按照轮廓线CD编程,用圆角车刀进行实际切削,必然产生CDD1C1的残留误差。因此,实际加工时,圆头车刀的实际切削点要移至轮廓线CD,沿CD移动,如图3(b)所示,这样才能消除残留高度。这时假想刀尖的轨迹C2D2与轮廓线CD在X向相差X,Z向相差Z。设刀具的半径为r,斜面倾角为α，可以求出α△Zα/2△X3、圆头车刀加工圆弧面的编程和补偿圆头车刀加工圆弧面和加工圆锥面基本相似。如图是加工l/4凸凹圆弧,CD为工件轮廓线,0点为圆心,半径为R,刀具与圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为C和D,对应假想刀尖为C1和D1。对图(a)所示凸圆弧加工情况,圆弧C1D1为假想刀尖轨迹,01点为圆心,半径为(R+r);对图(b)所示凹圆弧加工情况,圆弧C2D2为假想刀尖轨迹,其圆心是02点,半径为(R-r)。如果按假想刀尖轨迹编程,则要以图中所示的圆弧C1D1或C2D2(虚线)有关参数进行程序编制。4、圆头车刀的补偿方法通常采用的补偿方法有两种。第一种是在编程时就按照实际切触点的轨迹编程，这就需要在编程时进行复杂的刀具路径数学计算，编程工作量较大，只在机床不具备刀尖半径自动补偿功能的情况下采用。第二种方法是当机床具有刀尖半径自动补偿功能时直接按照理想刀尖轨迹编程，同时使用刀尖半径补偿指令。不同的数控车床用刀具在工作中假想刀尖的位置不同，故要输入假想刀尖位置序号。假想刀尖位置序号共有10个，如图所示。如图所示为几种数控车床用刀具的假想刀尖位置。(=^^=)三、按照刀心轨迹编程如图四、数控车床编程坐标系的确定1、标准坐标系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，而指向尾座的方向为Ｚ轴的正方向。Ｘ轴是以操作者面向的方向为Ｘ轴正方向。故，根据右手法则，Ｙ轴正方向指向地（数控车床编程中不涉及Y轴坐标）。数控车床坐标系如右图所示。2、机床坐标系机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系；是机床本身所固有的坐标系；是机床生产厂家设计时自定的，其位置由机械挡块决定，不能随意改变。机床原点：机床原点为机床上的一个固定点，数控车床一般将其定义在主轴前端面卡盘中心。机床坐标系：是以机床原点为坐标原点的坐标系，Z轴与主轴中心线重合，是纵向进刀方向，X轴与主轴垂直，是横向进刀方向。（1）工件原点编制加工程序的基准点（零点）称为工件原点。数控车床的工件原点一般定为轴心线与零件左端面或右端面的交点处。（2）工件坐标系以工件原点为原点，所构成的坐标系称为工件坐标系。XZ五、车削固定循环编程指令1、矩形柱面循环指令内、外径切削循环指令（G90/G77）格式：切削圆柱面：G90X（U）__Z（W）__（F__）；其中X，Z（U，W）为外径、内径切削终点坐标如图所示，G90指令循环动作G90X50.0Z-30.0F__；相当于G00X50.0；G01Z-30.0F__；X65.0；上一页下一页端面切削循环指令（G94）格式：G94X（U）__Z（W）__（F__）；其中X，Z（U，W）为端面切削终点坐标例：如图所示的程序……；G00X85.0Z10.0T0101M03；G01G96Z5.0F3.0S120；G94X30.0Z-5.0F0.2；①Z-10.0；②循环部分Z-15.0；③G00G97X200.0Z200.0S450T0100；M01；……；上一页下一页当进行重复循环时，为了减少程序，可采用重复循环次数代码：格式：GxxX（U）__Z（W）__I__K__H__F__；X（U）、Z（W）为第一次循环的坐标值；I、K为每次循环的推进量，I用两倍值；H为循环的次数。2、锥面循环指令该指令用于切削内外锥面的自动循环。锥度的斜率取决于U、W的值。格式与矩形循环相同。如图所示，运用带锥度端面切削循环指令编程。3、螺纹切削循环指令（G92）格式：圆柱螺纹：G92X（U）__Z（W）__F__；锥螺纹：G92X（U）__Z（W）__R__F__；其中X，Z（U，W）为螺纹切削终点坐标；R为螺纹的锥度，其方向及尺寸的判定同G90中R值。例：如图所示的程序……；G00X40.0Z5.0；G92X29.3Z-42.0F2.0；X28.42；X27.82；X27.62；G00X150.0Z200.0；上一页下一页复合固定循环指令外径、内径粗加工循环指令（G71）格式：G71U△dRe;G71PnsQnfU△uW△w（F__S__T__）；其中△d—切削深度(背吃刀量、每次切削量)，半径值，无正负号。e—每次退刀量，半径值，无正负；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△u：X向的精加工余量△w：Z向的精加工余量G71循环指令的刀具切削路径如图所示：上一页下一页精加工循环指令（G70）格式：G70PnsQnf；其中ns：循环开始的第一个程序段的序号n循环结束最后一个程序段的序号注：﹡在G71、G72程序段中的F、S、T指令都无效，只有在ns-nf之间的程序段中的F、S、T指令有效；﹡G70切削后刀具会回到G71-G73的开始切削点；﹡G71、G72循环切削之后必须使用G70指令执行精加工，以达到所要求的尺寸；﹡在没有使用G71、G72指令时，G70指令不能使用。上一页下一页端面粗加工循环指令（G72）格式：G72W△dRe；G72PnsQnfU△uW△w（F__S__T__）；其中△d：每次Z向切削深度（无正负值符号）e：每次切削的退刀量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△u：X向的精加工余量△w：Z向的精加工余量G72循环指令的刀具切削路径如图所示：上一页下一页闭环切削循环指令（G73）格式：G73U△iW△kRd；G73PnsQnfU△uW△w（F__S__T__）；其中△i：X方向粗加工毛坯的预留量（半径值）△k：Z方向粗加工毛坯的预留量（半径值）d：切削次数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△U：X向的精加工余量△W：Z向的精加工余量G73循环指令的刀具切削路径如图所示：下一•车床编程举例2528XZOG92X200.0Z100.0;M06T0101;M03S600;G00G41X22.0Z3.0;G01X30.0Z-1.0F0.1;Z-23.0;X36.0;G03X40.0Z-25.0R2.0;G01Z-50.0;G02X46.0Z-53.0R3.0;G01X63.0;G00X200.0Z100.0;M05;M30;G00G96S180T0101;M03;G41X40.0Z20.0;G01X27.0F0.2;X30.0Z-1.0;Z-23.0;X36.0;G03X40.0Z-25.0R2.0;G01Z-50.0;G02X46.0Z-53.0R3.0;G01X63.0;G00G40X100.0Z100.0;M01;T0202;G00G97S600M03;X36.0Z-3.0;G01X28.0z0.0F0.1;X42.0;G00X100.0Z100.0;M30;XZO1数控编程基础3数控加工工艺2常用G指令编程方法5铣床和加工中心编程第二章NC加工程序的编制4车床编程一、数控铣床和加工中心机床编程特点•数控铣床是一种用途广泛的机床。•加工中心是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，是将数控铣床、数控钻床、数控镗床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床，通常称镗铣类加工中心，习惯称加工中心。加工中心按其主轴位置的不同分为：立式、卧式立式加工中心的主轴线是垂直的，适合加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心的主轴线是水平的，一般配有容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或双工作台以便于工件的装卸，适合工件在一次装卡后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。加工中心编程特点1、零件工序多，进行合理的工艺分析，安排加工工序。2、至少有三个控制轴，可以加工任意平面零件直到复杂的空间表面。3、根据批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。（批量10件以上、频繁换刀）4、有刀库，刀具容量大，适合加工箱体类零件5、自动换刀要留出足够的换刀空间。6、可实现点位控制加工和轮廓控制加工7、为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。8、对于编好的程序，应认真检查，并于加工前安排好试运行。9、尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中，主程序主要是完成换刀和调用子程序。10、尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜像、旋转、固定循环理的功能，以简化程序量。二、数控铣床编程中的特殊功能指令1、工件坐标系设定指令G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1～6号加工坐标系这些指令可以分别用来选择相应的加工坐标系。编程格式：G54G90G00(G01)X～Y～Z～(F～)；该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。2、镜像加工指令在加工某些对称图形时，为避免反复编制相类似的程序，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。常见的一种指令格式：G11Nnnnn.mmmm.pppG12Nnnnn.mmmm.pppG13Nnnnn.mmmm.pppnnnn表示镜像加工程序开始时程序段号；mmmm表示镜像加工程序结束时程序段号；ppp表示循环的次数（1~255）格式说明：1）这组指令的作用是将本程序段所定义的两个程序段号之间的程序，分别按Y轴、X轴和原点对称加工，并按循环次数循环若干次；2）镜像加工完成后，下一加工程序段是镜像加工定义段的下一程序段。例如：N0010…;N0020…;…N0100G11N0030.0060.02;N0110M02;将N0030和N0060之间的程序按Y轴对称加工2次3）镜像加工指令不可作为整个加工程序的最后一段，若位于最后时，再写一句M02程序段；4)循环次数为一次可以省略；5)G11、G12、G13所定义的镜像加工程序段号内，不得发生其它转移加工指令，如子程序等。四、固定循环指令编程1、固定循环的基本动作六个动作组成：动作1——x轴和y轴定位：使刀具快速定位到孔加工的位置。动作2——快进到R点：刀具自起始点快速进给到R点。动作3——孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。(Z点）动作4——孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移动等动作。动作5——返回到R点：继续加工其它孔时，安全移动刀