數(shù)控車床的編程

第4章數(shù)控車床的編程4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)4.2數(shù)控車床常用指令及基本編程方法4.3典型零件的數(shù)控車削編程舉例練習(xí)與思考題4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)

一、數(shù)控車床的分類

（1）按主軸布置形式分

1）臥式數(shù)控車床2）立式數(shù)控車床（2）按可控軸數(shù)分

1）兩軸控制2）多軸控制配備了動(dòng)力銑頭，不但可以進(jìn)行車削，還可以進(jìn)行銑削加工。（3）按數(shù)控系統(tǒng)的功能分

1）簡易數(shù)控機(jī)床2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床3）全功能數(shù)控車床4）車削中心5）按特殊或?qū)ｉT工藝性能可分為螺紋數(shù)控車床、活塞數(shù)控車床、曲軸數(shù)控車床、數(shù)控卡盤車床、數(shù)控管子車床等多種。4.1.1數(shù)控車床的分類與特點(diǎn)臥式數(shù)控車床它有單軸臥式和雙軸臥式之分。由于刀架拖板運(yùn)動(dòng)很少需要手搖操作，所以刀架一般安放于軸心線后部，其主要運(yùn)動(dòng)范圍亦在軸心線后半部，可使操作者易接近工件。采用短床身占地小，宜于加工盤類零件。雙軸型便于加工零件正反面。臥式數(shù)控車床傾斜式床身它在水平導(dǎo)軌床身上布置三角形截面的床鞍。其布局兼有水平床身造價(jià)低、橫滑板導(dǎo)軌傾斜便于排屑和易接近操作的優(yōu)點(diǎn)。它有小規(guī)格、中規(guī)格和大規(guī)格三種。它分單柱立式和雙柱立式數(shù)控車床。采用主軸立置方式，適用于加工中等尺寸盤類和殼體類零件。便于裝卸工件。立式數(shù)控車床

單主軸單刀架

雙主軸雙刀架

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床

全功能數(shù)控車床

車削中心

車削中心車削中心可在一臺(tái)車床上完成多道工序的加工，從而縮短了加工周期，提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率和加工精度。若配上機(jī)械手，刀庫料臺(tái)和自動(dòng)測量監(jiān)控裝置構(gòu)成車加工單元，用于中小批量的柔性加工。

車銑復(fù)合中心二、數(shù)控車床的特點(diǎn)

（1）數(shù)控車床可以自動(dòng)完成主軸變速、主軸正反轉(zhuǎn)、主軸啟動(dòng)或停止、快速移動(dòng)、刀架的松開、轉(zhuǎn)位和夾緊、切削液的開關(guān)等操作。

（2）通過控制主軸轉(zhuǎn)速保持切削點(diǎn)處的恒線速度切削，可獲得一致的加工表面。

（3）刀架的進(jìn)給必須與主軸的旋轉(zhuǎn)建立聯(lián)系。

（4）由于精度和頻率的需要，主軸必須有一個(gè)較大的調(diào)速范圍。

（5）具有刀具補(bǔ)償功能和具有執(zhí)行跳步指令功能。

（6）采用全封閉或半封閉防護(hù)裝置可防止切屑或切削液飛出。

（7）采用斜床身結(jié)構(gòu)布局，排屑方便，便于采用自動(dòng)排屑機(jī)。

（8）采用了液壓卡盤，夾緊力調(diào)整方便可靠，同時(shí)也降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)數(shù)控車床的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)數(shù)控車削中心及部件4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)三、數(shù)控車床主要功能及加工對(duì)象2.圓弧插補(bǔ)

1）可形成圓弧面、倒圓、非圓曲線回轉(zhuǎn)面

2）一次插補(bǔ)，一次走刀（一）主要功能

1.直線插補(bǔ)

1）一般在XOZ平面

2）可形成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、倒角3.刀具補(bǔ)償

1）可分別在X、Z方向進(jìn)行位置補(bǔ)償，主要用于刀具磨損。

2）用于圓弧車刀車削以及刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。4.車削固定循環(huán)

1）外圓粗車、精車

2）內(nèi)孔粗車、精車

3）端面粗車、精車

4）槽粗車、精車

5）車螺紋5.恒線速度車削

1）通過控制主軸轉(zhuǎn)速保持切削點(diǎn)處的切削速度恒定，

可獲得一致的加工表面。

2）必須限定加工時(shí)主軸最高轉(zhuǎn)速

精密、復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件（二）、數(shù)控車床主要加工對(duì)象

1．在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸，可以是絕對(duì)值或增量值編程，也可以是二者的混合編程。

2．由于圖紙尺寸的測量都是直徑值，因比，為了提高徑向尺寸精度和便于編程與測量，向脈沖當(dāng)量取為向的一半，故直徑方向用絕對(duì)值編程時(shí)，以直徑值表示。用增量編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的2倍編程，并附上方向符號(hào)（正向省略）。3．由于毛坯常用棒料或鑄鍛件，加工余量較大，所以數(shù)控車床常具備不同形式的固定循環(huán)功能，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。

4．為了提高刀具的使用壽命和降低表面粗糙度，車刀刀尖常磨成半徑較小的圓弧，為此當(dāng)編制圓頭車刀程序時(shí)需要對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)具備、自動(dòng)補(bǔ)償功能的機(jī)床，可直接按輪廓尺寸進(jìn)行編程；對(duì)不具備以上功能的機(jī)床編程時(shí)需要人工計(jì)算補(bǔ)償量，這種計(jì)算比較復(fù)雜，有時(shí)是相當(dāng)繁瑣的。4.1.2數(shù)控車床的編程特點(diǎn)4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)5．X、Z和U、W分別為絕對(duì)坐標(biāo)指令和增量坐標(biāo)指令，其后的數(shù)值為刀尖在程序段中終點(diǎn)的坐標(biāo)位置，X（U）方向的脈沖當(dāng)量為Z（W）方向的一半。6．第三坐標(biāo)指令I(lǐng)、K在不同的程序中作用也不相同。I、K在圓弧切削時(shí)表示圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)位置，此時(shí)I、K方向的脈沖當(dāng)量與Z向一致；而在有自動(dòng)循環(huán)的指令中，I、K坐標(biāo)則用來表示每次循環(huán)的進(jìn)刀量，此時(shí)I方向的脈沖當(dāng)量與X方向的脈沖當(dāng)量一樣為Z方向的一半（即I以二倍值編程），而K方向的脈沖當(dāng)量與Z方向一致。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)由于目前數(shù)控機(jī)床的形式和數(shù)控系統(tǒng)的種類較多，其指令代碼的定義尚未完全統(tǒng)一。所以編程人員在編程之前要對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的功能仔細(xì)加以研究。1．準(zhǔn)備功能G指令

常用準(zhǔn)備功能指令見書上，在后續(xù)的編程中將作詳細(xì)介紹。

2．輔助功能M指令常用的M功能簡介如下（和第2章一致的指令不再贅述）：M00——程序停止M01——選擇停止M02——程序結(jié)束M03——主軸正轉(zhuǎn)M04——主軸反轉(zhuǎn)M05——主軸停止M08——切削液開M09——切削液關(guān)M10——車螺紋45°退刀M11——車螺紋直退刀M23——自動(dòng)螺紋倒角M24——螺紋倒角關(guān)斷注銷M23代碼。M30——程序結(jié)束M98——子程序調(diào)用4.1.3數(shù)控系統(tǒng)的功能4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)M99——子程序結(jié)束并返回主程序M52——主軸鎖緊當(dāng)執(zhí)行銑削時(shí)(除去X軸和主軸(C軸)聯(lián)動(dòng)或Z軸和主軸(C軸)聯(lián)動(dòng))，必須使主軸固定在某一位置，這時(shí)就要用M52指令。M53——主軸松開，使動(dòng)力從銑削軸轉(zhuǎn)回主軸當(dāng)完成銑削以后，須確認(rèn)使用M53指令解除了主軸的鎖緊狀態(tài)。M54——主軸(C軸)離合器合上將動(dòng)力從主軸齒輪換到C軸齒輪準(zhǔn)備銑削，可以控制C軸并使用旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行切削，使用M54命令后，必須確認(rèn)C軸返回參考點(diǎn)。M55——主軸(C軸)離合器打開將動(dòng)力從C軸齒輪切換到主軸齒輪，通過控制執(zhí)行銑削之后，一定要執(zhí)行M55指令，并且在指令M55之前還必須使C軸返回一個(gè)參考點(diǎn)。M82——尾架體前進(jìn)M83——尾架體后退4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)3．進(jìn)給功能

進(jìn)給功能也稱F功能，有兩種指令來指定其單位。

（1）G99設(shè)定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）

格式：G99F×××．××

該指令指定在F后面的數(shù)值表示主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的刀具切削進(jìn)給量（如圖4-1所示）或切螺紋時(shí)的螺距（如圖4-2所示），編程時(shí)這種進(jìn)給量指令方法有較多使用。（2）G98設(shè)定每分鐘進(jìn)給速度（mm/min）格式：G98F×××．××該指令指定在F后面的數(shù)值表示刀具每分鐘的進(jìn)給量（如圖4-3所示）。G98為模態(tài)指令，在程序中指定后，直到G99被指定前一直有效。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)圖4-1每轉(zhuǎn)進(jìn)給圖4-2切削螺紋中指定螺距圖4-3每分鐘進(jìn)給4．主軸功能進(jìn)給功能也稱S功能，用來設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速或切削速度，有以下3種設(shè)定方法：（1）G96恒線速度控制格式：G96S××××（M38或M39）車削直徑變化較大工件（如圖4-4所示階梯軸）或做端面車削時(shí)，如果主軸轉(zhuǎn)速不變，車刀越接近中心其線速度越低，是工件表面粗糙度受到較大影響。因此可以采用恒線速度功能G96來指定固定的切削速度，避免此現(xiàn)象。主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化M38設(shè)定主軸在低速范圍變化（粗加工），M39設(shè)定主軸在高速范圍變化（精加工）。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)圖4-4車階梯軸

例：G96S200M03；表示主軸正轉(zhuǎn)，使切削位置刀尖的線速度恒為200m/min。線速度與主軸轉(zhuǎn)速的相互關(guān)系為：4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)

在上述指令下，車削圖4-4所示的工件時(shí)，可保持車刀在A、B、C各點(diǎn)的線速度恒定為200m/min，則各切削位置處主軸轉(zhuǎn)速為：

由上例可知，在線速度恒定下，當(dāng)車較小直徑或車端面值中心時(shí)直徑D趨于0，主軸轉(zhuǎn)速趨于無窮大，使得離心力太大，可能有飛車的危險(xiǎn)現(xiàn)象發(fā)生，并危及機(jī)床壽命。為此采用恒線速度控制時(shí)，必須限制主軸最高轉(zhuǎn)速。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)

（2）G50最高轉(zhuǎn)速限定

格式：G50S××××G50除有坐標(biāo)系設(shè)定功能外，還有主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定功能，即用S指定的數(shù)值設(shè)定主軸每分鐘的最高轉(zhuǎn)速。例如G50S2000，表示把主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min。

（3）G97恒轉(zhuǎn)速控制

格式：G97S××××（M38或M39）

該指令可直接指定主軸轉(zhuǎn)速，一般用于車螺紋或工件直徑變化不大時(shí)。M38、M39的含義與在G96中一樣。例如：G97S800M04；表示主軸以800r/min轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)。機(jī)床開機(jī)后默認(rèn)為G97恒轉(zhuǎn)速控制，并可用于取消G96恒線速度控制。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)5．刀具功能刀具功能也稱為T功能。格式：T■■□□一般后面有四位數(shù)值，前兩位■■是刀具號(hào)（01~16），后兩位□□是偏置器號(hào)（刀補(bǔ)號(hào)）（0~99）。圖4-5刀具補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定4.1.4數(shù)控車床刀具補(bǔ)償4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)

數(shù)控機(jī)床中刀具補(bǔ)償有兩種：刀具位置尺寸補(bǔ)償和刀具半徑尺寸補(bǔ)償。

1．刀具位置補(bǔ)償當(dāng)采用不同尺寸的刀具加工同一輪廓尺寸的零件，或同一名義尺寸的刀具因換刀重調(diào)、磨損以及切削力使工件、刀具、機(jī)床變形引起工件尺寸變化時(shí)，為加工出合格的零件，必須進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償。

如圖4-6所示，車床的刀架裝有不同尺寸的刀具。設(shè)圖示刀架的中心位置戶為各刀具的換刀點(diǎn)，并以l號(hào)刀具的刀尖B點(diǎn)為所有刀具的編程起點(diǎn)。

當(dāng)換2號(hào)刀具加工時(shí)，2號(hào)刀具的刀尖在C點(diǎn)位置，要想運(yùn)用A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)值來實(shí)現(xiàn)從C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，就必須知道B點(diǎn)和C點(diǎn)的坐標(biāo)差值，利用這個(gè)差值對(duì)B到A的位移量進(jìn)行修正，就能實(shí)現(xiàn)從C到A的運(yùn)動(dòng)。圖4-6刀具位置補(bǔ)償示意4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)從以上分析可以看出，數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行刀具位置補(bǔ)償，就是用刀補(bǔ)值對(duì)刀補(bǔ)建立程序段的增量值進(jìn)行加修正，對(duì)刀補(bǔ)撤銷段的增量值進(jìn)行減修正。這里的1號(hào)刀是標(biāo)準(zhǔn)刀，我們只要在加工前輸入與標(biāo)準(zhǔn)刀的差I(lǐng)?、K?就可以了。在這種情況下，標(biāo)準(zhǔn)刀磨損后，整個(gè)刀庫中的刀補(bǔ)都要改變。為此，有的數(shù)控系統(tǒng)要求刀具位置補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)為刀具相關(guān)點(diǎn)。因此，每把刀具都要輸入I?、K?，其中I?、K?是刀尖相對(duì)刀具相關(guān)點(diǎn)的位置差（圖4-7）。圖4-7刀具位置補(bǔ)償4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)2．刀具半徑補(bǔ)償（1）不具備刀具半徑補(bǔ)償功能的系統(tǒng)補(bǔ)償在通常的編程中，將刀尖看作是一個(gè)點(diǎn)，然而實(shí)際數(shù)控切削加工中為了提高刀尖的強(qiáng)度，降低加工表面粗糙度，刀尖處成圓弧過渡刃。在切削內(nèi)孔、外圓及端面時(shí)，刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀，但在切削錐面和圓弧時(shí)，則會(huì)造成過切或少切現(xiàn)象（見圖4-8）。此時(shí)可以用刀尖半徑補(bǔ)償功能來消除誤差。圖4-8刀尖圓弧產(chǎn)生過切和少切的現(xiàn)象

簡易數(shù)控系統(tǒng)不具備半徑補(bǔ)償功能，因此，當(dāng)零件精度要求較高且又有圓錐或圓弧表面時(shí)，要么按刀尖圓弧中心編程，要么在局部進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，來消除刀尖半徑引起的誤差。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)1)按假想刀尖編程加工錐面數(shù)控車床總是按“假想刀尖”點(diǎn)來對(duì)刀，使刀尖位置與程序中的起刀點(diǎn)（或換刀點(diǎn)）重合。所謂假想刀尖如圖4-9所示，b為圓頭車刀，P點(diǎn)為圓頭刀假想刀尖，相當(dāng)于a圖中尖頭刀的刀尖點(diǎn)。圖4-9圓頭車刀刀尖半徑和假象刀尖4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（a）補(bǔ)償前產(chǎn)生過切現(xiàn)象（b）加入補(bǔ)償后的切削圖4-10圓頭車刀加工錐面補(bǔ)償示意圖若假想刀尖加工如圖4-10所示工件輪廓AB移動(dòng)，即P1P2與AB重合，并按AB尺寸編程，則必然產(chǎn)生圖a中欠切的區(qū)域ABCD，造成殘留誤差。因此按圖b所示，使車刀的切削點(diǎn)移至AB，并沿AB移動(dòng)，從而可避免殘留誤差，但這時(shí)假想刀尖軌跡P3P4與輪廓在X方向和Z方向分別產(chǎn)生誤差ΔX和ΔZ。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（a）凸圓弧加工（b）凹圓弧加工圖4-11圓頭車刀加工凸凹圓弧刀補(bǔ)示意圖2）按假想刀尖編程加工圓弧如果按假想刀尖編程車削半徑為R的凸凹圓弧表面AB時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如圖4-11所示的情況。圖中（a）為車削半徑為R的凸圓弧，由于r的存在，則刀尖P點(diǎn)所走的圓弧軌跡并不是工件所要求的圓弧形狀。其圓心為“O＇”，半徑為“R＋r”，此時(shí)編程人員仍按假想刀尖P點(diǎn)進(jìn)行編程，不考慮刀尖圓弧半徑的影響，即粗實(shí)線輪廓應(yīng)按圖中虛實(shí)線參數(shù)進(jìn)行編程。但要求加工前應(yīng)在刀補(bǔ)拔碼盤上給向和x向分別加一個(gè)補(bǔ)償量r。同理，在切削凹圓弧，如圖4-11（b）時(shí)，則在x向和z向分別減一個(gè)補(bǔ)償量r。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)圖4-12按刀尖圓弧中心軌跡編程3）按刀尖圓弧中心軌跡編程不具備刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，除按假想刀尖軌跡數(shù)據(jù)編程外，還可以按刀心軌跡編程。如圖4-12所示手柄零件是由3段凸圓弧和凹圓弧構(gòu)成的，這時(shí)可用輪廓虛線軌跡所示的3段等距線跡進(jìn)行編程，即O1圓半徑為R1+r，O2圓半徑為R2+t，O3圓半徑為R3-r，三段圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)由等距的切點(diǎn)關(guān)系求得。這種方法編程比較直觀，常被使用。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（2）具有刀具半徑補(bǔ)償功能的系統(tǒng)補(bǔ)償在現(xiàn)在高級(jí)的數(shù)控車床控制系統(tǒng)，為使編程簡單方便，數(shù)控車床一般都設(shè)置了刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，而且可以根據(jù)刀尖的實(shí)際情況，選擇刀位點(diǎn)軌跡，編程和補(bǔ)償都十分方便。對(duì)于具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，在編程時(shí)，只要按零件的實(shí)際輪廓編程即可，而不必按照刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡編程。使用刀具半徑補(bǔ)償指令，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動(dòng)地計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。即執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，刀具自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，從而加工出所要求的工件輪廓。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)P代表刀具刀位點(diǎn)刀，S代表刀尖圓弧圓心圖4-13車刀形狀和方位

1）假定刀尖位置方向圖4-13即是以刀架在操作者內(nèi)側(cè)為例的車刀形狀和方位。箭頭表示刀尖方向，如果按刀尖圓弧中心編程，則選用L0或L9。刀架在操作者外側(cè)時(shí)L1、L6、L2分別與L4、L8、L3相反，L5、L7、L9、L10則不變。典型的車刀形狀、方位和參數(shù)的關(guān)系可參考表4-3。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)表4-3典型車刀形狀、位置與參數(shù)關(guān)系走刀方向刀位代碼刀尖圓弧位置典型車刀形狀←T3←→T8→T4↑↓T5→T1←→T6←T2↑↓T74.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)圖4-14刀具補(bǔ)償參數(shù)偏置量輸入界面（2）刀具補(bǔ)償量的確定對(duì)應(yīng)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)，都有一組偏置量X、Z、刀尖半徑補(bǔ)償量R和刀尖方位號(hào)T。根據(jù)裝刀位置、刀具形狀確定刀尖方位號(hào)。通過機(jī)床圖4-14所示控制面板上的功能鍵OFFSET分別設(shè)定、修改這些在刀具數(shù)據(jù)庫（TOOLDATA）參數(shù)，數(shù)控加工中，根據(jù)相應(yīng)的指令進(jìn)行調(diào)用，提高零件的加工精度。OFFSET01O000N0040NO.XZRT01025.036002.006000.400102024.052003.500000.800203015.036004.082001.000004010.030-002.006000.602405002.030002.400000.350306012.450000.220001.008507004.000000.506000.3006ACUTUALPOSITION（RELATIVE）U22.400W-10.000刀補(bǔ)號(hào)刀位補(bǔ)償?shù)都獍霃酱笮〖傧氲都夥轿?.1.5數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)在數(shù)控車床加工和編程時(shí)，首先應(yīng)確定工件的加工原點(diǎn)，以建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系；同時(shí)還要考慮不同尺寸對(duì)加工的影響，這些都需要通過對(duì)刀來解決。1．對(duì)刀對(duì)刀是數(shù)控車床在加工之前必須要進(jìn)行的步驟。數(shù)控車床常用的對(duì)刀方法有四種：一般試切對(duì)刀、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀（接觸式）、光學(xué)對(duì)刀儀對(duì)刀（非接觸式）、自動(dòng)對(duì)刀。（1）一般試切對(duì)刀圖4-15一般相對(duì)位置檢測對(duì)刀4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（2）機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀有的機(jī)床具有刀具探測功能，機(jī)外對(duì)刀是將刀具的刀尖與對(duì)刀儀的百分表測頭接觸，測量出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀具臺(tái)基準(zhǔn)之間X及Z方向的距離，即兩個(gè)方向的刀偏量。如圖4-16所示。圖4-16機(jī)外對(duì)刀儀4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（3）光學(xué)對(duì)刀儀對(duì)刀（ATC對(duì)刀）這種方法是在數(shù)控機(jī)床上利用對(duì)刀顯微鏡自動(dòng)地計(jì)算出車刀長度的簡稱。（4）自動(dòng)對(duì)刀自動(dòng)對(duì)刀又叫刀具檢測功能，是利用數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)精確地測量出刀具兩個(gè)坐標(biāo)方向的長度，并自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值，然后直接開始加工零件。自動(dòng)對(duì)刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，如圖4-17所示。圖4-17自動(dòng)對(duì)刀4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)2．?dāng)?shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)控車床是以機(jī)床主軸線方向?yàn)閆軸方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向。X軸位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)，垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向，且刀具遠(yuǎn)離主軸軸線的方向?yàn)閄軸的正方向。數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)可分為機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)和工件坐標(biāo)系統(tǒng)。（1）原點(diǎn)、參考點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)為機(jī)床上固定點(diǎn)。車床的機(jī)床原點(diǎn)定義為主軸旋轉(zhuǎn)中心線與車頭端面的交點(diǎn)，見圖4-18，O點(diǎn)即為機(jī)床原點(diǎn)。參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一固定點(diǎn)。如果以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一個(gè)Z軸與X軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系。圖4-17機(jī)床原點(diǎn)和參考點(diǎn)4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)

（2）工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系

工件坐標(biāo)系是在編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，所以又稱為編程坐標(biāo)系。數(shù)控編程時(shí)，應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。

在車床上工件原點(diǎn)的選擇如圖4-18所示，Z向應(yīng)取在工件的回轉(zhuǎn)中心即主軸的軸線上；X向一般在左端面或右端面兩者之中選擇，即工件的原點(diǎn)選在便于測量或?qū)Φ兜幕鶞?zhǔn)位置，一般在主軸回轉(zhuǎn)中心與工件右端面的交點(diǎn)O上，也可選在主軸回轉(zhuǎn)中心與工件左端面的交點(diǎn)O＇上；C軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為＋C向，順時(shí)針為－C向；工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）也隨之建立起來了。圖4-18

工件坐標(biāo)系4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（3）工件坐標(biāo)系設(shè)定編程人員在確定起刀點(diǎn)的位置后，還應(yīng)通過G50坐標(biāo)設(shè)定指令（有的機(jī)床用G92指令）告訴系統(tǒng)，刀尖相對(duì)于工件原點(diǎn)的位置，即設(shè)定一個(gè)工件坐標(biāo)系。G50是一個(gè)非運(yùn)動(dòng)指令，只起預(yù)置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個(gè)程序的前面。指令格式：G50XαZβ；當(dāng)X、Z為絕對(duì)指令時(shí)，就可直接得到刀具在當(dāng)前設(shè)定工件坐標(biāo)中的位置。當(dāng)X、Z為相對(duì)指令時(shí)，則指令前的刀具坐標(biāo)值和當(dāng)前指令值相加所得的坐標(biāo)值就是刀具在該坐標(biāo)系中的位置。執(zhí)行G50后，系統(tǒng)內(nèi)部即對(duì)（α、β）進(jìn)行記憶，并顯示在顯示器上，這樣就相當(dāng)于在工件內(nèi)部建立了一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)一下舉例說明，如圖4-19所示，若工件選不同的工件原點(diǎn)時(shí)定義坐標(biāo)系不同。圖4-19工件坐標(biāo)系設(shè)定設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置設(shè)在工件左端面設(shè)在工件右端面設(shè)在卡盤端面程序G50X200.0Z180.0G50X200.0Z110.0G50X200.0Z150.0刀尖距原點(diǎn)距離X=200，Z=180X=200，Z=110X=200，Z=150由上可知，同一工件由于工件原點(diǎn)變了，所以程序段中的坐標(biāo)尺寸也隨之改變，因此，在編制加工程序前必須首先確定工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）和工件原點(diǎn)（編程原點(diǎn)）。表4-4坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置的3種方法說明：(1)在執(zhí)行G92(G50)前必須先對(duì)刀，通過調(diào)整機(jī)床，將刀放在程序所要求的起刀點(diǎn)位置上。此指令并不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械移動(dòng)，只是讓系統(tǒng)內(nèi)部用新的坐標(biāo)值取代舊的坐標(biāo)值，從而建立新的坐標(biāo)系。(2)G92(G50)指令與G54～G59指令都是用于設(shè)定工件坐標(biāo)系的，但使用中有區(qū)別。

G92(G50)通過程序來設(shè)定、選用工件坐標(biāo)系，它所設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān)，這一工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是隨當(dāng)前刀具位置的不同而改變的。G54～G59通過MDI在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件坐標(biāo)系，一旦設(shè)定，工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是不變的，它與刀具當(dāng)前位置無關(guān)，除非再通過MDI方式修改。常見錯(cuò)誤：當(dāng)執(zhí)行程序段G92X10Y10時(shí)，常會(huì)認(rèn)為是刀具在運(yùn)行程序后到達(dá)X10Y10點(diǎn)上。其實(shí)，G92指令程序段只是設(shè)定工件坐標(biāo)系，并不產(chǎn)生任何動(dòng)作，這時(shí)刀具已在加工坐標(biāo)系中的X10Y10點(diǎn)上。G54～G59指令程序段可以和G00、G01指令組合，如G54G01X10Y10時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件在選定的工件坐標(biāo)系中進(jìn)行移動(dòng)。無論刀具當(dāng)前點(diǎn)在哪里，它都會(huì)移動(dòng)到加工坐標(biāo)系中的X10Y10點(diǎn)上。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（4）絕對(duì)編程法和增量編程法X軸和Z軸移動(dòng)量的指令方法有絕對(duì)指令和增量指令兩種。1）絕對(duì)值編程絕對(duì)值編程是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編程原點(diǎn)計(jì)算出絕對(duì)值坐標(biāo)尺寸（各軸移動(dòng)到終點(diǎn)的坐標(biāo)值）進(jìn)行編程的一種方法。用地址X、Z進(jìn)行編程（X為直徑值）。2）增量值編程增量值編程是用相對(duì)于前一個(gè)位置的坐標(biāo)值（各軸的位移量）直接編程的方法。用U、W的正負(fù)由行程方向確定。3）混合編程絕對(duì)值編程與增量值編程混合起來進(jìn)行編程的方法。編程時(shí)也必須先設(shè)定編程原點(diǎn)。4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)4）編程舉例如4-20所示，采用上述三種不同方法編程時(shí)程序如下：圖4-20工件坐標(biāo)系設(shè)定設(shè)定4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)4）編程舉例如4-20所示，采用上述三種不同方法編程時(shí)程序如下：圖4-20工件坐標(biāo)系設(shè)定設(shè)定（a）絕對(duì)值編程……N04G01X30.0Z0F60；N05X40.0Z-25.0；N06X60.0Z-40.0；……（b）增量值編程:……N05G01U10.W-25.F60；N06U20.W-15.0；……（c）混合編程……N05G01U10.W-25.F60；N06X60.W-15.0；……4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（5）直徑編程法和半徑編程法編制軸類工件的加工程序時(shí)，因其截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法，采用哪種方法要由系統(tǒng)的參數(shù)決定。采用直徑編程時(shí)稱為直徑編程法；采用半徑編程時(shí)稱為半徑編程法。在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值，如圖4-21所示：圖中A點(diǎn)的坐標(biāo)值為（30，80），B點(diǎn)的坐標(biāo)值為（40，60）。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來很大方便。圖4-21直徑編程法4.2數(shù)控車床常用指令及基本編程方法

不同的數(shù)控系統(tǒng)，其指令功能也不相同。表4-5以FANUC0i、SIMENS802S、FAGOR8055T、華中世紀(jì)星HNC-21/22T等系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床的常用G指令，輔助功能M指令見本章第一節(jié)。4.2.1數(shù)控車床的常用指令代碼FANUC0iSIMENS802SFAGOR8055THNC-21/22TG00G01G02G03G04G05快速點(diǎn)定位直線插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)延遲(暫停)——?????中間點(diǎn)圓弧插補(bǔ)?????圓角過渡?????——G06G07G08————————————絕對(duì)圓心坐標(biāo)方角過渡圓弧切于前一路徑——————G09G10G11G12G13——準(zhǔn)確定位可編程數(shù)據(jù)輸入取消G10————————————三點(diǎn)定義圓弧圖像鏡像取消對(duì)X軸鏡像對(duì)Y軸鏡像對(duì)Z軸鏡像——————————G20G21英制輸入公制輸入————定義工作區(qū)下限定義工作區(qū)上限??表4-5不同數(shù)控系統(tǒng)常用指令表…………后續(xù)指令表見書1．快速點(diǎn)定位（G00）

格式：G00X(U)___Z(W)___；

例如：圖4-22所示，表示刀具從起點(diǎn)A快速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)B。

其絕對(duì)編程方式編程為：G00X60.0Z6.0；

其增量編程方式編程為：G00U–60.0W-84.0；4.2.2數(shù)控車床基本編程方法4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-22G00快速進(jìn)刀注意：1）G00移動(dòng)速度是機(jī)床設(shè)定的空行程速度，程序段中F對(duì)G00指令無效。2）車削時(shí)，快速定位目標(biāo)點(diǎn)不能直接選在工件上，一般要離開工件1～2mm。3）有的數(shù)控系統(tǒng)用G00編程時(shí)，也可以寫成G0。類似地，像G01、G02、等指令，前面的0均可省略。

由于運(yùn)動(dòng)軌跡不確定，所以使用G00指令時(shí)要注意刀具是否和工件及夾具發(fā)生干涉，忽略這一點(diǎn)，就容易發(fā)生碰撞，而在快速狀態(tài)下的碰撞更加危險(xiǎn)。指令刀具先沿一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)，再沿另一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)。2．直線插補(bǔ)（G01）

（1）直接用法G01指令命令刀具在兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)間以F指令的進(jìn)給速度進(jìn)行直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。

格式：G01X（U）

Z（W）

F

；4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法（a）（b）（c）圖4-23直線插補(bǔ)

a)縱切b)橫切c)錐切圖a指令為：G01Z-10.0F0.3；圖b指令為：G01X-10.0F0.3；圖c指令為：G01X-50.0Z-35.0F0.3；例如要求刀具按圖4-24所示的走刀路線加工軸類零件，已知進(jìn)給量為0.3mm/r，切削線速度為200m/min，刀具號(hào)為T02，刀具補(bǔ)償號(hào)為No.02，分別用絕對(duì)坐標(biāo)和增量坐標(biāo)方式編程。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-24直線插補(bǔ)建立如圖坐標(biāo)系，采用絕對(duì)坐標(biāo)編制的程序如下：O3305（程序號(hào)）N01G50X100Z10T0200；（確定坐標(biāo)系和對(duì)刀點(diǎn)的位置；選擇T02號(hào)刀）N02G96S200M03；（恒線速度設(shè)定，主軸正轉(zhuǎn)）N03G00X16Z2T0202；（移到倒角延長線Z軸2mm處；建立刀具補(bǔ)償）N04G01X26Z-3F0.3；（倒3×45°角）N05Z-48；（加工?26外圓）N06X60Z-58；（切第一段錐）N07X80Z-73；（切第二段錐）N08X90；（退刀）N09G00X100Z10T0000；（回對(duì)刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償）N10M05；（主軸停）N11M30；（主程序結(jié)束并復(fù)位）4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法采用增量坐標(biāo)編制的程序如下：O3305（程序號(hào)）N01G50X100Z10T0200；（確定坐標(biāo)系和對(duì)刀點(diǎn)的位置；并選擇T02號(hào)刀）N02G96S200M03；（恒線速度設(shè)定，主軸正轉(zhuǎn)）N03G00U-84W-8T0202；（移到倒角延長線Z軸2mm處；建立刀具補(bǔ)償）N04G01U10W-5F300；（倒3×45°角）N05W-45；（加工?6外圓）N06U34W-10；（切第一段錐）N07U20Z-15；（切第二段錐）N08U10；（退刀）N09G00U10W83T0000；（回對(duì)刀點(diǎn)，取消刀具補(bǔ)償）N10M05；（主軸停）N11M30；（主程序結(jié)束并復(fù)位）4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法3．圓弧插補(bǔ)（G02、G03）功能：G02／G03指令刀具，分別按順時(shí)針（CW）／逆時(shí)針（CCW）進(jìn)行圓弧加工。格式：X、Z：絕對(duì)指令時(shí)為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值，增量指令時(shí)為圓弧終點(diǎn)相對(duì)始點(diǎn)的距離，用U、W表示；R：是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)的圓心角為0～180°時(shí)，R取正值，當(dāng)圓弧所對(duì)的圓心角為180～360°時(shí)，R取負(fù)值。I、K：為圓心在X、Z軸方向上相對(duì)始點(diǎn)的坐標(biāo)增量，無論是直徑編程還是半徑編程，I均為半徑量：當(dāng)I、K為零時(shí)可以省略。見圖4-40。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-25圓弧參數(shù)確定

圖4-26為數(shù)控車床的坐標(biāo)軸方向及圓弧插補(bǔ)方向的判斷。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-26圓弧插補(bǔ)方向確定

圓弧插補(bǔ)指令應(yīng)用舉例如下：4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法（a）（b）圖4-27圓弧插補(bǔ)舉例①如圖4-27a所示：當(dāng)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)：用I、K表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02X60.0Z0I-20.0K0F60；相對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02U-40.0W20.0I-20.0K0F60；用R表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：G02X60.0Z0R20.0F60；②如圖4-27b所示：當(dāng)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)：用I、K表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02X100.0Z-20.0I20.0K0F60；相對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02U40.0W-20.0I20.0K0F60；用R表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：G02X100.0Z-20.0R20.0F60；4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法③如圖4-28a所示：當(dāng)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)：用I、K表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G03X45.0Z-35.9I0K-20.0F60；相對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G03U45.0W-35.9I0K-20.0F60；用R表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：G03X45.0Z-35.9R25.0F60；④如圖4-28b所示：當(dāng)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)：用I、K表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02X40.0Z0I0K20.0F60；相對(duì)坐標(biāo)編程指令為：

G02U0W40.0I0K20.0F60；用R表示圓心位置絕對(duì)坐標(biāo)編程指令為：G02X40.0Z0R20.0F60；（a）（b）圖4-28圓弧插補(bǔ)舉例車床圓弧插補(bǔ)指令編程實(shí)例（如圖4-29）：4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-29G02/G03編程實(shí)例O3308N01G50X40Z5；（設(shè)立坐標(biāo)系，定義對(duì)刀點(diǎn)的位置）N02M03S400；（主軸以400r/min旋轉(zhuǎn)）N03G00X0；（到達(dá)工件中心）N04G01Z0F60；（工進(jìn)接觸工件毛坯）N05G03U24W-24R15；（加工R15圓弧段）N06G02X26Z-31R5；（加工R5圓弧段）N07G01Z-40；（加工Φ26外圓）N08X40Z5；（回對(duì)刀點(diǎn)）N09M30；（主軸停、主程序結(jié)束并復(fù)位）4．螺紋加工（1）螺紋加工螺紋加工常用切削循環(huán)方式完成，在數(shù)控車床上加工螺紋的進(jìn)刀方式通常有直進(jìn)法和斜進(jìn)法如圖4-30所示。直進(jìn)法一般用于螺距或?qū)С绦∮?mm的螺紋加工，斜進(jìn)法是刀具單側(cè)刃加工減輕負(fù)載，一般用于螺距或?qū)С檀笥?mm的螺紋加工。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法（a）直進(jìn)法（b）斜進(jìn)法圖4-30螺紋切削進(jìn)刀法1）螺紋牙型高度（螺紋總切深）車削螺紋時(shí)，車刀的切削深度是牙型高—即螺紋牙型上牙頂?shù)窖赖字g垂直于螺紋軸線的距離如圖4-31所示。螺紋實(shí)際牙型高度可按下式計(jì)算：h=H-2（H/8）=0.6495p式中：H——螺紋原始三角形高度，H=0.866p；p——螺距（mm）。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-31普通螺紋牙型高度2）螺紋起點(diǎn)、終點(diǎn)與徑向尺寸的確定螺紋加工中，徑向起點(diǎn)（編程大徑）的確定決定于螺紋大徑。螺紋的牙型計(jì)算高度，螺紋小徑應(yīng)按下式計(jì)算：h1計(jì)=H-2（H/6）=0.61343p；d1計(jì)=d-h1計(jì)3）進(jìn)刀、退刀距離由于螺紋加工起始時(shí)有一個(gè)加速過程（Z1），結(jié)束前有一個(gè)減速過程（Z2），在這段距離內(nèi)螺距不可能保持均勻，如圖4-32所示。因此，車削螺紋時(shí)，兩端必須設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段Z1和降速退刀段Z2，以消除伺服滯后造成的螺距誤差。通常Z1、Z2按下面公式計(jì)算：其中：n為主軸轉(zhuǎn)速，r/min；P為螺紋導(dǎo)程，mm。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-32進(jìn)刀、退刀距離4）分層切削深度螺紋車削加工為成型車削，尤其是在螺紋牙型較深、螺距較大時(shí)，其切削量較大，一般要求分?jǐn)?shù)次進(jìn)給。每次進(jìn)給的背吃刀量用螺紋深度減精加工背吃刀量所的差按遞減規(guī)律分配，如圖4-33所示。常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量可參考書上表4-4選取。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-33

切削分配方式X1X3X2X1X3X2X1X3X2X1X3X2（a）常量式X1=X2=X3（b）變量式X1>X2>X3（2）普通螺紋加工指令（G32/G33英制/公制螺紋切削）功能：G32/G33用于以英制/公制尺寸車削等螺距的圓柱螺紋、錐螺紋、端面螺紋（如圖4-34所示）。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-34螺紋形式（a）圓柱螺紋（b）圓錐螺紋（c）斷面螺紋格式：4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法其中：X、Z：設(shè)定螺紋終點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)位置；U、W：設(shè)定螺紋終點(diǎn)相對(duì)起點(diǎn)在x和z方向的增量值；I：設(shè)定螺紋深度；L：設(shè)定內(nèi)、外螺紋以及是否收尾，用兩位數(shù)表示，一共有四種數(shù)值：10——外螺紋不收尾、11——外螺紋收尾、00——內(nèi)螺紋不收尾、01——內(nèi)螺紋收尾；F：設(shè)定螺紋導(dǎo)程；P：螺紋切削起始點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角；

說明：

(1)螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段δ1和降速退刀段δ2，以剔除兩端因變速而出現(xiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)螺距的螺紋段。

δ1=0.0015nP,δ2=0.00042nP.(2)有的機(jī)床具有主軸恒線速控制(G96)和恒轉(zhuǎn)速控制(G97)的指令功能。那么，對(duì)于端面螺紋和錐面螺紋的加工來說，若恒線速控制有效，則主軸轉(zhuǎn)速將是變化的，這樣加工出的螺紋螺距也將是變化的。所以，在螺紋加工過程中，就不應(yīng)該使用恒線速控制功能。從粗加工到精加工，主軸轉(zhuǎn)速必須保持一常數(shù)；否則，螺距將發(fā)生變化。(3)螺紋切削中進(jìn)給速度倍率無效，進(jìn)給速度被限制在100%;(4)螺紋切削中，不能停止進(jìn)給，一旦停止進(jìn)給，切深便急劇增加。因此進(jìn)給暫停在螺紋切削中無效。

(5)牙型較深，螺距較大時(shí)，可分?jǐn)?shù)次進(jìn)給，每次進(jìn)給的背吃刀量用螺紋深度減去精加工背吃刀量所得之差按遞減規(guī)律分配，常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量見表4-1、表4-2。表4-1常用公制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量(雙邊)(mm)表4-2英制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量(雙邊)(英寸)1）直螺紋切削實(shí)例如圖4-35所示，要車削M50×4的圓柱形普通螺紋。根據(jù)普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)及加工工藝，確定該螺紋大徑尺寸為?49.72，編程小徑尺寸為?46.52，進(jìn)刀段δ1=4mm，退刀段δ2=2mm。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-35圓柱螺紋加工O2002（程序號(hào)）N01G50X100Z50；（設(shè)定坐標(biāo)系、參考點(diǎn)）N02G00X60.0Z4.0M03S600T0101；（到起始點(diǎn)、主軸正轉(zhuǎn)）N03X49.72；（切進(jìn)）N04G32Z-32.0L11P30F4；（切削螺紋）N05G00X60.0；（退刀）N06Z4.0；（返回）N07X48.72；（切進(jìn)）N08G32Z-32.0L11P30F4；（切削螺紋）N09G00X60.0；（退刀）N10Z4.0；（返回）N11X48.12；（切進(jìn)）N12G32Z-32.0L11P30F4；（切削螺紋）N13G00X60.0；（退刀）N14Z4.0；（返回）N15X47.52；（切進(jìn)）N16G32Z-32.0L11P30F4；（切削螺紋）………………N26X46.52；（切進(jìn)）N27G32Z-32.0L11P30F4；（切削螺紋）N28G00X60.0；（退刀）N29X200.0Z200.0M09T0000；（回到換刀點(diǎn)、刀削液停）N30M30；（程序結(jié)束）2）錐螺紋切削實(shí)例

例圖4-36所示錐螺紋切削，螺紋導(dǎo)程為1mm，δ=3mm，δ/=3mm，每次吃刀量（直徑值）為0.7mm、0.4mm、0.2mm。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-36錐螺紋加工O1020（程序號(hào)）N01G92X50Z3；（設(shè)定坐標(biāo)系、參考點(diǎn)）N02G00U-38.7M03；（切進(jìn)到螺紋小端，切深0.7mm）N03G32U20W-36L11P30F1；（切削螺紋）N04G00X50；（x軸退刀至參考點(diǎn)）N05W36；（z軸退刀至參考點(diǎn)）N06U-39.1；（切進(jìn)至小端，切深0.4mm）N07G32U20W-36L11P30F1；（切削螺紋）N08G00X50；（x軸退刀至參考點(diǎn)）N09W36；（z軸退刀至參考點(diǎn)）N10U-39.3；（切深0.2mm，切進(jìn)至小端小徑10.7mm）N11G32U20W-36L11P30F1；（切削螺紋）N12G00X50；（x軸退刀至參考點(diǎn)）N13Z3；（z軸退刀至參考點(diǎn)）N14M05；（主軸停轉(zhuǎn)）N15M30；（程序結(jié)束）（3）變導(dǎo)程螺紋加工（G34）

G34指令可用于加工如圖4-37所示變導(dǎo)程螺紋。格式：G34X（U）

Z（W）

F

K

；G34指令是通過增加或減少螺紋每扣導(dǎo)程量來完成變導(dǎo)程螺紋加工的。X、Z為螺紋結(jié)束點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為螺紋起點(diǎn)沿軸向的螺距，K為螺紋每個(gè)導(dǎo)程的增量或減量，單位是mm/r。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-37可變導(dǎo)程螺紋加工（4）圓弧螺紋切削（G35/G36）格式：G35——順時(shí)針圓弧螺紋指令G36——逆時(shí)針圓弧螺紋指令式中：X、Z、U、W、I、K、R為圓弧插補(bǔ)參數(shù)，其他符號(hào)意義同上。5．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（G40、G41、G42）刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠猛竞头椒ㄔ谇耙还?jié)做了詳細(xì)介紹，現(xiàn)在介紹數(shù)控系統(tǒng)中刀尖圓弧補(bǔ)償指令如下。G40：取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，即按程序路徑進(jìn)給；G41：刀具左偏補(bǔ)償，指沿著刀具加工路徑上，刀具偏在零件左側(cè)進(jìn)給；G42：刀具右偏補(bǔ)償，指沿著刀具加工路徑上，刀具偏在零件右側(cè)進(jìn)給；4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法7．暫停G04格式：G04

G04指令用于中斷進(jìn)給。在前面介紹過，該指令可以使刀具作短時(shí)間的無進(jìn)給光整加工，在車削溝槽或鉆鏜孔時(shí)使用，也可用于拐角軌跡控制。例如圖4-41所示。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法圖4-41G04暫停指令6．英制和米制輸入設(shè)定（G20、G21）

G20表示英制輸入，G21表示米制輸入（默認(rèn)）。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法8．單一固定循環(huán)（G90、G94、G92、G76）固定循環(huán)是預(yù)先給定一系列操作，用來控制機(jī)床位移或主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成一系列連續(xù)加工動(dòng)作，如“切入-切削-退刀-返回”。如果工件毛坯的軸向余量比徑向多時(shí)，使用G90軸向切削循環(huán)指令；當(dāng)材料的徑向余量比軸向多時(shí)，使用G94徑向切削循環(huán)指令；G92用于切削螺紋的循環(huán)指令。（1）軸向切削循環(huán)（G90）格式：G90X（U）

Z（W）

I

F

；其中：X、Z為切削終點(diǎn)的坐標(biāo)；U、W為切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的增量坐標(biāo)；I為切錐體大小端的半徑差，圓柱面切削循環(huán)為零，可以省略；

F為進(jìn)給速度。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法1）圓柱面單一固定切削循環(huán)如圖4-42所示，要加工圓柱面，刀具運(yùn)動(dòng)的一般順序是刀具先快進(jìn)至工件，再分別沿Z軸和X軸工作進(jìn)給，最后快退到起點(diǎn)。當(dāng)加工余量比較大時(shí)，需要多次進(jìn)刀，重復(fù)上述循環(huán)動(dòng)作。圖中R表示快速進(jìn)刀，F(xiàn)表示按工作進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)。刀具運(yùn)動(dòng)循環(huán)軌跡為矩形，所以也稱為矩形循環(huán)。圖4-42圓柱面切削循環(huán)4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法

如圖4-43所示例：應(yīng)用圓柱面切削循環(huán)功能加工一個(gè)?50mm的工件，起始點(diǎn)在X55、Z2的位置，吃刀量為2.5mm。圖4-43圓柱面切削加工如果采用常規(guī)編程方法，其程序段較長，具體如下：N01G00X55.0Z10.0S700M03；N02X45.0Z2.0；N03G01Z-25.0F0.35；N04X55.0；N05G00Z2.0；N06X40.0；N07G01Z-25.0；N08X55.0；N09G00Z2.0；N10X35.0；N11G01Z-25.0；N12X55.0；N13G00Z100M05；N14M30；G90是一種模態(tài)代碼,所以一旦被規(guī)定，以下程序段一直有效,在完成固定切削循環(huán)后，用另外一個(gè)G代碼（例如G00）來刪除G90。用G90加工循環(huán)指令，其程序?yàn)椋篘01G00X55.0Z2.0S700M03；N02G90X45.0Z-25.0F0.35；N03

X40.0；N04

X35.0；N05G00Z10.0；N06M05；N07M30；4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法2）圓錐面單一固定切削循環(huán)

按照常規(guī)編程方法，如圖4-44所示車削錐面要按照快進(jìn)、工進(jìn)、快退的順序分段編寫加工程序，如果采用G90指令則可簡化為一個(gè)程序段。編程格式與圓柱面一樣，其中I為圓錐面切削的起點(diǎn)相對(duì)于終點(diǎn)的半徑差。如果切削起點(diǎn)的X向坐標(biāo)小于終點(diǎn)的X向坐標(biāo)，I值為負(fù)，反之為正。圖4-44車錐面循環(huán)4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法例如圖4-45所示，要加工圓錐面，分三次走刀，每次背吃刀量ap=2.5mm。圖4-45錐面切削循環(huán)加工實(shí)例4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法例如圖4-45所示，要加工圓錐面，分三次走刀，每次背吃刀量ap=2.5mm。圖4-45錐面切削循環(huán)加工實(shí)例采用常規(guī)編程方法，其加工程序?yàn)椋篘01G00X60.0Z8.0S800T0101M03；N02X28.0；N03G01X40.0Z-40.0F50；N04X60.0；N05G00Z8.0；N06X23.0；N07G01X35.0Z-40.0；N08X60.0；N09G00Z8.0；N10X18.0；N11G01X30.0Z-40.0；N12X60.0；N14G00Z8.0；N15M30；采用G90加工循環(huán)指令，程序?yàn)椋篘01G00X60.0Z8.0S800T0101M03；N02

G90X40.0Z-40.0I-5.0F50；N03

X35.0；N04

X30.0；N05M30；I=（起點(diǎn)—終點(diǎn)）的半徑差。4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法（2）徑向切削循環(huán)（G94）軸向切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)。適用于端面路徑循環(huán)的切削加工，可用于直端面和錐端面車削循環(huán)。格式：G94X（U）

Z（W）

K

F

；式中：X、Z——端面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；

U、W——端面切削的終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)；

K——切錐體時(shí)，大小徑z向差值，直端面切削循環(huán)為零，可略；F——為進(jìn)給速度。1）直端面切削循環(huán)刀具路徑如圖4-46所示，由1R→2F→3F→4R完成一個(gè)循環(huán)。圖4-46端面切削循環(huán)4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法應(yīng)用端面切削循環(huán)功能加工中圖4-43所示零件。程序加工路徑如圖4-47所示。圖4-47直端面切削加工4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法應(yīng)用端面切削循環(huán)功能加工中圖4-43所示零件。程序加工路徑如圖4-47所示。圖4-47直端面切削加工N01G00X55.0Z2.0S700M03；N02G94X35Z-5F0.35；N03Z-10；N04Z-15；N05Z-20；N06Z-25；N07G00Z10.0；N08M05；N09M30；4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法2）錐面端面切削循環(huán)

編程格式與直端面一樣，其中K為切錐體時(shí)，大小徑在Z向的差值；端面切削的起點(diǎn)相對(duì)于終點(diǎn)在Z軸方向的坐標(biāo)分量。當(dāng)起點(diǎn)Z向坐標(biāo)小于終點(diǎn)Z向坐標(biāo)時(shí)K為負(fù)，反之為正。如圖4-48所示。例：應(yīng)用徑向切削循環(huán)功能加工圖4-49所示零件。圖4-48錐面端面切削循環(huán)……N03G94X20Z0K-5F0.2;N04Z-5;N05Z-10;……圖4-49錐端面切削循環(huán)示例4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法綜上所述，固定循環(huán)的使用方法是根據(jù)毛坯和成品形狀選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄑh(huán)。如以下各圖4-50至圖4-53所示。圖4-52端面切削循環(huán)（G94）圖4-53錐端面切削循環(huán)（G94）圖4-50直線切削循環(huán)（G90）圖4-51錐面切削循環(huán)（G90）4.2

數(shù)

控

車

床

常

用

指

令

及

基

本

編

程

方

法（3）螺紋加工循環(huán)（G92）數(shù)控車床一般在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)置了螺紋加工循環(huán)指令G92。指令把“切入-螺紋切削-退刀-返回”四個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)循環(huán)，用一個(gè)程序段來指令。G92指令用于簡單螺紋循環(huán)加工，循環(huán)路線與單一形狀固定循環(huán)相同。格式：G92X（U）

Z（W）

I

F

;G92是一種模態(tài)指令，在螺紋加工循環(huán)結(jié)束后用G00指令清除。如圖4-54所示，G92指令可以加工錐螺紋和圓柱螺紋，刀具從循環(huán)起點(diǎn)開始按梯形循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點(diǎn)。圖中虛線表示按R快速移動(dòng)；實(shí)線表示按F（或E）指令的工件導(dǎo)程進(jìn)給速度移動(dòng)。X、Z為終點(diǎn)坐標(biāo)值，U、W為螺紋終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，I為螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差加工圓柱螺紋時(shí)，I=0。加工圓錐螺紋時(shí)，當(dāng)X向切削起始點(diǎn)坐標(biāo)小于切削終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，I為負(fù)，反之為正。圖4-54螺紋加工循環(huán)

O2002N010G50X100Z50；N020G00X60.0Z4.0M03S600T0101；N030X49.72；N040G32Z-32.0F4；N050G00X60.0；N060Z4.0；N070X48.72；N080G32Z-32.0

F4

；N090G00X60.0；N100Z4.0；N110X48.12；N120G32