《零件的加工工藝與編程》 課件 任務1.1 知識準備

項目1階梯軸的編程與加工三維目標素質目標能力目標知識目標1.以階梯軸生產(chǎn)流程為主線，培養(yǎng)安全生產(chǎn)與責任意識，養(yǎng)成安全文明生產(chǎn)的職業(yè)素養(yǎng)。2.依據(jù)量化評價指標，展現(xiàn)學習成果，激發(fā)學習興趣。3.「共話空間·“8S”管理」學思交融，樹立規(guī)則意識，遵守行為規(guī)范。1.了解數(shù)控車床編程的基礎知識。2.掌握階梯軸零件的加工工藝知識。3.掌握使用G00、G01、G02、G03指令編寫精加工程序的方法。4.掌握使用G71和G70指令編寫加工階梯軸零件程序的方法和技巧。1.會編制階梯軸零件的加工工藝文件。2.會使用G00、G01、G02、G03、G71和G70指令編寫加工程序。項目1階梯軸的編程與加工任務1.1知識準備項目一011.1.1參觀數(shù)控車間

在FANUC0iMate系統(tǒng)數(shù)控車床上加工如圖所示零件，設毛坯為φ50㎜×200㎜的2A11鋁棒。領取生產(chǎn)任務

數(shù)控技術是先進制造技術的基礎，是20世紀40年代后期發(fā)展起來的一種自動化加工技術，是綜合應用計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械制造和管理信息等高新技術的產(chǎn)物，是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎。大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力的重要途徑。同樣，發(fā)展數(shù)控加工技術也是當前我國機械制造業(yè)技術改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎。

數(shù)字控制（NC）一種用數(shù)字化信號對控制對象進行自動控制的技術，簡稱數(shù)控。計算機數(shù)控技術（CNC）是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術，用數(shù)字化信號發(fā)出指令并控制機器執(zhí)行預定動作的技術。數(shù)控技術數(shù)字控制系統(tǒng)（NumericalControlSystem）是采用數(shù)控技術實現(xiàn)數(shù)字控制的一整套裝置和設備。數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床（NCMachine）是裝備有數(shù)控系統(tǒng)，采用數(shù)字信息對機床運動及其加工過程進行自動控制的機床。數(shù)控機床數(shù)控1.數(shù)控的基本定義

將按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫的程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，通過譯碼、刀補計算、插補計算來控制各坐標軸的運動，通過PLC的協(xié)調控制，實現(xiàn)零件的自動加工。

1.數(shù)控機床的控制原理1.參觀準備

學習《安全技術操作總則》和各項安全生產(chǎn)規(guī)章制度，并嚴格執(zhí)行。

安全防護要求。進入工作場所，必須按勞動防護要求和現(xiàn)場安全要求穿戴好防護用品。

紀律要求。嚴格聽從帶隊教師和企業(yè)教師的安排，嚴禁在車間嬉戲、打鬧，發(fā)現(xiàn)異常，應立即向帶隊教師和企業(yè)教師匯報，及時進行處理。安全生產(chǎn)人人有責2.參觀數(shù)控加工車間

數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。工藝范圍比普通車床大得多，主要用于加工軸類、盤類、套類等回轉體零件。

3.認識數(shù)控加工車間設備

通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等內(nèi)容的切削加工，還能加工橢圓、拋物線等特殊曲面，并能進行車槽、鉆孔、擴孔和鉸孔等工作。數(shù)控車削中心和數(shù)控車銑中心可在一次裝夾中完成更多的加工內(nèi)容，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復雜形狀回轉類零件的加工。「共話空間·“8S”管理」圖片來源：網(wǎng)站整理（Seiri）整頓（Seiton）天天做，工作效率易提升清掃（Seiso）清潔（Seiketsu）時時行，亮麗環(huán)境真不錯安全（Safety）節(jié)約（Saving）牢牢記，安全生產(chǎn)有保障學習（Study）素養(yǎng)（Shitsuke）常常念，以廠為家共發(fā)展討論：規(guī)則下的自由才是真正的自由。學生作品學生作品（1）常用的數(shù)控系統(tǒng)（2）數(shù)控車床的分類按主軸位置分類類別圖

例特點立式數(shù)控車床

主軸軸線垂直于水平面，并配有回轉工作臺來裝夾工件，主要用于加工徑向尺寸較大，軸向尺寸相對較小的大型復雜回轉類零件。水平導軌臥式數(shù)控車床主軸軸線與導軌均處于水平位置，與普通車床類似，常見于經(jīng)濟型數(shù)控車床。主要用于加工徑向尺寸較小的軸類、盤類和套類等零件。傾斜導軌臥式數(shù)控車床

主軸軸線處于水平位置，導軌處于傾斜位置，機床剛性大，加工排屑方便，常見于全功能數(shù)控車床及車削加工中心。主要用于加工徑向尺寸較小的軸類、盤類和套類等復雜零件。按控制方式分類類別圖

例特點開環(huán)控制數(shù)控車床

結構簡單、調試方便、成本低、控制精度較低。半閉環(huán)控制數(shù)控車床穩(wěn)定性較好，調試較方便，控制精度較高。閉環(huán)控制數(shù)控車床

結構比較復雜，調試維修的難度較大，定位精度較高。按數(shù)控系統(tǒng)功能分類類別特點經(jīng)濟型數(shù)控車床屬于低檔數(shù)控車床，采用開環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。其結構與普通車床相似，結構簡單、價格低廉，自動化程度和功能都比較差，加工精度不高，編程計算比較繁瑣。全功能型數(shù)控車床屬于中檔數(shù)控車床，采用半閉環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一般具有恒線速控制、刀尖圓弧半徑補償、固定循環(huán)、螺紋切削、圖形顯示及用戶宏程序等功能。具有高剛度、高精度和高效率等特點，自動化程度和加工精度大大提高。車削加工中心在全功能型數(shù)控車床的基礎上配備有刀庫和換刀裝置。臥式車削中心還具備銑削動力頭和C軸功能，一次裝夾可實現(xiàn)多工序復合加工。功能全面，但價格昂貴。FMC車削單元

FMC車削單元即柔性制造系統(tǒng)，是一個由數(shù)控車床和機器人等構成的柔性加工單元。能實現(xiàn)工件的搬運、裝卸的自動化和加工調整準備的自動化。

數(shù)控車床主要由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、輔助控制裝置和機床本體等部分組成。（3）數(shù)控車床的組成01適合形狀復雜零件的加工。02加工精度高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，經(jīng)濟效益好。03高柔性，即加工對象改型的適應性強。生產(chǎn)效率高。04有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。0605減輕勞動強度，改善勞動條件。07投資大，生產(chǎn)準備工作復雜，對操作人員的素質要求較高，維修困難。（4）數(shù)控機床的加工特點03表面質量要求高的回轉體零件。04輪廓形狀復雜的回轉體零件。01多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制的零件。02精度要求高的回轉體零件。05特殊螺紋的回轉體零件。06淬硬零件的加工。（5）數(shù)控車床的主要加工對象

設備的三級保養(yǎng)

維護保養(yǎng)“三好”“四會”“三不放過原則”“五定”

初步了解數(shù)控加工車間的生產(chǎn)環(huán)境、設備及其安全操作規(guī)程，寫出參觀總結報告。4.數(shù)控車床的維護與保養(yǎng)5.參觀總結智能制造·強國有我謝謝大家項目1階梯軸的編程與加工項目1階梯軸的編程與加工任務1.1知識準備項目一021.1.2數(shù)控車床的編程基礎

在數(shù)控機床上加工工件時，刀具與工件的相對運動是以數(shù)字的形式來體現(xiàn)的，因此必須建立相應的坐標系，才能明確刀具與工件的相對位置。1.數(shù)控車床的坐標系為了保證數(shù)控機床的正確運動，簡化程序的編制，并使所編程序具有互換性，ISO標準和我國國家標準都規(guī)定了數(shù)控機床坐標軸及其運動方向。1）機床相對運動的規(guī)定為使編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以根據(jù)零件圖樣確定機床的加工過程，規(guī)定：永遠假定刀具相對于靜止的工件坐標系運動。（1）機床坐標系與運動方向

在數(shù)控機床上加工零件時，為了確定機床的運動方向和移動距離，在機床上建立的坐標系就是標準坐標系，也稱為機床坐標系。標準的機床坐標系是一個右手笛卡爾直角坐標系，如圖所示。右手的拇指、食指、中指互相垂直，分別代表+X、+Y、+Z軸。圍繞X、Y、Z軸旋轉的坐標分別用A、B、C表示。2）標準的機床坐標系

機床某一部件運動的正方向，是增大刀具與工件之間距離的方向。3）運動方向的規(guī)定一般是先確定Z軸、再確定X軸，最后確定Y軸。

①Z坐標

由傳遞切削力的主軸所決定，與主軸軸線平行的坐標軸。②X坐標

平行于工件的裝夾面，一般在水平面內(nèi)，且垂直于Z軸。X坐標是在刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標。

③Y坐標

Y坐標軸垂直于X、Z坐標軸，其運動的正方向根據(jù)X和Z坐標的正方向，按照右手笛卡爾直角坐標系來確定。④旋轉坐標A、B、C其正向用右手螺旋定則確定。大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向。4）坐標軸方向的確定

后置刀架適用于斜床身或平床身（斜導軌）的臥式數(shù)控車床。

前置刀架適用于平床身（水平導軌）的臥式數(shù)控車床。4）坐標軸方向的確定

數(shù)控車床有前置刀架和后置刀架兩種。為適應笛卡爾坐標習慣，編程加工時一般按后置式。

機床坐標系又稱為機械坐標系，是機床上固有的坐標系，是機床制造和調整的標準，也是工件坐標系設定的標準，是機床出廠時預先在機床上設定的一固定點來建立的。（2）機床坐標系

①機床原點機床原點又稱機械原點，是機床坐標系的原點。該點是機床上設置的一個固定點，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。數(shù)控車床的機床原點，一般取在卡盤后端面與主軸軸線的交點處，如圖1-5所示的O點。

②機床參考點機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。其位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調整好的，坐標值已經(jīng)輸入數(shù)控系統(tǒng)中，因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。數(shù)控車床的機床參考點是離機床原點最遠的極限點，如圖1-5所示的O＇點。

對于需要返回參考點操作的機床，開機時，首先進行返回參考點操作。通過確認參考點，即可確定機床原點，刀具或工作臺的移動才有基準。（2）機床坐標系

編程坐標系又稱工件坐標系，是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。（3）編程坐標系（工件坐標系）①編程原點（工件原點或加工原點）

是編程（工件）坐標系的原點O1。②

編程坐標系（工件坐標系）方向

為保證編程與機床加工的一致性，編程坐標系（工件坐標系）的方向必須與機床坐標系保持一致，應是右手笛卡爾直角坐標系。

加工坐標系是指以確定的加工原點為基準建立的坐標系。1）加工原點加工原點是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。（4）加工坐標系（4）加工坐標系

②盡量選在尺寸精度和表面質量要求高（表面粗糙度值低）的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度和同一批零件的一致性。

③能使工件方便地裝夾和檢測。

總之，數(shù)控車床的工件原點，一般設在工件裝夾后的右端面與主軸軸線的交點上。

2)選擇工件原點（加工原點或編程原點）的一般原則：

①盡量選在零件圖樣的尺寸基準或工藝基準上，這樣便于坐標值的計算，減少錯誤。

工件加工前，必須通過對刀來建立機床坐標系和工件坐標系的位置關系。所謂對刀，就是使刀具的刀位點和對刀點重合的操作。

①刀位點刀位點是指刀具的定位基準點，也就是指在程序編制中，用于表示刀具特征的點，是對刀和加工的基準點。車削加工常用刀具的刀位點如圖所示。（5）刀位點、對刀點及換刀點的確定a）外圓車刀b）菱形車刀c）內(nèi)孔鏜刀d）切槽刀e）圓弧車刀f）螺紋車刀g）鉆頭（5）刀位點、對刀點及換刀點的確定

通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。

換刀時刀架所在的位置，即在編制需要多把刀具加工的程序中，為了防止換刀時刀具與工件、夾具、尾座等部位發(fā)生干涉、碰撞而設定的一個安全位置。換刀點對刀點2.數(shù)控編程的內(nèi)容

編制程序是數(shù)控加工的一項重要工作，理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖紙要求的合格零件，同時，應能使數(shù)控車床安全可靠及高效地工作。

零件加工程序的編制，是根據(jù)零件圖樣的要求，通過對零件圖的分析，把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)以及輔助動作，按照數(shù)控車床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序，輸入到數(shù)控裝置中，從而控制數(shù)控車床加工零件。

數(shù)控程序的編制分為五個步驟，一般包括以下方面的內(nèi)容：

⑴分析零件圖樣，制定工藝方案⑵數(shù)值計算

⑶編寫加工程序⑷輸入加工程序

⑸程序校驗與首件試切

第1、2點是編程前的準備工作，第4、5點是加工前的準備工作。

程序編制的重點是如何“分析零件圖樣，制定工藝方案”。

⑴分析零件圖樣，制定工藝方案

首先根據(jù)零件圖，分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，明確加工的內(nèi)容和要求。然后選擇合適的數(shù)控機床，擬定零件的加工方案，確定加工順序、進給路線（走刀路線）、裝夾方案、選擇刀具及合理的切削用量等。再填寫相關的工藝文件，如數(shù)控加工刀具卡、數(shù)控加工工序卡等。

工件的裝夾次數(shù)應盡可能少，加工路線盡可能短，要正確選擇對刀點、換刀點、減少換刀次數(shù)，在保證加工質量的前提下，降低加工成本，提高加工效率。

⑵數(shù)值計算

根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線和允許的編程誤差等，計算刀具中心運動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。對于加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件，只需要計算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點或切點的坐標值，得出各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心坐標值等，就能滿足編程要求。對于加工幾何形狀復雜（如非圓曲線、曲面組成）的零件，一般需要使用計算機繪圖軟件（如AutoCAD、CAXA、UGNX、Creo等）輔助完成數(shù)值計算。

⑶編寫加工程序

使用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式，編寫加工程序。

可以直接通過系統(tǒng)面板上的鍵盤手工輸入，也可通過串行接口RS-232或計算機DNC通信接口傳輸?shù)姆绞捷斎氲綌?shù)控系統(tǒng)中。

⑷輸入加工程序

⑸程序校驗與首件試切

在正式加工之前，必須對程序進行校驗和首件試切。

①程序校驗通?？刹捎脵C床空運行的方式，檢查機床動作和運動軌跡的正確性。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機床上，通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對工件的切削過程，對程序進行檢驗。這些方法只能檢驗出運動是否正確，不能檢驗被加工零件的加工精度。

②首件試切對于形狀復雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切削材料進行試切來校驗程序。通過檢查試件，不僅可確認程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若采用與被加工零件相同的材料進行試切，則更能反映實際的加工效果。當試切的零件不符合加工技術要求時，應分析誤差產(chǎn)生的原因，采取相應措施，加以修正。

3.數(shù)控編程的方法序號類別說明1字母26個大寫英文字母（A～Z），表示地址符2數(shù)字0～9共10個阿拉伯數(shù)字及一個小數(shù)點3數(shù)學運算符號正（+）號和負（-）號4功能字符程序段結束符（;）、程序跳段符（/）等4.數(shù)控程序的結構與格式（1）編程的基本術語——字符與代碼

①字符是機器能進行存儲或傳送的記號，也是加工程序的最小組成單位。

②代碼由字符組成，數(shù)控機床功能代碼有國際標準化組織（ISO）和美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制定的兩種標準。我國根據(jù)ISO標準制定了相應的標準，規(guī)定新產(chǎn)品一律采用ISO代碼。一個完整的程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結束三部分組成。程序內(nèi)容由若干程序段組成，程序段由若干字組成，每個字由字母和數(shù)字組成。如圖所示為一個階梯軸的零件圖，該階梯軸的精加工參考程序O0107見下表。

（2）程序的結構程序段號程序程序說明程序組成

O0107;程序號程序號N10G21G40G97G99;程序初始化程序頭程序內(nèi)容

N20T0101S1200M03;換1號刀調用1號刀補，主軸以每分鐘1200轉正轉，精加工外輪廓N30G00X100.0Z100.0;快速移動到1號刀的安全點PN40G00Z5.0;快速移動到切削起點A的Z坐標N50

X40.0;快速移動到切削起點A的X坐標N60G01X40.0Z-80.0F0.1;直線插補到φ40㎜外圓的終點①零件輪廓程序N70X52.0Z-80.0;退刀到距離外圓X坐標2㎜處退刀點②N80G00X100.0;快速返回到安全點P的X坐標程序尾N90

Z100.0;快速返回到安全點P的Z坐標N100M05;主軸停止N110M30;程序結束程序結束程序段格式是指一個程序段中字、字符和數(shù)據(jù)的書寫格式，常用的字-地址可變程序段格式見下表。表1-5字-地址可變程序段格式1234567891011N＿G＿X＿U＿P＿Y＿V＿Q＿Z＿W＿R＿I＿J＿K＿R＿M＿S＿F＿T＿;程序段號準備功能字尺寸字輔助功能字主軸功能字進給功能字刀具功能字結束代碼（3）程序段格式序號功能字地址符說

明1程序段號N用于識別程序段的編號，位于程序段之首，由地址N和后面的若干位數(shù)字構成，如“N100”。只起一個標記的作用，用于程序的校對、檢索和修改。加工時按程序段的先后順序執(zhí)行，與程序段號無關。2準備功能字G機床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令3尺寸字X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、R

用于確定加工時刀具運動的坐標位置4進給功能字F用于指定切削進給量，單位為㎜/min和㎜/r5主軸功能字S用于指定主軸轉速6刀具功能字T用于指定加工所用刀具和刀具補償號7輔助功能字M表示機床操作時各種輔助動作及其狀態(tài)8結束代碼;寫在每一段程序之后，表示程序段結束

準備功能又稱G代碼，是使機床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。由地址G和的兩位數(shù)字構成，從G00～G99共100種。準備功能5.數(shù)控車床的系統(tǒng)功能代碼（1）準備功能G代碼G代碼組別功能

G代碼組別功能*G0001快速點定位（快速進給）G9805每分鐘進給量（mm/min）G01直線插補（切削進給）*G99每轉進給量（mm/r）G02順時針圓弧插補G6500宏程序調用G03逆時針圓弧插補G6612宏程序模態(tài)調用G0400暫停*G67宏程序模態(tài)調用取消G1716XY平面選擇G9001內(nèi)/外圓切削單一固定循環(huán)*G18ZX平面選擇G92螺紋切削單一固定循環(huán)G19YZ平面選擇G94端面切削單一固定循環(huán)G2006英制輸入G7000精加工循環(huán)（G71、G72、G73完成粗加工后的精加工）G21公制輸入G71內(nèi)/外圓粗車復合循環(huán)G3201單一螺紋切削*G4007刀尖圓弧半徑補償取消G41刀尖圓弧半徑左補償G72端面粗車復合循環(huán)G42刀尖圓弧半徑右補償G73仿形（封閉）復合切削循環(huán)G5000坐標系設定G74端面切槽（鉆孔）復合循環(huán)主軸最高轉速限制G75徑向切槽（鉆孔）復合循環(huán)G9602恒線速控制G76螺紋切削復合循環(huán)*G97恒轉速控制（恒線速取消）

M代碼功能

M代碼功能M00程序暫停M08冷卻液開M01計劃暫停M09冷卻液關M02程序結束M30程序結束，返回起始位置M03主軸正轉（順時針方向旋轉）M98子程序調用M04主軸反轉（逆時針方向旋轉）M99子程序結束，返回主程序M05主軸停止

（2）輔助功能M代碼S代碼功能指令格式舉

例應用場合G96恒線速控制G96S～;“G96S260;”表示切削點線速度控制在260m/min。采用恒線速控制指令G96時，必須限制主軸最高轉速。G50主軸最高轉速限制G50S～;“G50S3000;”表示主軸最高轉速限制為3000r/min。車削端面或工件直徑變化較大時，為了保證車削表面質量一致性，常使用恒線速控制指令G96，并配合使用主軸最高轉速限制指令G50。G97恒轉速控制（恒線速取消）G97

S～;“G97S3000;”表示恒轉速為3000r/min。恒轉速控制一般在車螺紋或車削工件直徑變化不大的場合使用。（3）主軸功能S代碼

如圖所示的零件，為保持A、B、C點的線速度控制在200m/min，求各點在加工時的主軸轉速。解：

∴∵

例1-1F代碼功能指令格式圖

例舉

例G98每分鐘進給量G98F＿;“G98F100;”表示進給量為100mm/min。G99每轉進給量G99F＿;“G99F0.2;”表示進給量為0.2mm/r。（4）進給功能F代碼功能指令格式刀具號刀具補償號舉

例指定加工所用刀具和刀具參數(shù)T＿;01～0400～16

“T0303;”表示換3號刀調用3號刀具補償值。（5）刀具功能T代碼

由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時都是以直徑表示，因此，編寫車削加工程序時，X值取零件圖樣上的直徑值。

圖中A點的坐標值為（40.0，5.0），P點的坐標值為（100.0，100.0）。6.數(shù)控車床的編程特點（1）直徑編程方式（2）絕對坐標與增量坐標編程

①絕對坐標（X，Z）

指令輪廓終點坐標相對于工件原點給出的絕對坐標值。

②增量坐標（U，W）

又稱相對坐標，指令輪廓終點坐標相對于前一點的坐標增量。

①進刀時，采用快速移動到達工件切削起點，再改用切削進給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。

②退刀時，采用切削進給沿輪廓延長線退出至工件附近，再快速退刀。如圖所示，外圓車刀一般先退X軸，再退Z軸。

（3）進刀和退刀方式（4）刀尖圓弧半徑補償功能使用刀尖圓弧半徑補償指令G40/G41/G42，可以自動修正刀具的安裝誤差、刀具磨損和自動進行刀尖圓弧半徑的補償，編程時，可直接按工件輪廓尺寸進行。（5）固定循環(huán)功能G代碼功能G90內(nèi)/外圓切削單一固定循環(huán)G92螺紋切削單一固定循環(huán)G94端面切削單一固定循環(huán)G70精加工循環(huán)（G71、G72、G73完成粗加工后的精加工）G71內(nèi)/外圓粗車復合循環(huán)G72端面粗車復合循環(huán)G73仿形（封閉）復合切削循環(huán)G74端面切槽（鉆孔）復合循環(huán)G75徑向切槽（鉆孔）復合循環(huán)G76螺紋切削復合循環(huán)智能制造·強國有我謝謝大家項目1階梯軸的編程與加工項目1階梯軸的編程與加工任務1.1知識準備項目一031.1.3相關編程指令(1)指令格式及含義①G21公制輸入（毫米輸入）②G20英制輸入（英寸輸入）(2)使用說明①

必須在程序的開頭一個獨立的程序段指定G20或G21，才能輸入坐標尺寸。②

當系統(tǒng)通電后，NC保留前次關機時的G20或G21。③

程序執(zhí)行過程中不能轉換。④

FANUC系統(tǒng)需使用小數(shù)點輸入數(shù)字，用于輸入距離、速度或角度。小數(shù)點表示毫米、英寸、度數(shù)或秒。1.單位設定指令公制G21/英制G202.平面選擇指令G17/G18/G19(1)指令格式G17/G18/G19;(2)參數(shù)含義①

G17——XY平面選擇；②

G18——ZX平面選擇；③

G19——YZ平面選擇。

臥式數(shù)控車床的默認平面為G18。④

G17/G18/G19為模態(tài)指令，可相互取消。(1)指令格式G00

X(U)＿

Z(W)＿;(2)參數(shù)含義①

X(U)＿

Z(W)＿——目標點坐標。采用絕對坐標X、Z編程時，為終點的

坐標值，采用增量坐標U、W編程時，為目標點相對

于前一點的增量值，編程時可以二者混合使用。不

運動的坐標可以省略；②

X(U)＿——坐標值為直徑量。3.快速點定位指令G00(3)使用說明①

G00快速移動的速度不需要指定，由生產(chǎn)廠家確定?？赏ㄟ^操作面板上的速度修調開關進行調節(jié)。②

各軸的進給速率不同，機床執(zhí)行指令時運動軌跡不一定是直線。使用時一定要特別注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。③G00指令為模態(tài)指令，可由G01/G02/G03指令取消。(4)適用場合一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。(1)指令格式G01X(U)＿

Z(W)＿

F＿;(2)參數(shù)含義①

X(U)＿

Z(W)＿——目標點坐標。采用絕對坐標X、Z編程時，為終點的

坐標值，采用增量坐標U、W編程時，為目標點相對

于前一點的增量值，其中X(U)為直徑量。編程時可以

二者混合使用，不運動的坐標可以省略；②

F——進給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。4.直線插補指令G01(3)使用說明①

在G98指令下，F(xiàn)為每分鐘進給量mm/min；在G99指令下，F(xiàn)為每轉進給量mm/r。②

實際進給速度等于指令速度F與進給速度修調倍率的乘積。③G01和F都是模態(tài)代碼，若后續(xù)的程序段不改變加工的線型和進給速度，可以不再書寫這些代碼。④

G01指令為模態(tài)指令，可由G00/G02/G03指令取消。(4)適用場合一般作為切削加工運動指令，可以單坐標移動，也可以兩坐標同時插補運動。分析如圖（a）所示錐軸零件的刀具運動軌跡（進刀、切削、退刀和返回軌跡），并應用G00、G01指令編寫精加工程序。

例1-2（a）零件圖

（b）走刀路線與數(shù)值計算點位1工藝分析及數(shù)值計算以錐軸零件裝夾后的右端面與主軸軸線的交點為原點建立工件（編程）坐標系，圖中刀具運動軌跡為：P

A

①

②

③

P其中

為G00方式，

為G01方式。參數(shù)及計算公式圓錐

(1-1)式中：——錐度；

——大端直徑；

——小端直徑；

——錐長。編程原點O對刀點O安全點P切削起點A

X坐標值0.00.0200.060.0

Z坐標值0.00.0100.02.0

圓錐起點①圓錐大端②圓錐終點③圓錐終點③的計算過程X坐標值60.090.093.0X③＝X②＋3＝90.0＋3＝93.0Z坐標值-50.0-70.0-72.0Z③＝Z②＋2＝-（70.0＋2）＝-72.0錐度根據(jù)公式（1-1）計算可得：2編寫加工程序程序段號程序程序說明

O0111;程序號

G21G40G97G99;程序初始化

T0101S1200M03;換1號刀調用1號刀補，主軸以每分鐘1200轉正轉，精加工外輪廓

G00X200.0Z100.0;快速移動到1號刀的安全點P

G00Z2.0;快速移動到切削起點A的Z坐標

X60.0;快速移動到切削起點A的X坐標

G01Z-50.0F0.1;直線插補到圓錐起點①

X93.0Z-72.0;直線插補到圓錐延長線上的點（退刀點）③

G00X200.0;快速返回到安全點P的X坐標

Z100.0;快速返回到安全點P的Z坐標

M05;主軸停止

M30;程序結束

編程時，通常將車刀的刀尖假想成一個點，該點即為假想刀尖，如圖所示的O′點，實際對刀時，是以外徑切削點和端面切削點進行對刀，即以假想刀尖對刀。

但實際上刀尖是一段圓弧，該刀尖圓弧所構成的假想圓半徑即是刀尖圓弧半徑，如圖所示的R。5.刀尖圓弧半徑補償指令G40/G41/G42（1）假想刀尖與刀尖圓弧半徑（2）未使用刀尖圓弧半徑補償時加工誤差的分析（3）刀尖半徑的確定編程時只需按工件的輪廓尺寸編寫程序，不必考慮刀具的刀尖圓弧半徑大小。加工前需先把刀尖圓弧半徑值輸入到相應刀具的參數(shù)頁面。加工時數(shù)控系統(tǒng)會自動計算補償值。經(jīng)驗值粗加工取0.8㎜，半精加工取0.4㎜，精加工取0.2㎜，若粗精加工選用同一把刀取0.4㎜。

當用假想刀尖編程時，刀尖方位號為1～8號；當用假想刀尖圓弧中心編程時，刀尖方位號為0或9號。

不論是前置刀架還是后置刀架，從右向左車外輪廓，外圓車刀的刀尖方位號為3；從右向左車內(nèi)輪廓，內(nèi)孔鏜刀的刀尖方位號為2。（4）刀尖方位號的確定(1)指令格式G41G00G42

X(U)＿Z(W)＿F＿;G40G01(2)參數(shù)含義①

G41——刀尖圓弧半徑左補償；②G42——刀尖圓弧半徑右補償；③G40——刀尖圓弧半徑補償取消，用于取消G41/G42指令；④X(U)＿

Z(W)＿——目標點的絕對坐標或增量坐標，其中X(U)為直徑量，

編程時可以二者混合使用；

⑤F——進給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。（5）刀尖圓弧半徑補償指令G41/G42/G40(3)補償方向的判別①補償方向的判別方法:在補償平面內(nèi)，沿著刀具前進方向看，刀具位于零件左側用左補償G41；刀具位于零件右側用右補償G42。②不論是前置刀架還是后置刀架，從右向左車外輪廓一般用刀尖圓弧半徑右補償G42；從右向左車內(nèi)輪廓一般用刀尖圓弧半徑左補償G41。(5)使用說明①在調用新的刀具前，必須用G40指令取消刀尖圓弧半徑補償。②在MDI方式下，不能使用刀尖圓弧半徑補償。③在G90～G94、G74～G76固定循環(huán)指令中不能使用刀尖圓弧半徑補償。④G41/G42指令使用前，需通過數(shù)控系統(tǒng)操作面板輸入刀尖圓弧半徑R和刀尖方位號T，作為刀尖圓弧半徑補償?shù)囊罁?jù)。⑤G41/G42/G40為模態(tài)指令，可相互取消。(6)注意事項①G41/G42/G40指令只能與G00和G01指令寫在同一個程序段內(nèi)，不允許與圓弧插補指令G02/G03寫在同一個程序段內(nèi)，否則報警。②在使用G41或G42指令模式中，不允許有兩個連續(xù)的非移動指令，否則刀具在前面程序段終點的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象。③在加工比刀尖圓弧半徑小的圓弧內(nèi)側時，產(chǎn)生報警。(1)指令格式G71

U(Δd)

R(e);G71

P(ns)

Q(nf)

U(Δu)

W(Δw)

F(f)

S(s)

T(t);

(2)參數(shù)含義①

Δd——每次切削深度(半徑值)，其值為模態(tài)值；②

e——退刀量(半徑值)，其值為模態(tài)值；③

ns——精加工程序段的開始程序段的段號；④

nf——精加工程序段的結束程序段的段號；⑤

Δu——X軸方向（徑向）的精加工余量(直徑值)；⑥

Δw——Z軸方向（軸向）的精加工余量；⑦

F、S、T——粗加工時的進給速度、主軸轉速和刀補設定。6.內(nèi)/外圓粗車復合循環(huán)指令G71(3)運動軌跡精車路線：A→A1→B→A(4)注意事項①

ns～nf程序段中的F、S、T，在執(zhí)行G70指令時有效。②在ns～nf程序段中，不能調用子程序。③零件輪廓必須符合X、Z軸同時單調增大或單調減小的模式。④零件沿X軸方向進行分層，沿平行于Z軸的方向進行切削。(5)適用場合適于軸類零件（X向余量小、Z向余量大）毛坯的粗加工。7.精加工循環(huán)指令G70(1)指令格式G70

P(ns)

Q(nf)

F(f)

S(s)

T(t);(2)參數(shù)含義①

ns——精加工程序段的開始程序段的段號；②

nf——精加工程序段的結束程序段的段號；③

F、S、T——精加工時的進給速度、主軸轉速和刀補設定。

(1)指令格式G02

I＿

K＿G03

X(U)＿Z(W)＿

R＿

F＿;

(2)參數(shù)含義①

G02——順時針圓弧插補；②

G03——逆時針圓弧插補；③

X(U)＿Z(W)＿——圓弧終點坐標。采用絕對坐標X、Z編程時，為圓弧終

點的坐標值；采用增量坐標U、W編程時，圓弧終點

相對于圓弧起點在各坐標軸方向上的增量值，其中

X(U)為直徑量。編程時可以二者混合使用，不運動的

坐標可以省略；8.知識拓展圓弧插補指令G02/G03④

坐標字I＿

K＿——圓弧圓心坐標值，I/K分別與X/Z軸相對應，

分別表示圓弧圓心相對于圓弧起點在各坐

標軸方向上的增量值，為零時可省略，取

值由圓心坐標值減去圓弧起點坐標值所得；⑤

R——圓弧半徑值；⑥

F——進給速度，F(xiàn)為模態(tài)代碼。(3)圓弧方向的判別方法在右手笛卡爾直角坐標系中，沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向為G02，逆時針方向為G03。(4)使用說明

①當A點為起點時，該圓弧為逆時針圓弧，用G03表示，此時，

設：O（XO，ZO）

A（XA，ZA）

則：IOA＝XO－XA

KOA＝ZO－ZA

②當B點為起點時，該圓弧為順時針圓弧，用G02表示，此時，

設：O（XO，ZO）

B（XB，ZB）

則：IOB＝XO－XB

KOB