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第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1 数 控 车 床 编 程 5.2 数 控 铣 床 编 程 5.3 加 工 中 心 编 程 习 题 想 学 习 更 多 ， 请 登 录 WWW.CNCJL.COM 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1 数 控 车 床 编 程 5.1.1 数 控 车 床 编 程 概 述 1. 数 控 车 床 编 程 的 特 点 （ 1） 在 一 个 程 序 段 中 ， 可 以 采 用 绝 对 值 编 程 ， 也可 以 采 用 增 量 值 编 程 ， 或 二 者 混 合 编 程 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 2） 由 于 被 加 工 零 件 的 径 向 尺 寸 在 图 样 上 和 测 量时 都 是 以 直 径 值 表 示 的 ， 因 而 当 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 ， 以 径 向 实际 位 移 量 的 二 倍 值 表 示 ， 并 附 上 方 向 符 号 （ 正 向 可 以省 略 ） 。 （ 3） 为 提 高 工 件 的 径 向 尺 寸 精 度 ， X向 的 脉 冲 当量 取 Z向 的 一 半 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 4） 由 于 车 削 加 工 常 用 棒 料 或 锻 料 作 为 毛 坯 ， 加工 余 量 较 大 ， 因 而 为 简 化 编 程 ， 数 控 装 置 常 具 备 不 同形 式 的 固 定 循 环 ， 可 以 在 程 序 中 调 用 。 （ 5） 车 床 数 控 系 统 中 都 有 刀 具 位 置 补 偿 功 能 和 刀具 半 径 补 偿 功 能 ， 合 理 利 用 刀 具 补 偿 功 能 可 以 简 化 程序 编 制 ， 提 高 零 件 的 加 工 精 度 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2. 车 床 数 控 系 统 的 功 能 1） 准 备 功 能 G 准 备 功 能 又 称 G功 能 或 G代 码 ， 它 是 指 定 数 控 系 统准 备 好 某 种 运 动 和 工 作 方 式 的 一 种 命 令 ， 由 地 址 G及其 后 的 两 位 数 字 组 成 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.1 准 备 功 能 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 辅 助 功 能 M 辅 助 功 能 又 称 M功 能 ， 主 要 用 来 表 示 机 床 操 作 时的 各 种 辅 助 动 作 及 其 状 态 。 它 由 地 址 M及 其 后 的 两 位数 字 组 成 。 常 用 辅 助 功 能 如 表 5.2所 示 ， 其 中 几 个 不同 的 停 止 方 式 介 绍 如 下 ： 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.2 辅 助 功 能 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 1） M00程 序 停 止 。 （ 2） M01选 择 停 止 。 （ 3） M02程 序 结 束 。 （ 4） M30纸 带 结 束 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 3） F、 S、 T功 能 （ 1） F功 能 。 F功 能 用 于 指 定 进 给 速 度 ， 由 “ F”和 其 后 面 的 数 字 组 成 。 （ 2） S功 能 。 S功 能 用 于 指 定 主 轴 转 速 或 速 度 ， 由 “ S”和 其 后 的 数 字 组 成 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 3） T功 能 。 T功 能 也 叫 刀 具 功 能 ， 用 来 指 定 刀 位 号 和 刀 具 补偿 组 号 （ 简 称 刀 补 号 ） ， 由 “ T”和 其 后 的 数 字 组 成 ， 格 式 为 T 刀 具 补 偿 组 号 刀 具 号 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 3. 车 床 坐 标 系 的 设 定 1） 机 床 坐 标 系 机 床 坐 标 系 是 以 机 床 原 点 为 坐 标 原 点 建 立 的 X、 Z轴 直 角 坐 标 系 。 其 中 ， Z轴 与 主 轴 中 心 线 重 合 ， 为 纵向 退 刀 方 向 （ +） ； X轴 与 主 轴 垂 直 ， 为 横 向 退 刀 方向 （ +） ， 如 图 5.1所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.1 机 床 坐 标 系 参考点机床原点O 旋转中心线X ZO 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 工 件 坐 标 系 工 件 坐 标 系 是 编 程 时 使 用 的 坐 标 系 ， 因 此 又 称 为编 程 坐 标 系 。 数 控 编 程 时 ， 应 该 首 先 确 定 工 件 坐 标 系和 工 件 原 点 。 工 件 坐 标 系 是 由 操 作 编 程 人 员 设 定 的 ， 其 目 的 是为 了 方 便 编 程 和 使 各 尺 寸 较 为 直 观 。 工 件 原 点般 设 在 零 件 的 设 计 基 准 点 或 工 艺 基 准点 上 。 图 5.2中 将 工 件 原 点 选 在 了 主 轴 中 心 线 与 工 件 左端 面 或 右 端 面 的 交 点 处 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.2 工 件 坐 标 系 O 起刀点O工件原点工件 X Z 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.3 设 定 工 件 坐 标 系 实 例 机床原点XO工件原点5080 303.8450 70 350400 A 392 Z825 P0 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4. 刀 具 补 偿 功 能 1） 刀 具 位 置 补 偿 刀 具 位 置 补 偿 又 叫 刀 具 长 度 补 偿 、 刀 具 偏 置 或 刀具 偏 移 。 以 下 三 种 情 况 下 均 需 要 进 行 刀 具 位 置 补 偿 ： （ 1） 用 多 把 不 同 尺 寸 的 刀 具 对 同 一 个 零 件 的 轮 廓尺 寸 进 行 连 续 加 工 的 过 程 中 ， 每 把 刀 具 的 刀 尖 之 间 存在 位 置 偏 差 ， 必 须 利 用 刀 具 位 置 补 偿 功 能 将 所 有 刀 具的 刀 尖 都 偏 置 到 同 一 个 基 准 点 上 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 2） 对 同 一 把 刀 来 说 ， 当 刀 具 重 磨 后 再 把 它 安 装在 原 来 的 位 置 时 ， 会 产 生 安 装 误 差 。 因 此 ， 在 重 新开 始 加 工 以 前 ， 也 必 须 利 用 刀 具 位 置 补 偿 功 能 来 修 正重 新 安 装 位 置 误 差 。 （ 3） 每 把 刀 具 在 其 使 用 过 程 中 都 会 有 不 同 程 度 的磨 损 ， 这 时 的 刀 尖 位 置 与 磨 损 前 的 刀 尖 位 置 存 在 偏 差 ， 这 势 必 造 成 加 工 误 差 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 刀 具 半 径 补 偿 在 编 制 数 控 车 床 加 工 程 序 时 ， 通 常 将 刀 尖 看 作 是一 个 点 。 然 而 在 实 际 应 用 中 ， 为 了 提 高 刀 具 寿 命 和 降低 加 工 表 面 的 粗 糙 度 ， 一 般 将 车 刀 刀 尖 磨 成 半 径 约 为0.4 1.6 mm的 圆 弧 ， 如 图 5.4所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.4 刀 尖 圆 弧 半 径 补 偿 对 加 工 精 度 的 影 响 误差工件加工要求的轨迹无刀具补偿时的轨迹 BC AP APD R 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.4中 ， 在 切 削 工 件 右 端 面 时 ， 车 刀 圆 弧 的 切 点A与 理 论 刀 尖 P的 Z坐 标 值 相 同 ； 车 外 圆 时 ， 车 刀 圆 弧的 切 点 B与 理 论 刀 尖 P的 X坐 标 值 相 同 ； 这 时 不 会 产 生加 工 误 差 ， 不 需 要 考 虑 刀 尖 半 径 补 偿 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.5 车 刀 刀 尖 方 位 代 号 P 7 P5X P 2 P6 1 PO P 3 P8 4 PP9/0 Z 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 为 了 对 上 述 由 刀 尖 圆 弧 半 径 所 引 起 的 误 差 进 行 自动 补 偿 ， 在 加 工 工 件 之 前 ， 必 须 把 刀 具 半 径 补 偿 的 有关 参 数 输 入 到 CNC装 置 中 。 参 数 包 括 刀 尖 半 径 R值 和刀 尖 方 位 T参 数 。 T值 与 车 刀 的 形 状 和 刀 尖 所 处 的 位 置有 关 ， 用 0 9表 示 ， 如 图 5.5所 示 。 典 型 车 刀 的 形 状 、 位 置 和 参 数 之 间 的 关 系 如 表 5.3所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.3 典 型 车 刀 的 形 状 、 位 置 和 参 数 之 间 的 关 系 参数 刀尖圆弧的位置 典 型 车 刀 形 状3 84 PP P 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 51 627 PPPPP 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 3） 刀 具 补 偿 参 数 的 输 入 每 个 刀 具 补 偿 号 对 应 一 组 X、 Z、 R、 T值 。 其 中X、 Z为 刀 具 位 置 补 偿 值 ， R、 T为 刀 具 半 径 补 偿 值 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.6 显 示 器 屏 幕 显 示 刀 补 参 数 X Z R T0.96 1.53 0.8 3010203刀具补偿号 补偿值刀尖圆弧半径刀尖方位刀具位置 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4） 刀 具 半 径 补 偿 的 方 向 将 刀 补 参 数 输 入 到 CNC装 置 后 ， 当 执 行 到 含 有 T功 能 （ 如 T0101） 的 程 序 段 时 ， 刀 具 位 置 补 偿 参 数 即可 生 效 ， 而 刀 具 半 径 补 偿 参 数 则 必 须 执 行 到 含 有 刀 具半 径 补 偿 方 向 指 令 G41或 G42指 令 时 才 可 生 效 。 如 图5.7所 示 ， G41指 定 左 刀 补 ， 刀 具 沿 编 程 轨 迹 前 进 方 向左 侧 行 进 ； G42指 定 右 刀 补 ， 刀 具 沿 编 程 轨 迹 前 进 方向 右 侧 行 进 。 当 取 消 刀 具 半 径 补 偿 时 ， 使 用 G40指 令 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.7 刀 具 半 径 补 偿 G41、 G42 G42G41 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1.2 常 用 G指 令 1. 快 速 点 定 位 G00 G00指 令 使 刀 具 快 速 定 位 到 指 定 的 目 标 位 置 ， 运动 过 程 中 无 运 动 轨 迹 要 求 。 其 指 令 书 写 格 式 是 ： G00 X（ U） _ Z（ W） _ ； 如 图 5.8所 示 ， 从 起 点 A快 速 定 位 到 目 标 点 B， 可以 有 三 种 编 程 方 式 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.8 快 速 点 定 位 X60200 20 100 ZA(20, 20) B(60, 100)(60, 60)60 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 1） 绝 对 值 方 式 编 程 如 下 ： G00 X120.0 Z100.0； 或 G00 X120000 Z100000； （ 2） 增 量 值 方 式 编 程 如 下 ： G00 U80.0 W80.0； （ 3） 绝 对 /增 量 混 合 方 式 编 程 如 下 ： G00 U80.0 Z100.0； 或 G00 X120. W80.0； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2. 直 线 插 补 G01 该 指 令 用 于 按 F指 定 的 进 给 速 度 切 削 任 意 斜 率 的 直线 ， 指 令 格 式 为 G01 X（ U） _ Z（ W） _ F _ ； 编 程 示 例 如 图 5.9所 示 ， 选 右 端 面 轴 心 O为 编 程 原点 ， 其 绝 对 值 方 式 编 程 如 下 ： 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.9 直 线 插 补 80 20 40 50 O 100 200P3 P2 P1 P0 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 N10 G00 X50.0 Z2.0 S800 T01 M03； （ P0P1点 ）N20 G01 Z40.0 F80； （ 刀 尖 从 P1点 按 F速 度 进 给 到 P2点 ）N30 X80.0 Z60.0； （ P2P3） 以 F速 度 进 给N40 G00 X200.0 Z100.0； （ P3P0） 快 速 返 回本 例 也 可 采 用 增 量 值 编 程 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 3. 圆 弧 插 补 G02/G03 圆 弧 插 补 指 令 使 刀 具 按 F给 定 的 进 给 速 度 切 削 出 圆弧 轮 廓 ， G02用 于 顺 时 针 圆 弧 ， G03用 于 逆 时 针 圆 弧 。 指 令 格 式 如 下 ： （ 1） 终 点 +圆 心 （ I， K） ： G02或 G03 X（ U） _ Z（ W） _ I _ K_ F_； （ 2） 终 点 +圆 弧 半 径 R： G02或 G03 X（ U） _ Z（ W） _ R _F； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.10 圆 弧 插 补 时 R与 -R的 区 别 2 RR1 起点X Z 终点O 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.11 顺 时 针 圆 弧 插 补 40 20 O Z1003040 X 100R10 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.12 逆 时 针 圆 弧 插 补 X4640 28 40 O ZR6 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4. 螺 纹 切 削 指 令 G32 该 指 令 用 来 切 削 圆 柱 螺 纹 、 圆 锥 螺 纹 、 端 面 螺 纹（ 涡 形 螺 纹 ） ， 指 令 格 式 为 G32 X（ U） _ Z（ W） _ F_； F为 螺 纹 导 程 。 对 于 如 图 5.13所 示 的 锥 螺 纹 ， 其斜 角 在 45 以 下 时 ， 螺 纹 导 程 以 Z轴 方 向 指 定 ； 45 以 上 至 90 时 ， 以 X轴 方 向 值 指 定 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.13 螺 纹 加 工 G32 O Z 2 WX 1 AB ZX/2U/2 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.14 螺 纹 加 工 示 例 M302-6g 20 X 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5. 暂 停 （ 延 时 ） 指 令 G04 该 指 令 可 使 刀 具 进 行 暂 短 的 无 进 给 光 整 加 工 ， 主要 用 于 切 槽 、 钻 到 孔 底 以 及 自 动 加 工 螺 纹 等 场 合 ， 如图 5.15所 示 ， 指 令 格 式 为 G04 X（ U） _（ 秒 s， 可 带 小 数 ）P _ （ 毫 秒 ms， 不 可 带 小 数 ） 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.15 G04暂 停 指 令 切槽或切断刀具在槽底暂停钻头在孔底暂停 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 6. 自 动 返 回 参 考 点 指 令 G28 该 指 令 使 刀 具 自 动 返 回 参 考 点 或 经 过 某 一 中 间 位置 再 回 到 参 考 点 ， 如 图 5.16所 示 。 指 令 格 式 为 G28 X（ U） _ Z（ W） _ T00； T00(刀 具 复 位 )指 令 必 须 写 在 G28指 令 的 同 一 程 序段 或 该 程 序 段 之 前 ； X(U)必 须 按 直 径 值 输 入 ； 该 指 令以 设 定 的 速 度 快 速 移 动 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.16 自 动 返 回 参 考 点 指 令 (a) 经 过 中 间 点 返 回 参 考 点 ； (b) 从 当 前 位 置 返 回 参 考 点 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1.3 数 控 车 床 加 工 与 编 程 1. 加 工 路 线 与 加 工 余 量 1) 大 余 量 毛 坯 的 切 削 路 线 一 般 用 阶 梯 车 削 法 来 车 削 大 余 量 毛 坯 。 图 5.17所示 的 两 种 加 工 路 线 中 ， 图 （ a） 是 错 误 的 切 削 路 线 ， 图 （ b） 按 1 5的 顺 序 切 削 ， 每 次 切 削 所 留 余 量 相 等 ， 是 正 确 的 切 削 路 线 。 因 为 在 同 样 背 吃 刀 量 的 条 件 下 ， 按 图 （ a） 方 式 加 工 所 剩 余 的 余 量 过 多 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.17 大 余 量 毛 坯 的 阶 梯 切 削 路 线 (a) 错 误 ； (b) 正 确 a p 阶梯切削后所留余量(a) (b) 阶梯切削后所留余量a p 54321 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 根 据 数 控 加 工 的 特 点 ， 还 可 以 放 弃 常 用 的 阶 梯 车削 法 ， 改 用 依 次 从 轴 向 和 径 向 进 刀 、 顺 工 件 毛 坯 轮 廓走 刀 的 路 线 ， 如 图 5.18所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.18 双 向 进 刀 的 走 刀 路 线 双向进刀切削后所留余量 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.19 分 层 切 削 时 刀 具 的 终 止 位 置 三刀以后所剩的余量毛坯轮廓毛坯轮廓三刀以后所剩的余量ee 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 分 层 切 削 时 刀 具 的 终 止 位 置 当 某 表 面 的 余 量 较 多 需 分 层 多 次 走 刀 切 削 时 ， 从第 二 刀 开 始 就 要 注 意 防 止 走 刀 至 终 点 时 切 削 深 度 的 猛增 。 如 图 5.19所 示 ， 设 以 90 主 偏 刀 分 层 车 削 外 圆 ， 合 理 的 安 排 应 是 每 一 刀 的 切 削 终 点 依 次 提 前 一 小 段 距离 e（ 例 如 可 取 e=0.05 mm） 。 如 果 e=0， 则 每 一 刀 都终 止 在 同 一 轴 向 位 置 上 ， 主 切 削 刃 就 可 能 受 到 瞬 时 的重 负 荷 冲 击 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2. 加 工 参 数 的 选 择 1） 合 理 选 择 切 削 用 量 切 削 用 量 （ ap、 f、 v） 选 择 是 否 合 理 ， 对 于 能 否充 分 发 挥 机 床 的 潜 力 与 刀 具 的 切 削 性 能 ， 实 现 优 质 、 高 产 、 低 成 本 和 安 全 操 作 具 有 很 重 要 的 作 用 。 一 些 资料 上 推 荐 的 切 削 用 量 数 据 如 表 5.3所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.3 数 控 车 削 用 量 表 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 合 理 选 择 刀 具 刀 具 尤 其 是 刀 片 的 选 择 是 保 证 加 工 质 量 和 加 工 效率 的 重 要 环 节 。 零 件 材 质 的 切 削 性 能 、 毛 坯 余 量 、 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 以 及 机 床 的 自 动 化 程 度 等都 是 选 择 刀 片 的 重 要 依 据 。 数 控 车 床 能 兼 作 粗 、 精 车 削 ， 粗 车 时 要 选 强 度 高 、 耐 用 度 好 的 刀 具 ， 以 满 足 粗 车 时 大 背 吃 刀 量 、 大 进 给量 的 要 求 ； 精 车 时 要 选 精 度 高 、 硬 度 高 、 耐 用 度 好 的刀 具 ， 以 保 证 加 工 精 度 的 要 求 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 3. 锥 的 切 削 1） 车 锥 原 理 在 车 床 上 车 外 圆 锥 时 可 以 分 为 车 正 锥 和 车 倒 锥 两种 情 况 ， 而 每 一 种 情 况 又 有 两 种 加 工 路 线 。 图 5.20所示 为 车 正 锥 的 两 种 加 工 路 线 ， 当 按 图 （ a） 的 加 工 路线 车 正 锥 时 ， 需 要 计 算 终 刀 距 S。 假 设 圆 锥 大 径 为 D， 小 径 为 d， 锥 长 为 L， 背 吃 刀 量 为 a p， 则 由 相 似 三 角形 可 得 ： dDLaS SaLdD p p 22即 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 当 按 图 （ b） 的 走 刀 路 线 车 正 锥 时 ， 则 不 需 要 计 算终 刀 距 S， 只 要 确 定 了 背 吃 刀 量 ap即 可 车 出 圆 锥 轮 廓 。 但 在 每 次 切 削 中 ， 背 吃 刀 量 是 变 化 的 。 图 5.21为 车 倒 锥 的 两 种 加 工 路 线 ， 车 锥 原 理 与 正锥 相 同 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.20 车 正 锥 的 加 工 路 线 SLD a pd(a) (b) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.21 车 倒 锥 的 加 工 路 线 (a) (b) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 车 锥 举 例 用 30 mm的 棒 料 毛 坯 ， 3号 刀 为 外 圆 刀 ， 车 削 如图 5.22所 示 的 正 锥 。 通 过 分 析 ， 确 定 分 三 次 走 刀 ， 前两 次 背 吃 刀 量 ap=2 mm， 最 后 一 次 背 吃 刀 量 ap=1 mm。 按 第 一 种 车 锥 路 线 进 行 加 工 ， 终 刀 距 S1=8 mm； S2=16 mm。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.22 车 锥 编 程 实 例 30 20 O 20 100 200P0S1S2 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4. 圆 弧 的 车 法 1） 车 锥 法 在 车 圆 弧 时 ， 不 可 能 用 一 刀 就 把 圆 弧 车 好 ， 因 为这 样 吃 刀 量 太 大 ， 容 易 打 刀 。 可 以 先 车 一 个 圆 锥 ， 再 车 圆 弧 ， 但 要 注 意 车 锥 时 起 点 和 终 点 的 确 定 ， 若 确定 不 好 则 可 能 损 伤 圆 弧 表 面 ， 也 有 可 能 将 余 量 留 得 太大 。 确 定 起 点 和 终 点 的 方 法 如 图 5.23所 示 . 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.23 车 锥 法 O R D ACB 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.24 车 圆 法 O R R1 CD EB AB A 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 车 圆 法 对 于 较 复 杂 的 圆 弧 ， 用 车 锥 法 较 复 杂 ， 也 可 用 车圆 法 ， 即 用 不 同 半 径 的 圆 来 车 削 ， 最 终 将 所 需 的 圆 弧车 出 来 。 如 图 5.24所 示 ， 起 刀 点 A和 终 点 B的 确 定 方 法如 下 ： 连 接 OA、 OB， 则 此 时 车 削 圆 弧 的 半 径 为R1=OA=OB， 因 此 221221 , RRRACBCRRAEBD 每 刀 切 削 深 度 ： P RRL 2 （ P为 分 刀 次 数 ） 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5. 孔 的 加 工 对 于 孔 加 工 ， 不 同 的 数 控 系 统 有 不 同 的 指 令 。 本系 统 孔 加 工 所 使 用 的 指 令 为 直 线 插 补 指 令 G01， 下 面以 图 5.25为 例 说 明 孔 加 工 的 编 程 方 法 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.25 孔 加 工 编 程 实 例 50 R5 24514520O 40305070 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 6. 单 一 固 定 循 环 G90 在 前 面 介 绍 的 加 工 程 序 中 ， 一 个 G指 令 对 应 机 床的 一 个 动 作 ， 一 个 加 工 需 要 用 若 干 个 程 序 段 实 现 。 为了 缩 短 程 序 长 度 ， 提 高 编 程 效 率 ， FANUC-0TD系 统提 供 了 固 定 循 环 指 令 ， 每 个 固 定 循 环 能 够 完 成 一 个 典型 加 工 的 一 系 列 动 作 。 G90为 单 一 加 工 固 定 循 环 指 令 ， 用 于 圆 柱 面 和 圆 锥 面 的 循 环 切 削 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 1） 外 圆 切 削 循 环 ， 指 令 格 式 如 下 ： G90 X（ U） _ Z（ W） _ F_； 如 图 5.26所 示 ， 刀 具 从 循 环 起 点 开 始 按 矩 形 循 环 ， 最 后 又 回 到 循 环 起 点 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.26 外 圆 切 削 循 环 X Z W4(R)2(F)3(F) 1(R)O U/2X/2 Z 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 所 示 的 工 件 ， 其 有 关 程 序 如 下 ： N05 G90 X35.0 Z30.0 F60.0； N06 X30.0； N07 X25.0； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.27 外 圆 切 削 循 环 加 工 实 例 X O 40 50 30 25(1)(2)(3) P0Z 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 (2) 锥 面 切 削 循 环 ， 指 令 格 式 如 下 ： G90 X（ U） _ Z（ W） _ R _F_； 如 图 5.28所 示 ， R为 锥 体 大 小 端 的 半 径 差 。 锥 面起 点 坐 标 大 于 终 点 坐 标 时 R为 正 ， 反 之 为 负 。 加 工 如图 5.29所 示 的 工 件 ， 其 有 关 程 序 如 下 ： N05 G90 X40.0 Z-40.0 R-5.0 F40.0； N06 X35.0； N07 X30.0； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.28 车 锥 面 循 环 X Z W4(R)U/2X/2 3(F) 2(F)1(R) ZI 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.29 锥 面 切 削 循 环 加 工 实 例 50 40 30 60 40 O 20 5(1)(2) (3) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 7. 外 圆 粗 车 循 环 G71 G71为 复 合 加 工 固 定 循 环 ， 用 于 外 （ 内 ） 圆 多 刀循 环 粗 车 加 工 ， 其 指 令 格 式 如 下 ： G71 U(d) R(e) G71 P（ ns） Q（ nf） U（ u） W（ w） F _S_ T _ ； N(ns) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 从 序 号 ns至 nf的 程 序 段 ， 指 定 A到 B间 的 移 动 指 令F _S_T_N(nf) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 如 图 5.30所 示 ， C是 粗 车 循 环 的 起 刀 点 ， w是 轴 向精 车 余 量 ， u 2是 径 向 精 车 余 量 ， d是 切 削 深 度 ， e是 回 刀 时 的 径 向 退 刀 量 。 R表 示 快 速 进 给 ， F表 示 切削 进 给 。 当 粗 车 内 圆 时 ， 径 向 精 车 余 量 d应 指 定 为 负值 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.30 外 圆 粗 车 循 环 编程轨迹 (F)(R)(R)(F) 45B AA C du/2e 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.31 端 面 粗 车 循 环 d u/2e45 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 8. 端 面 粗 车 循 环 G72 G72用 于 圆 柱 棒 料 毛 坯 端 面 方 向 粗 车 ， 如 图 5.31所示 ， 指 令 格 式 如 下 ： G72 W（ d） R(e) G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_； 其 中 ， d、 e、 ns、 nf、 u、 w的 含 义 与 G71相 同 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 9. 成 型 粗 加 工 复 合 循 环 G73 G73用 于 重 复 切 削 一 个 已 经 锻 造 、 铸 造 加 工 成 型的 工 件 ， 其 指 令 格 如 下 ： G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F_ S_ T_； N(ns) ； 指 定 沿 A A B的 加 工 路 线 N(nf) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 其 中 ： iX轴 方 向 的 总 退 刀 距 离 (半 径 值 )；kZ轴 方 向 的 总 退 刀 距 离 ；d重 复 加 工 次 数 ；ns精 加 工 形 状 程 序 的 第 一 个 段 号 ；nf精 加 工 形 状 程 序 的 最 后 一 个 段 号 ；uX方 向 精 加 工 余 量 及 方 向 （ 直 径 ） ；wZ方 向 精 加 工 余 量 及 方 向 。走 刀 路 线 如 图 5.32所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.32 固 定 形 状 粗 车 循 环 G73 u/2 iu/2wkwDAC u/2wAB 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 10. 精 车 循 环 G70 当 用 G71、 G72、 G73粗 车 工 件 后 ， 可 以 用 G70指 令 完 成 精 车 循 环 ， 即 让 刀 具 按 粗 车 循 环 指 令 的 精 加工 路 线 切 除 粗 加 工 中 留 下 的 余 量 。 其 指 令 格 式 如 下 ： G70 P（ ns） Q（ nf） 其 中 ， ns指 定 精 车 循 环 的 第 一 个 程 序 段 号 ； nf指定 精 车 循 环 的 最 后 一 个 程 序 段 号 。 在 精 车 循 环 G70状 态 下 ， ns至 nf程 序 中 指 定 的 F、 S、 T有 效 ； 当 ns至 nf程 序 中 不 指 定 F、 S、 T时 ， 粗车 循 环 中 指 定 的 F、 S、 T有 效 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.33所 示 为 采 用 G71外 圆 粗 车 循 环 与 G70精 车 循环 的 例 子 。 毛 坯 为 棒 料 ， 粗 加 工 切 削 深 度 为 7 mm， 进 给 量 0.3 mm r， 主 轴 转 速 为 500 r min， 主 轴 转速 为 500 r/min， 精 加 工 余 量 X向 4 mm(直 径 上 )， Z向 2 mm， 进 给 量 为 0.15 mm/r， 主 轴 转 速 为 800 r/min， 程 序 起 点 如 图 所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.33 G71、 G70指 令 加 工 实 例 起点100Z终点7 802XO 406010014040 20 201020 30 30 102220 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.34 使 用 G70功 能 可 能 出 现 的 碰 撞 A B此处发生碰撞 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.35 G73、 G70加 工 实 例 XO 180 160 12040 10 40 10 20 4022014280 2 14 16B110 130 ZR20 A 16 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 11. 简 单 螺 纹 切 削 循 环 G92 G92为 简 单 螺 纹 循 环 ， 用 于 切 削 锥 螺 纹 和 圆 柱 螺纹 ， 该 指 令 与 单 一 固 定 循 环 基 本 相 同 ， 只 是 F后 边 的进 给 量 改 为 螺 距 值 ， 指 令 格 式 如 下 ： G92 X（ U） _ Z（ W） _ R（ I） _ F_ ； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.36 螺 纹 循 环 G92 (a) 圆 锥 螺 纹 循 环 ； (b) 圆 柱 螺 纹 循 环 Z WU/2X/2O C螺纹终点D (4R) (1R) 循环起点AB螺纹起点(a) Z W 循环起点A U/2X/2B螺纹起点(1R)O C螺纹终点(3R)D (4R)(2F)(b)(3R) (2F) I 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 切 削 时 应 注 意 以 下 四 个 参 数 。 1） 螺 纹 牙 型 高 度 （ 螺 纹 总 切 深 ） 螺 纹 牙 型 高 度 是 指 螺 纹 牙 型 上 牙 顶 到 牙 底 之 间 垂直 于 螺 纹 轴 线 的 距 离 ， 如 图 5.37中 的 H所 示 ， 它 是 车削 时 车 刀 的 总 切 入 深 度 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.37 螺 纹 牙 型 的 高 度 Ph 1 H/4 H/8 H h r H/8 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 根 据 国 标 GB 192 19781规 定 ， 普 通 螺 纹 的 牙 型理 论 高 度 H =0.866P， 实 际 加 工 时 ， 由 于 螺 纹 车 刀 刀尖 半 径 的 影 响 ， 螺 纹 的 实 际 切 深 有 变 化 。 根 据 GB 19781规 定 ， 螺 纹 车 刀 可 在 牙 底 最 小 削 平 高 度 H 8处削 平 或 倒 圆 ， 则 螺 纹 实 际 牙 型 高 度 可 按 下 式 计 算 ： h=H -2（ H 8） =0.6495P 式 中 ： H螺 纹 原 始 三 角 形 高 度 ， H =0.866P mm； P螺 距 （ 单 位 为 mm） 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） 螺 纹 起 点 与 螺 纹 终 点 径 向 尺 寸 螺 纹 加 工 中 ， 径 向 起 点 （ 编 程 大 径 ） 的 确 定 决 定于 螺 纹 大 径 。 3） 螺 纹 起 点 与 螺 纹 终 点 轴 向 尺 寸 由 于 车 螺 纹 起 始 时 有 一 个 加 速 过 程 ， 结 束 前 有 一个 减 速 过 程 ， 在 这 段 距 离 中 螺 距 不 可 能 保 持 均 匀 ， 因而 车 螺 纹 时 ， 两 端 必 须 设 置 足 够 的 升 速 进 刀 段 和 减 速退 刀 段 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4） 分 层 切 削 深 度 如 果 螺 纹 牙 型 较 深 、 螺 距 较 大 ， 可 分 几 次 进 给 ， 每 次 进 给 的 背 吃 刀 量 用 螺 纹 深 度 减 精 加 工 背 吃 刀 量 所得 的 差 按 递 减 规 律 分 配 ， 如 图 5.38所 示 。 常 用 螺 纹 切削 的 进 给 次 数 与 背 吃 刀 量 可 参 考 表 5.4选 取 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.38 螺 纹 进 刀 切 削 方 法 8765432 19 1 2 345 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.4 常 用 螺 纹 切 削 的 进 给 次 数 与 背 吃 刀 量 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.39 使 用 G92加 工 实 例 O 6 102 46 M30-6g P1(35, 104)P0(270, 260) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 12. 复 合 螺 纹 切 削 循 环 G76复 合 螺 纹 切 削 循 环 指 令 G67的 格 式 如 下 ： G76 P(m)(r)(a) Q(dmin) R(d)G76 X(W) Z(W) R(I) P(k) Q(d) F(f) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 13. 子 程 序 在 编 制 加 工 程 序 过 程 中 ， 如 果 有 一 组 程 序 段 在 一个 程 序 中 多 次 出 现 或 者 在 几 个 程 序 中 都 要 使 用 它 ， 则可 以 将 这 个 典 型 的 加 工 程 序 编 制 成 固 定 程 序 ， 单 独 命名 ， 这 种 程 序 段 称 为 子 程 序 。 使 用 子 程 序 可 以 减 少 不 必 要 的 编 程 重 复 ， 从 而 达到 简 化 编 程 的 目 的 。 主 程 序 可 以 调 用 子 程 序 ， 子 程 序也 可 以 调 用 下 一 级 子 程 序 。 子 程 序 必 须 在 主 程 序 结 束指 令 后 建 立 ， 其 作 用 相 当 于 一 个 固 定 循 环 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 子 程 序 调 用 指 令 M98的 格 式 如 下 ： M98 P_ L_； 其 中 ， P为 子 程 序 号 ， L为 子 程 序 重 复 调 用 次 数 。 子 程 序 必 须 以 M99结 尾 ， 表 示 子 程 序 运 行 结 束 ， 请 返 回 到 主 程 序 。 子 程 序 调 用 下 一 级 子 程 序 称 为 嵌 套 。 图 5.40所 示 为 车 削 不 等 距 槽 的 示 例 。 对 等 距 槽 采用 循 环 比 较 简 单 ， 而 不 等 距 槽 则 调 用 子 程 序 较 为 简 单 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.40 子 程 序 编 程 示 例 50 406 2 10 2 6 2 10 20 30 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1.4 数 控 车 床 编 程 实 例 某 零 件 图 如 图 5.41所 示 ， 需 要 在 数 控 车 床 上 对 该零 件 进 行 精 加 工 ， 其 中 85 mm部 分 不 加 工 ， 要 求 编制 精 加 工 程 序 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.41 车 削 零 件 示 例 O 8565X 35029015560 R70 2080 80 62 50 M481.5 145 41.8 Z260 60345145 200 A 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 1. 根 据 图 纸 要 求 按 先 主 后 次 的 加 工 原 则 确 定 工 艺路 线 （ 1） 先 从 左 至 右 切 削 外 轮 廓 面 ， 其 路 线 为 ： 倒角 切 削 螺 纹 的 实 际 外 圆 切 削 锥 面 部 分 车 削 62 mm外 圆 倒 角 车 80 mm外 圆 切 削 圆 弧 部 分 车80 mm外 圆 。 （ 2） 切 3 mm 45 mm的 槽 。 （ 3） 车 M48 1.5的 螺 纹 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2. 选 择 刀 具 并 绘 制 刀 具 布 置 图 根 据 加 工 要 求 需 选 用 三 把 刀 具 ： 一 号 刀 车 外 圆 ， 二 号 刀 切 槽 ， 三 号 刀 车 螺 纹 。 在 绘 制 刀 具 布 置 图 时 ， 要 正 确 选 择 换 刀 点 ， 以 避免 换 刀 时 刀 具 与 机 床 、 工 件 及 夹 具 发 生 碰 撞 现 象 。 本例 换 刀 点 选 为 A（ 200， 350） 点 。 3. 确 定 切 削 用 量 切 削 用 量 如 表 5.5所 示 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 表 5.5 切 削 用 量 表 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 4. 编 制 精 加 工 程 序 该 机 床 可 以 采 用 绝 对 值 和 增 量 值 混 合 编 程 ， 绝 对值 用 X、 Z地 址 ， 增 量 值 用 U、 W地 址 ， 采 用 小 数 点编 程 ， 程 序 如 下 ： 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 N01 G50 X200.0 Z350.0； (坐 标 系 设 定 ) N02 S630 M03 T0101 M08； N03 G00 X41.8 Z292.0； N04 G01 X47.8 Z289.0 F0.15； （ 倒 角 ） N05 U0 W59.0； （ 47.8 mm） N06 X50.0 W0； （ 退 刀 ） N07 X62.0 W60.0； （ 锥 度 ） N08 U0 Z155.0； （ 62 mm） N09 X78.0 W0； (退 刀 ) N10 X80.0 W1.0； （ 倒 角 ） N11 U0 W19.0； (车 80 mm外 圆 ) 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 N12 G02 U0 W60.0 163.25 K30.0； (圆 弧 ) N13 G01 U0 Z65.0； （ 车 80 mm外 圆 ） N14 X90.0 W0； N15 G00 X200.0 Z350.0 M05 T0100 M09； （ 退 刀 ） N16 X51.0 Z230.0 S315 M03 T0202 M08 N17 G01 X45.0 W0 F0.16； （ 切 槽 ） N18 G04 X5.0； （ 延 时 ） N19 G00 X51.0； （ 退 刀 ） N20 X200.0 Z315.0 M05 T0200 M09； （ 退 刀 ） N21 G00 X52.0 Z296.0 S200 M03 T0303 M08； N22 G92 X47.2 Z231.5 F1.5； （ 切 螺 纹 ） 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 N23 X46.6； N24 X46.2； N25 X45.8； N26 G00 X200.0 Z350.0 T0300； （ 退 至 起 点 ）N27 M30； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 5.1.5 数 控 车 床 的 操 作 面 板 1. 数 控 系 统 操 作 面 板 数 控 系 统 操 作 面 板 如 图 5.42所 示 ， 由 CRT显 示 器和 MDI键 盘 两 部 分 组 成 。 1） CRT显 示 器 CRT显 示 器 可 以 显 示 机 床 的 各 种 参 数 和 功 能 ， 如机 床 参 考 点 坐 标 、 刀 具 起 始 点 坐 标 、 输 入 数 控 系 统 的指 令 数 据 、 刀 具 补 偿 量 的 数 值 、 报 警 信 号 、 自 诊 断结 果 、 滑 板 快 速 移 动 速 度 以 及 间 隙 补 偿 值 等 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2） MDI键 盘 （ 1） 功 能 键 。 各 功 能 键 的 功 能 说 明 如 下 ： “POS”键 显 示 现 在 机 床 的 位 置 ； “PRGRM”键 在 EDIT方 式 下 编 辑 、 显 示 存 储 器 里 的 程序 ， 在 MDI方 式 下 输 入 、 显 示 MDI数 据 ， 在 机 床 自动 操 作 时 显 示 程 序 指 令 值 ； 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 “MENU OFSET”键 用 于 设 定 、 显 示 补 偿 值 和宏 程 序 变 量 ； “DGNOS PARAM”键 用 于 设 定 、 显 示 参 数 ， 显 示 自 诊 断 数 据 ； “OPR ALARM”键 用 于 显 示 报 警 号 ； “AUX GRAPH”键 用 于 显 示 图 形 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 2） 数 据 输 入 键 。 数 据 输 入 键 有 15个 ， 可 用 来 输入 字 母 、 数 字 及 其 它 符 号 。 每 次 输 入 的 字 符 都 显 示 在CRT屏 幕 上 。 （ 3） “ RESET”复 位 键 。 当 机 床 自 动 运 行 时 ， 按下 此 键 ， 则 机 床 的 所 有 操 作 都 停 下 来 。 此 状 态 下 若 恢复 自 动 运 行 ， 滑 板 需 返 回 参 考 点 ， 程 序 将 从 头 执 行 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 图 5.42 MJ50型 数 控 车 床 数 控 系 统 操 作 面 板 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 4） “ START”启 动 键 。 按 下 此 键 ， 便 可 执 行MDI命 令 。 （ 5） “ INPUT”输 入 键 。 按 下 此 键 ， 可 输 入 参 数或 补 偿 值 等 ， 也 可 以 在 MDI方 式 下 输 入 命 令 数 据 。 （ 6） “ CAN”删 除 键 。 此 键 用 于 删 除 已 输 入 到 缓冲 器 里 的 最 后 一 个 字 符 或 符 号 。 例 如 输 入 N100后 按 下“ CAN”键 ， 则 N100被 删 去 。 （ 7） “ CURSOR”光 标 移 动 键 。 “ ”键 将 光 标 向下 移 动 ， “ ”将 光 标 向 上 移 动 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 8） “ PAGE”页 面 键 。 “ ”键 向 后 翻 页 ， “ ”键向 前 翻 页 。 （ 9） 程 序 编 辑 键 。 各 键 的 功 能 说 明 如 下 ： “ALTER”键 用 于 更 改 程 序 。 “INSRT”键 用 于 插 入 程 序 。 “DELET”键 用 于 删 除 程 序 。 (10) “EOB”结 束 程 序 键 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 2. 机 床 操 作 面 板 机 床 操 作 面 板 如 图 5.43所 示 ， 各 开 关 、 按 钮 的 功能 与 使 用 介 绍 如 下 。 （ 1） 程 序 启 动 按 钮 （ CYCLE START） ： 用 于 自动 方 式 下 ， 启 动 自 动 运 行 功 能 ， 指 示 灯 亮 ， 显 示 自动 运 行 状 态 。 （ 2） 进 给 保 持 按 钮 （ FEED HOLD） ： 在 自 动 运行 状 态 下 暂 停 进 给 （ 滑 板 停 止 移 动 ） ， 但 M、 S、 T功 能 仍 然 有 效 ； 指 示 灯 亮 ， 显 示 机 床 处 于 暂 停 进 给 状态 ； 按 程 序 启 动 按 钮 ， 可 以 恢 复 自 动 运 行 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 3） 手 摇 脉 冲 发 生 器 ： 通 常 称 为 手 轮 ， 用 于 对 刀 。 左 侧 的 开 关 指 定 移 动 的 坐 标 轴 ， 由 “ MODE”旋 转 开 关设 定 手 轮 每 转 1格 的 移 动 量 。 （ 4） 点 动 按 钮 （ JOG） ： 有 四 个 （ +X、 -X、 +Z、 -Z） ， 每 次 只 能 按 下 一 个 。 （ 5） 快 速 倍 率 开 关 （ RAPID OVERRIDE） ： 倍 率值 分 为 100 、 50 、 25 和 LOW四 级 。 第 5章 典 型 机 床 数 控 编 程 （ 6） 进 给 倍 率 开 关 （ FEEDRATE OVERRIDE） ： 在 自 动 运 行 中 ， 由 F代 码 指 定 的 进 给 速 度 可 以 用 此 开关 来 调 整 ， 调 整 范 围 为 0 150 ， 每 格 增 量 为 10 。 在 点 动 方 式 下 ， 进 给 速 度 可 以 在 0 1260 mm min