2023年数控车床编程方法（教学课件）.ppt

1 数控编程基础数控编程基础 3 数控加工工艺数控加工工艺 2 常用常用G G指令编程方法指令编程方法 4 车床编程车床编程 第二章第二章 NC加工程序的编制加工程序的编制 5 铣床和加工中心编程铣床和加工中心编程 第四节第四节 车床编程方法车床编程方法 一、车削加工编程的特点一、车削加工编程的特点 一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是一个程序段中，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；绝对值、增量值或者是二者的混合编程；由于图纸尺寸和测量都是直径值，故直径方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，向用绝对值编程时，X以直径值表示。用以直径值表示。用增量值编程时，增量值编程时，X以径向实际位移量的二以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号；倍值表示，并附上方向符号；为提高径向尺寸精度，为提高径向尺寸精度，X向的脉冲当量取为向的脉冲当量取为Z向的一半；向的一半；由于毛坯常用棒料或锻件，加工余量大，所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以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可以进行屡次重复循环切削；能，可以进行屡次重复循环切削；为了提高刀具寿命和减小工件外表粗糙度，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；许多数控车床用U、W表示增量坐标指令；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二、圆头车刀假想刀尖的编程特点和刀具补偿功能补偿功能 在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考 虑虑即假想刀尖位置即假想刀尖位置，但实际上刀尖局，但实际上刀尖局部部 是带有圆角的是带有圆角的如下图如下图 。上一页上一页 下一页下一页 1 1、圆头车刀加工台阶面的编程和补偿、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、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，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造成零件加工精度误差如下图如下图。上一页上一页 下一页下一页 2、圆头车刀加工圆锥面的编程和补偿、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，可以求出 Z/2 X 3、圆头车刀加工圆弧面的编程和补偿、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根本相圆头车刀加工圆弧面和加工圆锥面根本相似。如图是加工似。如图是加工 l/4 凸凹圆弧凸凹圆弧,CD 为工件为工件轮廓线轮廓线,0点为圆心点为圆心,半径为半径为R,刀具与圆弧刀具与圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为轮廓起点、终点的切削点分别为C和和D,对对应假想刀尖为应假想刀尖为C1和和D 1。对图。对图(a)所示凸圆所示凸圆弧加工情况弧加工情况,圆弧圆弧C1D 1为假想刀尖轨迹为假想刀尖轨迹,01点为圆心点为圆心,半径为半径为(R+r);对图对图(b)所示所示凹圆弧加工情况凹圆弧加工情况,圆弧圆弧C2D2 为假想刀尖轨为假想刀尖轨迹迹,其圆心是其圆心是02点点,半径为半径为(R-r)。如果按。如果按假想刀尖轨迹编程假想刀尖轨迹编程,那么要以图中所示的圆那么要以图中所示的圆弧弧C1D 1或或C2D2(虚线虚线)有有 关参数进行程序关参数进行程序编制。编制。4 4、圆头车刀的补偿方法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，只在机床不具备刀算，编程工作量较大，只在机床不具备刀尖半径尖半径 自动补偿功能的情况下采用。第二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。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，如下图。如下图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 如图如图 四、数控车床编程坐标系确实定四、数控车床编程坐标系确实定 1 1、标准坐标系、标准坐标系 数控车床的坐标系是以径向数控车床的坐标系是以径向 为轴方向，纵向为轴方向。为轴方向，纵向为轴方向。指向主轴箱的方向为轴的负方指向主轴箱的方向为轴的负方 向，而指向尾座的方向为轴的向，而指向尾座的方向为轴的 正方向。轴是以操作者面向的正方向。轴是以操作者面向的 方向为轴正方向。故，根据右方向为轴正方向。故，根据右 手法那么，轴正方向指向地手法那么，轴正方向指向地数数 控车床编程中不涉及控车床编程中不涉及Y Y轴坐标轴坐标。数控车床坐标系如右图所示。数控车床坐标系如右图所示。2 2、机床坐标系、机床坐标系 机床坐标系是用来确定工件坐标系的根本机床坐标系是用来确定工件坐标系的根本坐标系；是机床本身所固有的坐标系；是机床生坐标系；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，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。不能随意改变。机床原点：机床原点为机床上的一个固定点，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。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机床坐标系：是以机床原点为坐标原点的坐标系，系，Z Z轴与主轴中心线重合，是纵向进刀方向，轴与主轴中心线重合，是纵向进刀方向，X X轴与主轴垂直，是横向进刀方向。轴与主轴垂直，是横向进刀方向。1 1工件原点工件原点 编制加工程序的基准点编制加工程序的基准点零点零点称为工件原点。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。或右端面的交点处。2 2工件坐标系工件坐标系 以工件原点为原点，所构成的坐标系称为工件以工件原点为原点，所构成的坐标系称为工件坐标系。坐标系。X Z 五、车削固定循环编程指令五、车削固定循环编程指令 1 1、矩形柱面循环指令、矩形柱面循环指令 内、外径切削循环指令内、外径切削循环指令G90/G77G90/G77 格式：格式：切削圆柱面：切削圆柱面：G90 XG90 XU U_ Z_ ZW W_F_F_；其中其中X X，Z ZU U，W W为外径、内径切削为外径、内径切削 终点坐标终点坐标 如下图，如下图，G90G90指令循环动作指令循环动作 G90 X50.0 ZG90 X50.0 Z-30.0 F_30.0 F_；相当于相当于 G00 X50.0G00 X50.0；G01 ZG01 Z-30.0 F_30.0 F_；X65.0X65.0；上一页上一页 下一页下一页 端面切削循环指令G94 格式：G94 XU_ ZW_F_；其中X，ZU，W为端面切削终点坐标 例：如下图的程序；G00 X85.0 Z10.0 T0101 M03；G01 G96 Z5.0 F3.0 S120；G94 X30.0 Z-5.0 F0.2；Z-10.0；循环局部 Z-15.0；G00 G97 X200.0 Z200.0 S450 T0100；M01；上一页上一页 下一页下一页 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：Gxx XU_ ZW_I _ K _ H _ F_；XU、ZW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、锥面循环指令 该指令用于切削内外锥面的自该指令用于切削内外锥面的自动循环。动循环。锥度的斜率取决于锥度的斜率取决于U、W的值。的值。格式与矩形循环相同。格式与矩形循环相同。如下图，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：G92 XU_ ZW_F_；锥螺纹：G92 XU_ ZW_R_ F_；其中X，ZU，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：如下图的程序；G00 X40.0 Z5.0；G92 X29.3 Z-42.0 F2.0；X28.42；X27.82；X27.62；G00 X150.0 Z200.0；上一页上一页 下一页下一页 复合固定循环指令复合固定循环指令 外径、内径粗加工循环指令外径、内径粗加工循环指令G71G71 格式：格式：G71 U G71 U d R e;d R e;G71 P ns Q nf U G71 P ns Q nf U u W u W w w F _ F _ S _ T_S _ T_；其中其中 d d切削深度切削深度(背吃刀量、每次切削量背吃刀量、每次切削量)，半，半径值，无正负号。径值，无正负号。e e每次退刀量，半径值，无正负；每次退刀量，半径值，无正负；nsns：精加工程序第一个程序段的序号：精加工程序第一个程序段的序号 nfnf：精加工程序最后一个程序段的序号：精加工程序最后一个程序段的序号 u u：X X向的精加工余量向的精加工余量 w w：Z Z向的精加工余量向的精加工余量 G71G71循环指令的刀具切削路径如下图：循环指令的刀具切削路径如下图：上一页上一页 下一页下一页 精加工循环指令G70 格式：G70 P ns Q nf；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，以到达所要求的尺寸；在没有使用G71、G72指令时，G70指令不能使用。上一页上一页 下一页下一页 端面粗加工循环指令G72 格式：G72 W d Re；G72 P ns Q nf U u W wF_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下图：上一页上一页 下一页下一页 闭环切削循环指令G73 格式：G73 U i W k R d；G73 P ns Q nf U u W wF_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下图：下一下一 车床编程举例车床编程举例 25 28 X Z O G92 X200.0 Z100.0;M06 T0101;M03 S600;G00 G41 X22.0 Z3.0;G01 X30.0 Z-1.0 F0.1;Z-23.0;X36.0;G03 X40.0 Z-25.0 R2.0;G01 Z-50.0;G02 X46.0 Z-53.0 R3.0;G01 X63.0;G00 X200.0 Z100.0;M05;M30;G00 G96 S180