数控车床编程及操作-教材

数控技术培训教材数控车床编程及操作PAGE6数控车床编程与操作数控车床编程与操作PAGE7目　　录TOC\o"1-4"\h\zHYPERLINK\l"_Toc8744826"数控车床概述PAGEREF_Toc8744826\h1HYPERLINK\l"_Toc8744827"第一章数控车床编程基本知识PAGEREF_Toc8744827\h1HYPERLINK\l"_Toc8744828"1.1编程概述PAGEREF_Toc8744828\h1HYPERLINK\l"_Toc8744829"1.2机床坐标轴PAGEREF_Toc8744829\h2HYPERLINK\l"_Toc8744830"1.3机床原点、参考点、机床坐标系PAGEREF_Toc8744830\h2HYPERLINK\l"_Toc8744831"1.4工件坐标系和程序原点PAGEREF_Toc8744831\h2HYPERLINK\l"_Toc8744832"1.5绝对编程与增量编程PAGEREF_Toc8744832\h3HYPERLINK\l"_Toc8744833"1.6直径编程和半径编程PAGEREF_Toc8744833\h3HYPERLINK\l"_Toc8744834"1.7程序构成PAGEREF_Toc8744834\h3HYPERLINK\l"_Toc8744835"第二章编程基本指令PAGEREF_Toc8744835\h4HYPERLINK\l"_Toc8744836"2.1辅助功能M指令PAGEREF_Toc8744836\h4HYPERLINK\l"_Toc8744837"指令的模态与非模态PAGEREF_Toc8744837\h4HYPERLINK\l"_Toc8744838"1．M00程序暂停PAGEREF_Toc8744838\h5HYPERLINK\l"_Toc8744839"2．M01任选暂停PAGEREF_Toc8744839\h5HYPERLINK\l"_Toc8744840"3．M02、M30主程序结束PAGEREF_Toc8744840\h5HYPERLINK\l"_Toc8744841"4．M03、M04、M05主轴正、反转，停止PAGEREF_Toc8744841\h5HYPERLINK\l"_Toc8744842"5．M06自动换刀指令PAGEREF_Toc8744842\h5HYPERLINK\l"_Toc8744843"6．M07（M08）、M09切削液开、关PAGEREF_Toc8744843\h5HYPERLINK\l"_Toc8744844"7．M98、M99子程序调用、结束PAGEREF_Toc8744844\h5HYPERLINK\l"_Toc8744845"2.2F、S、T指令PAGEREF_Toc8744845\h5HYPERLINK\l"_Toc8744846"1．进给功能F指令PAGEREF_Toc8744846\h5HYPERLINK\l"_Toc8744847"2．刀具功能T指令PAGEREF_Toc8744847\h6HYPERLINK\l"_Toc8744848"3．主轴功能S指令PAGEREF_Toc8744848\h6HYPERLINK\l"_Toc8744849"2.3准备功能G指令PAGEREF_Toc8744849\h6HYPERLINK\l"_Toc8744850"2.3.1坐标系相关G指令PAGEREF_Toc8744850\h7HYPERLINK\l"_Toc8744851"1．工件坐标系设定G92指令PAGEREF_Toc8744851\h7HYPERLINK\l"_Toc8744852"2．预置工件坐标系选择G54~G59指令PAGEREF_Toc8744852\h8HYPERLINK\l"_Toc8744853"3．绝对编程G90与增量编程G91PAGEREF_Toc8744853\h8HYPERLINK\l"_Toc8744854"4．尺寸单位制选择指令G20（英制）和G21（公制）PAGEREF_Toc8744854\h8HYPERLINK\l"_Toc8744855"5．进给量单位选择G98、G99PAGEREF_Toc8744855\h9HYPERLINK\l"_Toc8744856"6．自动返回参考点G28和从参考点返回G29PAGEREF_Toc8744856\h9HYPERLINK\l"_Toc8744857"2.3.2运动方式相关G指令PAGEREF_Toc8744857\h9HYPERLINK\l"_Toc8744858"1．快速定位指令G00PAGEREF_Toc8744858\h9HYPERLINK\l"_Toc8744859"2．直线进给指令G01PAGEREF_Toc8744859\h9HYPERLINK\l"_Toc8744860"2+.倒角控制功能PAGEREF_Toc8744860\h10HYPERLINK\l"_Toc8744861"3．圆弧进给指令G02、G03PAGEREF_Toc8744861\h11HYPERLINK\l"_Toc8744862"4．螺纹切削指令G32PAGEREF_Toc8744862\h12HYPERLINK\l"_Toc8744863"2.3.3延时控制G04指令PAGEREF_Toc8744863\h13HYPERLINK\l"_Toc8744864"2.3.4单一固定循环切削指令PAGEREF_Toc8744864\h14HYPERLINK\l"_Toc8744865"1、内、外径切削循环指令G80PAGEREF_Toc8744865\h14HYPERLINK\l"_Toc8744866"2、端面切削循环G81PAGEREF_Toc8744866\h15HYPERLINK\l"_Toc8744867"3．螺纹切削循环G82PAGEREF_Toc8744867\h16HYPERLINK\l"_Toc8744868"固定循环指令与基本指令的比较：PAGEREF_Toc8744868\h17HYPERLINK\l"_Toc8744869"2.3.5复合循环切削指令G71、G72、G73、G76PAGEREF_Toc8744869\h17HYPERLINK\l"_Toc8744870"1．内、外径粗加工循环指令G71PAGEREF_Toc8744870\h18HYPERLINK\l"_Toc8744871"2．端面粗加工复合循环G72PAGEREF_Toc8744871\h19HYPERLINK\l"_Toc8744872"3．封闭轮廓循环（仿形循环）G73PAGEREF_Toc8744872\h20HYPERLINK\l"_Toc8744873"4、螺纹切削复合循环G76PAGEREF_Toc8744873\h21HYPERLINK\l"_Toc8744874"第三章刀具补偿功能PAGEREF_Toc8744874\h23HYPERLINK\l"_Toc8744875"3.1刀具的几何补偿PAGEREF_Toc8744875\h23HYPERLINK\l"_Toc8744876"1．刀具偏置PAGEREF_Toc8744876\h23HYPERLINK\l"_Toc8744877"2．几何磨损PAGEREF_Toc8744877\h24HYPERLINK\l"_Toc8744878"3．实现PAGEREF_Toc8744878\h24HYPERLINK\l"_Toc8744879"3.2刀尖半径补偿PAGEREF_Toc8744879\h24HYPERLINK\l"_Toc8744880"第四章子程序与宏程序PAGEREF_Toc8744880\h25HYPERLINK\l"_Toc8744881"4.1子程序PAGEREF_Toc8744881\h25HYPERLINK\l"_Toc8744882"4.2宏程序PAGEREF_Toc8744882\h26HYPERLINK\l"_Toc8744883"4.2.1宏变量PAGEREF_Toc8744883\h27HYPERLINK\l"_Toc8744884"4.2.2宏运算PAGEREF_Toc8744884\h27HYPERLINK\l"_Toc8744885"4.2.3控制指令PAGEREF_Toc8744885\h27HYPERLINK\l"_Toc8744886"4.2.4宏语句和CNC语句PAGEREF_Toc8744886\h28HYPERLINK\l"_Toc8744887"4.2.5宏程序实例PAGEREF_Toc8744887\h28HYPERLINK\l"_Toc8744888"第五章　华中I型数控车床操作简介PAGEREF_Toc8744888\h32HYPERLINK\l"_Toc8744889"5.1操作面板PAGEREF_Toc8744889\h32HYPERLINK\l"_Toc8744890"5.2开关机说明PAGEREF_Toc8744890\h32HYPERLINK\l"_Toc8744891"5.3屏幕说明PAGEREF_Toc8744891\h33HYPERLINK\l"_Toc8744892"5.4菜单功能PAGEREF_Toc8744892\h33HYPERLINK\l"_Toc8744893"5.5程序编辑PAGEREF_Toc8744893\h35HYPERLINK\l"_Toc8744894"5.6手动操作PAGEREF_Toc8744894\h35HYPERLINK\l"_Toc8744895"5.7自动运行PAGEREF_Toc8744895\h36HYPERLINK\l"_Toc8744896"5.8刀具参数设置PAGEREF_Toc8744896\h37HYPERLINK\l"_Toc8744897"5.9零点偏置设置PAGEREF_Toc8744897\h38数控车床概述数控车床品种繁多，结构各异，但仍有很多共同之处，本书主要介绍CJK6032数控车床，该车床为两坐标、连续控制的小型台式车床，配置系统HCNC-1T系统，其人机接口、操作面板、操作步骤及编程方法均与当前国际主流一致。该车床功能：1.可车削直线、斜线、圆弧及曲线；2.可车削公制、英制螺纹，圆柱、圆锥螺纹；3.具有刀尖半径补偿、螺距误差补偿功能；4.固定循环、图形模拟显示等功能。适于加工形状复杂的盘类和轴类零件。第一章数控车床编程基本知识1.1编程概述在数控机床上加工零件时，首先要进行程序编制，简称编程。编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度等）以及辅助操纵（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）等加工信息用 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的文字、数字、符号等组成的代码，按一定的格式编写成加工程序。编程过程主要包括：分析零件图纸，工艺处理，数学处理，编写零件程序，程序校验。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全可靠及高效地工作。在数控编程前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、CNC系统所具备的功能及编程指令格式等，编制程序时，应对图纸规定的技术特性、零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，确定使用的刀具、切削用量及加工顺序和走刀路线；再进行数值计算，获得刀位数据；然后按数控机床规定的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、刀具进给量、切削深度等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、冷却液开、关等）编制成加工程序，并输入数控系统，由数控系统控制数控机床自动进行加工。数控编程方法：1.手工编程整个程序编制过程均由人工完成。仅适用于点位或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。2.自动编程用计算机把人输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，即数控编程的大部分工作由计算机完成。目前常用APT、图像仪编程系统、图形编程系统等。1.2机床坐标轴为简化编制程序的方法和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向的命名制定了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X、Y、Z表示，常称基本轴，其关系用右手定则表示。坐标轴正向以刀具远离工件方向为正。数控车床仅有Z轴和X轴，Z轴即主轴回转轴线，正向指向尾座。X轴位于水平面内且垂直于Z轴，正向指向操作者（水平导轨）或远离操作者（倾斜导轨）。1.3机床原点、参考点、机床坐标系1．机床坐标系与机床原点机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。机床坐标系的原点也称为机械原点或机床零点。这个原点在机床一经 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和制造调整后，便被确定下来，它是固定的点。2．机床参考点为正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴移动范围内设置一个机床参考点。参考点与机床零点的距离通过机床参数指定，参考点位置由X、Z向机械挡块确定。回参考点作用：=1\*GB2⑴.建立机床坐标系；=2\*GB2⑵.消除由于漂移、变形等造成的误差，通过回参考点可以使机床的工作台回到准确位置，消除误差。1.4工件坐标系和程序原点编程时一般选择工件上的某一点作为程序原点，并以该点为原点建立工件坐标系。G92、G54~G59程序原点设定依据：1．编程简单、尺寸换算少，引起加工误差小；2．设计基准或工艺基准；3．对回转零件：对称中心、圆心。数控车床程序原点一般选择工件左、右端面或卡爪前端面与轴线的交点。1.5绝对编程与增量编程绝对编程：终点位置由所在工件坐标系中的坐标值设置。增量编程：终点位置用相对前一位置的增量值及移动方向给定。混合编程：终点坐标指定中既有绝对值又有增量值。当为绝对方式时，坐标尺寸字用X、Z表示，当为增量方式时，坐标尺寸字用U、W表示。使用原则：尺寸换算少，编程方便。1.6直径编程和半径编程指编程时工件的X值用直径或半径给定。说明：1．直径编程符合图纸标注习惯，较方便，但其轴线位置一定要理解准确。2．半径编程尺寸换算较多，计算切点时较方便。1.7程序构成1．程序段加工程序由若干程序段组成，而程序段由一个或若干个指令字组成，指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作。程序段结束处以EOB、CR、LF标志，显示为“；”或不显示，具体由不同的数控系统决定。表1常用地址符含义地　址　符功　　能取　值　范　围O零件程序号O0000~O9999N程序段顺序号N1~N9999G准备功能G00~G99X，Z，U，WRI，KC，R坐标轴的移动指令圆弧半径圆弧中心坐标倒角距离、倒角半径±9999.999F进给功能，进给速度或螺距F0~F15000mm/min（mm/r）S主轴功能S0~S9999r/min（mm/min）T刀具功能T0000~T9999M辅助功能M00~M99P，X暂停时间1~9999.999SP，L子程序号和子程序调用次数P1~P9999，L1~L99P,Q,R,U,V,W,I,J,K,A复合切削循环参数程序段格式是指令字在程序段中排列的顺序，常见格式如下：顺序号，G指令，坐标字，进给功能，主轴功能，刀具功能，辅助功能，结束标志。2．主程序和子程序CNC系统按主程序指令顺序运行，遇见调用子程序时，转去执行子程序，调用结束后返回主程序断点继续执行。对程序中一些顺序固定或反复出现的加工图形，可做成子程序，以简化编程。子程序调用格式：M98P****L**P后面跟子程序号，L后面跟调用次数。说明：主程序结束标志：M02或M30子程序结束标志：M99子程序可多重调用；在加工程序的文件管理上HCNC型数控系统与FANUC等数控系统存在很大区别：FANUC等数控系统的主程序、子程序、宏程序以程序号作为管理依据，程序号就是程序文件的文件名。HCNC型数控系统以文件名作为管理依据，同一加工的主程序、子程序、宏程序必须位于同一程序文件中，并以程序号作为区分主程序、子程序、宏程序的依据。书写时应主程序在前，子程序、宏程序在后。程序文件的文件名格式为：O****。第二章编程基本指令2.1辅助功能M指令用来控制机床各种辅助动作及开关状态，如主轴转、停，冷却液的开、关等。指令的模态与非模态A．非模态指令：仅在本程序段内有效的指令。B．模态指令：模态指令一旦指定便保持有效，直到被同组指令取代或被取消为止。常用M指令有：1．M00程序暂停功能：机床所有动作均被切断，现存模态信息保持不变，重按循环启动按钮，继续执行后续程序段。用于加工中测量刀具和工件的尺寸、工件调头、手动变速等固定手工操作。2．M01任选暂停功能同M00，但必须在机床“任选停止”按钮接通时才有效。用于首件检测及工件关键尺寸抽检。3．M02、M30主程序结束M02功能：切断机床所有动作，并使系统复位，加工结束。再按“循环启动”按钮，程序重新开始执行。M30功能：切断机床所有动作，系统复位，并使控制返回零件程序头，且重新执行。说明：不同的数控系统M02、M30解释不完全一致。4．M03、M04、M05主轴正、反转，停止说明：数控车床一般只需正转即可。5．M06自动换刀指令须与相应刀号（T指令）结合才构成完整的换刀指令。说明：数控车床一般只需T指令即可完成换刀，不一定需要M06指令，这依不同系统解释而定。6．M07（M08）、M09切削液开、关7．M98、M99子程序调用、结束M98调用子程序M98PLM99子程序结束2.2F、S、T指令1．进给功能F指令指定刀具的进给速度，有三种形式：=1\*GB3①每转进给量mm/r，格式：G99F=2\*GB3②每分钟进给量mm/min，格式：G98F=3\*GB3③螺纹切削进给速度mm/r2．刀具功能T指令指定刀具及刀具补偿。格式：T****说明：=1\*GB3①前二位数字表示刀具号，刀具号与刀盘上的刀位号相对应；=2\*GB3②后两位数字表示刀具补偿号，刀具补偿包括形状补偿（刀偏）和磨损补偿。=3\*GB3③刀号与刀补号不必对应；=4\*GB3④每把刀加工结束后，必须取消刀补，即T指令必须配对使用。取消刀补格式为：T**00例：┇M06T0101┇T0100M06T0202┇T0200┇3．主轴功能S指令设定主轴转速。（CJK6032无此功能，HCNC数控系统有）2.3准备功能G指令用地址字G和两位数字表示，共有G00~G99一百种。G指令按功能分成若干组，其中00组的G指令称为非模态G指令，其余G指令属于模态指令。在同一程序段中可有不同组的G指令多个，同组G指令若有多个，以最后一个为准。表2　G代码一览表代码组功　　　能备注G00★G01G02G0301快速定位直线插补顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补★：系统默认模态代码G0400暂停G20G21★06英制输入公制输入G27G28G2900参考点返回检查返回到参考点从参考点返回G3201螺纹切削G40★G41G4207刀具半径补偿取消左刀补右刀补G5200局部坐标系设定G54★G55G56G57G58G5911零点偏置1零点偏置2零点偏置3零点偏置4零点偏置5零点偏置6G6500宏指令简单调用G66G67★12宏指令模态调用宏指令模态调用取消G71G72G73G7600内外径车削复合循环端面车削复合循环封闭轮廓车削复合循环螺纹车削复合循环G80G81G8201内外径车削单一固定循环端面车削单一固定循环螺纹车削单一固定循环G90G91★03绝对编程增量编程G98★G9905每分进给每转进给2.3.1坐标系相关G指令1．工件坐标系设定G92指令格式：G92XZ式中：X、Z—指起刀点在工件坐标系中的坐标值。该指令是通过规定起刀点到工件坐标系原点的距离（X、Z），来确定坐标系原点的位置而建立起所需的工件坐标系的。可见执行同一G92指令，如起刀点位置不同，则建立的工件坐标系亦不同，因此执行G92指令前，必须先对刀。起刀点确定原则：=1\*GB3①不能与工件、机床碰撞（换刀时）；=2\*GB3②便于数学处理，编程方便；=3\*GB3③工件装夹方便；例1：如图2-1所示a．工件坐标系原点设在工件右端面，则应如下建立工件坐标系：G92X180Z100b．工件坐标系原点设在工件左端面，则应如下建立工件坐标系：G92X180Z300c．工件坐标系原点设在卡盘右端面，则应如下建立工件坐标系：G92X180Z2702．预置工件坐标系选择G54~G59指令G54~G59六个工件坐标系是通过设定该坐标系原点在机床坐标系中的坐标值（MDI手动输入），即工件坐标系零点偏移值来建立所需的工件坐标系的。G92与G54~G59的区别：=1\*GB3①G92需要起刀点在当前工件坐标系的坐标值来建立工件坐标系，故必须用单独一个程序段指定，该程序段中位置指令仅用来确定工件坐标系原点位置，并不产生运动。使用G92前，刀具必须处于正确的起刀点位置。=2\*GB3②G54~G59坐标系原点在程序执行前已由MDI方式输入系统，一旦指定便有效，故G54~G59可不必使用单独程序段指定，使用前只要机床曾回过参考点，则机床坐标系已正确建立，刀具处于任意点均可保证工件正确加工。G92与G54的互换如G92段为G92X50Z100，只需改成：G54G90X50Z100即可。3．绝对编程G90与增量编程G91绝对编程G90：终点位置由所在工件坐标系中的坐标值设置。增量编程G91：终点位置用相对前一位置的增量值及移动方向给定。4．尺寸单位制选择指令G20（英制）和G21（公制）用来选择英制、公制单位输入，可互相取代，且断电有效，机床出厂时一般设为G21状态。说明：=1\*GB3①G20、G21必须在程序开头，工件坐标系设定前用单独程序段指定；=2\*GB3②G20、G21不能在程序中途切换。5．进给量单位选择G98、G99格式：G99Fmm/rG98Fmm/minG98、G99状态断电有效。6．自动返回参考点G28和从参考点返回G29格式：G28XZT0100G29XZ执行G28时，刀具从当前点快速移动到指令中X、Z指定的中间点，然后自动回到参考点，指令中X、Z可用G90或G91指定。说明：=1\*GB3①本车床系统没有执行手动回参考点操作时，G28指令不能返回到参考点；=2\*GB3②G28为非模态指令；=3\*GB3③执行G28前必须取消刀补。执行G29时，刀具先从参考点快移至G28指令中指定的中间点再移到G29指令中X、Z指定的目标点。说明：=1\*GB3①一般G28、G29指令用于加工中心的换刀操作，二者应放在相邻的程序段中；=2\*GB3②G28指令中的中间点用于防止刀具与夹具或工件相撞。2.3.2运动方式相关G指令1．快速定位指令G00格式：G00XZ执行G00指令时，刀具从当前点快移到X、Z指定的目标点，运动速度为各轴快移速度，该参数由系统参数决定，F指令无效。执行G00时，运动轨迹为一折线。2．直线进给指令G01格式：G01XZ__F执行G01指令时，刀具按F指令规定的合成进给速度，从当前点以联动方式沿直线运动到程序段中X、Z指定的目标点。例2工件如图2-2所示，其精加工程序为：O9001G90编程N10G92X100Z100N20G90G00X16Z75M03N30G01X26Z70F200N40Z25N50X60Z15N60X80Z0N70G00X100Z100M05N80M02O9101G91编程N10G91G00X-84Z-25M03N20G01X5Z-5N30Z-45N40X34Z-10N50X20Z-15N60G00X20Z100M05N70M02注：编程时应注意切削时的切入和切出，以避免刀具和工件高速接触而发生碰撞。如本例中倒角程序段N30（N20）就给出了切入。2+.倒角控制功能=1\*GB3①直线倒角格式：G01XZCF说明：a．X、Z是两相邻直线的假想交点坐标；b．C为倒角始点到假想交点的距离；c．倒角控制应加在构成角的第一条边上，且第二条边不能省略。=2\*GB3②圆弧倒角格式：G01XZRF说明：a．X、Z是两相邻直线的假想交点坐标；b．R为倒角圆弧半径；c．倒角控制应加在构成角的第一条边上，且第二条边不能省略。例3工件如图2-3所示，其精加工程序为：O9002(G90编程)O9102（G91编程）N10G92X80Z120N10M03S1000N20M03S1000N20G91G00X-80Z-35N30G90G00X0Z85N30G01Z-5F100（引入）N40G01Z80F100（引入）N40X20N50X20N50Z-20R4N60Z60R4N60X40Z-20C3N70X60Z40C3N70Z-40N80Z0N80G00X20Z120M05N90G00X80Z120M05N90M02N100M023．圆弧进给指令G02、G03格式：式中：X、Z—圆弧终点坐标；I、K—圆弧圆心相对圆弧起点的增量坐标；R——圆弧半径，当圆心角<180°时，R取正，当圆心角>=180°时，R取负。说明：=1\*GB3①顺圆、逆圆从Y轴正向朝负向观察来判断，实际判断时以工件在Z轴上方的形状为准，下方则刚好相反；=2\*GB3②I、K，R同时指定时，忽略I、K，以R为准；=3\*GB3③F是圆弧切线方向的线速度。例4如图2-4所示工件，其精加工程序为：O9003.（G90半径R编程）N10G92X30Z55N20M03S1000N30G90G00X15Z37N40G01Z25F100N50G02X23Z25R8N60G01X25N70Z0N80G00X30Z55M05N90M02O9103（G91I、K编程）G92X30Z55N10M03N20G91G00X-15Z-18N30G01Z-22F100N40G02X8Z-8I8N50G01X2N60Z-17N70G00X5Z55M05N80M024．螺纹切削指令G32格式：G32XZF式中：X、Z—螺纹终点坐标；F—螺纹导程，当斜角α(与Z轴夹角)<45°,为Z轴方向导程，α>45°时，为X向导程。说明：=1\*GB3①G32既可加工圆柱螺纹，也可加工锥螺纹（等螺距螺纹）；=2\*GB3②因伺服系统存在滞后误差，为避免螺距产生误差，编程时应设置升速进刀段（螺纹引入段）δ1和降速退刀段（螺纹引出段）δ2；经验公式：n——主轴转速，r/minL——螺纹导程，mm或：=3\*GB3③螺纹加工的粗、精加工中，主轴转速应保持恒定，原因参=2\*GB3②；=4\*GB3④切削进给速度由主轴转速和螺距关联而定；=5\*GB3⑤螺纹切削中不可按“进给保持”按钮，此时主轴仍在旋转而刀具却会停止运动；=6\*GB3⑥螺纹切削中不能使用恒线速控制功能。=7\*GB3⑦螺纹加工参数计算：a．外螺纹，大径D=公称尺寸d-0.125L，螺纹切削深度H=0.6495L（保证中径，单边值）;b．内螺纹，小径D1=公称尺寸d-1.05L,螺纹切削深度H=0.6495L(单边值);c.吃刀量αp=0.15~0.3mm,精加工余量=0.2~0.3mm.(单边值)。吃刀量分配时，根据总吃刀量（螺纹切削深度－精加工余量）按递减规律分配。例5图2-6加工M30×1.5圆柱螺纹。参数计算：D=30-0.125×1.5=29.775H=0.6495×1.5×2=0.974×2=1.9485αp1=0.8,αp2=0.6,αp3=0.4,αp4=0.148δ1=4，δ2=2。程序如下：O0032G92X50Z100M06T0101（精车外圆偏刀）M03G90G00X40Z68G01X0F100G00X29.775Z68G01Z0F100G00X50Z100T0100M06T0202(切槽刀)G00X35Z10G01X27F80G01X35F100G00X50Z100T0200M06T0303（螺纹刀）G00X35Z68X29.2G32Z12F1.5G32Z12F1.5G00X35G00X35Z68Z68X28.04X28.6G32Z12F1.5G32Z12F1.5G00X35G00X35X50Z100M05Z68T0300X28.2M022.3.3延时控制G04指令格式：G04XX——暂停时间，S。说明：=1\*GB3①G04指令在前一程序段进给速度达到零之后才开始动作；=2\*GB3②执行G04指令时，主轴不允许停转，否则无法实现；=3\*GB3③用于切槽，钻、镗孔，拐角轨迹控制等。2.3.4单一固定循环切削指令1、内、外径切削循环指令G80=1\*GB3①圆柱面内、外径切削格式：G80XZF式中：X、Z—切削终点C的坐标；F——进给段BC、CD的进给速度；AB、DA段为快进段。例6如图2-8所示工件：O0801G92X80Z80G90G00X65Z50M03G01X0F100G00Z52X65G80X56Z10F100X52Z10X48Z10X44Z10X41Z10X40Z10G00X80Z80M05M02=2\*GB3②带锥度的内、外径切削格式：G80XZIF式中：X、Z—切削终点C的坐标；F—进给段BC、CD的进给速度；AB、DA段为快进段；I—切削始点B与终点C的半径差，。例7如图2-10所示工件：O0802G92X80Z80G90G00X64Z50M03G01X0F100G00Z52X64G80X48Z10I-10.5F100X44Z10I-10.5X41Z10I-10.5X40Z10I-10.5G00X80Z80M05M022、端面切削循环G81=1\*GB3①直端面切削格式：G81XZF式中：X、Z—切削终点C的坐标；F———进给段BC、CD的进给速度；AB、DA段为快进段。例8如图2-12所示工件：O0811G92X100Z60G90G00X85Z35M03G81X20Z25F100X20Z20X20Z15X20Z10G00X100Z60M05M02=2\*GB3②带锥度的端面切削格式：G81XZKF式中：X、Z—切削终点C的坐标；F——进给段BC、CD的进给速度；AB、DA段为快进段；K—切削始点B与终点C在Z向的坐标差。例9如图2-14所示工件：O0812G92X100Z60G90G00X86Z35M03G81X20Z26K-11F100X20Z22K-11X20Z20K-11G00X100Z60M05M023．螺纹切削循环G82=1\*GB3①直螺纹切削格式：G82XZF式中：X、Z—螺纹切削终点坐标；F———螺纹导程。例10如图2-16所示加工M30×1.5圆柱螺纹：参数计算：D=30-0.125×1.5=29.775，H=0.6495×1.5×2=0.974×2=1.9485αp1=0.8,αp2=0.6,αp3=0.4,αp4=0.148,δ1=4，δ2=2。O0821G92X50Z100M03M06T0101(精车外圆偏刀)G00X35Z64G01X0F100G00Z66G00X29.775G01Z0G00X50Z100G00X35Z68S800T0100G82X29.2Z12F1.5M06T0202(切槽刀刀宽4mm)G82X28.6Z12F1.5G00X35Z10G82X28.2Z12F1.5G01X27F80G82X28.04Z12F1.5G01X35F100G00X50Z100M05G00X50Z1000T0300T0200M02M06T0303（螺纹刀）=2\*GB3②锥螺纹切削格式：G82XZIF式中：X、Z—螺纹切削终点坐标；I———螺纹切削始点与终点的半径差，；F———螺纹导程。例11如图2-17，工件锥螺纹：螺纹深度H=2*0.6495*L=2*0.6495*2=2.6吃刀深度：αp1=0.9，p2=0.6,αp3=0.6,αp5=0.4,αp6=0.3,αp7=0.3,αp8=0.1。δ1=5,δ2=5（此锥螺纹无退刀槽）。O0822G92X80Z100M03M06T0101G00X0Z65G01Z60F100X40X50Z10X60Z0G00X80Z100T0100M06T0303G00X70Z65G82X48.4Z15I-5F2(48.4=50-1-0.6)G82X47.9Z15I-5F2(47.9=48.4-0.5)X47.5Z15I-5F2(47.5=47.9-0.4)X47.1Z15I-5F2(47.1=47.5-0.4)X46.8Z15I-5F2(46.8=47.1-0.3)X46.5Z15I-5F2(46.5=46.8-0.3)X46.4Z15I-5F2(46.4=46.5-0.1\\46.4=50-1-2.6)G00X80Z100M05T0300M02固定循环指令与基本指令的比较：基本指令只适合编写精加工程序，而固定循环指令相当于四条基本指令的组合，编程效率比基本指令高，可用于粗、精加工；2.3.5复合循环切削指令G71、G72、G73、G76运用复合循环切削指令，只需指定精加工路径和粗、精加工的吃刀量，系统会自动计算出精加工路线和加工次数，自动完成粗加工和精加工。1．内、外径粗加工循环指令G71格式：G71UΔdRePnsQnfXΔuZΔwFfSsTt式中：Δd——粗加工时径向吃刀深度；e———粗加工快退时的径向退刀量；ns——精加工路线起始程序段的顺序号；nf——精加工路线终止程序段的顺序号；Δu——精加工径向（X）余量（双边值/直径编程，单边值/半径编程）；Δw——精加工轴向（Z）余量；F、S、T——粗加工的进给速度、主轴转速和刀具。指令加工特点：适合轴类、套类零件粗加工。说明：=1\*GB3①G71、G72、G73必须带P、Q地址，精加工路线起始段、终止段必须带有顺序号，且和P、Q地址一致；=2\*GB3②粗加工时，G71、G72、G73段中的F、S、T有效；精加工时，F、S、T在ns→nf中指定；=3\*GB3③在ns段中，应包含G00或G01进行A到A'的动作（精加工进刀动作），该段用来指定粗加工吃刀方向；=4\*GB3④在ns段中，使用G71时不得有Z向位移，即该段AA'必须与Z轴垂直，使用G72时，不得有X向位移，即该段AA'必须与X轴垂直；=5\*GB3⑤由A到B的刀具轨迹在X、Z向上必须连续递增或递减，否则粗加工会出错；=6\*GB3⑥精加工路线中不能有子程序调用；=7\*GB3⑦本系统G71、G72、G73指令不能处理圆弧和倒角；=8\*GB3⑧本系统G71、G72、G73指令后精加工路线程序段中X、Z坐标不能省略；=9\*GB3⑨本系统G71、G72、G73指令在完成粗加工后，继续将精加工走完，而一般的系统中，精加工是用精加工循环指令G70完成的，本系统无此循环。G70格式为：G70PnsQnf例12如图2-20所示O9071G92X280Z450M03G00X260Z355G71U20R2P100Q200X2Z0.5F300N100G00X50Z355G01X50Z300F100X100Z240X100Z170X160Z170X160Z100X250Z50N200X250Z0G00X280Z450M05M022．端面粗加工复合循环G72格式：G72WΔdRePnsQnfXΔuZΔwFfSsTt式中：Δd——粗加工时轴向吃刀深度；e———粗加工快退时的轴向退刀量；ns——精加工路线起始程序段的顺序号；nf——精加工路线终止程序段的顺序号；Δu——精加工径向（X）余量（双边值/直径编程，单边值/半径编程）；Δw——精加工轴向（Z）余量；F、S、T——粗加工的进给速度、主轴转速和刀具。指令加工特点：适合盘类、环类零件粗加工。例12如图2-20所示工件：O9072G92X280Z450M03G90G00X259Z360G72U20R2P100Q200X2Z0.5F300N100G00X259Z45G01X160Z100F100X160Z170X100Z170X100Z240X50Z300N200X50Z360G00X280Z450M05M023．封闭轮廓循环（仿形循环）G73格式：G73UΔIWΔKRdPnsQnfXΔuZΔwFfSsTt式中：ΔI—X径向粗加工总余量（单边值），其值有正/负，表示外/内仿形循环；ΔK—Z轴向粗加工总余量；d——粗加工次数；ns——精加工路线起始程序段的顺序号；nf——精加工路线终止程序段的顺序号；Δu—精加工径向（X）余量（双边值/直径编程，单边值/半径编程）；Δw—精加工轴向（Z）余量；F、S、T——粗加工的进给速度、主轴转速和刀具。说明见G71。指令加工特点：适合铸件、锻件毛坯加工，也可半精车、精车加工。例13如图2-24所示工件：O9073G92X50Z180G90G00X40Z125M03S1000G73U3W1.5R4P100Q200X0.5Z0.2F300N100G00X16Z122G01X16Z100X24Z90X24Z50X36Z30N200X36Z0G00X50Z180M05M024、螺纹切削复合循环G76格式：G76Rm（Cr）AXuZwIiKkUdVQΔdFl式中：m—光整车削次数，1~99；r—螺纹收尾长度，(0~99)*l；本系统此功能不完备；α—螺纹牙型角，即刀尖角，可取：80°、60°、55°、30°、29°、0°；u、w—螺纹终点C的X、Z坐标，本系统最好用增量方式表示；i—锥螺纹起、终点半径差；k—螺纹牙型高度，单边值；d—螺纹精加工余量；Δd—螺纹切削第一次切削深度，半径值；—螺纹最小切削深度；螺纹切削时切削深度是不断变化的，第n次切削时，其切削深度=，如此深度小于，则以切削；l—螺纹导程。说明：G76螺纹切削时，其进刀方式有三种：直进法，斜进法和左右切削法，这三种方式可以控制。本系统仅斜进法一种进刀方式。指令加工特点：适合大导程螺纹粗加工。例14如图2-18所示螺纹，先精加工外锥面，再加工锥螺纹。O9076G92X80Z100M03M06T0101G00X0Z65G01Z60F100X40G01X50Z10C2X60Z0G00X80Z100T0100M06T0303G00X70Z65G76R2A60X46.4Z15I-5K1.299U0.1V0.15Q0.9F2G00X80Z100T0300M05M02第三章刀具补偿功能3.1刀具的几何补偿1．刀具偏置数控编程时，一般以其中某一把刀作为基准刀，程序控制的是该刀的刀尖运动轨迹，即编程数据以该刀刀尖位置为准。这样当换刀时，由于换刀前后刀尖位置不重合，必须对其它刀的刀尖位置进行调整，使之与基准刀刀尖位置重合，才能加工出合格的零件。数控车床的刀尖位置自动调整是通过刀具偏置实现的，刀具偏置量是指换刀后其它刀的刀尖位置相对基准刀刀尖位置在X、Z方向上的偏移量△X、△Z，通过对刀操作测出刀偏后，将刀偏值设入刀具偏置表，换刀时通过T指令指定刀偏，系统自动根据刀偏量对刀尖位置进行调整，保证换刀前后刀尖位置重合。说明：=1\*GB3①刀偏是相对基准刀而言的，这样换刀前必须取消前一把刀的刀偏，使刀尖回到基准刀位置，否则刀偏会变成相对前一把刀，从而使刀偏被累加，而引起刀尖位置错误。=2\*GB3②车床实际控制点为刀架中心，因刀与刀架为刚性连接，为叙述方便，以刀尖作为控制点。刀偏的测量：=1\*GB3①对刀测出基准刀控制点O1的机床坐标(x1，z1)；=2\*GB3②将待测刀的刀尖对至同一点，记下此刀控制点的坐标(x2，z2)；=3\*GB3③计算刀偏值△X=X2-X1△Z=Z2-Z1刀偏的设置：打开数控车床的刀具偏置表，将△X、△Z放至相应的刀具号后。2．几何磨损当车刀使用一段时间后，因刀尖磨损而使刀尖位置发生变化，必须对磨损进行补偿以修正此变化。几何磨损补偿的原理与刀偏类似。磨损补偿量是通过测量工件的尺寸变化量得到的。磨损补偿值放入几何磨损补偿表中，也可累加到刀偏表中。3．实现用T指令实现，T指令后两位为刀偏号。3.2刀尖半径补偿数控车床是针对刀位点（假想刀尖点）进行编程的，而实际加工中，因工艺或其他要求，刀尖往往并不是一理想尖锐点而是一段圆弧，当加工轨迹与机床轴线平行（外圆、端面）时，实际切削点与理想尖锐点之间没有加工轴线方向上的位移，故不影响尺寸和形状；当加工轨迹与机床轴线不平行（锥面、球面）时，因实际切削点与理想尖锐点之间有加工轴线方向上的偏移，会造成过切或欠切，此时可用刀尖半径补偿功能来消除误差。程序段在执行时是否进行刀具半径补偿，由G40、G41、G42决定。G40：取消刀具半径补偿，使G41，G42指令无效。G41：刀具半径左补偿，即沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧面。G42：刀具半径右补偿。即沿刀具运动方向看，刀具位于工件右侧面。注意：G41、G42判断应以从Y轴正向向负向观察为准，即对水平导轨车床，G41、G42与实际观察相反，对倾斜导轨车床，G41、G42与实际观察相同。刀具位置号对于不同的车刀来说，其刀尖圆弧中心与假想刀尖之间的方位关系是不同的，由此产生的过切或欠切的大小和方向也是不同的，因此执行G41、G42时需指定刀尖圆弧中心与假想刀尖之间的方位关系，即刀具位置号。刀具位置号判断如图3-3所示。当采用假想刀尖编程时，刀具位置号为1~8，当采用刀尖圆弧中心编程时，刀具位置号为0或9。刀补注意事项：1．G42（G41）与G02（G03）指令不能在同一程序段中，可以与G00或G01指令写在同一程序段内，其下一程序段始点与刀尖圆弧中心连线应垂直于刀具路径；2．必须用G40指令取消刀尖半径补偿，其前一程序段的终点与刀尖圆弧中心连线应垂直于刀具路径；3．G42（G41）状态下不允许有两个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终点垂直位置停止，而产生过切或欠切；4．切断端面时，为防止在回转中心留下欠切小锥，刀具应切过轴线，过切量应大于刀具半径；5．在靠近卡爪或工件端面处取消刀补时，为防止卡爪或端面被切，应提前取消刀补，提前量应大于刀具半径；6．刀补功能在固定循环中无效。第四章子程序与宏程序4.1子程序子程序常用于表示数控加工中的一些固定的重复加工过程。例如图4-1所示手柄，毛坯Ø30棒料，采用子程序加工的程序为：O0055G92X40Z140起刀点M03S1000G90G00X58Z95进刀点M98P0001L10粗加工分10次切削，余量29mm，留精加工余量1mmG00X2回退2mm，准备精加工M98P0001L1精加工1次，余量1mmG90G00X40Z140M05返回起刀点M02O0001假定精加工进刀点在（30，95）位置G91G00X-30进刀至轴线G01Z-4F200将刀从95mm处平至端面91mm处G03X-9.576Z-2.384R6第一段G03圆弧X9.683Z-52.455R50第二段G03圆弧G02X-4.741Z-26.161R25最后一段G02圆弧G01Z-10G00X8Z95X-2返回起点X-3进刀3mm，为下一刀作准备M99子程序设计技巧：1．子程序以最后一刀为准进行设计，以方便数据计算；2．子程序用G91方式编程，进刀一般只在X方向进行，在子程序尾考虑下一刀的吃刀，并用归零检查确定X方向吃刀量是否正确，及Z方向是否没有吃刀，即∑X=吃刀深度，∑Z=0；3．子程序调用前，进刀点坐标（X0，Z0）计算：假设：最后一刀进刀点位置为（X1，Z1），粗加工吃刀深度为d1，切削次数为n，精加工吃刀深度为d2，则X0=X1+d1*（n-1）+d2（第一刀进刀点已考虑吃刀）Z0=Z1如本例中X0=30+3*（10-1）+1=584．当子程序用G90方式编程时，需要用宏程序功能实现。4.2宏程序宏程序是指由用户或机床厂开发的具有某种功能的程序，它与子程序类似。该宏程序事先存入系统存储器中，可在用户加工程序中使用宏程序的调用指令来实现它，而无须包含该宏程序。调用该宏程序的指令叫宏指令，宏指令可象系统指令一样进行使用。因宏程序的调用比较复杂，在一般的用户加工程序中，多借用宏程序功能来编写子程序或主程序，而不直接编写宏程序。4.2.1宏变量宏变量和高级编程语言中的变量的含义是相同的，在用户程序中，凡是需要变化的数据均可用宏变量来表示。=1\*GB3①宏变量的表示宏变量用变量号来定义，有代码#[表达式]构成。如：#1#4#5#[#10]#[#20-3]#[#40/2]等当#10=5，#[#10]即#5；#20=7，#[#20-3]即#4，#40=10，#[#40/2]即#20。=2\*GB3②宏变量的使用说明A．除O和N外，一般数控编程指令均可使用宏变量来代替其数据；B．宏变量不能超过其代替的数据的最大允许值；C．宏变量在使用前应先赋值。4.2.2宏运算=1\*GB2⑴．宏变量的赋值格式：#I=#K如：#1=1#5=#1=2\*GB3②．四则运算格式：#I=#J+#K#I=#J-#K#I=#J*#K#I=#J/#K=3\*GB3③．函数运算正弦函数（度）#I=SIN[#K]余弦函数（度）#I=COS[#K]正切函数（度）#I=TAN[#K]反正切函数（度）#I=ATAN[#K]，#I=ATAN[#J，#K]平方根函数#I=SQRT[#K]绝对值函数#I=ABS[#K]说明：A．运算优先级：先函数，再乘除，后加减；B．可使用[]改变运算优先级。4.2.3控制指令=1\*GB3①条件分支控制格式：IF条件表达式GOTOn当条件表达式为真时，转去执行顺序号为n的程序段，如条件表达式为假，则执行下一个程序段。常见的条件表达式有：等于判断　　#JEQ#K不等于判断#JNE#K大于判断　　#JGT#K大于等于判断#JGE#K小于判断　　#ILT#K小于等于判断#ILE#K=2\*GB3②循环控制格式：WHILE条件表达式DOm┊ENDm（m取值范围：1，2，3）当条件满足时，重复执行DOm到ENDm之间的程序段，如不满足，则执行ENDm后程序段。说明：A．WHILE只允许三重嵌套；B．循环体内（DOm到ENDm间的程序段）必须有程序段修改循环条件，否则WHILE循环无法结束而陷入死循环。4.2.4宏语句和CNC语句宏语句可包含如下语句：a．操作命令（程序段包含赋值运算符“=”）b．控制命令（程序段包含GOTO、DO或END）c．宏程序调用命令（程序段包含G65、G66）下列程序段在程序解释时，与宏语句效果相同：a．子程序调用程序段b．含M99的程序段