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数控车床编程基本知识 王博王博n n数控编程是实现零件数控加工的关键环节，它包数控编程是实现零件数控加工的关键环节，它包括从零件分析到获得数控加工程序的全部过程。括从零件分析到获得数控加工程序的全部过程。一、数控车加工工艺基础n n1、数控车床的基本组成及控制原理、数控车床的基本组成及控制原理n n数控机床主要由机床主体、数控装置、伺服驱动装置和其它装置构成。n n2 2、机床坐标系、机床坐标系、机床坐标系、机床坐标系n n数控车床的坐标系以径向为数控车床的坐标系以径向为x x轴方向，纵向为轴方向，纵向为z z轴轴方向。指向主轴箱的方向为方向。指向主轴箱的方向为z z轴的负方向，指向尾轴的负方向，指向尾架方向是架方向是z z轴的正方向。轴的正方向。x x轴是以操作者面向的方轴是以操作者面向的方向为向为x x轴正方向。轴正方向。n n3 3、加工范围、加工范围、加工范围、加工范围n n数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削。车削还可以铣削。n n主要可以进行以下加工：主要可以进行以下加工：车外圆车端面钻孔车内孔切槽切断车型面车螺纹n n4 4、数控车床加工工艺安排、数控车床加工工艺安排、数控车床加工工艺安排、数控车床加工工艺安排n n一般遵循先粗后精、先近后远、内外交叉的原则。一般遵循先粗后精、先近后远、内外交叉的原则。一般遵循先粗后精、先近后远、内外交叉的原则。一般遵循先粗后精、先近后远、内外交叉的原则。n nA.A.数控车削数控车削外表面及端面加工外表面及端面加工外表面及端面加工外表面及端面加工方案的确定：方案的确定：n n(1)(1)加工精度为加工精度为IT7IT8IT7IT8级、级、级、级、Ra0.81.6mRa0.81.6m的的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精车的方案加工。按粗车、半精车、精车的方案加工。n n(2)(2)加工精度为加工精度为IT5IT6IT5IT6级、级、级、级、Ra0.20.63mRa0.20.63m的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。n n(3)(3)加工精度高于加工精度高于IT5IT5级、级、级、级、Ra0.08mRa0.08m的除淬火的除淬火钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工。按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工。n nB.B.数控车削加工数控车削加工内表面加工内表面加工内表面加工内表面加工方案的确定方案的确定n n(1)(1)加工精度为加工精度为IT8IT9IT8IT9级、级、级、级、Ra1.63.2mRa1.63.2m的的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车、半精车、精车的方案加工。按粗车、半精车、精车的方案加工。n n(2)(2)加工精度为加工精度为IT6IT7IT6IT7级、级、级、级、Ra0.20.63mRa0.20.63m的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。床，按粗车、半精车、精车、细车的方案加工。n n(3)(3)加工精度为加工精度为IT5IT5级、级、级、级、RaRa0.2m0.2m的除淬火钢的除淬火钢以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按以外的常用金属，可采用高档精密型数控车床，按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工。粗车、半精车、精车、精密车的方案加工。n n5 5、数控车进给路线的确定、数控车进给路线的确定n n确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿零件轮廓给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿零件轮廓顺序进行的。顺序进行的。n n首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。n n所定加工路线应能保证零件轮廓表面加工后的精度和粗糙度所定加工路线应能保证零件轮廓表面加工后的精度和粗糙度要求。按照零件图纸要求要求。按照零件图纸要求n n寻求最短加工路线（包括空行程路线和切削路线），减少行寻求最短加工路线（包括空行程路线和切削路线），减少行走时间以提高加工效率。走时间以提高加工效率。n n要选择零件在加工时变形小的路线。要选择零件在加工时变形小的路线。n n简化数值计算和减少程序段简化数值计算和减少程序段,减小编程工作量。减小编程工作量。n n据工件的形状、刚度、加工余量和机床系统的刚度等情况，据工件的形状、刚度、加工余量和机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。确定循环加工次数。n n合理设计刀具的切入与切出的方向。合理设计刀具的切入与切出的方向。n n举例分析：举例分析：常用的粗加工进给路线常用的粗加工进给路线二、数控车编程基础n n1 1、数控程序的组成结构、数控程序的组成结构n n一个完整的数控加工程序由程序头、程序内容和程一个完整的数控加工程序由程序头、程序内容和程序结束语三部分组成。一般由遵循一定结构、句法序结束语三部分组成。一般由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。是由若干个指令字组成的。n n%或或OO为程序起始符，单列一行。为程序起始符，单列一行。n n程序名单列一行，程序名单列一行，OxxxxOxxxx。n n程序内容由多个程序段组成。程序内容由多个程序段组成。n n程序段由不同的程序字组成。程序段由不同的程序字组成。n n最后最后%为程序结束符。为程序结束符。n n2 2、程序字的格式、程序字的格式n n由地址符由地址符+数字组成，表示不同的含义，如下图：数字组成，表示不同的含义，如下图：n n3 3、程序段的格式、程序段的格式n n由一系列的的程序字组合在一起，将由数控装置执由一系列的的程序字组合在一起，将由数控装置执行的指令行。常见格式如下：行的指令行。常见格式如下：n n N NGGX XY YZ ZT TDDMMS SF F；n n4 4、准备指令、准备指令n n准备功能准备功能 GG指令由指令由 GG后一或二位数值组成，它用后一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。n nG G 功能根据功能的不同分成若干组，其中功能根据功能的不同分成若干组，其中 0000组的组的G G 功能（功能（G04G04、G28G28、G29G29、G92G92）称非模态）称非模态 G G 功能，其余组的称模态功能，其余组的称模态GG功能。功能。5 5、辅助功能、辅助功能、辅助功能、辅助功能MM代码代码代码代码n n辅助功能由地址字辅助功能由地址字 MM和其后的一或两位数字组成，和其后的一或两位数字组成，n n主要用于控制零件程序的走向，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助以及机床各种辅助功能的开关动作。功能的开关动作。n n6 6、主轴功能主轴功能主轴功能主轴功能S Sn n主轴功能主轴功能S S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为：转单位为：转/每分钟每分钟(r/min)(r/min)。n n7 7、进给功能、进给功能、进给功能、进给功能 F Fn nF F 指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，给速度，F F的单位取决于的单位取决于G94(G94(每分钟进给量每分钟进给量mm/min)mm/min)或或G95(G95(每转进给量每转进给量mm/r)mm/r)。n n8、刀具功能、刀具功能n nT 代码用于选刀，其后的 4 位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。Txxxx。三、数控车程序编制基本方法n n1.1.快速移动指令快速移动指令G00(G00(模态指令模态指令)n n格式：格式：G00 X(U)_Z(W)_;G00 X(U)_Z(W)_;n n说明：说明：X X、Z Z，绝对坐标方式时的目标点坐标；，绝对坐标方式时的目标点坐标；U U、WW，增，增量坐标方式时的目标点坐标。量坐标方式时的目标点坐标。n n2.2.直线插补指令直线插补指令直线插补指令直线插补指令G01(G01(模态指令模态指令模态指令模态指令)n n格式：格式：G01 X(U)_Z(W)_ F_;G01 X(U)_Z(W)_ F_;n n编程实例编程实例5-15-1：如图：如图5.55.5所示的刀具切削路线为所示的刀具切削路线为A AB BC C，编程如下。编程如下。G00 X95 Z0;G00 X95 Z0;n nG01 Z-70 F100;G01 Z-70 F100;X 160 Z-130;X 160 Z-130;n n或：或：n nG01 W-70 F100;G01 W-70 F100;U65 W-60 F 100;U65 W-60 F 100;n n3.3.圆弧插补指令圆弧插补指令G02G02、G03(G03(模态指令模态指令)n n圆弧插补指令是使刀具在指定的平面内，按给定的圆弧插补指令是使刀具在指定的平面内，按给定的进给速度从圆弧的起点沿圆弧移动到圆弧的终点。进给速度从圆弧的起点沿圆弧移动到圆弧的终点。圆弧插补分为顺时针圆弧插补指令圆弧插补分为顺时针圆弧插补指令G02G02和逆时针圆和逆时针圆弧插补指令弧插补指令G03G03。n n由于数控车床的刀架位置有两种形式，分为刀架在由于数控车床的刀架位置有两种形式，分为刀架在操作者外侧操作者外侧(如图如图b b所示所示)和操作者一侧和操作者一侧(如图如图a)a)所示所示)，所以应根据刀架的位置判别圆弧插补的顺逆。，所以应根据刀架的位置判别圆弧插补的顺逆。n n圆弧插补有两种编程格式：圆弧圆心相对起点坐标圆弧插补有两种编程格式：圆弧圆心相对起点坐标(I(I、K)K)的坐标值编程；圆弧半径的坐标值编程；圆弧半径R R编程。编程。n n格式：格式：G02(G03)X(U)_Z(W)_I_K_F_;G02(G03)X(U)_Z(W)_I_K_F_;n n或：或：G02(G03)X(U)_Z(W)_R_F_;G02(G03)X(U)_Z(W)_R_F_;n nX X、Z Z为圆弧终点坐标；为圆弧终点坐标；I I、K K为圆心相对圆弧起点为圆心相对圆弧起点的增加量；的增加量；R R为圆弧半径。为圆弧半径。n n4 4、复合循环指令（举例）、复合循环指令（举例）n n粗车循环粗车循环G73G73可以粗车削固定的图形，有效地切削可以粗车削固定的图形，有效地切削铸造成型，锻造成型或已粗车成型的工件。铸造成型，锻造成型或已粗车成型的工件。格式：G73 U(i)W(k)R(d)G73 U(i)W(k)R(d)；G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；n n精车循环精车循环(G70)(G70)n n用用G71G71、G72G72和和G73G73粗车后，用粗车后，用G70G70指令实现精加指令实现精加工。工。n n格式：格式：G70 P(ns)Q(nf)G70 P(ns)Q(nf)；n n编程举例：编程举例：n nO0008;O0008;n nN10 TO1O1 G00 X100 N10 TO1O1 G00 X100 Z100;Z100;n nN20 M03 S400;N20 M03 S400;n nN30 G00 X60 Z5;N30 G00 X60 Z5;n nN40 G73 U3 W0.9 R3;N40 G73 U3 W0.9 R3;n nN50 G73 P60 Q140 N50 G73 P60 Q140 U0.6 W0.1 F150;U0.6 W0.1 F150;n nN60 G00 X0 Z3;N60 G00 X0 Z3;n nN70 G01 U10 C-2;N70 G01 U10 C-2;n nN80 Z-20;N80 Z-20;n nN90 G03 U10 W-5 R5;N90 G03 U10 W-5 R5;n nN100 G01 Z-35;N100 G01 Z-35;n nN110 G02 U14 W-7 N110 G02 U14 W-7 R7;R7;n nN120 G01 Z-52;N120 G01 Z-52;n nN130 U10 W-10;N130 U10 W-10;n nN140 U10;N140 U10;n nN150 G00 X60 Z5;N150 G00 X60 Z5;n nN160 G70 P60 Q140;N160 G70 P60 Q140;n nN170 G00 X100 Z100;N170 G00 X100 Z100;n nN180 M30;N180 M30;n n编程实例：编程实例：