数控车削编程 (PPTminimizer).ppt

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1、第3章 数控车削编程卧式数控车床卧式数控车床立式数控车床立式数控车床按刀架数量分类 w单刀架数控车床 按刀架数量分类w双刀架数控车床按功能分类 w经济型数控车床 按功能分类w普通数控车床按功能分类 w车削加工中心 数控车削加工（视频）数控车削加工（视频）数控车削加工（视频）数控车削加工（视频）3.1 3.1 数控车削编程特点及坐标系数控车削编程特点及坐标系w精度要求高的零件精度要求高的零件 w表面粗糙度小的回转体零件表面粗糙度小的回转体零件w轮廓形状复杂的零件轮廓形状复杂的零件w带一些特殊类型螺纹的零件带一些特殊类型螺纹的零件 w超精密、超低表面粗糙度的零件超精密、超低表面粗糙度的零件 w内外

2、圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。等加工。数控车床的加工对象图图3-1 3-1 数控车床加工典型零件数控车床加工典型零件常见加工对象C轴加工超精加工数控车床的结构特点数控车床的结构特点w传动链短传动链短w主轴与进给系统均为无级变速主轴与进给系统均为无级变速w采用滚珠丝杠采用滚珠丝杠，实现轻拖动，实现轻拖动w采用油雾自动润滑采用油雾自动润滑 w采用镶钢导轨采用镶钢导轨w全封闭或半封闭全封闭或半封闭w一般配有自动排屑装置一般配有自动排屑装置 3.1.1

3、3.1.1 数控车削编程特点数控车削编程特点1 1绝对编程与增量编程绝对编程与增量编程w(1)(1)绝对值编程：是根据预先设定的编程原点计算出绝对值编程：是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。w(2)(2)增量值编程：是根据与前一个位置的坐标值的增增量值编程：是根据与前一个位置的坐标值的增量来表示位置的一种编程方法。量来表示位置的一种编程方法。w(3)(3)混合编程：绝对值编程与增量值编程混合起来进混合编程：绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。行编程的方法叫混合编程。w在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用

4、在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程。绝对值编程、增量值编程。wFANUCFANUC系统还可以采用二者混合编程的方法。系统还可以采用二者混合编程的方法。2 2直径编程与半径编程直径编程与半径编程（1 1）当用直径值编程时，称为直径编程法。）当用直径值编程时，称为直径编程法。编制与编制与X X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。(数控程序中数控程序中X X轴的坐标值即为零件图上的直径值轴的坐标值即为零件图上的直径值)（2 2）用半径值编程时，称为半径编程法。）用半径值编程时，称为半径编程法。编制与编制与X X轴有关的各项

5、尺寸时，一定要用半径值编程。轴有关的各项尺寸时，一定要用半径值编程。(数控程序中数控程序中X X轴的坐标值为零件图上的半径值轴的坐标值为零件图上的半径值)如需用半径编程，则要改变系统中相关的参数，使如需用半径编程，则要改变系统中相关的参数，使系统处于半径编程状态。系统处于半径编程状态。通常采用直径编程方式。采用直径尺寸编程与零件通常采用直径编程方式。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。能造成的错误，给编程带来很大方便。当用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表当用增量值编程时，

6、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）。示，并附上方向符号（正向可以省略）。3 3数控车床的数控系统通常具备各种不同形式的固定数控车床的数控系统通常具备各种不同形式的固定循环，如车内循环，如车内/外圆、钻孔、车螺纹等固定循环，大大简外圆、钻孔、车螺纹等固定循环，大大简化了毛坯为棒料或锻件零件的编程。化了毛坯为棒料或锻件零件的编程。4 4大多数数控车床的数控系统都具有刀具圆弧半径自大多数数控车床的数控系统都具有刀具圆弧半径自动补偿功能。编程人员可直接按工件轮廓尺寸编程，不用动补偿功能。编程人员可直接按工件轮廓尺寸编程，不用考虑车刀刀尖对加工工件的影响。考虑车刀刀尖对加工工件

7、的影响。3.1.2 3.1.2 数控车床的原点与参考点数控车床的原点与参考点1 1机床原点机床原点 数控机床的原点就是机床坐标系的原点数控机床的原点就是机床坐标系的原点,并且不能改变。数控并且不能改变。数控车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的主轴端面的交点，通车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的主轴端面的交点，通常用符号常用符号表示机床原点，如图表示机床原点，如图3-2所示。所示。图图3-2 3-2 数控车床的原点数控车床的原点 数控车床是以机床主轴轴线方向为数控车床是以机床主轴轴线方向为Z Z轴方向，刀具远离工件的轴方向，刀具远离工件的方向为方向为Z Z轴的正方向。轴的正方向。X X轴位

8、于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X X轴的正方向。轴的正方向。机床原点为机床上的一个固定点。机床原点为机床上的一个固定点。2 2参考点参考点 参考点也是数控机床上的一个固定不变的极限点，其位置由参考点也是数控机床上的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块来确定。机械挡块来确定。数控机床参考点的位置是由数控机床制造厂家在每个进给轴数控机床参考点的位置是由数控机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参上用限位开关精确调整好

9、的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。考点对机床原点的坐标是一个已知数。每次回参考点时系统显示每次回参考点时系统显示的数值必须相同，否则加工有误差。的数值必须相同，否则加工有误差。数控机床参考点通常是离数数控机床参考点通常是离数控机床原点最远的极限点，通常用符号控机床原点最远的极限点，通常用符号表示机床参考点。表示机床参考点。3 3工件原点（编程原点）工件原点（编程原点）工件原点是确定被加工工件几何形体上各要素位置的基准。工件原点是确定被加工工件几何形体上各要素位置的基准。数控车床编程时，工件原点应选在工件的旋转中心上。数控车削数控车床编程时，工件原点应选在工件的

10、旋转中心上。数控车削零件的编程原点，可以选择在工件左、右端面，也可以选择在工零件的编程原点，可以选择在工件左、右端面，也可以选择在工件的纵向对称中心或其它位置，通常用符号件的纵向对称中心或其它位置，通常用符号 表示工件原点。表示工件原点。图图3-33-3所示的编程原点选在零件的左端面。所示的编程原点选在零件的左端面。图图3-3 3-3 数控车床编程原点数控车床编程原点3.1.3 3.1.3 坐标系坐标系w1 1机床坐标系机床坐标系w是数控车床固有的坐标系，它是制造和调整数控车床的基础，是数控车床固有的坐标系，它是制造和调整数控车床的基础，也是设置工件坐标系的基础。数控车床的机床坐标系在出厂前也

11、是设置工件坐标系的基础。数控车床的机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。w如图如图3-43-4所示，以数控车床原点为坐标原点建起来的所示，以数控车床原点为坐标原点建起来的X X，Z Z轴直角轴直角坐标系，称为数控车床的机床坐标系。坐标系，称为数控车床的机床坐标系。图图3-4 3-4 数控车床的机床坐标系数控车床的机床坐标系2 2工件坐标系工件坐标系 工件坐标系用来确定工件几何形体上各要素的位置关系。以工件坐标系用来确定工件几何形体上各要素的位置关系。以工件原点为坐标原点建起来的工件原点为坐标原点建起来的X X，Z Z轴直角坐标

12、系，称为工件坐标轴直角坐标系，称为工件坐标系，如图系，如图3-53-5所示。所示。X X轴正向和刀具的布置有关，当刀具位于靠近操作者一侧时轴正向和刀具的布置有关，当刀具位于靠近操作者一侧时（即前置刀架），（即前置刀架），X X的正向如图的正向如图3-5a3-5a）所示；反之当刀具远离操作所示；反之当刀具远离操作者一侧时（即后置刀架），者一侧时（即后置刀架），X X的正向如图的正向如图3-5b3-5b）所示。所示。a a)b b)图图3-5 3-5 工件坐标系工件坐标系a a)前置刀架工件坐标系前置刀架工件坐标系 b b)后置刀架工件坐标系后置刀架工件坐标系3 3设定工件坐标系设定工件坐标系 数

13、控程序中所有的坐标数据都是在工件坐标系中确立的。当工数控程序中所有的坐标数据都是在工件坐标系中确立的。当工件毛坯安装好后，必须通知数控系统当前工件的安装位置，也就是件毛坯安装好后，必须通知数控系统当前工件的安装位置，也就是必须建立起工件坐标系和机床坐标系之间的关系，机床才能正确加必须建立起工件坐标系和机床坐标系之间的关系，机床才能正确加工。工。通过通过G50G50（或（或G92G92）指令，可以确定工件坐标系在机床坐标系中指令，可以确定工件坐标系在机床坐标系中的位置。的位置。(1)G501)G50（或（或G92G92）指令编程格式指令编程格式 G50G50（或（或G92G92）X X Z Z

14、；该指令是指明刀具起刀点（或换刀点）在工件坐标系中的坐标。该指令是指明刀具起刀点（或换刀点）在工件坐标系中的坐标。指令中指令中X X与与Z Z后的数值即为当前刀位点（如刀尖）在工件坐标系中的后的数值即为当前刀位点（如刀尖）在工件坐标系中的坐标。坐标。该指令建立工件坐标系的该指令建立工件坐标系的原理如下：数控机床在回零操原理如下：数控机床在回零操作后，可记下刀具在机床坐标作后，可记下刀具在机床坐标系中的位置。如果确定刀具在系中的位置。如果确定刀具在工件坐标系中的位置，则工件坐标系中的位置，则通过通过刀具就可知道工件坐标系的原刀具就可知道工件坐标系的原点在机床坐标系中的位置，点在机床坐标系中的位置

15、，从从而确定工件几何形体上各要素而确定工件几何形体上各要素的位置在机床坐标系中的位置。的位置在机床坐标系中的位置。如图如图3-6所示。所示。图图3-6 3-6 机床坐标系和工件坐标系之间的位置关系机床坐标系和工件坐标系之间的位置关系 (2)G50(2)G50（或（或G92G92）指令的说明指令的说明 1)1)在执行此指令之前必须先进行对刀，通过调整机床，将刀在执行此指令之前必须先进行对刀，通过调整机床，将刀尖放在加工程序所要求的起刀点位置上。尖放在加工程序所要求的起刀点位置上。2)2)此指令并不会产生机械移动。此指令并不会产生机械移动。只是显示器（只是显示器（CRTCRT）显示的坐标值发生了变

16、化，显示的坐标值发生了变化，CRTCRT显示的坐显示的坐标值为标值为G50G50指令设定的坐标值，但刀具相对于机床的位置没有改变。指令设定的坐标值，但刀具相对于机床的位置没有改变。通过执行通过执行G50G50指令，建立起了工件坐标系。在运行指令，建立起了工件坐标系。在运行G50G50指令后面的指令后面的程序段时，均显示的是工件坐标系中的位置。程序段时，均显示的是工件坐标系中的位置。例例1 1：建立如图：建立如图3-73-7所示的工件坐标系。所示的工件坐标系。当选工件左端面为工件坐标当选工件左端面为工件坐标原点时，建立坐标系指令为：原点时，建立坐标系指令为：G50 X150.Z100.G50 X

17、150.Z100.；当选工件右端面为工件坐标当选工件右端面为工件坐标原点时，建立坐标系指令为：原点时，建立坐标系指令为：G50 X150.Z20.G50 X150.Z20.；加工前，用手动或自动方式加工前，用手动或自动方式让机床回零。此时让机床回零。此时CRTCRT显示坐标值显示坐标值均为均为0 0。执行执行G50 X150.Z100.G50 X150.Z100.后，后，CRTCRT显示坐标值为显示坐标值为X150.Z100.0X150.Z100.0，但是但是刀具相对于机床的位置不变。刀具相对于机床的位置不变。图图3-7 3-7 建立工件坐标系建立工件坐标系w例：如图所示设置加工坐标的程序段如

18、下：例：如图所示设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.G50 X128.7 Z375.；（3 3）用基准刀试切工件并建立工件坐标系方法）用基准刀试切工件并建立工件坐标系方法 试切法对刀和建立试切法对刀和建立G50G50工件坐标系方法一：工件坐标系方法一：所谓基准刀就是用来试切和建立工件零点的车刀，一般是用所谓基准刀就是用来试切和建立工件零点的车刀，一般是用9090车刀装夹在车刀装夹在0101号刀位作为基准车刀。号刀位作为基准车刀。对刀方法有绝对坐标法和增量坐标法，下面以绝对坐标法为例对刀方法有绝对坐标法和增量坐标法，下面以绝对坐标法为例介绍试切对刀法。介绍试切对刀法。1 1

19、）以工件左端面上）以工件左端面上W W1 1为零点建为零点建立工件坐标系立工件坐标系 见下图。见下图。试切法建立工件坐标系的步骤：试切法建立工件坐标系的步骤：如右图所示：如右图所示：在手动方式，用基准刀（一般在手动方式，用基准刀（一般用外圆车刀，因为任何工件的加工首用外圆车刀，因为任何工件的加工首先要车外圆）试切工件右端先要车外圆）试切工件右端B B，然后刀然后刀具沿具沿X X轴正方向退出，在轴正方向退出，在z z坐标方向不坐标方向不得移动，主轴停止。得移动，主轴停止。在在MDIMDI方式输入方式输入G50 ZG50 Z，按循环按循环启动键，启动键，W W1 1的的 Z Z坐标零点就建立了。坐

20、标零点就建立了。为试切端面到为试切端面到W W1 1零点的距离，它的数零点的距离，它的数值是根据工件的特征位置确定的。值是根据工件的特征位置确定的。以手动方式，用基准刀具试切以手动方式，用基准刀具试切工件的一段外圆工件的一段外圆A A后，然后使刀具沿后，然后使刀具沿Z Z轴正方向退出，在轴正方向退出，在X X轴方向不得移动，轴方向不得移动，主轴停止。主轴停止。用游标卡或外径千分尺准确测用游标卡或外径千分尺准确测量试切的外径量试切的外径a a并记录，在并记录，在MDIMDI方式输方式输人人G50 G50 XaXa，按循环启动键，按循环启动键，W W1 1的的X X坐标坐标零点就建立了。零点就建立

21、了。2 2）以工件右端面上）以工件右端面上W W2 2为零点建立为零点建立工件坐标系工件坐标系 见右图。见右图。通常情况都是在工件右端面上通常情况都是在工件右端面上建立工件坐标系，因为零件加工和建立工件坐标系，因为零件加工和使用的刀具通常都是从右端开始切使用的刀具通常都是从右端开始切削的。削的。W W2 2的建立步骤和建立的建立步骤和建立W W1 1的步的步骤相同，只是在步骤骤相同，只是在步骤中输入中输入G50 G50 ZOZO，即令即令=0=0，W W2 2工件坐标系的工件坐标系的Z Z轴轴零点就在试切端面零点就在试切端面B B上。上。试切法对刀和建立试切法对刀和建立G50G50设置工件零点

22、方法二：设置工件零点方法二：如下图（如下图（a a）、（）、（b b）、（）、（c c）、（）、（d d）：）：用外圆车刀先试切一外圆，如附图（用外圆车刀先试切一外圆，如附图（a a）所示。在机床面板所示。在机床面板上选择上选择“相对坐标相对坐标”，按，按“U U”，按按起源起源键置键置0 0。测量外圆后，。测量外圆后，将刀沿将刀沿Z Z轴正方向退到端面试切点，如附图（轴正方向退到端面试切点，如附图（b b）所示。选择所示。选择MDIMDI方方式，输入式，输入“M3 S600M3 S600；G01 UXXG01 UXX（X XX X为测量直径）为测量直径）F F；”，启动启动STARTSTAR

23、T键，刀具切端面到中心，如附图（键，刀具切端面到中心，如附图（c c）所示。）所示。选择选择MDIMDI方式，输入方式，输入“G50 X0 Z0G50 X0 Z0；”，启动启动STARTSTART键，把当键，把当前点设为零点。前点设为零点。选择选择MDIMDI方式，输入方式，输入“GO X150 Z150GO X150 Z150；”，启动启动STARTSTART键，键，使使刀具离开工件，如图（刀具离开工件，如图（d d）所示。所示。这时程序头必须为这时程序头必须为”G50 X150 Z150G50 X150 Z150”，即建立了工件坐标系。即建立了工件坐标系。然后，运行程序。然后，运行程序。注

24、意：使用注意：使用“G5O X150 Z150G5O X150 Z150”时，设置的起点和终点必须一致，时，设置的起点和终点必须一致，即即“X150 Z150X150 Z150”，这样才能保证重复加工不乱刀。这样才能保证重复加工不乱刀。（4 4）建立换刀点）建立换刀点P P，也称程序原点也称程序原点 如下图：在工件零点建立后，在如下图：在工件零点建立后，在MDIMDI方式输入方式输入G00 XP ZPG00 XP ZP，按程按程序启动键，刀架就快速移动到工件右边的位置，此位置就是该加工序启动键，刀架就快速移动到工件右边的位置，此位置就是该加工程序的原点或称换刀点。如下图中的程序的原点或称换刀点

25、。如下图中的P P点就是换刀点，也称程序原点就是换刀点，也称程序原点。点。4 4刀位点刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。对于车刀，各类车刀的刀位点如图对刀和加工的基准点。对于车刀，各类车刀的刀位点如图3-83-8所示。所示。a)b)c)d)a)b)c)d)图图3-8 3-8 车刀的刀位点车刀的刀位点a)90a)90偏刀偏刀 b)b)螺纹车刀螺纹车刀 c)c)切断刀切断刀 d)d)圆弧车刀圆弧车刀5 5手动对刀手动对刀 在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于在加工程序执行前，调整每

26、把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。某一理想基准点，这一过程称为对刀。数控车床的对刀可分为基准车刀的对刀和各个刀具相对位置数控车床的对刀可分为基准车刀的对刀和各个刀具相对位置偏差的测定两部分。偏差的测定两部分。先从所需用到的众多车刀中选定一把作为基准刀具，进行对先从所需用到的众多车刀中选定一把作为基准刀具，进行对刀操作，再分别测出其它各刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值刀操作，再分别测出其它各刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值（这可通过分别测量各刀具相对于刀架中心或相对于刀座装刀基（这可通过分别测量各刀具相对于刀架中心或相对于刀座装刀基准点在准点在X X、Z Z方向的偏置

27、值来得到），不必对每把刀具都进行对刀方向的偏置值来得到），不必对每把刀具都进行对刀操作。操作。(1)(1)基准车刀的对刀基准车刀的对刀 对刀就是在加工前测定出加工起始点（起刀点）处，刀具刀位对刀就是在加工前测定出加工起始点（起刀点）处，刀具刀位点（如刀尖）在工件坐标系（编程坐标系）中的相对坐标位置。点（如刀尖）在工件坐标系（编程坐标系）中的相对坐标位置。通常在加工工件前进行对刀操作，只有通过对刀才可确定工件通常在加工工件前进行对刀操作，只有通过对刀才可确定工件在机床中的位置，保证工件的正确加工。在机床中的位置，保证工件的正确加工。试切对刀的过程大致如下：试切对刀的过程大致如下：1)1)先进行手

28、动返回参考点的操作先进行手动返回参考点的操作2)2)试切外圆试切外圆 如图如图3-93-9所示，将工件安装好之后，用所示，将工件安装好之后，用MDIMDI（手动数据输入）方手动数据输入）方式操纵机床将工件外圆表面试切一刀，然后保持刀具在式操纵机床将工件外圆表面试切一刀，然后保持刀具在X X轴方向上轴方向上的位置不变，沿的位置不变，沿Z Z轴方向退刀。停止主轴转动，测量工件试切后的轴方向退刀。停止主轴转动，测量工件试切后的直径直径D D，此即当前位置上刀尖在工件坐标系中的此即当前位置上刀尖在工件坐标系中的X X值。值。图图3-9 3-9 车外圆车外圆3)3)试切端面试切端面 如图如图3-103-

29、10所示，用同样的方法再将工件右端面试切一刀，保所示，用同样的方法再将工件右端面试切一刀，保持刀具持刀具Z Z坐标不变，沿横向（坐标不变，沿横向（X X向）退刀。当取工件右端面向）退刀。当取工件右端面O O为工件为工件原点时，对刀输入为原点时，对刀输入为Z0Z0，当取工件左端面当取工件左端面OO为工件原点时，测出为工件原点时，测出试切端面至预定的工件原点的距离试切端面至预定的工件原点的距离L L，此即当前位置处刀尖在工件此即当前位置处刀尖在工件坐标系中的坐标系中的Z Z值。值。根据根据D D和和L L值，即可确定刀具在工件坐标系中的位置。值，即可确定刀具在工件坐标系中的位置。图3-10 车端面

30、(2)(2)其它各刀具的对刀其它各刀具的对刀 其它各刀具的对刀就是测定出每一把刀具转位到加工方位时，其它各刀具的对刀就是测定出每一把刀具转位到加工方位时，其刀位点相对于基准车刀刀位点在其刀位点相对于基准车刀刀位点在X X、Z Z两方向上的位置偏差；然两方向上的位置偏差；然后，将偏差值存入对应的刀具数据库即可。后，将偏差值存入对应的刀具数据库即可。这样，只需要在加工程序中用指令标明所用的刀具，则执行这样，只需要在加工程序中用指令标明所用的刀具，则执行到刀具指令时，机床会自动移动调整刀架，直到新刀具刀位点与到刀具指令时，机床会自动移动调整刀架，直到新刀具刀位点与前一把刀具刀位点重合。整个程序均可按

31、基准车刀刀位点进行编前一把刀具刀位点重合。整个程序均可按基准车刀刀位点进行编写。写。手动对刀是基本对刀方法，这种对刀模式，占用较多的在机手动对刀是基本对刀方法，这种对刀模式，占用较多的在机床上的时间。床上的时间。6 6机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X X及及Z Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如图便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如图3-3-

32、1111所示。所示。图3-11 机外对刀仪7 7自动对刀自动对刀 自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动对刀过立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动对刀过程如图程如图3-123-12所示。所示。图图3-12 3-12 自动对刀自动对刀3.1.4 预置工件坐标系预置工件坐标系 具有参考点设定功能的机床还可用工件原点预置指令具有参考点设定功能的机床还可用工件原点

33、预置指令G54G54G59G59来代替来代替G50G50（或（或G92G92）建立工件坐标系。建立工件坐标系。它是先测定出预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把它是先测定出预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中，因而该值该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中，因而该值无论断电与否都将一直被系统所记忆，直到重新设置为止。无论断电与否都将一直被系统所记忆，直到重新设置为止。1.1.用用G54-G59G54-G59确定坐标系确定坐标系 首先在手动方式使刀架回机首先在手动方式使刀架回机床参考点。在床参考点。在MDIMDI方式，调用方式，

34、调用0101号基号基准刀到加工位置。准刀到加工位置。然后用外圆车刀先试车一外圆，然后用外圆车刀先试车一外圆，测量外圆直径后，把刀沿测量外圆直径后，把刀沿Z Z轴正方向轴正方向退一段距离，切端面到中心，退一段距离，切端面到中心，X X向进向进刀量即为刚才所测的直径。刀量即为刚才所测的直径。把当前的把当前的X X轴和轴和Z Z轴坐标直接轴坐标直接输入到工件坐标系设定画面中的相输入到工件坐标系设定画面中的相应的应的G54-G59G54-G59中，这可根据个人选择中，这可根据个人选择确定。如右图所示，程序则直接调确定。如右图所示，程序则直接调用，如用，如“G54 X20 Z50G54 X20 Z50”

35、。注意可用注意可用G53G53清除清除G54-G59G54-G59工件工件坐标系。坐标系。2.2.对刀的检验对刀的检验 由于在对刀过程中，可能会有差错，所以，在刀具对刀并存储由于在对刀过程中，可能会有差错，所以，在刀具对刀并存储刀补值后，要进行对刀的检验、其目的是：在刀补值后，要进行对刀的检验、其目的是：在MDIMDI方式下，检查所方式下，检查所对刀具的刀尖是否都能准确到达对刀的基准点。对刀具的刀尖是否都能准确到达对刀的基准点。检验对刀正确性的步骤如下：（见下页图）检验对刀正确性的步骤如下：（见下页图）在在MDIMDI方式下，输入方式下，输入G00 X100 Z100G00 X100 Z100

36、；按启动键，让刀架快速到达换刀点按启动键，让刀架快速到达换刀点 P P。输入输入T0101T0101，按启动键，调用按启动键，调用1 1号刀号刀转到工作位置并执行了转到工作位置并执行了0101号刀补，刀号刀补，刀架在架在X X和和Z Z坐标上自动移动坐标上自动移动0101号刀补值，号刀补值，见右图对刀的检验过程。见右图对刀的检验过程。输入输入G00 G00 XaXa ZO ZO；按启动键，让刀尖到按启动键，让刀尖到达对刀基准点。达对刀基准点。如果如果0101号基准刀号基准刀的刀尖准确地到达基的刀尖准确地到达基准点，说明准点，说明0101号刀对号刀对刀正确；如果刀尖不刀正确；如果刀尖不在基准点上

37、，说明对在基准点上，说明对刀错误，该刀具应重刀错误，该刀具应重新对刀。新对刀。输入输入G00 X100 Z100G00 X100 Z100；按启动键，刀具回到换刀点按启动键，刀具回到换刀点 P P。基准刀的对刀检验完成。基准刀的对刀检验完成。检验对刀时，为了防止因为对刀误差使刀尖碰到工件，可将检验对刀时，为了防止因为对刀误差使刀尖碰到工件，可将输入指令中的输入指令中的ZOZO改为改为Z3Z3。如果该程序有如果该程序有4 4把刀，就接着检验把刀，就接着检验0202、0303、0404号刀。在号刀。在MDIMDI方方式分别输入刀具号式分别输入刀具号T0202T0202，T0303T0303，T04

38、04T0404，按启动键后，依次按按启动键后，依次按、三步进行检验，如果检验完全正确就可以执行程序自三步进行检验，如果检验完全正确就可以执行程序自动加工了。动加工了。3.3.指令指令G54G54G59G59与与G50G50（或（或G92G92）之间的区别：之间的区别：（1 1）用）用G54G54G59G59设立工件原点是通过数控系统菜单项输入进去。设立工件原点是通过数控系统菜单项输入进去。G54G54G59G59建立的工件原点是相对于机床原点而言的。在运行程序建立的工件原点是相对于机床原点而言的。在运行程序时若遇到时若遇到G54G54G59G59指令，则自此以后的程序中所有用绝对编程方指令，则

39、自此以后的程序中所有用绝对编程方式定义的坐标值均是以式定义的坐标值均是以G54G54指令的零点作为原点的，直到再遇到新指令的零点作为原点的，直到再遇到新的坐标系设定指令。的坐标系设定指令。（2 2）用）用G50G50（或（或G92G92）时，后面一定要跟坐标地址字；而用时，后面一定要跟坐标地址字；而用G54G54G59G59时，则不需要后跟坐标地址字，且可单独作一行书写。若其时，则不需要后跟坐标地址字，且可单独作一行书写。若其后紧跟有地址坐标字，则该地址坐标字是附属于前次移动所用的后紧跟有地址坐标字，则该地址坐标字是附属于前次移动所用的模态模态G G指令的，如指令的，如G00G00，G01G0

40、1等。等。G50G50（或（或G92G92）建立的工件原点是相对于程序执行过程中当前建立的工件原点是相对于程序执行过程中当前刀具刀位点的，可通过编程来多次使用刀具刀位点的，可通过编程来多次使用G50G50（或（或G92G92）而重新建立而重新建立新的工件坐标系。新的工件坐标系。3.2 3.2 数控车削工艺与工装数控车削工艺与工装 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。数控车削工艺与普通车削工艺在原则上基本相同，

41、但数控加工数控车削工艺与普通车削工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。在数控车床上加工零件时，要把被加工的整个过程是自动进行的。在数控车床上加工零件时，要把被加工工件的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，并以数字工件的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，并以数字信息的形式记录下来。信息的形式记录下来。数控车削工艺相对于普通车削工艺的特点：数控车削工艺相对于普通车削工艺的特点：工序的内容更复杂；工步的安排更为详尽。工序的内容更复杂；工步的安排更为详尽。其主要内容有：分析零件图纸、确定工件在数控车床上的装夹其主要内容有：分析零件图纸、确定工件在数控车床上的装夹方式

42、、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。用量的选择等。加工方案的确定原则加工方案的确定原则w先粗后精先粗后精 w先近后远先近后远 w先内后外先内后外 w走刀路线最短走刀路线最短 3.2.1确定加工路线确定加工路线w加工路线加工路线:是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。即指刀具从对刀点（或机床固定原点）运动轨迹和方向。即指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切

43、削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。行程。w w要求要求:w(1)(1)应能保证加工精度和表面粗糙度。应能保证加工精度和表面粗糙度。w (2)(2)应尽可能缩短加工路线，减少刀具空行程时间。应尽可能缩短加工路线，减少刀具空行程时间。w (3)(3)减少不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的减少不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。磨损。w因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，所以确定进给路线的工作重点，主要在于顺序进行的，所以确定进给路线的工作重点，主要在于确

44、定粗加工及空行程的进给路线。确定粗加工及空行程的进给路线。数控车削实践中的部分设计方法或思路数控车削实践中的部分设计方法或思路 1 1最短的空行程路线最短的空行程路线(1)(1)设置循环起点设置循环起点图图3-133-13所示为采用矩形循环方式进行粗车的一般情况。所示为采用矩形循环方式进行粗车的一般情况。图图3-13 3-13 用循环方式进行粗车用循环方式进行粗车 a)a)起刀点作为循环起点起刀点作为循环起点 图图3-13a)3-13a)将将起刀点起刀点A A作为作为循环起点循环起点，按三刀粗车的进给路线安排如下：按三刀粗车的进给路线安排如下：第一刀为第一刀为ABCDAABCDA；第二刀为第二

45、刀为AEFGAAEFGA；第三刀为第三刀为AHIJAAHIJA；图图3-13 3-13 用循环方式进行粗车用循环方式进行粗车b)b)起刀点与循环起点分离起刀点与循环起点分离 图图3-13b)3-13b)则是巧将则是巧将起刀点与起刀点与循环起点分离循环起点分离，并将，并将循环起点循环起点设设于图于图3-13b)3-13b)所示所示B B点位置，仍按点位置，仍按相同的切削量进行三刀粗车，其相同的切削量进行三刀粗车，其进给路线安排如下：进给路线安排如下：起刀点与对刀点分离的空行起刀点与对刀点分离的空行程为程为ABAB；第一刀第一刀BCDEBBCDEB；第二刀为第二刀为BFGHBBFGHB；第三刀为第

46、三刀为BIJKBBIJKB。显然，图显然，图3-13b)3-13b)所示的进给路线短。该方法也可用在其它所示的进给路线短。该方法也可用在其它循环（如螺纹车削）切削的加工中。循环（如螺纹车削）切削的加工中。(2)(2)巧设换（转）刀点巧设换（转）刀点 为了换（转）刀的方便和安全，有时将换（转）刀点也设置在为了换（转）刀的方便和安全，有时将换（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处（如图离坯件较远的位置处（如图3-133-13中的中的A A点），那么，当换第二把刀点），那么，当换第二把刀后，进行精车时的空行程路线必然也较长；可将第二把刀的换刀点后，进行精车时的空行程路线必然也较长；可将第二把刀的换刀点

47、设置在图设置在图3-13b)3-13b)中的中的B B点位置上，则可缩短空行程距离。点位置上，则可缩短空行程距离。a)b)a)b)图图3-13 3-13 用循环方式进行粗车用循环方式进行粗车a)a)起刀点作为循环起点起刀点作为循环起点 b)b)起刀点与循环起点分离起刀点与循环起点分离3 3大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯的阶梯切削进给路线 图图3-14a)3-14a)是错误的阶梯切削路线；是错误的阶梯切削路线；图图3-14b)3-14b)按按1 15 5的顺序切削，每次切削所留余量相等，的顺序切削，每次切削所留余量相等，是正确的阶梯切削路线。是正确的阶梯切削路线。因为在同样背吃刀量的条件

48、下，按图因为在同样背吃刀量的条件下，按图3-14a)3-14a)的方式加工的方式加工所剩的余量过多。所剩的余量过多。图图3-14 3-14 大余量毛坯的阶梯切削路线大余量毛坯的阶梯切削路线a)a)错误的路线错误的路线 b)b)正确的路线正确的路线 根据数控车床加工的特点，还可以放弃常用的阶梯车削法，根据数控车床加工的特点，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，顺工件毛坯轮廓进给的路线，如图改用依次从轴向和径向进刀，顺工件毛坯轮廓进给的路线，如图3-153-15所示。所示。图图3-15 3-15 顺工件毛坯轮廓进给的路线顺工件毛坯轮廓进给的路线4完工轮廓的连续切削进给路线 加工刀

49、具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮加工刀具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。留刀痕等缺陷。5特殊的进给路线 在数控车削中，一般情况下，坐标轴方向的进给运动都是沿在数控车削中，一般情况下，坐标轴方向的进给运动都是沿着负方向进给的，但有时按常规的负方向安排进给路线并不合理，着负方向进给的，但有时按常规的负方向安排进给路线并不合理，甚至可能车坏

50、工件。甚至可能车坏工件。a)b)a)b)3-16 3-16 两种不同的进给方法两种不同的进给方法a)a)负负Z Z走向走向 b)b)正正Z Z走向走向例如，当采用尖形车刀加工大圆弧内表面零件时，安排两种不同的进给方法如图3-16所示，其结果也不相同。图图3-16a)3-16a)第一种进给方法（负第一种进给方法（负Z Z走向），因切削时尖形车刀的走向），因切削时尖形车刀的主偏角为主偏角为100100105105，这时切削力在，这时切削力在X X向的较大分力向的较大分力F F将沿着正将沿着正X X方向作用，当刀尖运动到圆弧的换象限处，即由方向作用，当刀尖运动到圆弧的换象限处，即由负负Z Z、负、负