《数控加工编程与操作》图文课件ppt-第三章.ppt

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1、第第3章章 数控车床编程与操作数控车床编程与操作3.1数控车床编程概述车床是指以工件旋转为主运动、车刀移动为进给运动、加工回转表面的机床。它可用于加工各种回转成型面，例如：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹以及端面、沟槽、滚花等。下面介绍常用的数控车床的基本知识。3.1.1数控车床的类型1.按车床主轴位置分类1)立式数控车床立式数控车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类车床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。2)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。2.按加

2、工零件的基本类型分类 1）卡盘式数控车床 2）顶尖式数控车床 3.按功能分类 1）经济型数控车床 2）普通数控车床3.1.2数控车床的主要加工对象数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于轴类、盘类和回转体工件的加工，能自动完成内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。数控车床适合加工的工件轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件精度要求高的零件特殊的螺旋零件淬硬工件表面粗糙度要求高的回转体3.1.3数控车床编程与加工特点 1.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、增量值编程或二者混合编程。2.车床加工

3、中刀具只在XZ平面移动，所以编程坐标地址只有X和Z。3.绝对坐标值编程坐标地址为X、Z，增量方式编程坐标地址为U、W。4.X的编程值用直径表示。增量方式时，U也应该为实际位移量的2倍。5.坐标地址I指定X方向坐标值且为半径值。6.其他尺寸字表示尺寸时单位都为mm。7FANUC系统中尺寸字后的数据分为整数和小数点2种。例如：G00X100Z100（整数式）；G00X100Z100（小数式）。在编程时一般都采用小数点编程。3.2数控车床编程的常用指令3.2.1数控车床的坐标系与参考点在数控编程与操作中一般常用到的坐标系有机床坐标系和编程坐标系两种。1.机床坐标系机床原点坐标轴参考点机床原点机床原点

4、是指在机床上设置一个数控机床进行加工运动的基准参考点，它在机床装配、调试时就已经确定下来，一般不能更改。数控车床的机床原点一般定义在主轴旋转中心线与车头端面的交点如图3-3所示。如图3-3坐标轴数控车床一般只用到X、Z两轴。Z 主轴中心线方向 刀具远离工件的方向为Z轴正方向。X 工件径向水平方向 刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。注意：车床刀架有前置和后置两种，虽然2种刀架位置的车床，X轴正方向刚好相反，但是X轴的数据表示的是直径没有正负，所以工件不管是装在前置还是后置车床上X的数据是一样的，因此不管刀架是前置还是后置我们都采用后置刀架的情况编程。参考点参考点为机床上一固定点，如图3-4

5、所示。其固定位置，由X向与Z向的机械挡块及电机零点位置来确定，车床的机械挡块一般设定在X、Z轴正向最大位置。图3-42.编程坐标系工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。它是由编程人员根据零件形状、尺寸、定位基准等来确定的，也就是说它的原点是可变的，所以编程中用编程坐标系来确定零件基点的坐标会更灵活更方便注意事项在编程坐标系的使用中要注意：（1）编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。（2）编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。（3）编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。（4）编程原点应尽量选

6、择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，如图3-5所示为车削零件的编程原点。图3-5同一工件由于工件原点可变，所以程序段中的坐标尺寸也会随之改变。因此，在编制加工程序前必须首先确定工件坐标系(编程坐标系)和工件原点(编程原点)。编程格式：编程格式：G50 X Z ；式中，X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。例：按图3-6设置加工坐标的程序段如下：G50 X150.Z100.图3-63.工件坐标系的设定指令G503.2.2快速定位指令G00 编程格式G00 X Z ；其中：（1）格式中可两轴可单动也可联动；（2）X、Z的值为点定位后的

7、终点坐标值；（3）只要是非切削的移动，通常使用G00指令。使用说明（1）以数控系统预先调定的最大进给速度移动，可以通过控制面板上的“快速进给率”按钮调整。（2）快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点。3.G00快速定位的路径（1）一般都设定成斜进45（又称为非直线型定位）方式，而不以直线型定位方式移动。斜进45方式移动时，X、Y轴皆以相同的速率同时移动，再检测已定位至那一轴坐标位置后，只移动另一轴至坐标点为止，如图3-7（a）所示。（2）若采用直线型定位方式移动如图3-7(

8、b)所示，则每次都要计算其斜率后，再命令X轴及Y轴移动，如此增加计算机的负荷，反应速度也较慢，故一般CNC机床开机大都自动设定G00以斜进45方式移动。（3）编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免快速定位时可能出现的碰撞情况。(a)(b)图3-7快速定位路径图3.2.3直线插补指令G01编程格式G01 X Z F ；其中：（1）G01是模态指令，连续进行直线插补时，后面的程序段可省略G01；（2）X、Z的值是直线插补的终点坐标值，其坐标值取决于绝对值编程还是增量值编程，由尺寸字地址决定，如教材例3-2；（3）F为进给速度（F是持续有效的指令，故切削速率相同时，下一程序段可省略

9、），单位是mm/min；F指令也是模态指令，它可以用GOO指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令；（4）可二轴联动或单轴移动。绝对编程：G01 X37.Z30.增量编程：G01 U25.W20.3.2.4圆弧插补指令G02、G03编程格式顺时针圆弧插补的指令格式：G02 X(U)Z(W)I K F ；G02 X(U)Z(W)R F ；逆时针圆弧插补的指令格式：G03 X(U)Z(W)I K F ；G03 X(U)Z(W)R F ；使用说明（1）X Z 是圆弧插补的终点坐标，可用绝对值或增量值表示。（

10、2）（半径法）R是圆弧半径，以半径值表示。当圆弧对应的圆心角180时，R是正值；当圆弧对应的圆心角180时，R是负值。（3）（圆心法）I、K是圆心相对于圆弧起点的坐标增量，在X(I)、Z(K)轴上的分向量。（4）选用原则：以使用较方便者（不用计算，即可看出数值者）为取舍，当同一程序段中同时出现I、K和R时，以R为优先（即有效）I、K无效。（5）I为0或K为0时，可省略不写。（6）若要插补一整圆时，只能用圆心法表示，半径法无法执行。若用半径法以两个半圆相接，其真圆度误差会太大。（7）F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。3.2.5倒角指令G011.倒直角2.倒圆角1.倒直角（1）45倒角由轴向切

11、削向端面切削倒角，即由Z轴向X轴倒角，i的正负根据倒角是向X轴正向还是负向,如图3-11(a)所示。编程格式：G01 Z(W)Ii；由端面切削向轴向切削倒角，即由X轴向Z轴倒角，k的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向，如图3-11（b）所示。编程格式：G01 Z(W)Ik；（a)Z轴向X轴（b)X轴向Z轴图3-11 45倒角（2）任意角度倒角在直线进给程序段尾部加上“C ”可自动插入任意角度的倒角。C的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点与终点之间的距离如图3-12（a）所示。例4：如图3-12(b)所示。G01 X50.C15.；X100.Z-100.；（a）(b)图 3-12 任意倒角2

12、.倒圆角由起始点的轴向切削向终点轴向切削倒圆角，r的正负值根据倒圆角是向终点轴向的正方向还是负方向。编程格式：G01 Z(W)；Rr时，圆弧倒角情况如图3-13(a)所示。编程格式：G01 X(U)；Rr时，圆弧倒角情况如图3-13(b)所示。（a）Z轴向X轴（b）X轴向Z轴 图3-13 倒圆角3.2.6程序暂停指令G04G04为暂停指令，其作用是刀具在一个指令的时间内暂时停止运动。该指令由于不做实际的切削运动，常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都是很有好处的，常用于以下几种情况：（1）切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的尺寸及粗糙度应设置G04命令。（2）当运行方向改

13、变较大时，应在该改变运行方向指令间设置G04命令。（3）当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置 G04命令。（4）在车台阶轴清根的场合，可使刀具做短时间的无进给光整加工，以提高表面加工质量。编程格式G04 X(P)；其中:X(P)暂停时间。X后用小数表示，单位为秒（s）；P后用整数表示（不能带小数点）单位为毫秒(ms)。如 G04 X2.0 表示暂停2s；G04 P500 表示暂停500ms。使用说明（1）G04指令为非模态指令，只在本程序段有效。（2）暂停延时指令G04不能和刀具补偿指令G41、G42在同一程序段中指定,也不能和进给功能指令（F指令）在同一程序段中指定。暂停指令应用示例

14、G01 ；G04 X4.；G00 ；或者：G01 ；G04 P4000；G00 ；图3-14 暂停指令应用3.2.7循环加工指令在数控车床上加工零件时，通常需要对毛坯进行一层层的车削才能加工到图样尺寸，由于零件形状不变所以每一层的车削动作都会相同。如图3-15所示的小轴段分三次车削完成。每次车削都会经过“切入-切削-退刀-返回”这几步动作。在编程中就要编3次步骤相同的程序。为了减少编程的工作量，数控系统设有多种固定循环功能。主要分为单一形状固定循环和复合固定循环。图3-15 1.单一固定循环指令G90、G941）外径/内径车削单一循环指令 G90 该指令主要用于轴类零件的外圆、内圆和锥面的加工

15、。（1）圆柱面车削单一循环编程格式G90 X(U)Z(W)F ；其中：X、Z圆柱面切削的终点坐标值；U、W圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标增量。切削过程如图3-15所示，R表示快速移动，F表示进给运动，加工顺序按1、2、3、4进行。例：加工如图3-16所示零件。N10 G50 X200.Z200.T0101；N20 M03 S1000；N30 G00 X55.Z2.M08；N40 G01 G96 Z2.F2.5 S150；N50 G90 X45.Z-25.F0.2；N60 X40.；N70 X35.；N80 G00 X200.Z200.；N90 M30；图3-16（2）圆锥面车削单一循环编程

16、格式G90 X(U)Z(W)I F ；其中：X、Z圆锥面切削的终点坐标值；U、W圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；I圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正。图3-17例：加工如图3-18所示零件。G01 X65.Z2.；G90 X60.Z-25.I-5.F0.2；X50.；G00 X100.Z200.；图3-182）端面切削循环指令 G94端面切削循环是一种单一固定循环，该指令适用于加工圆柱端面或角度大的圆锥面。（1）平面端面切削循环其切削动作如图3-19所示，R表示快速移动，F表示进给运动，加工顺序按1、2、3、4进行。编程格式G

17、94 X(U)Z(W)F；其中：X、Z端面切削的终点坐标值；U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标。3-19例：加工如图3-20所示零件。G00 X65.Z5.；G94 X35.Z-5.F0.2；Z-10.；Z-15.；图3-20（2）锥面端面切削循环编程格式 G94 X(U)Z(W)K F ；其中：X、Z端面切削的终点坐标值；U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标；K端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当 起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正。如图3-21所示。图3-21例：加工如图3-22所示零件。G94 X25.Z0.K-10.F0.2；Z-5.；Z-10.；图3

18、-222.固定复合循环在数控车床上加工圆棒料时，在加工余量比较大的情况下，加工首先要进行粗加工，然后进行精加工。进行粗加工时，需要多次重复切削，才能加工到规定尺寸。因此，编制程序非常复杂。应用复合固定循环指令，只需指定精加工路线和粗加工的切削深度，数控系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数，因此可大大简化编程。1)外圆粗车固定循环指令 G71该指令适用于对毛坯料粗车外径和粗车内径。编程格式G71 U(d)R(e)；G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns)N(nf)其中：dX向切削深度(半径给定)，没有正、负号；e 每次切削循环的退刀量,可以由参数指定；n

19、s精加工轮廓程序中的第一个程序段的顺序号；nf精加工轮廓程序中的最后一个程序段的顺序号；uX轴方向的精车余量，直径编程，有正、负号，加工外圆时设定为正值，加工内径则设定为负；wZ轴方向的精车余量；f、s、tF、S、T代码仅在粗车循环程序段中有效，在顺序号ns至nf程序段中无效。说明：nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效。该指令适用于轮廓形状成单调性变化的零件即零件直径呈递增或递减变化。在nsnf之间的程序段中不能调用子程序。编程举例如图3-24所示尺寸工件。N10 G50 X200.Z140.；N20 M03 S800 T0101；N30 G00 X120.Z12.M0

20、8；N40G71U2.R0.5；N50 G71 P60 Q120 U2.W1.F0.5；N60 G00 X40.；ns段 N70 G01 Z-30.F0.2；N80 X60.Z-60.；N90 Z-80.；N100 X100.Z-90.；N110 Z-110.；N120 X120.Z-130.；nf段N130 G00 X200.Z140.；N140 M30；图3-242）端面粗车循环指令 G72端面粗车循环指令G72，适合用于Z向加工量小，X向加工量大的棒料粗加工，一般用于加工端面尺寸较大的零件在切削循环过程中，刀具是沿Z方向进刀，平行于X轴切削。编程格式G72 W(d)R(e)；G72 P(

21、ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns)N(nf)其中：dZ向切削深度；e 退刀量；其他与G71的相同。说明：nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车循环无效。该指令适用于轮廓形状成单调性变化的零件即零件直径呈递增或递减变化。在nsnf之间的程序段中不能调用子程序。在轮廓描述程序段中即nsnf程序段中刀具快速定位G00移近工件的程序段不指定X向移动。G72的循环过程如图3-25所示。图中C为粗加工循环的起点。AABA是要切削的部分，只要给出AB的轮廓形状以及径向精车余量u/2、轴向精车余量w及切削深度d就可以完成AABA区域的粗车工序。例：如图3-26所示

22、尺寸编写端面粗切循环加工程序。N10 G50 X200.Z200.；N20 M03 S600 T0101；N30 G00 X170.Z2.；N40 G72 U4.R0.5；N50 G72 P70 Q110 U1.W0.5 F0.5；N60 G00 X160.Z60.；/nsN70 G01 X120.Z70.F0.15；N80 Z80.；N90 X80.Z9.；N100 Z110.；N110 X36.Z132.；/nfN120 G00 X200.Z200.；N130 M30；图3-263）轮廓粗车循环指令 G73轮廓粗车循环指令适用于切削铸造成型、锻造成型或者已粗车成型的工件。当毛坯轮廓形状与零

23、件轮廓形状基本接近时，用G73比较合适。编程格式 G73 U(i)W(k)R(d)；G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns).N(nf).其中：i X方向退刀量的距离和方向(半径指定)，该值是模态的，直到其他值指定以前不改变；k Z方向退刀量的距离和方向，该值是模态的，直到其他值指定以前不改变；d 重复加工次数；Ns 精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf 精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；u X轴向精加工余量；w Z轴向精加工余量。说明：G73不象G71、G72那样对零件轮廓的单调性有要求。例：如图3-28所示为G73循环加工实例。X方向(单边)和

24、Z方向需要粗加工切除12mm，X方向(单边)和Z方向需要精加工切除2mm，退刀量为1mm。图3-28O0001；N10 G50 X300.Z200.；N20 G00 X205.Z196.4 N30 T0101S600 M03；N40 G73 U12.W12.R3；N50 G73 P50 Q110 U4.W2.F0.4 N60 G00 X51.3 Z163.2；N70 G01 W-32.1 F0.2 S700；N80 X71.8 W-19.6；N90 W-54.9；N100 X87.6；N110 X108.8 W-21.2；N120 G70 P50 Q100；N130 G00 X300.Z200

25、.N140 M05；N150 M30；4）精车循环指令 G70使用粗车循环指令完成粗车后，使用G70指令可实现精车循环。精车时的加工量是粗车循环时留下的精车余量，加工轨迹是工件的轮廓线。编程格式G70 P(ns)Q(nf)；其中：P(ns)和Q(nf)的含义与粗车循环指令中的含义相同都是指轮廓描述程序段的起始和结束程序段。说明：在粗车循环中规定的F、S、T对于G70无效，但在执行G70时顺序号ns至nf程序段之间的F、S、T有效；当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段；ns至nf程序段不能调用子程序。例:如图3-29所示是采用粗车循环指令G71和精车循环指令G70的加工举例。毛

26、坯为棒料，直径是62 mm，刀具从A点开始，先走到C点(即循环起点)，然后开始粗车循环。每次粗车循环深度为4 mm，退刀量为2 mm，进给量为0.5 mm/r，主轴转速为500 r/min，径向加工余量和横向加工余量均为2 mm，精加工时进给量为0.2 mm/r，主轴转速为800 r/min。图3-29O0002；N10 G50 X100.Z52.；N20 G00 X70.Z4.N30 M03 S800 T0101；N40 G71 U4.R2.；N50 G71 P60 Q140 U4.W2.F0.5 S500；N60 G00 X6.S800；N70 G01 Z-24.F0.2；N80 X12.

27、；N90 Z-32.；N100 X20.；N110 W-50.；N120 X40.；N130 W-20.；N140 X62.W-11.；N150 G70 P60 Q140；N160 G00 X100.Z52.；N170 M05；N180 M30；5)深孔钻循环指令 G74编程格式G74 R(e)；G74 Z(W)Q(k)F；其中：E 退刀量；Z(W)钻削深度；k 每次钻削长度（不加符号）。图 3-30 例14：采用深孔钻削循环功能加工如图3-30所示深孔，试编写加工程序。其中：e=2mm，k=20mm，F=0.5mm/r。N10 G50 X100.Z100.；N20 M03 S600 T010

28、1；N30 G00 X0.Z5.；N40 G74 R2.；N50 G74 Z-80.Q20 F0.5；N60 G00 X100.Z100.；N70 M05；N80 M30；(6)外径切槽循环指令 G75外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加工。一般用于加工量大的槽。编程格式 G75 R(e)；G75 X(U)P(i)F ；其中：E 退刀量；X(U)槽深；i 每次循环切削量。图3-31例：试编写如图3-31所示零件切断加工的程序。G50 X100.Z100.；M03 S500 T0101；G00 X35.Z-50.；G75 R2.；G75 X-1.P5 F0.5；G00 X100.Z1

29、00.；M05；M30；3.2.8螺纹加工指令1.等螺距螺纹切削指令G322.单一单螺纹切削循环指令G923.复合螺纹切削循环指令G761.等螺距螺纹切削指令G32G32指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。它和G01指令的根本区别是：它能使刀具直线移动的同时，使刀具的移动和主轴保持同步，即主轴转一周，刀具移动一个导程；而G01指令刀具的移动和主轴的旋转位置不同步，用来加工螺纹时会产生乱牙现象。编程格式G32 X Z F ；其中：X、Z 螺纹终点坐标；F 螺纹导程。说明：若程序段中没有指定X，则加工圆柱螺纹；若程序段中指定了X，则加工圆锥螺纹。由于机床伺服系统的特性，用G32加工螺纹时在开始和停止阶

30、段会有加速和减速情况，这样在螺纹的起始段和停止段就会发生螺纹的螺距不规则现象，因此为了保证螺纹的加工精度，螺纹加工的切入要考虑机床的加速特性，在螺纹的收尾段要考虑减速路程即保证刀具在切入工件前加速完成，在切出工件后才能进行减速。所以螺纹加工的长度应该是加速段长度、减速段长度和螺纹长度之和。图3-32例：试编写如图3-33所示圆锥螺纹的加工程序。第一次和第二次单边切削量分别为1 mm和0.8 mm，（螺纹导程3 mm，升速进刀段1=3 mm，降速退刀段2=1.5 mm。）O0003；N10 G50 X100.Z100.；N20 M03 S400 T0101；N30 G00 U-62.；N40 G

31、32 W-64.5 F3.0；N50 G00 U62.；N60 W64.5；N70 U-63.6；N80 G32 W-64.5；N90 G00 U63.6；N100 W64.5；N110 M05；N120 M30；图3-332.单一单螺纹切削循环指令G92该指令可以用来加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。该指令的循环路线与前述的G90指令基本相同，只是F后面的进给量改为螺纹导程即可。编程格式G92X(U)Z(W)IF；其中：X、Z螺纹终点坐标值；U、W螺纹终点坐标相对于起点坐标的增量值；I螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。注意：加工圆柱螺纹时，I=0可省略；加工圆锥螺纹时，当X向切削起

32、始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。其加工路线如图3-35所示。图3-35例：试编写如图3-36所示圆柱螺纹的加工程序。G00 X40.Z106.；G92 X29.2 Z53.F2；X28.6；X28.2；X28.04；G00 X100.Z100.；图3-36例：试编写如图3-37所示圆锥螺纹的加工程序。G00 X80.Z62.；G92 X49.6 Z12.I-5.F2；X48.7；X48.1；X47.5；X47.；G00 X200.Z200.图3-373.复合螺纹切削循环指令G76编程格式 G76 P(m)（r）（）Q（dmin）R(d)；G76 X(U)Z(W)R(I)F(f)P

33、(k)Q(d)；其中：m 精加工重复次数；r 倒角量；刀尖角；dmin 最小切入量；d 精加工余量；X(U)、Z(W)终点坐标；I 螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，i=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正；k 螺牙的高度（X轴方向的半径值）；d 第一次切入量（X轴方向的半径值）；f 螺纹导程。图3-38说明G76指令的进刀是倾斜下刀，在螺纹加工过程中螺纹牙型形状不是一次成型，所以牙型的形状精度以及牙型的垂直度比较难保证，但由于G76指令的进刀是倾斜进刀所以排屑性好，该指令一般用于大螺距螺纹的加工，而G32、G92指令

34、的进刀是垂直下刀，螺纹牙型形状是一次成型，加工的螺纹牙型形状精度及垂直度能够得到保证，但排屑性比较差，一般用于小螺距且精度要求高的螺纹加工。3.3数控车床操作简介3.3.1数控车床的操作面板操作方式转换MDI操作面板3.3.2数控车床的的操作方法1.机床通电及回参考点操作2.程序编程操作3.机床开机后常用操作4.对刀、设定工件坐标系5.加工操作1.机床通电及回参考点操作1)机床开机(1)机床通电。(2)数控系统通电。2)手动返回参考点(1)先检查一下各轴是否在参考点的内侧。如不在，则应手动回到参考点的内侧，以避免回参考点时产生超程。(2)在主菜单下按F3功能键，选择“回零功能”。(3)分别按+

35、X、+Z轴移动方向按键，使各轴返回参考点。返回参考点后，相应的指示灯将点亮。注意返回参考点后，屏幕上即显示此时刀具(或刀架)上某一参照点在机床坐标系中的坐标值。对某机床来说，该值应该是固定的。系统将凭这一固定距离关系而建立起机床坐标系，机床原点通常就设在车床主轴端头(或卡盘)的回转中心处。只要数控系统重新启动，就必须进行一次返回参考点操作。2.程序编程操作1）如何输入一个新程序2）如何修改一个程序中的字符3）在自动运转时，如何从中间来执行程序段1）如何输入一个新程序把方式开关置“编辑”方式，把程序保护开关置“0”，按“PRGRM”，按“0”，按 要 用 的 程 序 名，按“INSRT”或 按“

36、EOB”，输入N10，按“EOB”自动生成N20，接着编辑即可。注：程序名最多为四位数00009999。但最好不要用9999来做程序名。程序段中有许多指令建议按如下顺序：R/C2）如何修改一个程序中的字符把方式开关置“编辑”方式，把程序保护置“”，按“PRGRM”，按“”，按要修改的程序号，按CURSOR。(1)把光标移到要修改的字符下，按新的字符，按ALTER即修改。(2)把光标移到要修改的字符下，按DELET即删除，或者直接按要修改的字符，按CURSOR，光标自动移到要修改的字节下，再执行或两步即可。3)如何删除一个程序把方式开关置“编辑”方式，把程序保护置“”，按PRGRM，按“0”，按

37、要删除的程序名，按DELET 即可删除。4）在自动运转时，如何从中间来执行程序段()把方式开关置“MDI”方式或“手动”方式，启动主轴。()把方式开关置“自动”方式，按，并输入要执行的段落号，按CURSOR，再按循环启动即可。如果要执行的段落中有代码，则省略第一步，直接从第二步开始。3.机床开机后常用操作方式开关处于JOG或HNDL，可以实现机床操纵面板上所有的手动功能的操作。1）位置显示2）X轴及Z轴点动3）机床超程解除4）机床主轴手动启停操作5）机床冷却操作6）手动选刀操作7）手摇进给方式操作4.对刀、设定工件坐标系FANUC0-TD系统确定工件坐标系常用有三种方法，其中直接输入刀具偏置量

38、法是通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单，可操作性好，通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起，只要不断电、不改变刀偏值，工件坐标系就会存在且不会变，即使断电，重启后回参考点，工件坐标系还在原来的位置。对刀过程（1）选择实际使用的刀具，用手轮0.1方式将刀具快速靠近工件，然后将手轮0.01方式继续靠近工件，用0.001方式切削工件端面。（2）不移动z轴，仅x方向退刀，主轴停止。（3）测量从工件坐标系的原点到端面的距离，把该值作为Z轴的测量值，用下述方法设定到指定号的刀偏存储器中。按 键，和“形状”软键，显示刀具几何形状补偿画面。用PAGE键和CURSOR键选择补偿参数号。按

39、地址键X和地址键Z。键入测量值。按INPUT按钮。（4）用手轮方式切削工件外圆表面。（5）不移动x轴，仅z轴方向退刀，主轴停止。（6）测量工件外圆的直径，将此值设定为所要求的偏置号的X测量值，选择补偿参数号,按地址键M和地址键X,键入测量值，按INPUT按钮。对每把刀具重复上步骤，则自动地计算出偏置量并设定在相应的刀偏号中。注意X轴为直径测量值。若把测量值作为几何形状补偿量输入，所有的偏量都变为几何补偿量，与之相应磨损补偿量为“零”。加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新对刀。5.加工操作1）程序运行操作2）MDI操作方式3）程序运行时常用键1）程序运行操作（1）选择要运行的程序，认真检查核对。

40、（2）将方式开关置于“AUTO”位置。（3）按“检视”软键。（4）按“循环启动”按钮，程序即开始自动运行，循环启动灯亮。首件试切时快速进给倍率必须打到较低档位。2）MDI操作方式MDI方式下可以从CRT/MDI面板上直接输入并执行单个程序段，被输入并执行的程序段不被存入程序存储器。例如要在MDI方式下输入并执行程序段X-17.5，Z26.7；操作方法如下：（1）将方式选择开关置为MDI位置。（2）按PRGRM键使CRT显示屏显示程序页面。（3）依次按X、-、1、7、.、5键。（4）按INPUT键输入。（5）按Z、2、6、.、7。（6）按INPUT键输入。（7）按循环启动按纽，该键发光，证明已经

41、在执行中。注意在MDI方式下输入指令只能是一个词的输入。如果需要删除一个地址后面的数据，是需键入该地址，然后按CAN键，再按INPUT键即可；被执行程序中若含有移动指令，必须先执行返回参考点操作。3）程序运行时常见操作（1）进给保持操作；（2）单程序段操作；（3）试运行（空运行）操作；（4）程序段任选跳过操作；（5）进给（切削）倍率调整开关；（6）紧急停止操作。（1）进给保持操作在执行自动运行中，按一下机床操纵面板上的“进给保持”键，该键发光。说明此状态有效。运行立即处于暂停状态，再按下机床操纵面板上“循环启动”键后，该键的发光消失，继续执行自动运行。（2）单程序段操作在执行自动运行中，按下机

42、床操纵面板上“单程序段”键，该键发光，说明此状态有效，当执行完当前的这段程序后，自动停止。按下机床操纵面板上的“循环启动”键，又执行下一段程序。每按下一次“循环启动”键，程序就执行一段。再按一次该键，发光消失。但必须再按一次“循环启动”键，此状态才能解除。（3）试运行（空运行）操作这种状态，可以使新输入的加工和程序在短时间内运行完（不允许装卡工件）。为调试程序节省了大量的时间。操作步骤；选择自动方式，按下机床操作纵面板上的“试运行”键。将机床操纵面上存储保护开关，用钥匙旋至通位上。此时“试运行键”发光，说明试运行有效。按下机床操纵面板上的“循环启动”键。该键发光，说明执行开始。机床锁住操作，这

43、种状态有效后，使手动或自动方式下的各轴移动只能在“CRT”上显示变化值，而机床轴不动，但主轴、冷却、刀架照常工作。当按下该键后键罩发光，说明此状态有效，再按一次，该键发光消失，说明此状态解除。（4）程序段任选跳过操作当按下机床操纵面板上的程序段“任选跳过”键后，该键发光。说明此状态有效。在自运行中，哪一段程序段号（N）前如果冠以符号“”就跳过不执行。该键再按一次，发光消失。说明该状态解除。注：在使用中，可以根椐实际需要，综合利用试运行键、机床锁住键、程序段任选跳过键、单程序段键，实现更为方便可行的组合。（5）进给（切削）倍率调整开关在执行程序运行过程中，可以随时利用这个开关对程序中已给定的进给

44、速度（F值）进行修正，以达到最佳切削效果。运行中的实际进给速度可以通过“CRT”观察到。注：不管在自动或手动方式下操作，如果想要使机床各轴移动，就必须使进给倍率开关不在0%的位置。否则各轴不能移动，即使执行G00指令也不能移动，并有报警提示。（6）紧急停止操作当机床在工作中，如要发生不正常现象或出现其他险情时，请立即按下机床操纵面板上红色蘑菇头状态“急停”键。当险情排除后，请将该键按顺时针方向旋转一个角度即可以复位。3.3.3数控车床刀具类型及选用原则1.刀具的类型及选用 1）数控车削用车刀的类型 （1）尖形车刀（2）圆弧形车刀（3）成型车刀2）车刀类型的确认（1）当车刀刀尖的圆弧半径与零件上

45、最小的凹形圆弧半径相同且在加工程序中无此圆弧程序段时，对加工R0.4 mm圆弧轮廓而言，可属成型车刀性质。（2）如果车刀刀尖的形状为一圆弧，编程时又考虑了对其经测量认定的刀具圆弧半径进行半径补偿，则该车刀属圆弧形车刀性质。（3）当车刀刀尖上标注的圆弧尺寸为倒棱性质时，该车刀属尖形车刀。通过以上分析可以看出，确认数控车削用车刀的类型，必须考虑到车刀切削部分的形状及零件轮廓的形成原理(包括编程因素)这两个方面。3）常用车刀的几何参数（1）尖形车刀的几何参数 尖形车刀的几何参数主要指车刀的几何角度。选择方法与使用普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点如走刀路线及加工干涉等进行全面考虑。（2）圆弧

46、形车刀的几何参数对于某些精度要求较高的凹曲面车削(或大外圆弧面的批量车削，以及尖形车刀所不能完成的加工，宜选用圆弧形车刀进行。圆弧形车刀具有宽刃切削(修光)性质；能使精车余量保持均匀而改善切削性能；还能一刀车出跨多个象限的圆弧面。（2）圆弧形车刀的几何参数圆弧形车刀的几何参数除了前角及后角外，主要几何参数为车刀圆弧切削刃的形状及半径。选择车刀圆弧半径的大小时，应考虑两点：第一，该半径不宜选择太小，否则会降低刀的强度；第二，车刀切削刃的圆弧半径应当小于或等于零件凹形轮廓上圆弧的最小半径，以免发生加工干涉。当车刀圆弧半径已经选定或通过测量并给予确认之后，应特别注意圆弧切削刃的形状误差对加工精度的影

47、响。4)刀具的标准化（1)模块化刀具 模块化刀具主要以刀具的刀杆、刀体为主，可以通过拼装和组合而成，并能根据加工的需要对刀体进行接长或拆短，也可以改变其直径，还能按刀具柄部，组合成不同锥孔号数或内径的刀杆模块。（2)标准化刀具 数控机床大多采用已经系列化、标准化的刀具，这类刀具主要是针对刀柄和刀头两部分而规定的。2.刀具偏置的设定刀具偏置补偿分为两类：一类是刀具几何偏置补偿，另一类是刀具磨损偏置补偿。刀补指令用T代码表示。常用T代码格式为：T xx xx，即T后可跟4位数，其中前2位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号。当补偿号为0或00时，表示不进行补偿或取消刀具补偿。若设定刀具几何补偿和磨损补

48、偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，刀补只有磨损补偿。3.车刀刀尖半径补偿数控车床是以刀尖对刀的，加工时所选用车刀的刀尖不可能绝对尖，总有一个小圆弧。刀具补偿刀具半径补偿指令用G41和G42来实现，它们都是模态指令，用G40来注销。顺着刀具运动方向看，刀具在被加工工件的左边，则用G41指令，因此，G41也称为左补偿；顺着刀具运动方向看，刀具在被加工工件的右边，则用G42指令，因此，G42也称为右补偿。编程格式G41/G42/G40G01/G00X(U)_Z(W)_D；刀具半径补偿一般经过3个阶段：建立半径补偿，运行半径补偿和取消半径补偿。1）建立半径补

49、偿 由没有设定刀径补偿的运动轨迹到首次执行含G41、G42的程序段，即是刀尖半径补偿的引入过程。2）运行半径补偿 在执行过刀尖圆弧半径补偿G41或G42的指令后，刀位点始终偏离工件轮廓（即编程轨迹）一个刀补值。3）取消刀具补偿 执行过刀径补偿G41或G42的指令后，刀补将持续对每一编程轨迹有效；若要取消刀补，则需要在某一编程轨迹的程序行前加上G40指令，或单独将G40作一程序行书写。注意在刀补的使用上注意几点：（1）刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。所以刀补的建立必须在进入工件前完成，而刀具补偿的取消一定要在切出工件后进行。（2）当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42

50、互相转化。如果以刀尖圆弧中心作为刀位点进行编程，则应选用0或9作为刀尖方位号，其他号都是以假想刀尖编程时采用的只有在刀具数据库内按刀具实际放置情况设置相应的刀尖方位代码，才能保证对它进行正确的刀补；否则，将会出现不合要求的过切和少切现象。刀尖方位3.4数控车床零件加工编程实例轴类零件编程套类零件编程轴套类零件编程3.4.1轴类零件编程对图所示的零件进行精加工。图中85mm不加工，要求编制精加工程序。1.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度部分车削62mm外圆倒角车80mm外圆切削圆弧部分车80mm外圆。2)切3mm45mm的槽。3)车M482的螺纹。