3 数控车床编程(ch2-数控加工实用基础)

工作。一般，几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序 不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。
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项目3 数控车床编程基础
（2）自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制 定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。 自动编程解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的 编程难题。自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解 决复杂形状零件的编程难题。 根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自 动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。
2．坐标轴方向的确定 （1）Z坐标 Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，
即平行于主轴轴线的坐标轴为Z坐标轴。Z坐标的正向为刀 具离开工件的方向。
如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平 面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直 于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则 选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。
机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐 标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数 控机床进行加工运动的基准参考点。
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项目3 数控车床编程基础
在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴 中心线的交点O1处，如图3-5所示。同时，通过设置参数 的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标正方向的极限 位置上。
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图3-1 程序编制的主要内容和一般流程
项目3 数控车床编程基础
（1）图样分析 根据加工零件的图纸和技术文件，对零件的轮廓形状、有
关尺寸精度、形状精度、基准、表面粗糙度、毛坯种类、件 数、材料及热处理等项目要求进行分析，形成初步加工方案 （2）辅助准备
根据图样分析确定机床坐标系、编程坐标系、刀具准备、 对刀方法、对刀点位置及测定机械间隙等。 （3）制定加工工艺

G59
G92坐标系设定
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3.5 编程指令
11.复合循环加工指令 G71内、外径车削复合固定循环 G72端面车削复合固定循环 G73封闭轮廓车削复合固定循环 G76螺纹车削复合固定循环
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3.5 编程指令
12.循环加工指令 G80内、外径车削单一固定循环 G81端面车削单一固定循环 G82螺纹车削单一固定循环
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3.5 编程指令
7. G27参考点返回检查 G28返回到参考点 G29由参考点返回
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图3-11
3.5 编程指令
8. 螺纹切削G32 G32 X _ Z _ F_
A
2
图3-12 程序起点A
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I D
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3.5 编程指令
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3.1数控车床编程基础知识
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车床加工实例
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3.1数控车床编程基础知识
1. 在一个程序段中，可以采用绝对坐标编程、 增量坐标编程或二者混合编程。
2. 用绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直 径；增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍 值表示，并附上方向符号。
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3.1数控车床编程基础知识
3. 为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉 冲当量取Z向的一半。
4. 由于车削加工的余量较大，因此，为简 化编程数控装置常具备不同形式的固定循环。
5. 编程时，常认为刀尖是一个点，而实际中 刀尖为一个半径不大的圆弧，因此需要对刀具半 径进行补偿。

加工结果检测
加工完成后，对工件进行检测，确保满足设计要 求和加工精度。
05 常见问题与解决方案
G代码编程常见问题与解决方案
G代码编程错误
检查G代码编程的语法和逻辑，确保指令正确无误。
刀具路径问题
检查刀具路径是否合理，避免出现干涉和碰撞。
加工参数设置不当
根据材料和加工要求，合理设置主轴转速、进给速度等加工参数。
数控车床操作常见问题与解决方案
1 2
操作界面不熟悉
熟悉数控车床的操作界面，了解各功能键的作用。
刀具安装不正确
按照规定正确安装刀具，确保刀具夹紧牢固。
3
加工区域安全问题
确保加工区域的安全防护措施到位，避免发生意 外事故。
加工过程常见问题与解决方案
加工精度不足
01
检查刀具磨损情况，及时更换刀片，确保加工精度。
遵守安全操作规程
在操作数控车床时，必须遵守安全操作规程， 确保人身安全和设备安全。
注意刀具状态
在加工过程中，应时刻关注刀具的状态，如 刀具是否松动、破损等。
禁止带手套操作
数控车床在高速旋转时，带手套操作容易发 生危险。
避免超负荷运转
在加工过程中，应避免因切削力过大而引起 的机床超负荷运转。
04 实际操作案例
表面质量不佳
02
调整切削参数和刀具角度，改善表面质量。
加工效率低下
03
优化加工参数和刀具路径，提高加工效率。
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感谢您的观看
并进行必要的编辑和修改。
加工参数设置
根据工件材料、刀具类型和加工要 求，设置合理的加工参数，如主轴 转速、进给速度、切削深度等。
自动加工

机电工程系
高精度的机床主轴 高速电机主轴
《数控加工与编程》
• 带特殊螺纹的回转体零件
机电工程系
非标丝杠
《数控加工与编程》
表面形状复杂的回转体零件
机电工程系
其他形状复杂的零件
《数控加工与编程》
机电工程系
二、 数控车床的主要功能
1) 简易数控车床
这是一种低档数控车床，不具备刀尖圆弧半径自 动补偿功能，编程时计算比较繁琐。
• 在切削过程中的需要 从使用场合来讲，暂停指令主要用于钻孔、扩 孔、凹槽加工等的排屑，在高速进给加工斜面的 时候，暂停指令可以控制切削进给的减速等。
《数控加工与编程》
机电工程系
• G04必须与其他指令一起使用，并指定暂 停时间。其格式为：
G04 X____（单位：秒，除固定循环外）；
或者
G04 U____（单位：秒）；（只能用于车床）
机电工程系
《数控加工与编程》
机电工程系
2）G54～G59设定工件坐标系
• Fanuc控制器中的G54-G59又称为工作区
偏置。工作区偏置比使用G50位置寄存器指
令要有效得多。它是用来调整机床原点和程 序原点之间关系的最先进的方法。
• 储存在控制系统中的值通常是机床原点位 置到工件程序原点之间的实际测量值。
《数控加工与编程》
机电工程系
1）一般试切法对刀
一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。 下面以Z向对刀为例说明对刀方法，见右图。
刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再 沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统， 即完成这把刀具Z向对刀过程。
手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车 床的“试切--测量--调整”的对刀模式/min。

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3.2 数控车床程序编制
3.2.2 数控车床常用编程指令 7．参考点返回指令(G28)
❖ 功能：G28指令刀具，先快速移动到指令值所指令的中间点位置，然后自动 回到参考点。
❖ 格式：G28X（U）_ Z（W）_； ❖ 说明：X（U）、Z（W）为参考点返回时经过的中间点的坐标值。
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3.2 数控车床程序编制
3.2.2 数控车床常用编程指令 ❖ 3．基本移动G指令
例：顺时针圆弧插补，如图3.9所示。 1）绝对坐标方式 G02 X64.5 Z-18.4 I15.5 K-2.5 F0.2；或G02 X64.5 Z-18.4 R15.9 F0.2； 2）增量坐标方式 G02 U32.3 W-18.4 I15.7 K-2.5 F0.2；或G02 U32.3 W-18.4 R15.9 F0.2；
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3.1 数控机床编程基础
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3.1 数控机床编程基础
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3.1 数控机床编程基础
3.1.4 数控机床坐标系 ❖ 3．工件坐标系
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3.1 数控机床编程基础
3.1.4 数控机床坐标系
❖ 4．数控机床上的有关点
（1）机床零点 （2）机床参考点 （3）工件零点 （4）起刀点 （5）刀位点 （6）对刀点和换刀点及其位置的确定
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3.2 数控车床程序编制
3.2.2 数控车床常用编程指令
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3.2 数控车床程序编制
3.2.2 数控车床常用编程指令
❖ 1．进给功能设定(G98、G99)
（1） 每分钟进给量G98（模态指令） 格式：G98 F＿； 说明：G98进给量单位为mm/min，指定G98后，在F 后用数值直接指定刀具每分钟的进给量。 （2） 每转进给量G99（模态指令） 格式：G99 F＿； 说明：G99进给量单位为mm/r，指定G98后，在F后用 数值直接指定刀具转的刀具进给量。G99为数控车床的 初始状态。

绝对值编程：G00 X20.0 Z25.0； 相对值编程：G00 U-22.0W-18.0；
直线插补G01
执行G01指令时，刀具按程序给定的F进给 速度作直线运动到指令目标点。该指令主要 应用于刀具的切削运动。
1．指令格式 G01 X〔U〕__Z〔W〕__F__； 说明： ① X〔U〕__Z〔W〕__表示同G00指令。 ② F__表示进给速度。
量〔mm〕，无符号；
X(U) Z(W) ——切削终点的坐标值，即最后一次径向 进刀的终点；
Δi ——X方向每次循环的进刀量，单位0.001mm，无符号， 直径指定；
Δk ——Z方向每次切削的进刀量，单位0.001mm，无符号；
Δd ——切削到径向切削终点后，沿Z方向的退刀量，单位 mm，直径指定。Δd的符号总是“+〞，但缺省Z(W)和Δk时， 那么视为0。
快速定位指令G00
执行G00指令时，刀具快速移动并定位在指 令的目标点。该指令主要应用于刀具的快进 、快退及刀具的空行程运动。
1．指令格式 G00 X〔U〕__Z〔W〕__; 说明：
① X__Z__表示快速移动的目标点绝对坐标。 ② U__W__表示快速移动的目标点相对刀具当前点
的相对坐标位移。
③ X〔U〕坐标按直径输入。 ④ 在某一轴上相对位置不变时，可以省略该轴的移
5．端面切槽、深孔加工循环G74
G74指令主要用于在工件端面加工环形槽或中心深孔。加工中 轴向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。
〔1〕指令格式
G74 R(e)；
G74 X(U) Z(W) P(Δi) Q(Δk) R(Δd) F ；
式中，
e ——每次沿轴向〔Z方向〕切削Δk后的退
刀量〔mm〕，无符号；

④R是圆弧的半径值;
图17圆弧插补b
A.绝对坐标编程
半径法：G02 R23. F30;
圆心法：G02 I23. K0 F30;
B.相对坐标编程
半径法：G02 R23. F30;
圆心法：G02 I23. K0 F30;
图18圆弧插补C
A.绝对坐标编程
半径法：G03 R30 F30;
圆心法：G03 I0 K-30 F30;
为了确定机床的运动方向和移动的距离,要在机床上建立一个坐标系,这个坐标系就是标准坐标系,也叫机床坐标系,机床坐标系采用右手笛卡尔坐标系;
图2右手笛卡尔坐标系
图3机床坐标系的建立
2.机床坐标轴方向和方位的确定
1Z轴的规定
平行于机床主轴轴线的坐标轴为Z轴,如数控铣床主轴带动刀具旋转,与主轴平行的坐标即为Z坐标,如图4所示；
相对坐标编程为：G01-25.9 F;
作业
课后习题
教学后记
绝对编程与增量编程的方法和区别、单位设置、进给量设置、主轴转速设置、是编程的前题条件,基本指令G00、G01是最常用的两条指令,要注意各自的适用场合;
第二章 数控车床编程基础教案
课题
第三节圆弧插补指令
课时
2
教学目标
1.圆弧顺逆的判断前置刀架与后置刀架
图6卧式数控铣床的机床坐标系
3Y轴的确定
Y轴方向可根据已确定的Z轴、X轴方向,用右手直角笛卡儿坐标系来确定;
4回转轴
绕X轴回转的坐标轴为A,绕Y轴回转的坐标轴为B,绕Z轴回转的坐标轴为C,方向采用右手螺旋定则;
5附加坐标轴
如果机床除有X、Y、Z主要的直线运动坐标外,还有平行于它们的坐标运动,则应分别命名为U、V、W;
适用范围：适用于加工形状复杂的如具有非圆曲线、列表曲线和曲面组成的零件编程,以及各类柔性制造系统FMS和集成制造系统CIMS,应用广泛;

把一系列连续加工动作，用一个循环指令完成
如： 切入 — 切削 — 退刀 — 返回
1. 圆柱面(圆锥面)切削固定循环(G90) (用于轴类零件)
(1) 圆柱面切削
G90 X(U)_ Z(W)_ F_
(2)圆锥面切削循环：G90 X（U）＿Z（W）＿ R＿ F＿；
【例3-5】加工图示零件。主轴转速1000 r/m，进给速度200 mm/min，试 利用圆柱面切削单一循环指令编写其粗、精加工程序
图3-24平端面切削循环的轨迹 图3-25 斜端面切削循环的轨迹
例3-7 试用平端面切削循环G94指令编写图3-24所示工件的加工程序，毛 坯为φ50mm的棒料，只加工φ20mm外圆至要求尺寸。
• O0007； •
N10 T0101； • N20 M03 S600； • N30 G00 X52.0 Z2.0； • N40 G94 X20.0 Z-2.0 F100 • N50 Z-4.0； • N60 Z-6.0； • N70 Z-7.5； • N80 Z-8.0 F50； • N90 G00 X100.0 Z100.0； • N100 M30；
例3-8 试用斜端面切削循环G94指令编写图3-25所示工件的加工程序，毛 坯为φ50mm的棒料，只加工锥面至要求尺寸。
• O0006； • N10 T0101； • N20 M03 S600； • N30 G00 X53.0 22.0； • N40 G94 X20 .0 Z5.0 R-5 .5 F100； • N50 Z3.0； • N60 Z1.0； • N70 Z-1.0； • N80 Z-3.0； • N90 Z-4.5； • N100 Z-5.0 F50； • N110 G00 X100.0 Z100.0； • N120 M30；

第3章 数控车削编程
2.任意角度倒角(略)
直线进给程序段尾部加上C__
C的数值是虚拟拐角
点距倒角始点或终点
间的距离，如图：
L1 o L2
a
例：G01 X50 C10
X100 Z-100
b
第3章 数控车削编程
3.倒圆角 编程格式： G01 Z(W) b R±r 圆弧倒角情况如图所示 编程格式： G01 X(U) b R±r 圆弧倒角情况如图所示
例：G99 F0.2 表示
进给量为0.2 mm/r
第3章 数控车削编程
（2）每分进给量（单位:mm/min） 编程格式:G98 F ； 该指令组合是用来设定主轴每分钟刀具的进给量，如图所示。F指令 范围为1～15000.0000(mm/min)。
例：G98 F100 表示
进给量为100mm/min
G02/G03 参数说明
第3章 数控车削编程
4) 当已知圆弧终点坐标和半径时，可以选取半径编程的方式插补圆弧，R为 圆弧半径，当圆心角小于等于180度时R为正；大于180度时R为负。 5）当I、K和R在同一程序段出现时，R优先，I、K无效。 6）当程序段中省略X、Z时，表示起点与终点重合，若在程序段中指定了I、 K，即可进行整圆编程。
2) 相对编程 N10 G00 X40 Z110； N20 G03 U80 W-40 I0 K-40 F0.1；（R40） N30 G02 U-32 W-32 I0 K-20；（R20）
第3章 数控车削编程
作业1： 如图所示，编写下图零件精加工程序（分别采用前置刀架坐 标系和后置刀架坐标系）
第3章 数控车削编程
例如：欲停留1.5s时，则程序段为： G04 X1.5 或 G04 U1.5 或 G04 P1500