數(shù)控編程基礎(chǔ)知識53工藝分析與數(shù)值計算第1頁/共211頁第5章數(shù)控加工編程NCMachiningProgramming5.1概述5.2數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識5.3工藝分析與數(shù)值計算5.4數(shù)控車床編程5.5數(shù)控銑床編程5.6加工中心編程5.7自動編程簡介第2頁/共211頁5.1

概述(Introduction)5.1.1數(shù)控加工編程的概念數(shù)控加工：是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控編程：是指編寫加工指令的過程，即把加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)和運動要求用數(shù)字指令的形式（數(shù)控語言）記錄在介質(zhì)上。第3頁/共211頁圖5.1所示為數(shù)控機床加工過程框圖。刀具夾具常用術(shù)語第4頁/共211頁編輯部分機床控制部分第5頁/共211頁5.1.2數(shù)控編程方法手工編程：對于加工尺寸較少的簡單零件，可以采用手工編程。例如只加工幾個孔，可以由編程人員或機床操作者按照零件圖紙，計算每個孔的坐標(biāo)，直接編寫出數(shù)控程序。自動編程：對于加工內(nèi)容比較多、加工型面比較復(fù)雜的零件，需要采用自動編程。

具體采用何種編程方法取決于被加工零件的特點、復(fù)雜程度及數(shù)控機床的性能。第6頁/共211頁5.1.3數(shù)控程序代碼標(biāo)準(zhǔn)目前，大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都支持兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼：ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）代碼EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）代碼。

數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)表中有一個參數(shù)，用來設(shè)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的種類。以ISO代碼為例，其特征是用7位二進制數(shù)表示一個字符或數(shù)字，如表5.1所示。第7頁/共211頁第8頁/共211頁5.1.4

數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟

數(shù)控編程的主要內(nèi)容有：分析零件圖樣，確定加工工藝過程，數(shù)值計算，編寫零件加工程序，制作控制介質(zhì)，校對程序及首件試切加工等。數(shù)控編程的一般步驟為：⒈分析零件圖紙，確定工藝過程⒉數(shù)值計算⒊編寫加工程序單⒋程序輸入⒌校對檢查程序⒍首件加工第9頁/共211頁

這一步與普通機床加工零件時的工藝分析相同。即在對圖紙進行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。圖紙工藝分析零件圖紙

一、圖紙工藝分析第10頁/共211頁

根據(jù)零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標(biāo)值，并且按NC機床的規(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的數(shù)字量，以這些坐標(biāo)值作為編程尺寸。計算運動軌跡圖紙工藝分析零件圖紙二、計算運動軌跡第11頁/共211頁

根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償、輔助動作及刀具運動軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制零件圖紙三、編制程序及初步校驗第12頁/共211頁

將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過MDI鍵盤輸入。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)零件圖紙四、制備控制介質(zhì)第13頁/共211頁

所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進一步的校驗（模擬加工）和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯誤，應(yīng)分析錯誤產(chǎn)生的原因，進行相應(yīng)的修改。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改五、程序的校驗和試切機床加工第14頁/共211頁5.2數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識5.2.1數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng)⒈機床坐標(biāo)系

機床坐標(biāo)系是為了確定工件在機床中的坐標(biāo)、機床運動部件的特殊位置（如：換刀點、參考點）以及運動范圍（如：行程范圍、保護區(qū)）等所建立的幾何坐標(biāo)系，它是機床上固有的坐標(biāo)系。⑴機床坐標(biāo)系的基本約定數(shù)控機床采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)笛卡兒直角坐標(biāo)系。第15頁/共211頁如圖5.2所示，三個坐標(biāo)軸X、Y和Z互相垂直，各坐標(biāo)軸的方向符合右手法則。在圖中，大姆指的方向為X軸的正方向，食指為Y軸的正方向，中指為Z軸的正方向。+X’+Z’+Y’-第16頁/共211頁⑵機床坐標(biāo)軸和運動方向Z軸:通常約定機床主軸軸線為Z軸。（車、立銑、臥銑、刨）X軸:X軸是水平的，它平行于工件的裝夾面。Y軸:Y軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸。Y軸的正方向根據(jù)X和Z軸的正方向，按照標(biāo)準(zhǔn)笛卡兒直角坐標(biāo)系來判斷。旋轉(zhuǎn)運動A、B和C附加坐標(biāo)工件運動的坐標(biāo)方向主軸旋轉(zhuǎn)運動方向運動方向：假設(shè)工件不動，刀具在坐標(biāo)系內(nèi)運動，坐標(biāo)軸指向增大工件和刀具之間距離的方向第17頁/共211頁車床坐標(biāo)系

+X+Z第18頁/共211頁立式數(shù)控機床坐標(biāo)系第19頁/共211頁臥式銑床坐標(biāo)系第20頁/共211頁牛頭刨床+Y第21頁/共211頁2.機床原點與參考點機床坐標(biāo)系的原點：機床零點或機床原點（X=0，Y=0，Z=0）。機床零點是機床上的一個固定點，由機床制造廠確定。它是其它所有坐標(biāo)系，如工件坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、以及機床參考點的基準(zhǔn)點。數(shù)控機床參考點：用于對機床工作臺（或滑板）與刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行標(biāo)定和控制的點。參考點的位置在每個進給軸上預(yù)先用擋鐵和限位開關(guān)進行精確地確定。因此，參考點對機床零點的坐標(biāo)是一個已知數(shù)，是一個固定值。第22頁/共211頁3.工件坐標(biāo)系與工件零點工件坐標(biāo)系：

為了確定工件幾何圖形上各幾何要素（點、直線、圓?。┑奈恢枚⒌淖鴺?biāo)系。編程時，為了編程方便，編程人員以工件圖樣上的某一點為原點，即工件原點建立工件坐標(biāo)系，而編程尺寸按工件坐標(biāo)系中的尺寸來確定。工件坐標(biāo)系的原點：

即是工件零點。選擇工件零點時，最好把工件零點設(shè)置在零件圖的尺寸能夠方便地轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值的點處。第23頁/共211頁4.編程零點編程零點即是程序零點。一般對于簡單零件，工件零點就是編程零點。而對形狀復(fù)雜的零件，需要編制幾個程序或子程序。為了編程方便和減少許多坐標(biāo)值的計算，編程零點就不一定設(shè)在工件零點上，而設(shè)在便于程序編制的位置上。第24頁/共211頁

機床參考點通常設(shè)在加工空間的邊緣上。機床原點工件原點機床參考點編程原點數(shù)控車床坐標(biāo)系及相關(guān)點的關(guān)系第25頁/共211頁第26頁/共211頁（1）根據(jù)刀具相對運動的規(guī)定，確定Z、X、Y坐標(biāo)的正方向，即確定工件坐標(biāo)系：1、

Z坐標(biāo)：平行于主軸，刀具離開工件的方向為正。

（2）根據(jù)刀具和工件實際相對運動的情況，確定：

在Z方向上，是工件相對刀具運動的，所以，機床坐標(biāo)系在此方向上是Z′，正方向與Z相反，向下為正。同理，可得到+X′和+Y′坐標(biāo)及方向。2

、X坐標(biāo)：Z坐標(biāo)垂直，且刀具旋轉(zhuǎn)，所以面對刀具主軸向立柱方向看，向右為正。3、

Y坐標(biāo)：在Z、X坐標(biāo)確定后，用右手直角坐標(biāo)系來確定。

第27頁/共211頁5.

絕對尺寸與增量尺寸絕對尺寸絕對尺寸增量尺寸增量尺寸絕對尺寸指零件尺寸（或運動位移）是從某一固定坐標(biāo)原點，如機床坐標(biāo)系的原點進行標(biāo)注的。增量尺寸是指零件上后一點的尺寸（位置）是根據(jù)前一點的位置增量進行標(biāo)注的，即零件上后一個點的位置是以前一個點為零點進行標(biāo)注的。第28頁/共211頁5.2.2數(shù)控加工程序1.數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式⑴程序的組成一個完整的加工程序由若干個程序段組成，一個程序段又由若干個字組成，字是數(shù)控系統(tǒng)的具體指令，它由表示地址的英文字母或特殊文字和數(shù)字組合而成。例如：程序號/程序名程序段字程序段號程序內(nèi)容程序段結(jié)束符號%第29頁/共211頁⑵程序段格式1)可變程序段格式這種程序段中字的數(shù)量是變化的，程序段的長短隨所選用的字數(shù)與字長（位數(shù)）而發(fā)生變化，程序段中的字不是固定不變的。程序段中每個字都以地址符開始，其后再跟有符號和數(shù)字。可變程序段格式如下：N030G01X20Y50F150S300T12M03；第30頁/共211頁2)分格符程序段格式這種格式預(yù)先規(guī)定了輸入時可能出現(xiàn)的字的順序，在每個字前寫一個分隔符HT（在EIA標(biāo)準(zhǔn)中為TAB），這樣就可以不使用地址符，只要按規(guī)定的順序把相應(yīng)的數(shù)字跟在分隔符后面就行了。3)固定程序段格式HT01HT01HT125.2

HT-135HT99HT01HT03HT03LF第31頁/共211頁⑶加工程序格式加工程序是由程序號、程序段和相應(yīng)的符號所組成。圖5.8所示是在某數(shù)控機床上銑切半圓的零件，編制的加工程序如下：第32頁/共211頁2.數(shù)控加工常用功能指令及其代碼5.2.2數(shù)控加工程序第33頁/共211頁第34頁/共211頁第35頁/共211頁第36頁/共211頁2.數(shù)控加工常用功能指令及其代碼⑴準(zhǔn)備功能G指令準(zhǔn)備功能G指令，是用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡（即指令插補功能）、機床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補償和坐標(biāo)偏置等多種加工操作。第37頁/共211頁一、與坐標(biāo)系相關(guān)的指令1．絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)指令－G90、G91

在一般的機床數(shù)控系統(tǒng)中，為方便計算和編程，都允許絕對坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式及其混合方式編程。這就必須用G90、G91指令指定坐標(biāo)方式。絕對坐標(biāo)與增量坐際G90——絕對坐標(biāo)值。G91——增量坐標(biāo)值。第38頁/共211頁G91G01X20Y30；或G01U20V30；練習(xí)：G90、G91編程編制圖中的移動量。絕對坐標(biāo)指令：G90G01X30Y50；增量坐標(biāo)指令：（UB=20,VB=30）第39頁/共211頁2.工件坐標(biāo)系設(shè)定指令—G92Ｇ92模態(tài)指令程序段格式為：G92XYZ

X、Y、Z為刀位點在工件坐標(biāo)系中的初始位置。圖4.1工件坐標(biāo)系設(shè)定35010O2Z1、Z2O1X1X225G92

X25.0

Z350.0設(shè)定工件坐標(biāo)系為X1O1Z1G92

X25.0

Z10.0設(shè)定工件坐標(biāo)系為X2O2Z2第40頁/共211頁G92用來建立工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的關(guān)系

將工件坐標(biāo)系中，刀具位置起始點的坐標(biāo)，通過G92指令通知數(shù)控系統(tǒng)，并把這一設(shè)定值存儲在數(shù)控裝置的存儲器中。由于刀具位置起始點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)已知，所以間接建立起工件坐標(biāo)與機床坐標(biāo)系的關(guān)系。機床原點工件原點機床參考點數(shù)控車床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系及相關(guān)點的關(guān)系第41頁/共211頁工件坐標(biāo)系設(shè)定指令：G92X400Z200；練習(xí)：G92編程設(shè)置圖中工件坐標(biāo)系第42頁/共211頁G17、G18、G19是坐標(biāo)平面指令，分別表示在XY、ZX、YZ坐標(biāo)平面內(nèi)進行加工。這種指令用作直線與圓弧插補及刀具補償時的平面選擇。有的數(shù)控系統(tǒng)只有在一個坐標(biāo)平面內(nèi)加工有功能，則在程序中，只寫出坐標(biāo)地址符及其后面的尺寸，不必書寫坐標(biāo)平面指令。3.坐標(biāo)平面選擇指令—G17、G18、G19第43頁/共211頁二、運動控制指令1.快速點定位指令——Ｇ00

G00指令使刀具以點位控制方式從刀具所在點以最快速度移動到坐標(biāo)系的指定位置。說明：1、G00運動軌跡視具體數(shù)控機床而議；

2、指令了G00的程序段不需要指定進給速度F。如果指定了，無效；

3、G00移動的速度已由機床生產(chǎn)廠家設(shè)定好，一般不允許修改。第44頁/共211頁G00指令的運動軌跡YYYXXXAAABBBa)b)c)第45頁/共211頁２.直線插補指令——G01功用：該指令是直線運動控制指令，它命令刀具從當(dāng)前位置以兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)聯(lián)動方式按指定的F進給速度作任意斜率的直線運動到達指定的位置。該指令一般用作為輪廓切削。格式：G01X－Y－Z－Ｆ－；

其中：X、Y、z為直線終點的絕對或增量坐標(biāo)

F為沿插補方向的進給速度。注意：(1)G01指令既可二坐標(biāo)聯(lián)動插補運動，又可三坐標(biāo)聯(lián)動插補運動，取決于數(shù)控系統(tǒng)的功能，當(dāng)G01指令后面只有兩個坐標(biāo)值時，刀具將作平面直線插補。若有三個坐標(biāo)值時，將作空間直線插補。

(2）G01程序段中必須含有進給速度F指令，否則機床不動作（認為速度為零）。

(3)G01和F指令均為續(xù)效指令。第46頁/共211頁如圖所示路徑，要求用G01，坐標(biāo)系原點o是程序起始點，要求刀具由o點快速移動到A點，然后沿AB、BC、CD、DA實現(xiàn)直線切削，再由A點快速返回程序起始點O，其程序如下：OXYADCB12281042練習(xí)：G00、G01編程%0001

N01G92

X0

Y0；N10G90G00X10Y12S600T01M03；N20G01Y28F100；N30X42；N40Y12；N50X10；N60G00X0Y0；N70MO5；N80M02；第47頁/共211頁3．圓弧插補指令——G02、G03功用：G02：順時針圓弧(順圓)插補。G03：逆時針圓弧(逆圓)插補。圓弧運動控制指令，用以實現(xiàn)圓弧插補加工。圓弧順、逆方向判斷：沿垂直于要加工的圓弧所在平面的坐標(biāo)軸從正向往負向看：由圓弧起點到終點，半徑轉(zhuǎn)動方向是順時針方向為Ｇ02，是逆時針方向為G03。G02G02G02G03G03G03ZXYO圓弧插補方向判別第48頁/共211頁G02G02G02G03G03G03ZXYO圓弧插補方向判別G17G19G18書寫格式:(1)XY平面圓弧(2)XZ平面圓弧(3)YZ平面圓弧第49頁/共211頁OXY153878R2048R23301025ABCDE58F%0001N10

G92X0

Y0；N20

G90G17M03；N30

GOOX15Y10；N40

G91G01X43F180S400;N50

G02X20Y20I20F80;

N60

G01X0Y18F180;N70

X-40;N80G03X-23Y-23J-23F80;N90

G01Y-15F180;N100G00X-15Y-10;N110M02;

如圖，設(shè)刀具由坐標(biāo)原點O相對工件快速進給到A點，從A點開始沿著A、B、C、D、E、F、A的線路切削，最終回到原點O。練習(xí)：G02、G03編程使用R格式編程N50G90G02X78Y30R20F80；N80G90G03X15Y25R23F80；R表示圓心角≤180o的圓弧用R-表示圓心角＞180o的圓?。ǔ绦蛎ù_定起刀點的位置）（絕對坐標(biāo)，xy，正轉(zhuǎn)）（快進O→A）（程序結(jié)束）（A→B）（順圓B→C）（C→D）（D→E）（E→F逆圓）（F→A）（快退A→O）注意：整圓只能用圓心坐標(biāo)編程

第50頁/共211頁４.暫停(延遲)指令——G04功用：

G04指令可使刀具作短時間的無進給運動(主軸仍然在轉(zhuǎn)動），經(jīng)過指令的暫停時間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，以獲得平整而光滑的表面。

此功能常用于切槽、鉆孔到孔底、锪平底孔等對粗糙度有要求的場合。例如，車削環(huán)形槽時，若進給完立即退刀，則其環(huán)槽外形為螺旋面，用暫停指令使工件空轉(zhuǎn)幾秒鐘，即能光整成圓。格式：

G04β△△注意：

其中，符號β表示地址符，常用的地址符有X、U、P、S、F等，不同系統(tǒng)有不同的規(guī)定，△△為數(shù)字，表示暫停時間(以秒或毫秒為單位)，或表示工件或刀具的轉(zhuǎn)數(shù)，視具體機床而定。

G04為非續(xù)效指令，只在本程序段有效。第51頁/共211頁三.刀具補償指令1.刀具半徑補償指令（G41、G42、G40）1.1刀具半徑補償概念

實際的刀具都是有半徑的。使刀具的刀尖沿零件輪廓曲線加工，刀位點的運動軌跡即加工路線應(yīng)該與零件輪廓曲線有一個半徑值大小的偏移量，如圖。使刀具的刀位點正確運動有兩種方式：

1、加工前計算出刀位點運動軌跡，再編程加工；

2、按零件輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編程，由系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓和刀具半徑R自動計算出刀具中心軌跡。

實際可取的是后者。刀具半徑補償功能的作用就是要求數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件輪廓和刀具半徑自動計算出刀具中心軌跡，在加工曲線輪廓時，只按被加工工件的輪廓曲線編程，同時在程序中給出刀具半徑的補償指令，就可加工出具有輪廓曲線的零件，使編程工作大大簡化。第52頁/共211頁例如：現(xiàn)以銑床為例。若要用半徑為R的刀具加工外形輪廓為AB的工件，則刀具中心必須沿著與輪廓AB偏離R距離的軌跡A’B’移動，即銑削時，刀具中心運動軌跡（刀心軌跡）和工件的輪廓形狀是不一致的。

機床數(shù)控系統(tǒng)總是按刀心軌跡進行控制。按刀心軌跡編程很不方便，計算繁瑣，當(dāng)?shù)毒吣p、重磨以及更換新刀具導(dǎo)致刀具半徑變化時，又需要重新計算與編程。

刀具半徑補償就是要求數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件輪廓（AB）和刀具半徑R自動計算出刀心軌跡（A’B’）。ABA’B’ABA’B’第53頁/共211頁一、刀具補償功能，免去了刀具中心軌跡的人工計算，使我們能夠按照已知的起刀點和零件圖樣數(shù)據(jù)進行編程。二、還可以利用同一加工程序去適應(yīng)不同的情況，例如：1利用刀具補償功能作粗、精加工余量補償；2刀具磨損后，重輸?shù)毒甙霃剑槐匦薷某绦颍?利用刀補功能進行凹凸模具的加工。刀具補償?shù)淖饔茫旱?4頁/共211頁1.2刀具半徑補償指令G41為刀具左補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的左邊；G42為刀具右補償，指順著刀具前進方向看，刀具偏在工件輪廓的右邊；G40為取消刀補,使刀具中心與編程軌跡重合。格式：G41G42D(H)—；

使用G41、G42時，用D功能字指定刀具半徑補償值寄存器的地址號。刀具半徑補償值在加工前用MDI方式輸入相應(yīng)的寄存器，加工時由D(H)指令調(diào)用。第55頁/共211頁刀具半徑補償示意圖第56頁/共211頁練習(xí)：G41、G42、G40編程如圖為銑刀半徑補償編程示例，圖中虛線表示刀具中心運動軌跡。設(shè)刀具半徑為10mm，刀具半徑補償號為D01，起刀點在原點，Z軸方向無運動。O0100N01G92X0Y0Z0；N02S1000T01M03；N03G90G42G01X30.0Y30.0D01F150.0；N04X50.0；N05Y60.0；N06X80.0；N07X100.0Y40.0；N08X140.0；N09X120.0Y70.0；N10X30.0；N11Y30.0；N12G40G00X0Y0M05M02；ABHCEDGFO第57頁/共211頁2.刀具長度補償指令（G43、G44）功用：

刀具長度補償指令一般用于刀具軸向(Z方向)的補償，它可使刀具在Z方向上的實際位移大于或小于程序給定值，即:

實際位移量＝程序給定值±補償值

上式中，二值相加稱為正偏置，用G43指令來表示；二值相減稱為負偏置，用G44指令來表示。給定的程序坐標(biāo)值和輸入的補償值本身都可正可負，由需要而定。格式：G43G44Z—H—

其中Z值是程序中給定的坐標(biāo)值。H值是刀具長度補償值寄存器的地址號，該寄存器中存放著補償值。刀具長度補償指令G43、G44的注銷也用取消刀補指令G40。第58頁/共211頁第59頁/共211頁如圖，刀具對刀點在編程原點，要加工兩個孔，考慮刀具長度補償。練習(xí)：G43、G44、G40編程O0100N05G92X0Y0Z0；N10S500M03；N15G91G00X50.0Y35.0；N20G43Z-25.0H01；N25G01Z-12.0F100.0；N30G00Z12.0；N35X40.0；N40G01Z-17.0F100.0；N45G00G40Z42.0M05；N50G90X0Y0；N55M02；

若加工中刀具的實際長度比編程長度短4mm，可在刀具長度補償號H01中輸入補償值K=-4，則上述程序可不變。如果實際使用的刀具長度比編程時的長度長4mm，可在刀具長度補償號地址H01中輸入補償值K=4，仍可用上述程序加工。

用刀具長度補償后，在N20G43Z-25.0H01這一程序段中，刀具在Z方向的實際位移量將不是-25，而是Z+K=-25+(-4)=-29或Z+K=-25+4=-21，以達到補償實際刀具長度長于或短于編程長度的目的。第60頁/共211頁四、固定循環(huán)指令數(shù)控加工中，一般一個動作就要編制一條加工程序，但在許多情況下，常常重復(fù)一組固定的動作。如能用一條固定循環(huán)指令去執(zhí)行，則程序段數(shù)就會大為減少。例如，鉆孔、鏜孔的動作是孔位平面定位、快速引進、工作進給、快速退回等，這樣一系列典型的加工動作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲在內(nèi)存中，可用包含G代碼的一個程序段調(diào)用，從而簡化編程工作。這種包含了典型動作循環(huán)的G代碼稱為循環(huán)指令，通常用G80～G89。

在有些車床中，常用G33-G35和G76-G79作為固定循環(huán)指令。固定循環(huán)指令一般隨機床的種類、型號、生產(chǎn)廠家等而變，是不通用的。第61頁/共211頁⑵輔助功能M指令第62頁/共211頁

1．M00—程序停止指令M00指令實際上是一個暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后，機床停止一切操作。按下操作面板上的“啟動”按鈕后，機床重新啟動，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。

2．M01—選擇停止指令M01指令的功能與M00相似，不同的是，M01只有在預(yù)先按下操作面板上“選擇停止”按鈕的情況下，程序才會停止。

3．M02—程序結(jié)束指令

M02指令的功能是程序全部結(jié)束。此時主軸、進給及切削液全部停止，數(shù)控裝置和機床復(fù)位。該指令寫在程序的最后一段。第63頁/共211頁4.與主軸有關(guān)的指令（M03、M04、M05）

M03表示主軸正轉(zhuǎn)；

M04表示主軸反轉(zhuǎn)；

所謂主軸正轉(zhuǎn)，是從主軸向Z軸正向看，主軸順時針轉(zhuǎn)動；而逆時針轉(zhuǎn)動則為反轉(zhuǎn)。

M05為主軸停止，它是在該程序段其它指令執(zhí)行完后才執(zhí)行的。5.換刀指令（M06）M06為手動或自動換刀指令。當(dāng)執(zhí)行M06指令時，進給停止，但主軸、切削液不停。第64頁/共211頁8.主軸定向停止指令（M19）

M19使主軸準(zhǔn)確地停止在預(yù)定的角度位置上。6.M07、M08、M09—冷卻液開關(guān)指令

M07表示2號冷卻液（霧狀冷卻液）開；

M08表示1號冷卻液（液狀冷卻液）開；

M09表示關(guān)閉冷卻液開關(guān)。

7.運動部件夾緊與松開指令（M10、M11）

M10為運動部件的夾緊，M11為運動部件的松開。第65頁/共211頁

M30指令與M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自動返回程序起始位置，為加工下一個工件作好準(zhǔn)備。9.M30—程序結(jié)束指令

10.M98、M99—子程序調(diào)用與返回指令

M98為調(diào)用子程序指令，M99為子程序結(jié)束并返回到主程序的指令。例：O1010N0010G92X85Y120;N0020G90G00X30Y45;N0030G01X54Y58F150;N0080M98P100L2;N0100M02;O100N010G41G00X10Y15;N020G01X35Y35F150;N090M99調(diào)用子程序返回主程序第66頁/共211頁⑶F、S、T指令1.進給速度指令—F

也稱F功能，表示進給速度，屬于模態(tài)代碼。在G01、G02、G03和循環(huán)指令程序段中，必須要有F指令，或者在這些程序段之前已經(jīng)寫入了F指令。進給功能用地址符F和其后1至5位數(shù)字表示，通常（F×××）表示。單位一般為mm/min，當(dāng)進給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時（如車削螺紋），單位為mm/r。第67頁/共211頁2.主軸轉(zhuǎn)速指令—S

也稱S功能，主要表示主軸轉(zhuǎn)速或速度，屬于模態(tài)代碼。主軸轉(zhuǎn)速功能用地址符S加二到四位數(shù)字表示。用G96和G97分別指令單位為m/min或r/min，通常使用G97(r/min)。

G96

S300；主軸轉(zhuǎn)速為300m/minG97

S1500；主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min在車床系統(tǒng)里：G97表示主軸恒轉(zhuǎn)速；

G96表示恒切削速度。

第68頁/共211頁3.刀具號指令—T

在自動換刀的數(shù)控機床中，該指令用以選擇所需的刀具號和刀補號。刀具用字母T及其后面的兩位或四位數(shù)字表示。

例如：

T06表示6號刀具；（刀具的編號）

T0602表示6號刀具，選用2號刀補號。第69頁/共211頁課堂練習(xí)編出加工如圖所示零件程序。1.使用絕對尺寸且R方式2.使用增量尺寸且I、J方式第70頁/共211頁課堂練習(xí)1.使用絕對尺寸且R方式O0100N0020G90G17G00X40Y-40S600T01M03；N0030G01X-80Y-40F200；N0040X-80Y-20；N0050G02X-40Y20R40F100；N0060G03X20Y80R60；N0070G01X40Y80F200；N0080Y-40；N0090G00X0Y0M02；N0010G92X0Y0；OABCDEF第71頁/共211頁課堂練習(xí)

O0200N0010G92X0Y0；

N0020G91G17G00X40Y-40S600T01M03；

N0030G01X-120Y0F200；

N0040X0Y20；

N0050G02X40Y40I40J0F100；

N0060G03X60Y60I0J60；

N0070G01X20F200；

N0080Y-120；

N0090G00X-40Y40M02；2.使用增量尺寸且I、J、k方式第72頁/共211頁5.3工藝分析與數(shù)值計算

5.3.1零件的數(shù)控加工工藝概述

數(shù)控加工與普通機床加工在方法與內(nèi)容上有相似之處，最大區(qū)別在控制方式上。

以切削加工為例：

通用機床加工零件，某道工序，其工步、機床運動先后次序、位移量、行走路線、切削參數(shù)的選擇等，由操作者自行考慮。手工完成。數(shù)控加工時，將加工過程中所需的多種操作及刀具的切削用量、走刀方向、切削速度都用數(shù)字化的代碼表示，編成程序。第73頁/共211頁數(shù)控加工工藝的概念

數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程。

數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的經(jīng)驗總結(jié)。第74頁/共211頁數(shù)控加工工藝過程的概念

數(shù)控加工工藝過程是利用切削刀具在數(shù)控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。

第75頁/共211頁數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容

選擇并確定進行數(shù)控加工的內(nèi)容

數(shù)控加工的工藝分析

零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定

制定數(shù)控加工工藝方案確定工步和進給路線選擇數(shù)控機床的類型

選擇和設(shè)計刀具、夾具與量具確定切削參數(shù)編寫、校驗和修改加工程序首件試加工與現(xiàn)場問題處理

數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔

第76頁/共211頁數(shù)控加工工藝內(nèi)容、要求更加具體、詳細普通加工工藝

許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據(jù)實際經(jīng)驗和習(xí)慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設(shè)計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由“試切”保證。數(shù)控加工工藝

所有工藝問題必須事先設(shè)計和安排好，并編入加工程序中。數(shù)控工藝不僅包括詳細的切削加工步驟，還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其它特殊要求的內(nèi)容，以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點

第77頁/共211頁數(shù)控加工工藝要求更嚴密、精確普通加工工藝數(shù)控加工工藝

加工時可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進行人為調(diào)整。

自適應(yīng)性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導(dǎo)致嚴重的后果。第78頁/共211頁攻螺紋時，數(shù)控機床不知道孔中是否已擠滿切屑，是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)加工。普通機床加工可以多次“試切”來滿足零件的精度要求，而數(shù)控加工過程嚴格按規(guī)定尺寸進給，要求準(zhǔn)確無誤。

例如第79頁/共211頁1.

機床的合理選用第80頁/共211頁最適應(yīng)類較適應(yīng)類不適應(yīng)類數(shù)控加工的對象第81頁/共211頁最適應(yīng)類①形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；②用數(shù)學(xué)模型描述復(fù)雜曲線或曲面輪廓的零件；③具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件；④必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多工序的零件。第82頁/共211頁較適應(yīng)類①在通用機床上加工時極易受人為因素（如技術(shù)水平高低、體力強弱、情緒波動等）干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便會造成重大經(jīng)濟損失的零件；②在通用機床上加工時必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件；③需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件；④在通用機床上加工需要做長時間調(diào)整的零件；⑤用通用機床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強度很大的零件。第83頁/共211頁不適應(yīng)類①生產(chǎn)批量大的零件（當(dāng)然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）；②裝夾困難或完全靠找正定位才能保證加工精度的零件；③加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的；④必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。不要把數(shù)控機床降格為通用機床使用！第84頁/共211頁（1）回轉(zhuǎn)體零件的加工

數(shù)控車床或數(shù)控磨床來加工車削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，因此在編程中，粗車的加工路線往往是要考慮的主要問題。（2）孔系零件的加工

孔數(shù)多，孔位置精度要求較高，宜采用點位直線控制的數(shù)控鉆與鏜床加工。減輕工人勞動強度、提高生產(chǎn)率，易于保證精度。選擇數(shù)控加工方法第85頁/共211頁

（3）平面與曲面輪廓零件的加工

平面輪廓多為直線和圓弧組成，兩坐標(biāo)聯(lián)動的銑床上加工。曲面輪廓的零件，多采用三個或三個以上坐標(biāo)聯(lián)動的銑床或加工中心。（4）模具型腔的加工

型腔表面復(fù)雜、不規(guī)則，表面質(zhì)量及尺寸精度要求高，且常采用硬、韌的難加工材料，此時考慮選用粗銑后數(shù)控電火花成形加工。第86頁/共211頁

（5）板材零件的加工

該類零件根據(jù)零件形狀采用數(shù)控剪板機，數(shù)控板料折彎機及數(shù)控沖壓機加工。

（6）平板形零件的加工

選數(shù)控電火花線切割機床加工，工件內(nèi)側(cè)角部的最小半徑由金屬絲直徑限制外，任何復(fù)雜的內(nèi)外側(cè)形狀都可以加工。

第87頁/共211頁2.零件數(shù)控加工結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性分析涉及的面很廣，在此從數(shù)控加工的可能性和方便性方面加以分析。⑴零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則1)零件圖上尺寸標(biāo)注應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點2)構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分在手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標(biāo)。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。第88頁/共211頁⑵零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。第89頁/共211頁3)零件銑削槽底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。第90頁/共211頁4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。若沒有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔。第91頁/共211頁3.加工方法的選擇與加工方案的確定⑴加工方法的選擇加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。

第92頁/共211頁外圓表面加工方法的選擇第93頁/共211頁內(nèi)孔表面加工方法的選擇第94頁/共211頁平面加工方法選擇第95頁/共211頁平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓常用的加工方法有數(shù)控銑、線切割及磨削等。第96頁/共211頁曲面輪廓加工方法的選擇立體曲面加工方法主要是數(shù)控銑削，多用球頭銑刀，以“行切法”加工?！靶星蟹ā奔庸ぃ核^行切法是指刀具與工件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間距是按零件加工精度的要求來確定。第97頁/共211頁⑵加工方案確定的原則先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，確定為達到這些要求所需要的最終加工方法；再確定半精加工和粗加工的加工方法。第98頁/共211頁4.工序與工步的劃分⑴工序的劃分工序是指一個零件在同一臺機床上完成的全部加工內(nèi)容。一般在數(shù)控機床上劃分零件加工工序有以下幾種方法：1)按所用刀具劃分工序2)按粗、精加工劃分工序3)按加工部位劃分工序第99頁/共211頁

⑵工步的劃分

工步是指零件在同一臺機床上，一次裝夾，用同一把刀具完成的全部加工內(nèi)容。以加工中心為例說明工步劃分的原則：

1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。

2)對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。

3)按刀具劃分工步。第100頁/共211頁5.零件的安裝和夾具的選擇對零件的定位、夾緊方式及夾具的選擇要注意以下幾點:⑴當(dāng)工件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。當(dāng)工件批量較大、工件精度要求較高時，可以設(shè)計專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。⑵零件定位、夾緊的部位應(yīng)考慮到不妨礙各部位的加工、更換刀具以及測量。尤其要注意不要發(fā)生刀具與工件、刀具與夾具相撞的現(xiàn)象。第101頁/共211頁⑶夾緊力應(yīng)力求通過靠近主要支承點上或在支承點所組成的三角形內(nèi)，應(yīng)力求靠近切削部位，并在剛性較好的地方。盡量不要在被加工孔徑的上方，以減少零件變形。⑷零件的裝夾和定位要考慮到重復(fù)安裝的一致性，以減少對刀時間，提高同一批零件加工的一致性。一般同一批零件采用同一定位基準(zhǔn)、同一裝夾方式。第102頁/共211頁

6.加工路線的確定

加工路線的確定應(yīng)考慮以下幾點:⑴應(yīng)盡量減少進、退刀時間和其它輔助時間。⑵在銑削加工零件輪廓時，要考慮盡量采用順銑加工方式，這樣可以提高零件表面粗糙度和加工精度，減少機床“顫振”。⑶選擇合理的進、退刀位置，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進給中途停頓。進、退刀位置應(yīng)選在不太重要的位置。第103頁/共211頁走刀路線確定的原則：一、保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。合理地安排內(nèi)外輪廓刀具的切入和切出路線；外輪廓加工刀具的切入和切出過渡

內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出過渡

第104頁/共211頁

無交點內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出第105頁/共211頁二、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率。三、應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。第106頁/共211頁7.數(shù)控加工刀具的選擇選用刀具時應(yīng)注意以下幾點：a.在數(shù)控機床上銑削平面時，應(yīng)采用鑲裝不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀；b.高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面；c.加工余量較小，并且要求表面粗糙度較低時，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的端銑刀或鑲陶瓷刀片的端銑刀；第107頁/共211頁d.鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺面和毛坯表面；e.鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進行強力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加工；f.精度要求較高的凹槽加工時，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊．直到達到精度要求為止；g.在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，加工鉆孔深度為直徑的5倍左右的深孔時容易拆壞鉆頭，鉆孔時應(yīng)注意冷卻和排屑.第108頁/共211頁8.切削用量的確定確定切削用量時應(yīng)注意以下幾點：要充分保證刀具能加工完一個工件或保證刀具的耐用度不低于一個工作班，最少也不低于半個班的工作時間。在機床剛度允許的情況下，盡可能使切削深度等于工件的加工余量。對于表面粗糙度和精度要求高的零件，要留有足夠的精加工余量。主軸的轉(zhuǎn)速S(r/min)要根據(jù)切削速度υ(m/min)來選擇。進給速度f(mm/min)，根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具和工件材料的性質(zhì)選取。第109頁/共211頁粗加工大切削深度aP，大進給量F，合理切削速度V；精加工小切削深度aP和進給量F，較高的切削速度V。第110頁/共211頁5.3.2數(shù)控加工編程的工藝分析

1.零件的安裝及對刀點的確定在安裝工件前，一般要考慮兩個原則：一是在確定零件裝夾方法時，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，力爭做到在一次裝夾后能加工出全部待加工表面，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。二是需要數(shù)控加工的零件的定位基準(zhǔn)面一般都已預(yù)先加工完畢，當(dāng)有些零件需要二次裝夾時，要盡可能利用同一基準(zhǔn)面來加工另一些待加工面，這樣可以減少加工誤差。第111頁/共211頁

對刀點又稱“程序起點”或“起刀點”。對刀點可選在工件上，也可以選在工件外面。如選在夾具上或機床上。但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系，以確定機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。選取對刀點時，應(yīng)便于簡化程序編制，在機床上容易找正，加工過程中便于檢查，引起的加工誤差要小。為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。第112頁/共211頁2.工序劃分與確定走刀路線⑴工序的劃分⑵加工順序的安排加工順序?qū)庸ぞ群托视泻艽笥绊憽Ｒ话阋紤]以下兩個因素：

1）粗加工工作全部完成之后再進行精加工。

2)盡量減少換刀次數(shù)，盡可能用同一把刀具加工可能加工的所有部位，然后再換刀加工其他部位，利用縮短加工輔助時間來提高生產(chǎn)效率。

第113頁/共211頁⑶走刀路線的確定走刀路線是指加工過程中刀具（嚴格說是刀位點）相對于被加工零件的運動軌跡。即刀具從對刀點（或機床原點）開始運動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。確定走刀路線，主要是確定粗加工及空行程的走刀路線，因為精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。第114頁/共211頁

在使用對刀點確定加工原點時，就需要進行“對刀”。

所謂對刀是指使“刀位點”與“對刀點”重合的操作。每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。“刀位點”是指刀具的定位基準(zhǔn)點。圓柱銑刀的刀位點是刀具中心線與刀具底面的交點；球頭銑刀的刀位點是球頭的球心點或球頭頂點；車刀的刀位點是刀尖或刀尖圓弧中心；鉆頭的刀位點是鉆頭頂點。第115頁/共211頁3.刀具和切削用量的選擇切削用量是表示機床主運動和進給運動的重要參數(shù)，包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背吃刀量、進給量。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。第116頁/共211頁

背吃刀量ap（mm）主要根據(jù)機床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）主要根據(jù)允許的切削速度vc（m/min）選取。

進給量（進給速度）f（mm/min或mm/r）是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。第117頁/共211頁5.3.3數(shù)控加工編程的數(shù)值計算

1.基點坐標(biāo)計算

構(gòu)成零件輪廓的不同幾何元素的交點或切點稱為基點。

基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據(jù)零件圖樣所給已知條件用人工完成。即依據(jù)零件圖樣上給定的尺寸，運用代數(shù)、三角、幾何或解析幾何的有關(guān)知識，直接計算出基點坐標(biāo)值。第118頁/共211頁

圖5.23中的A、B、C、D、E、F各點都是該零件輪廓上的基點；圖5.24中的A、B、C、D、E等都是基點。第119頁/共211頁2.節(jié)點坐標(biāo)計算

逼近直線或圓弧小段與輪廓曲線的交點或切點稱為節(jié)點。?用直線或圓弧逼近曲線y=f(x)時，切點的數(shù)目及其坐標(biāo)值主要取決于曲線的特性、逼近線段的形狀及允許的逼近誤差值。?用直線逼近曲線有三種方法：等間距法、等步長法和等誤差法。第120頁/共211頁?

圖5.25為等間距直線逼近法，這種方法根據(jù)給定的計算出X1，X2，……，代入數(shù)學(xué)方程式求出相應(yīng)的Y1，Y2，…，即求出各節(jié)點的坐標(biāo)值。第121頁/共211頁?

圖5.26為等弦長直線逼近法；圖5.27為等誤差直線逼近法。第122頁/共211頁3.刀位點軌跡的坐標(biāo)計算?刀位點是刀具上代表刀具在工件坐標(biāo)系中所在位置的一個點。編程時用該點的運動來描述刀具的運動，運動所形成的軌跡稱為編程軌跡。?由于在許多情況下，是用刀具中心作為刀位點，因此刀位點軌跡的計算，又稱為刀具中心軌跡的計算。?在數(shù)控車削加工中，為了對刀的方便，總是以“假想刀尖”點來對刀。所謂假想刀尖點，是指圖5.29a中M點的位置。由于刀尖圓弧的影響，僅僅使用刀具長度補償，而不對刀尖圓弧半徑進行補償，在車削錐面或圓弧面時，會產(chǎn)生欠切的情況。第123頁/共211頁第124頁/共211頁第5章數(shù)控加工編程NCMachiningProgramming5.1概述5.2數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識5.3工藝分析與數(shù)值計算5.4數(shù)控車床編程5.5數(shù)控銑床編程5.6加工中心編程5.7自動編程簡介第125頁/共211頁第5章數(shù)控加工編程NCMachiningProgramming5.1概述5.2數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識5.3工藝分析與數(shù)值計算5.4數(shù)控車床編程5.5數(shù)控銑床編程5.6加工中心編程5.7自動編程簡介第126頁/共211頁5.4數(shù)控車床編程(CNCLatheProgramming)5.4.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)一、數(shù)控車床編程特點2.用絕對坐標(biāo)編程時，坐標(biāo)值X取工件的直徑；增量坐標(biāo)編程時，用徑向?qū)嶋H位移量的2倍值表示，并附上方向符號。1.在一個程序段中，可以采用絕對坐標(biāo)編程、增量坐標(biāo)編程或二者混合編程。第127頁/共211頁4.由于車削加工的余量較大，因此，為簡化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)。可進行多次重復(fù)循環(huán)切削。3.為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當(dāng)量取Z向的一半。5.編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧，因此為提高工件的加工精度，當(dāng)編制圓頭刀程序時，需要對刀具半徑進行補償。第128頁/共211頁7.第三坐標(biāo)指令I(lǐng)、K，在不同的程序段中作用也不相同。

I、K在圓弧切削時表示圓心相對圓弧的起點的坐標(biāo)位置。而在有自動循環(huán)指令的程序中，I、K坐標(biāo)則用來表示每次循環(huán)的進刀量。6.許多數(shù)控車床用X、Z表示絕對坐標(biāo)指令，用U、W表示增量坐標(biāo)指令。而不用G90、G91指令。第129頁/共211頁二、編程規(guī)則1．絕對編程與增量編程(1)絕對編程

絕對值編程是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編程原點計算出絕對值坐標(biāo)尺寸進行編程的一種方法。即采用絕對值編程時，首先要指出編程原點的位置，并用地址X，Z進行編程(X為直徑值)。第130頁/共211頁(2)增量值編程增量值編程是根據(jù)與前一個位置的坐標(biāo)值增量來表示位置的一種編程方法。即程序中的終點坐標(biāo)是相對于起點坐標(biāo)而言的。采用增量編程時，用地址U，W代替X，Z進行編程。U，W的正負方向由行程方向確定，行程方向與機床坐標(biāo)方向相同時為正；反之為負。(3)混合編程

絕對值編程與增量值編程混合起來進行編程的方法叫混合編程。編程時也必須先設(shè)定編程原點。第131頁/共211頁當(dāng)用直徑值編程時，稱為直徑編程法。車床出廠時設(shè)定為直徑編程，所以在編制與X軸有關(guān)的各項尺寸時，一定要用直徑值編程。用半徑值編程時，稱為半徑編程法。如需用半徑編程，則要改變系統(tǒng)中相關(guān)的參數(shù)。2．直徑編程與半徑編程第132頁/共211頁機床坐標(biāo)系:

是數(shù)控機床安裝調(diào)試時便設(shè)定好的一固定的坐標(biāo)系統(tǒng)。機床原點在主軸端面中心，參考點在X軸和Z軸的正向極限位置處。編程坐標(biāo)系:是在對圖紙上零件編程時建立的，程序數(shù)據(jù)便是基于該坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。工件坐標(biāo)系：是編程坐標(biāo)系在機床上的具體體現(xiàn)。由相應(yīng)的編程指令建立。由對刀操作建立三者之間的相互聯(lián)系三、數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)第133頁/共211頁機床原點、工件原點、參考點a

刀架后置式b

刀架前置式工件原點說明：由于車削加工是圍繞主軸中心前后對稱的，因此無論是前置還是后置式的，X軸指向前后對編程來說并無多大差別。為適應(yīng)笛卡爾坐標(biāo)習(xí)慣，編程繪圖時按后置式的方式進行表示。圖aZX第134頁/共211頁工件坐標(biāo)系的建立

它是以工件（或圖紙）上的某一個點為坐標(biāo)原點，建立起來的XOZ直角坐標(biāo)系統(tǒng)第135頁/共211頁XO1O2O3O1O2O3第136頁/共211頁四、車刀刀具半徑補償?shù)?37頁/共211頁

數(shù)控車床編程時，可以使用小數(shù)點編程或脈沖數(shù)編程。用小數(shù)點編程時，軸坐標(biāo)移動距離的計算單位是mm；用脈沖數(shù)編程時，軸坐標(biāo)移動距離的計算單位是數(shù)控系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量。

e.g.現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的最小脈沖當(dāng)量通常是0.001mm。在編程時要注意編寫格式和小數(shù)點的輸入。如X70.0表示X軸運動距離（或終點坐標(biāo)）為70mm。如果將上式誤寫成X70，則表示X軸運動距離（或終點坐標(biāo)）為0.07mm。五、小數(shù)點編程第138頁/共211頁5.4.2基本指令編程1、快速定位指令（G00）模態(tài)代碼指令格式G00X（U）_Z（W）_指令說明:X、Z后面的值為終點坐標(biāo)值；

U、W后面的值是現(xiàn)在點與目標(biāo)點之間的距離與方向。指令功能:表示刀具以機床給定的快速進給速度移動到目標(biāo)點。第139頁/共211頁G50X200.0Z263.0；設(shè)定工件坐標(biāo)系G00X40.0Z212.0；（絕對值指令編程）A→C或G00U－160.0W－51.0；（增量值指令編程）A→C第140頁/共211頁2、直線插補指令（G01）模態(tài)代碼指令格式G01

X（U）_Z（W）_F_

指令功能

G01指令使刀具以設(shè)定的進給速度從所在點出發(fā)，直線插補至目標(biāo)點。指令說明

X、Z后面的值為終點坐標(biāo)值；

U、W后面的值是現(xiàn)在點與目標(biāo)點之間的距離與方向。

F以F給定速度進行切削加工，在無新的F指令替代前一直有效。第141頁/共211頁例：如圖所示，設(shè)零件各表面已完成粗加工，試分別用絕對坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編寫G00，G01程序段。絕對坐標(biāo)編程：G00X18Z2

A-BG01X18Z-15F50

B-CG01X30Z-26

C-DG01X30Z-36

D-EG01X42Z-36

E-F增量坐標(biāo)編程：G00U-62W-58

A-BG01Ｗ-17Ｆ50

Ｂ-ＣG01U12W-11Ｃ-ＤG01W-10Ｄ-ＥG01U10Ｅ-Ｆ第142頁/共211頁3、圓弧插補指令（G02、G03）模態(tài)代碼指令格式G02I_K_F_G03X（U）_Z（W）_R_F_指令功能

G02、G03指令表示刀具以Ｆ進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補。

指令說明1）G02為順時針圓弧插補指令

G03為逆時針圓弧插補指令第143頁/共211頁2）X、Z為圓弧終點坐標(biāo)值

U、W為圓弧終點相對于圓弧起點的坐標(biāo)增量3）R為圓弧半徑在0°～180°R為正值在180°～360°R為負值R編程只適用于非整圓的圓弧插補4）圓弧中心地址I、K確定無論是絕對坐標(biāo)編程，還是增量坐標(biāo)編程，

I、K都采用相對于圓弧起點的增量值第144頁/共211頁例：如圖所示，走刀路線為A-B-C-D-E-F，試分別用絕對坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編程。絕對坐標(biāo)編程G03X34Z-4K-4（或R4）F50A-BG01Z-20

B-CG02Z-40R20

C-DG01Z-58D-EG02X50Z-66I8（或R8）E-F增量坐標(biāo)編程G03U8W-4k-4（或Ｒ4）Ｆ50A-BG01W-16B-CG02W-20R20C-D

G01W-18

D-E

G02U16W-8I8（或R8）E-F第145頁/共211頁

5.4.3固定循環(huán)加工編程

1.單一形狀固定循環(huán)指令—G90、G94

（1）單一形狀固定循環(huán)G90

主要用于軸類零件的外圓和錐面的加工。毛坯軸向余量比徑向余量多。①

外圓車削循環(huán)指令G90格式為：G90X(U)__Z(W)__F__第146頁/共211頁

執(zhí)行結(jié)果：刀具從A點快進到B點，再從B點切削到C點，然后從C點退刀至D點，最后刀具又快速返回到A點。編寫車削如圖零件程序N50G90X50Z-30F50；第147頁/共211頁

②車削錐面指令格式：G90X(U)__Z(W)__I__F__注意：I值為錐面大、小徑的半徑差，其符號的確定方法是：錐面起點坐標(biāo)大于終點坐標(biāo)時為正，反之為負。D第148頁/共211頁編寫車削如圖零件程序N50G90X40Z20I-5F30；N60X30；N70X20；執(zhí)行結(jié)果：刀具從A點快進到B點，再從B點切削到C點，然后從C點退刀至D點，最后刀具又快速返回到A點；如此又走刀：……，每次循環(huán)都退回到A點。第149頁/共211頁（2）單一形狀固定循環(huán)G94

用于一些短、面大的工件加工的固定循環(huán)指令，毛坯徑向余量比軸向余量多。

①車大端面循環(huán)切削指令格式：

G94X(U)__Z(W)__F__（平端面）

②車大錐面切削循環(huán)指令格式：

G94X(U)__Z(W)__K__F__（錐端面）

第150頁/共211頁2.復(fù)合形狀固定循環(huán)切削G70～G76

（１）外徑、內(nèi)徑粗車循環(huán)指令G71

指令格式：G71PNSQNFUΔuWΔwDΔd(F__S

_T__)程序段中各地址含義如下：NS——循環(huán)開始的程序段號；NF——循環(huán)結(jié)束的程序段號；ΔU——徑向（X向）精車余量（直徑值）；ΔW——軸向（Z向）精車余量；Δd——切削深度（沿AA′方向）第151頁/共211頁例題

如圖所示，工藝設(shè)計規(guī)定：粗車時進刀深度為2mm，進給速度100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速500r/min，精加工余量為0.5mm(x向),0.2mm(z向)，運用外圓粗加工循環(huán)指令編程。

O0010N010G50X150Z100；N020G00X41Z0；

（快速到達循環(huán)起點A）N030G71P40Q110U0.5W0.2D2F100S500；N040G00X0Z0；（X軸移動，Z軸未移動→A‘）N050G03X11W-5.5R5.5；N060G01W-10；N070X17W-10；N080W-15；N090G02X29W-7.348R7.5N100G01W-12.652；N110X41；（B）（刀具自動返回循環(huán)起點A）第152頁/共211頁復(fù)合形狀固定循環(huán)切削G70～G76

（２）端面粗車循環(huán)指令G72

指令格式：G72PNSQNFUΔuWΔwDΔd(F__S

_T__)程序段中各地址含義如下：NS——循環(huán)開始的程序段號；NF——循環(huán)結(jié)束的程序段號；ΔU——徑向（X向）精車余量（直徑值）；ΔW——軸向（Z向）精車余量；Δd——切削深度（沿AA′方向）第153頁/共211頁例題如圖所示，工藝設(shè)計規(guī)定：粗車時進刀深度為1mm，進給速度100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速500r/min，精加工余量為0.1mm(x向),0.2mm(z向)運用端面粗加工循環(huán)指令編程。

O0010N010G50X150Z100；N020G00X41Z1；（A點）N030G72P40Q70U0.1W0.2D1F100S500N040G00X41Z-31（Z軸移動，X軸未移動→A‘）N050G01X20Z-20N060Z-2N070X14Z1（B點）（刀具自動返回循環(huán)起點A）第154頁/共211頁復(fù)合固定循環(huán)切削G70～G76

（３）閉合車削循環(huán)指令G73

指令格式：G73PNSQNFIΔiKΔkUΔuWΔw

DΔd(F__S__T__)

程序段中各地址含義如下：Δi——(徑向)X軸粗車總余量（半徑值）；Δk——(軸向)Z軸粗車總余量;Δd——粗車循環(huán)次數(shù)第155頁/共211頁例題:如圖所示，粗車余量為18mm(x向)，5mm(z向),進給速度100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速500r/min，精加工余量為0.5mm(x向