數(shù)控車床的程序編制

學(xué)習(xí)目標(biāo):

了解數(shù)控車床的編程特點，理解數(shù)控車床坐標(biāo)系,掌握三種工件坐標(biāo)系設(shè)定指令的使用方法；掌握數(shù)控車床常用基本編程指令并理解其對數(shù)控車編程的意義，掌握數(shù)控車床單一固定循環(huán)指令和多種復(fù)合循環(huán)指令并能靈活運(yùn)用；了解數(shù)控車床螺紋加工G32、G92和G76指令的使用場合，掌握用G32和G92指令編程的方法；理解子程序編程的思路，并能熟練使用子程序簡化編程。3.1數(shù)控車床編程概述

3.1.1數(shù)控車床的編程特點1.直徑方向(X方向)系統(tǒng)默認(rèn)為直徑編程，即絕對坐標(biāo)編程時坐標(biāo)值為直徑值，增量坐標(biāo)編程時，取徑向位移的2倍。

在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值的編程方式。與設(shè)計、標(biāo)注一致、減少換算。當(dāng)然，也可以采用半徑編程，但必須更改系統(tǒng)設(shè)定。2.在一個程序段中，根據(jù)圖樣標(biāo)注特點，可以采用絕對值編程(用X、Z表示)、增量值編程(用U、W表示)或者二者混合編程。

在越來越多車床中，X、Z表示絕對編程U、W表示增量編程，且允許同一程序段中二者混合使用。對圖3-1編程加工可按下列幾種方式編程：絕對:G01X100.0Z50.0F80增量:G01U60.0W-100.0F80混用:G01X100.0W-100.0F80或G01U60.0Z50.0F80圖3-1絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程3.X向的脈沖當(dāng)量應(yīng)取Z向的一半。其目的是提高徑向尺寸精度。4.采用固定循環(huán)，簡化編程。5.編程時，常認(rèn)為車刀刀尖是一個點，而實際上為圓弧，因此，當(dāng)編制加工程序時，需要考慮對刀具進(jìn)行半徑補(bǔ)償。6.刀具位置補(bǔ)償分為長度補(bǔ)償和刀尖方位補(bǔ)償，且不需要刀具補(bǔ)償指令調(diào)用數(shù)據(jù)。而是在調(diào)用刀具指令中，同時調(diào)用刀補(bǔ)。7.第三坐標(biāo)指令I(lǐng)、K在圓弧插補(bǔ)和固定循環(huán)程序中都有使用，但作用不同。3.1.2數(shù)控車床的坐標(biāo)系統(tǒng)1.機(jī)床坐標(biāo)系

對于數(shù)控車床的機(jī)床原點一般定在機(jī)床主軸軸線與裝夾卡盤的法蘭盤端面的交點上，如圖3-2所示。在大多數(shù)數(shù)控機(jī)床都用回參考點的方式來確認(rèn)機(jī)床原點的位置。參考點一般設(shè)在各個坐標(biāo)軸的最大極限位置。圖3-2數(shù)控車床機(jī)床坐標(biāo)系與參考點之間關(guān)系2.工件坐標(biāo)系

理論上講，工件坐標(biāo)系原點可以選在任何位置，但為了編程方便，數(shù)控車床的工件坐標(biāo)系原點一般選在工件的左端面、右端面和卡盤前端面的主軸中心線交點上。如圖3-3所示。圖3-3數(shù)控車床加工工件坐標(biāo)的選擇3.起刀點和換刀點

數(shù)控車削加工時．因為有方刀架或者回轉(zhuǎn)刀架，經(jīng)常使用多把刀具進(jìn)行加工，換刀是不可避免的。換刀點的選擇也是應(yīng)當(dāng)注意的問題之一，換刀時既要保證刀架旋轉(zhuǎn)時不打壞刀具，同時，也要考慮換刀點離工件不宜太遠(yuǎn)，以提高加工效率，在批量生產(chǎn)時尤為重要。換刀點可以利用G00指令快速定位，自行指定換刀位置，或者用G28指令返回參考點換刀，也可以利用G30指令通過中間點快速移動到第2參考點處進(jìn)行換刀。3.2車床數(shù)控系統(tǒng)的功能

不同的數(shù)控系統(tǒng)其編程指令是不同的，同一種系統(tǒng)不同的版本其編程指令也是有所差異的，即使是相同的系統(tǒng)裝在不同的機(jī)床上，其編程指令也不盡相同。

如果我們熟練掌握了一種系統(tǒng)基本編程方法，在學(xué)習(xí)其他系統(tǒng)會觸類旁通，很容易學(xué)會。本教材以FANUC-0iT為例介紹數(shù)控車削系統(tǒng)編程指令3.2.1常用功能指令1.準(zhǔn)備功能G指令書中表3.1給出了FANUC-0iT指令集G代碼的含義。下面我們著重介紹圓弧插補(bǔ)指令(G02／G03)。指令格式一：G02(G03)X(U)_Z(W)_R_F_；指令格式二：G02(G03)X(U)_Z(W)I_K_F_；說明：G02/G03—指定圓弧插補(bǔ)的運(yùn)動方向，分別表示順時針／逆時針圓弧插補(bǔ)；

X(U)_Z(W)_—指令的是圓弧終點位置坐標(biāo)，X、Z為終點位置的絕對坐標(biāo)值；U、W為終點位置的增量坐標(biāo)，可以混合編程；I_K_—指定圓心位置，分別為圓弧起點到圓弧中心在X、Z相應(yīng)坐標(biāo)軸的增量，它與圓弧終點坐標(biāo)位置是絕對值指令還是增量值指令無關(guān)，始終為增量值坐標(biāo)，同時，I值始終為半徑值，對于尺寸字I0、K0可以省略，指令時沒有順序要求；R—為帶符號的圓弧半徑。小于等于180°時R為正值，大于180°的圓弧R為負(fù)值。F—為圓弧插補(bǔ)方向的進(jìn)給速度。

數(shù)控車床圓弧插補(bǔ)方向的判別是，沿X軸負(fù)方向看過去．從圓弧起點到圓弧重點是順時針方向為G02，逆時針方向為G03。圖3-4是圓弧方向判斷示意圖。

對于前置刀架X軸的方向向下。

對于后置刀架，X軸的方向向上。前置刀架前置刀架

圖3-4圓弧順逆判斷圓弧插補(bǔ)指令使用時應(yīng)注意以下幾點（1）用R指定圓弧時，不能加工整圓，需要將整圓至少分為兩段。（2）I、K編程雖然可以編制出大于180°的圓弧，甚至編制出360°的圓?。珜τ谲囅骷庸ぃ捎诘毒呓Y(jié)構(gòu)方面的原因，一般不超過180°。2.輔助功能M指令

輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為2位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開關(guān)動作，F(xiàn)ANUC-0iT常見輔助功能指令見表3.2。代碼功能

代碼

功能

M00程序停止

M13誤差檢測取消M01選擇性程序停止

M30紙帶結(jié)束M02程序結(jié)束

M40主軸齒輪在中間位置

M03主軸正轉(zhuǎn)

M41主軸齒輪在低速位置

M04主軸反轉(zhuǎn)

M42主軸齒輪在高速位置

M05主軸停

M68液壓卡盤夾緊

M07切削液啟動(霧狀)M69液壓卡盤松開

M08切削液啟動(液狀)M78尾架前進(jìn)

M09切削液停止

M79尾架后退

M10車螺紋450退刀M98子程序調(diào)用

M11車螺紋直退刀M99子程序結(jié)束

M12誤差檢測表3.2FANUC-0iTM功能字含義表3.2.2坐標(biāo)系設(shè)定功能

數(shù)控車床坐標(biāo)系設(shè)定有三種方法，用G50設(shè)定、用G54~G59偏置、用刀具功能指令T設(shè)定等。1.用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系指令格式：G50X_Z_;說明：

式中X、Z為當(dāng)前刀具位置相對于將要建立的工件原點的坐標(biāo)值。X_Z_只能是絕對坐標(biāo)編程。

例:如圖3-5所示。刀具基準(zhǔn)點選在刀尖上，若執(zhí)行指令：G50X25.0Z350.0即建立了工件坐標(biāo)系X1O1Z1，若執(zhí)行指令：G50X25.0Z10.0即建立了工件坐標(biāo)系X2O2Z2圖3-5工件坐標(biāo)系設(shè)定

G50設(shè)置的工件原點是隨刀具當(dāng)前位置（起始位置）的變化而變化的。執(zhí)行G50指令時，是通過刀具當(dāng)前所在位置（刀具起始點）來設(shè)定工件坐標(biāo)系的。若起起刀點位置向左移動20mm，則執(zhí)行上述指令時，結(jié)果就會放生變化。所以這種坐標(biāo)系設(shè)定指令，實踐中已經(jīng)應(yīng)用很少了。用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系時，X、Z取值要遵循一定原則：①方便數(shù)學(xué)計算和簡化編程；②容易找正對刀；③不要與機(jī)床、工件發(fā)生碰撞；④方便拆卸工件；⑤空行程不要太長；

將預(yù)建立的工件坐標(biāo)系原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值輸入相應(yīng)的刀具補(bǔ)償存儲器中，建立起工件坐標(biāo)系相對于機(jī)床坐標(biāo)系的補(bǔ)償矢量,其輸入在存儲器中的坐標(biāo)值就相當(dāng)于補(bǔ)償矢量在X和Z坐標(biāo)軸的矢量分量。如圖3-6所示。3.用刀具幾何補(bǔ)償設(shè)定工件坐標(biāo)系a）工件坐標(biāo)幾何偏設(shè)置原理b)兩把刀具的設(shè)置示意圖圖3-6刀具幾何補(bǔ)償建立工件坐標(biāo)3.2.3刀具功能

T代碼用于選刀，T代碼與刀具的關(guān)系是由機(jī)床制造廠規(guī)定的。數(shù)控車床上的T指令調(diào)用時，同時調(diào)入刀補(bǔ)寄存器中的刀補(bǔ)值，T指令是模態(tài)指令，調(diào)入的刀補(bǔ)值也一直有效，直到被其它刀具或刀補(bǔ)指令取代。在刀具補(bǔ)償號指定的存儲器中，操作者可以實現(xiàn)存入希望的刀具補(bǔ)償值(又稱刀補(bǔ)、刀偏即刀具補(bǔ)償)。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的刀具工作時，數(shù)控系統(tǒng)會將刀具移動指令指定的移動位置加上相應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償和位置補(bǔ)償，最終確定刀具的實際位置。數(shù)控車床程序中刀具指令通常有以下兩種格式指令格式：1.TXXXX（FANUC）2.TXXDXX（SIEMENS）說明：(1)前兩位代表刀具號，后兩位代表刀具補(bǔ)償號；(2)數(shù)控車床上換刀指令直接用T指令完成。這是因為一般車床上都是用回轉(zhuǎn)或者方刀架自動換刀，而不是機(jī)械手換刀，所以只有自動選刀T指令而沒有機(jī)械手換刀指令M06；應(yīng)當(dāng)注意的是：當(dāng)?shù)毒咛枮?0時．則不選擇刀具。當(dāng)?shù)毒哐a(bǔ)償號為00時，其補(bǔ)償值為0，即相當(dāng)于取消刀具補(bǔ)償。同一把刀具可以調(diào)用不同的補(bǔ)償號。一般來說，刀具的補(bǔ)償存儲器的數(shù)量遠(yuǎn)大于刀具數(shù)。1.刀具長度補(bǔ)償1)刀具幾何位置補(bǔ)償由于刀具的幾何尺寸不同和刀具安裝位置的不同而產(chǎn)生的。確定刀具幾何位置補(bǔ)償方法：找出一把刀作為基準(zhǔn)刀如圖3-7所示（a），計算其它刀具的位置與基準(zhǔn)刀的差值（比基準(zhǔn)刀具短取負(fù)值）并輸入到指定的存儲器內(nèi)，程序執(zhí)行刀具補(bǔ)償指令后，刀具的實際位置就代替了原來位置。3.2.4數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償

包括長度補(bǔ)償和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。（a）基準(zhǔn)刀選擇（b）刀補(bǔ)數(shù)值的計算圖3-7刀具幾何位置補(bǔ)償2）刀具磨損補(bǔ)償

磨損補(bǔ)償主要是針對某把車刀而言，當(dāng)某把車刀批量加工一批零件后，刀具自然磨損后而導(dǎo)致刀尖位置尺寸的改變，此即為該刀具的磨損補(bǔ)償。3）刀具總補(bǔ)償?shù)毒叩目傃a(bǔ)償值等于幾何補(bǔ)償值與磨損補(bǔ)償值的矢量和，其各軸的矢量分量是代數(shù)和。如圖3-8所示。字母G和W分別代表幾何補(bǔ)償值和磨損補(bǔ)償值。LX=GX+WX；LZ=GZ+WZ；式中LX、LZ是刀具X、Z軸的總補(bǔ)償。3-8刀具總補(bǔ)償圖

數(shù)控車床調(diào)用刀具指令可直接調(diào)用刀具位置補(bǔ)償，所以在車床上不使用刀具長度補(bǔ)償指令G43、G44。

編程時，通常都將車刀刀尖作為一點來考慮，但實際上刀尖處存在圓角，如圖3-9所示，圖中理想刀尖點是在對刀時與工件坐標(biāo)系原點重合的點，也即為車刀的刀位點。

2．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償

圖3-9刀尖圓角R▲當(dāng)用理想刀尖點根據(jù)編出的程序進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面加工時，不會產(chǎn)生誤差的?！谶M(jìn)行倒角、錐面及圓弧切削時，則會產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象，如圖3-10所示。圖3-10刀尖圓角R造成的少切與過切為解決車削加工過程中的少切與過切問題，數(shù)控系統(tǒng)均設(shè)置有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，自動計算并進(jìn)行補(bǔ)償，以補(bǔ)償這種誤差。1)．理想刀尖的方位理想刀尖的方位是刀尖圓弧的中心相對于理想刀尖的位置，它由切削時刀具的方位決定，系統(tǒng)用T表示理想刀尖的方位號，并事先與刀尖半徑補(bǔ)償值一同存儲在刀具補(bǔ)償存儲器中。a)后置刀架圖3-11理想刀尖方位號b)前置刀架圖3-11理想刀尖方位號2）刀尖半徑補(bǔ)償指令(G41/G42/G40)。指令格式：G00(G01)G41(G42)X(U)_Z(W)_；式中:G41—刀尖半徑左補(bǔ)償 G42—刀尖半徑右補(bǔ)償X(U)_Z(W)—為建立刀補(bǔ)或取消刀補(bǔ)的終點坐標(biāo)；G41、G42都是模態(tài)代碼,可相互注銷。

取消刀補(bǔ)用G40，也是模態(tài)代碼。注意:（1)G41G42不帶參數(shù),其補(bǔ)償號(代表所用刀具對應(yīng)的刀尖半徑補(bǔ)償值和刀尖方位)由T代碼指定；（2)左補(bǔ)償和右補(bǔ)償?shù)呐卸?從虛擬軸Y正方向看,沿著刀具前進(jìn)方向,刀具在工件的左側(cè)為左補(bǔ)償,在右側(cè)為右補(bǔ)償，如圖3-12所示；a)后置刀架b)前置刀架圖3-20刀具補(bǔ)償指令G41與G42判定（3）G40、G41、G42指令不能與G02、G03、G71、G72、G73、G76指令出現(xiàn)在同一程序段。G01程序段有倒角控制功能時也不能進(jìn)行刀具補(bǔ)償。（4）在刀尖圓弧半徑補(bǔ)償存儲器中,定義了車刀刀尖圓弧半徑值及刀尖的方位號；加入刀尖半徑補(bǔ)償指令后，刀具在運(yùn)動過程中，刀尖圓弧始終保持與工件接觸。（5）當(dāng)?shù)毒吣p、重新刃磨或更換新刀具后，刀尖半徑發(fā)生變化，這時只需在刀具補(bǔ)償輸入界面中改變刀具參數(shù)的R值，而不需修改已編好的加工程序。（6）可以用同一把刀尖半徑為R的刀具按相同的編程軌跡分別進(jìn)行粗、精加工。設(shè)精加工余量為△，則粗加工的刀具半徑值為R＋△，精加工的刀具半徑值為R。

由于數(shù)控車床刀尖半徑存在引起的加工誤差，只在加工與坐標(biāo)軸不平行的斜線，圓弧或曲線加工時才產(chǎn)生。因為刀劍圓弧半徑很?。ǔＳ玫毒咧卸酁?.2㎜、0.4㎜、0.6㎜、0.8㎜、1.0㎜等），所以只有在加工精度要求高時，調(diào)用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令加左刀補(bǔ)或者右刀補(bǔ)，而刀具補(bǔ)償值在刀具指令中已經(jīng)調(diào)用。這里不再涉及補(bǔ)償號。

例1應(yīng)用刀尖圓弧自動補(bǔ)償功能加工圖3-13所示零件：圖3-13刀尖半徑補(bǔ)償實例2O3015N10T0101N20M03S1500N30G00G42X58.0Z10.0M08N40G96S200N50G01Z0.0F1.5N60X70.0F0.2N70X78.0Z-5.0N80X83.0N90X85.0Z-5.0N100Z-15.0N110G02X91.0Z-18.0R3.0F0.15N120G01X94.0N130X97.0Z-19.5N140X100.0N150G00G40G97X200.0Z175.0S1000N160M05N170M303.2.5坐標(biāo)值與尺寸單位設(shè)定功能1.絕對值／增量值指令數(shù)控車床刀具移動量的指令方法有絕對值指令與增量值指令兩種，在絕對值指令中，刀具運(yùn)動的終點位置相對的是編程原點或工件原點；在增量值指令中，

刀具運(yùn)動的終點位置相對的是前一個運(yùn)動點位置，

絕對值和增量值編程的指令地址字分別為X_Z_和U_W_。數(shù)控車床編程可以用絕對編程或增量編程，也可以絕對與增量混合編程。

2.英制／公制指令(G20／G21)程序中G代碼的單位可以是英制或公制，具體可由指令G20/G21指定。

英制單位指令：G20，單位為inc(1in＝25.4mm)。公制單位指令：G21，單位為mm。注意：1）英制(G20)轉(zhuǎn)換為公制(G21)以及相反轉(zhuǎn)換時，刀具補(bǔ)償值必須重新設(shè)置。但是當(dāng)5006號參數(shù)的O位(0IM)是1時，刀具補(bǔ)償值自動變換而不需要重新設(shè)置。2）國內(nèi)機(jī)床的默認(rèn)設(shè)置一般是米制單位(由參數(shù)0000設(shè)定)。也可通過MDI面板上OFFSET/SETTING鍵進(jìn)入設(shè)定數(shù)據(jù)SETTING畫面進(jìn)行設(shè)定。因此很多人編程時往往省略不寫G21指令。3.尺寸字?jǐn)?shù)值的小數(shù)點編程

尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動終點的坐標(biāo)位置。1）用小數(shù)點表示法。即數(shù)值的表示用小數(shù)點“．”明確地標(biāo)示出個位的位置?！癤12.89”其中“2”為個位，故數(shù)值大小很明確。2）不用小數(shù)點表示法。即數(shù)值中沒有小數(shù)點者，這時數(shù)控裝置會將此數(shù)值乘以最小移動量（米制：0．001mm,英制：0．0001in）作為輸入數(shù)值。如“Ｘ35”，則數(shù)控裝置會將35×0．001=0．035mm作為輸入數(shù)值。4.直徑編程與半徑編程使用直徑編程時的注意事項：1）坐標(biāo)系設(shè)定(G50)用直徑值指定坐標(biāo)值。2）固定循環(huán)參數(shù)，如沿X軸切深U(△d)、P（△i）用半徑值指定。3）圓弧插補(bǔ)中的I值用半徑值指定。3.3數(shù)控車床基本編程指令3.3.1G00、G01指令的簡單應(yīng)用圖3-14G00G01編程實例程序(絕對值編程)如下：O0301N010G50X200.0Z100.0；N020G00X30.0Z5.0S800T0101M03；N030G01X50.0Z-5.0F1.3；N040Z-45.0；N050X80.0Z-65.0；N060G00X200.0Z100.0T0100；N070M05；N080M02；程序(增量值編程)如下：O0312；N010G00U-170.0W-95.0S800T0101M03N020G01U20.0W-10.0F1.3；N030W-40.0；N040U30.0W-20.0；N050G00U120.0W165.0T0100；N060M05；N070M02；3.3.2圓弧插補(bǔ)G02、G03的簡單應(yīng)用

如圖3-15所示零件，試編制其外表面精加工程序。

已知：刀具T0101，主軸轉(zhuǎn)速800r／min,進(jìn)結(jié)速度0.2mm/r，工件坐標(biāo)系設(shè)定在工件右端面中心，基于刀具幾何補(bǔ)償設(shè)定工件坐標(biāo)系，起刀點為(100，200)。圖3-15圓弧插補(bǔ)G02、G03編程實例精加工程序如下：O0334M03S800；G00X100.0Z200.OT0101GOOX62.0ZO.0；G01X0.0F0.2；C00X5.0Z2.0；G01X15.OZ-3.O；X15.OZ-14.5；G02X38.0Z-26.0R11.5；G01Z-45.0；G03X58.OZ-63.OR20.0G01Z-71.0；X62.；G00X100.0Z200.O；T0100；M05M30；3.3.4暫停指令G04簡單應(yīng)用指令格式：G04X(P)_；其中:X(P)為暫停時間。X后用小數(shù)表示，單位為秒；P后用整數(shù)表示，單位為毫秒。如：G04X2.0表示暫停2秒；G04P1000表示暫停1000毫秒。

如圖3-16為車槽加工，采用G04指令時主軸不停止轉(zhuǎn)動，刀具停止進(jìn)給3秒。程序如下:G01X8.0F0.8；G04X3.0；

G00U8.0；

圖3-16暫停指令G04實例3.3.5G01自動倒角、倒圓

1.自動倒角、倒圓指令（G01）1)45°倒角(1)Z軸向X軸倒角Z軸向X軸倒角,即由軸向切削向端面切削倒角。編程格式:G01Z(W)_I±i。

式中：Z_為虛交點B的絕對坐標(biāo)值，W_為點A到虛交點B的坐標(biāo)增量。i為B到C或C’的距離。i的正負(fù)根據(jù)倒角是向X軸正向還是負(fù)向。

如圖3-17a所示從圖中可以看出：從虛交點B到C方向為X軸正向,i值為正,從虛交點B到C’方向為X軸負(fù)向,i值為負(fù)。a)Z軸向X軸圖3-1745°倒角(2)X軸向Z軸倒角X軸向Z軸倒角,即由端面切削向軸向切削倒角。編程格式G01X(U)_K±k。

式中：X_為虛交點B的絕對坐標(biāo)值，U_為起點A到虛交點B的坐標(biāo)增量。k為B到C或C’的距離。k的正負(fù)根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負(fù)向。如圖3-17b所示。從圖中可以看出：從虛交點B到C方向為Z軸正向,k值為正,從虛交點B到C’方向為Z軸負(fù)向,k值為負(fù)。b)X軸向Z軸圖3-1745°倒角2)倒圓角(1)由Z軸向X軸倒圓角編程格式:G01Z(W)_R±r

式中：Z_為虛交點B的絕對坐標(biāo)值，W_為起點A到虛交點B的坐標(biāo)增量。r的正負(fù)根據(jù)倒圓是向X軸正向還是負(fù)向。

如圖3-18a所示。從圖中可以看出：從虛交點B到C方向為X軸正向,r值為正,從虛交點B到C’方向為X軸負(fù)向,r值為負(fù)。a）Z軸向X軸圖3-18倒圓角

(2)由X軸向Z軸倒角編程格式：G01X(U)_R±r式中：X_為虛交點B的絕對坐標(biāo)值，U_為起點A到虛交點B的坐標(biāo)增量。r的正負(fù)根據(jù)倒圓是向Z軸正向還是負(fù)向。

如圖3-18b所示。從圖中可以看出：從虛交點B到C方向為Z軸正向,r值為正,從虛交點B到C’方向為Z軸負(fù)向,r值為負(fù)。b）X軸向Z軸圖3-18倒圓角

例：加工圖3-19所示零件的輪廓

圖3-19倒圓、倒角程序如下：O1234T0101M03S900G00X10.0Z24.0M08G01Z10.0R5.0F0.2切削直線和圓角R5X38.0K-5.0切削直線和倒角4X45°

Z0.0G00X100.0Z50.0T0100M05M303.4螺紋車削編程指令3.4.1基本螺紋切削指令編程格式:G32X(U)_Z(W)_F_式中：X(U)、Z(W)-螺紋切削的終點坐標(biāo)值；X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為端面螺紋切削；X、Z均不省略時為錐螺紋切削；

F-螺紋導(dǎo)程L。使用G32指令時（其它螺紋加工指令同），啟動主軸編碼器來保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架準(zhǔn)確的移動一個螺紋導(dǎo)程。相當(dāng)于普通機(jī)床機(jī)械內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，只是這里啟動了電子內(nèi)聯(lián)系傳動功能。注意事項:1.螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段δ1(３-４L)和降速退刀段(1-1.5L)。圖3-20普通圓柱螺紋加工2.螺紋切削期間如果恒線速切削有效，此時由于主軸轉(zhuǎn)速發(fā)生變化有可能切不出正確的螺距。因此，在螺紋切削期間不要使用恒線速切削控制G96，而使用G973.螺紋加工不能在一次走刀加工中完成，一次走刀只能加工出低質(zhì)量的螺紋。較好的方法是通過幾次切削加工，每次切削的深度逐漸遞減。螺距1.01.52.02.53.03.55.0牙高0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598對應(yīng)走刀次序與背吃刀量（直徑值）

第1次0.70.80.91.01.21.51.5

第2次0.40.60.60.70.70.70.8

第3次0.20.40.60.60.60.60.6走

第4次0.160.40.40.40.60.6刀

第5次0.10.40.40.40.4次第6次0.150.40.40.4序第7次0.20.20.4第8次0.150.3第9次0.2表3.3對應(yīng)走刀次序與背吃刀量(mm)注：普通螺紋牙高=0.6495PP:螺距。螺紋切削的編程步驟如下：1）螺紋大徑和小徑的確定。確定螺紋大徑和小徑的簡單算法(普通三角螺紋)如下：螺紋大徑=螺紋公稱直徑-1.3XP(螺距)，

螺紋小徑=螺紋大徑-2X0.6495P。2）螺紋切入、切出行程δ1和δ2的確定。按前述經(jīng)驗公式確定。3）編程直徑尺寸的確定。根據(jù)表3.1走刀次序與背吃刀量確定切削的編程直徑尺寸。即：螺紋第一次切削直徑=螺紋大徑-第1次背吃刀量，螺紋第二次切削直徑=螺紋第一次切削直徑-第2次背吃刀量，最后一次切削直徑為螺紋的小徑。圖3-20所示螺紋用G32指令編寫加工程序如下：δ1=４L=4X2=8,δ2=1.5L=1.5X2=3螺紋大徑=公稱直徑－0.13P=30-0.13X2=29.74螺紋小徑＝29.74-2X0.6495P=27.142每次切削直徑見表3.3走刀次序1次2次3次4次5次背吃刀量(直徑)0.90.60.60.40.098每次走刀螺紋切削直徑28.8428.2427.6427.2427.142表3.3普通螺紋M30×2不同次序?qū)?yīng)加工直徑注：普通螺紋M30×2，牙高=0.6495×2=1.299mm，螺距p=2.0mmO3035程序名T0303；

選擇螺紋車刀，設(shè)置刀偏建立工件坐標(biāo)系M03G97S1000；

取消恒線速切削G00X50.0Z8.0M08；

移動到螺紋切削起點位置X28.84；

下刀到第1次切削直徑處G32Z-33.0 F2.0；

切削螺紋G00X50.0；

刀具X向退刀Z8.0；

返回起點X28.24；

下刀到第2次切削直徑處G32Z-33.0F2.0；G00X50.0；Z8.0；X27.64；

下刀到第3次切削直徑處G32Z-33.0F2.0;G00X50.0；Z8.0；X27.24；

下刀到第4次切削直徑處G32Z-33.0F2.0；G00X50.0；Z8.0；X27.142；

下刀到螺紋小徑處G32Z-33.0F2.0；G00X50.0；Z8.0；T0300；M09M05；M30；3.4.2單一螺紋循環(huán)指令螺紋切削循環(huán)指令把“切入-螺紋切削-退刀-返回”四個動作作為一個循環(huán)，用一個程序段來指令。a)圓柱螺紋切削循環(huán)b)圓錐螺紋切削循環(huán)圖3-21螺紋切削循環(huán) 編程格式G92X(U)_Z(W)_R_F_；式中：X(U)、Z(W)-螺紋切削的終點坐標(biāo)值；R-螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點半徑值減切削終點的半徑值。加工圓柱螺紋時，R=0。加工圓錐螺紋時，當(dāng)X向切削起始點坐標(biāo)小于切削終點坐標(biāo)時，R為負(fù)，反之為正。試將圖3-20用G92編程。O3035T0303；

選擇螺紋車刀，設(shè)置刀偏建立工件坐標(biāo)系G00X50.0Z8.0M08；

移動到螺紋切削起點位置M03G97S1000；

取消恒線速切削G00X50.0Z8.0；

移到循環(huán)起點G92X28.84Z-33.0F2.0；

開始第一次循環(huán)切削螺紋X28.24；X27.64；X27.24；X27.142；T0300；M05；M30；3.4.3復(fù)合螺紋循環(huán)指令

復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令可以完成一個螺紋段的全部加工任務(wù)。如圖3-22所示。圖3-22復(fù)合螺紋切削循環(huán)與進(jìn)刀法編程格式：G76P(m)（r）（α）Q（△dmin）R(d)G76X(U)Z(W)R(I)P(k)Q(△d)F(L)式中：m-精加工重復(fù)次數(shù),用2位數(shù)表示；r–螺紋末端倒角量,必須是2位數(shù)字，為0.1L的整數(shù)倍，如螺紋末端倒角量為1.5L=15X0.1L,

則r=15；α-刀尖角度；△dmin--最小切入量，此數(shù)值不可用小數(shù)點表示，單位為μm，當(dāng)一次循環(huán)運(yùn)行的切削深度小于△dmin時，切削深度限制在此值。d-精加工余量,單位為μm； X(U)Z(W)-終點坐標(biāo)；I-螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋時，i=0。加工圓錐螺紋時，當(dāng)X向切削起始點坐標(biāo)小于切削終點坐標(biāo)時，I為負(fù)，反之為正。k-螺牙的高度（X軸方向的半徑值）,單位為μm；△d-第一次切入量（X軸方向的半徑值）,單位為μm；L-螺紋導(dǎo)程。例：試將圖3-20用Ｇ76編程O3036T0303；G97M03S1000；

G00X50.0Z8.0M08；G76P010060Q49R49；G76X27.142Z-33.0P1299Q450F2.0；T0300M05M30注意：如果切削雙頭螺紋，則第二頭螺紋的循環(huán)起點的Z值應(yīng)該向右移動一個螺距，復(fù)合循環(huán)的指令不變。3.5數(shù)控車床中的固定循環(huán)

3.5.1單一形狀固定循環(huán)

單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工動作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一個循環(huán)指令完成，從而簡化程序。1.外圓、內(nèi)孔車削固定循環(huán)指令（G90）

外圓、內(nèi)孔車削固定循環(huán)指令G90是一種單一固定循環(huán)，可用于加工內(nèi)、外圓柱和圓錐面。主要是適用于切削余量Z向大于X向的棒類零件加工。1)圓柱面切削循環(huán)圓柱面單一固定循環(huán)如圖3-23所示。圖3-23圓柱面切削循環(huán)編程格式:G90X(U)_Z(W)_F_式中：X、Z_圓柱面切削的終點坐標(biāo)值；U、W_圓柱面切削終點相對于循環(huán)起點坐標(biāo)增量。注意：U<0時為外圓車削循環(huán)加工，U>0時，則為內(nèi)孔圓柱面的車削循環(huán)加工。例:應(yīng)用圓柱面切削循環(huán)功能加工圖3-24所示零件。圖3-24G90的用法（圓柱面）

O2025N10T0101N20M03S1000N30G00X55.0Z5.0M08N40G01Z2.0F2.5G96S150N50G90X45.0Z-25.0F0.2N60X40.0N70X35.0N80G00X200.0Z200.0N90M05N100M302)圓錐面車削循環(huán)

圓錐車削固定循環(huán)。圓錐車削固定循環(huán)與圓柱車削固定循環(huán)加工類似。僅僅是加工表面為圓錐面。圓錐車削固定循環(huán)可加工外圓錐面和內(nèi)圓錐孔。其動作循環(huán)簡圖如圖3-25所示。外圓錐面b)內(nèi)圓錐孔圖

3-25圓錐車削固定循環(huán)編程格式:G90X(U)_Z(W)_R_F_；式中：X、Z_圓錐面切削的終點坐標(biāo)值；U、W_圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標(biāo)；R_圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差。如果切削起點的X向坐標(biāo)小于終點的X向坐標(biāo)，R值為負(fù)，反之為正。1)平面端面切削循環(huán)編程格式G94X(U)_Z(W)_F_式中：X、Z_端面切削的終點坐標(biāo)值；U、W_端面切削的終點相對于循環(huán)起點的增量坐標(biāo)。注意：U<0時，為外圓柱平端面車削循環(huán)加工U>0時，則為內(nèi)孔平端面的車削循環(huán)加工。2.端面切削循環(huán)指令（G94）a)平端面圖3-26端面切削循環(huán)2)錐端面切削循環(huán)

編程格式G94X(U)_Z(W)_R_F_;式中：X、Z_錐端面切削的終點坐標(biāo)值；U、W_錐端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標(biāo)；R_錐端面切削的起點相對于切削終點在Z軸方向的坐標(biāo)增量。當(dāng)切削起點Z向坐標(biāo)小于終點Z向坐標(biāo)時R為負(fù)，反之為正。如圖3-26b所示。注意:切削起點的X值與循環(huán)起點的X值一致，所以循環(huán)起點的X值會影響到R值的大小。b)錐端面圖3-26端面切削循環(huán)例：加工如圖3-27所示的端面。工件坐標(biāo)原點在工件右端面。

圖3-27G94切削實例3.使用單一形狀固定循環(huán)注意事項1）車削固定循環(huán)指令G90和G94都是模態(tài)指令，即指令中的X（U）、Z(W)和R的數(shù)值在固定循環(huán)期間是模態(tài)的，即沒有重新指令X（U）、Z(W)和R值之前，原來指定的數(shù)據(jù)一直有效。因此，在加工外圓時（指令G90）時，當(dāng)Z軸移動量沒有變化時，只需對X軸指定移動指令就可以重復(fù)固定循環(huán)。同理，當(dāng)加工端面時(指令G94)，當(dāng)X軸移動量沒有變化時，只需對Z軸指定移動指令就可以重復(fù)固定循環(huán)。在車削圓錐面時只要錐度不變，R值就可以不寫。2）在加工內(nèi)、外圓柱面和內(nèi)、外平端面時，注意U值正負(fù)取值。外圓柱面和外平端面時U值為負(fù)，內(nèi)圓柱面和內(nèi)平端面時U值為正。3）在加工內(nèi)、外圓錐面和內(nèi)、外錐端面時，注意U、W、R值正負(fù)取值。4）在加工內(nèi)、外圓錐面和內(nèi)、外錐端面時，可以采用等厚度和不等厚度兩種情況，可視具體情況采用不同的方式。如圖3-28所示的零件，需要對φ57的棒料進(jìn)行外圓錐面和內(nèi)孔錐面的加工，在加工前棒料中心已經(jīng)鉆了一個φ14的孔。外圓錐面用刀具T0101，內(nèi)孔錐面用刀具T0202，采用恒線速切削，切削速度為150m/min,進(jìn)行速度為0.3mm/r。圖3-28內(nèi)外圓錐面綜合編程實例采用絕對編程方式加工程序如下：O1023T0101 建立工件坐標(biāo)系和調(diào)入刀具補(bǔ)償M03S800G00X60.0Z3.0M08G96S150恒線速切削G90X53.0Z-42F0.3用外圓柱面切削循環(huán)切削三次

X49.0X45.0R-2.5用變厚度外圓錐面切削循環(huán)切削三次

R-5.0R-7.5G00X100.0Z50.0M09T0202G00X10.0Z3.0M08G90X14.0Z-36.0R1.7F0.3

用變厚度內(nèi)圓錐面切削循環(huán)切削二次R3.25G00X100.0Z50.0M09G97S800取消恒線速切削

M05M30采用增量編程方式加工程序如下：O1024T0101 建立工件坐標(biāo)系和調(diào)入刀具補(bǔ)償M03S800G00X60.0Z3.0M08G96S150恒線速切削G90U-7.0W-45F0.3用外圓柱面切削循環(huán)切削三次U-11.0U-15.0R-2.5用變厚度外圓錐面切削循環(huán)切削三次R-5.0R-7.5G00X100.0Z50.0M09T0202G00X10.0Z3.0M08G90U4.0W-39.0R1.7F0.3

用變厚度內(nèi)圓錐面切削循環(huán)切削二次R3.25G00X100.0Z50.0M09G97S800取消恒線速切削M05M303.5.2內(nèi)、外圓復(fù)合形狀固定循環(huán)1．內(nèi)、外圓粗切循環(huán)外圓粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如圖3-29所示。主要適用于切削余量Z向大于X向的棒料零件粗加工。

圖3-29外圓粗切循環(huán)編程格式：G71U(Δd)R(e);G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t);式中：Δd-背吃刀量；e--退刀量；ns--精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf--精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號；Δu--X軸向精加工余量；Δw--Z軸向精加工余量；f、s、t--F、S、T代碼。注意：(1)ns→nf程序段中的F、S、T功能，對粗車循環(huán)無效, 為精車的F、S、T。(2)零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少；(3)ns→nf程序段中之間的程序段不能調(diào)用子程序。(4)分層粗車完后會在保留精車余量前提下順著精車輪廓走一刀，以保證精車余量均勻。(5)如果ns→nf程序段中如果要用刀尖半徑補(bǔ)償則應(yīng)該根據(jù)精車時刀具走向來決定。(6)Δu、Δw正負(fù)判定有四種情況如圖3-30所示。圖3-30G71的△u、△w正負(fù)判定圖3-31G71程序例圖例按圖3-31所示尺寸編寫外圓粗切循環(huán)加工程序。O3028N10T0101M03S900N20G00X125.0Z12.0M08N30G96S120

N40G71U2.0R0.5N50G71P60Q130U1.0W0.5F0.25N60G00X40.0ns程序段

N70G01Z-30.0F0.15

N80X60.0Z-60.0

N90Z-80.0N100X100.0Z-90.0N110Z-110.0N120X120.0Z-130.0N130G00X125.0nf程序段N140X200.0Z140.0G97S900N150T0100N160M05M302.端面粗切循環(huán)

端面粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。端面粗切循環(huán)適合于Z向余量小，X向余量大的盤類零件粗加工，其加工過程的動作循環(huán)如圖3-32所示。

圖3-32端面粗加工切削循環(huán)圖編程格式:G72W(△d)R(e)G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w) F(f)S(s)T(t)式中：△d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號；△u-X軸向精加工余量；△w-Z軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T代碼。注意：（1）ns→nf程序段中的F、S、T功能，對粗車循環(huán)無效，為精車的F、S、T。（2）零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少。(3)ns→nf程序段中之間的程序段不能調(diào)用子程序。（4）分層粗車完后會在保留精車余量前提下順著精車輪廓走一刀，以保證精車余量均勻。（5）如果ns→nf程序段中用刀尖半徑補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)精車時刀具走向來決定。（6）△u、△w正負(fù)判定有四種情況如圖3-33所示。圖3-33G72△u、△w正負(fù)判定例:按圖3-34所示尺寸編寫端面粗切循加工程序。圖3-34G72程序例圖O3029N10T0101N20M03S800N30G00X46.0Z2.0M08N40G96S120N50G72W3.0R1.0N60G72P70Q120U0.4W0.2F0.2N70G00Z-28.0ns程序段

N80G01X44.0F0.15N90X34.0Z-23.0N100Z-20.0N110G02X22Z-14.0R6.0N120G01X20.0N130Z-9.0N140X16.0N150Z-3.0N160X6.0Z2.0nf程序N170G00X200.0Z200.0M09N180G97S900T0100N180M05N190M303.內(nèi)、外圓封閉切削粗車循環(huán)

封閉切削粗車循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。如圖3-35所示。封閉切削粗車循環(huán)適于對鑄、鍛毛坯切削。圖3-35封閉切削循環(huán)編程格式:G73U(△i)W(△k)R(d)G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)式中：△i--X軸粗加工切削量；△k--Z軸粗加工切削量（半徑值）；d--重復(fù)加工次數(shù)；ns--精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf--精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號；△u--X軸向精加工余量；△w--Z軸向精加工余量；f、s、t--F、S、T代碼。注意：△i、△k和d之間是有一定聯(lián)系的，切削次數(shù)d多，則每一次循環(huán)切削的背吃刀量就小。零件的X軸或Z軸方向不必單調(diào)遞增或遞減。有四種切削方式，如圖3-36所示，各種切削方式的△u和△w的符號在圖中已有描述。(3)如果ns→nf程序段中用刀尖半徑補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)精車時刀具走向來決定。圖3-36G73四種切削方式例按圖3-37所示尺寸編寫封閉切削循環(huán)加工程序。圖3-37G73程序例圖O3030N10T0101N20M03S1000N30G00X220.0Z130.0M08N40G96S150N50G73U14.0W14.0R3；N60G73P70Q120U0.4W0.2F0.3N70G00X80.0W-29.0；N80G01W-21.0F0.15S200；N90X120.0W-10.0；N100W-20.0；N110G02X160.0W-20.0R20.0；N120G01X180.0W-10.0；N130T0100；N140G97S800M09；N150M05N160M304.精加工循環(huán)由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70進(jìn)行精加工。精加工時，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令無效，只有在ns--nf程序段中的F、S、T才有效。編程格式:G70P(ns)Q(nf)式中：ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號。注意：G70后面的ns、nf應(yīng)該跟G71/G72/G73后面的ns、nf一致，精加工的F、S、T在ns開始處指定。5.使用內(nèi)外圓復(fù)合固定循環(huán)的注意事項1）在使用內(nèi)外圓復(fù)合固定循環(huán)時應(yīng)該根據(jù)零件的X、Z方向切削余量大小不同來選擇不同的復(fù)合固定循環(huán)指令，一般Z方向的余量遠(yuǎn)大于X方向的棒料類零件用G71指令，X方向的余量遠(yuǎn)大于Z方向的盤類零件用G72指令，對于已成型的余量相對均勻的鑄鍛件，一般選用G73指令。值得說明的是，G71和G72指令使用時，要加工零件的形狀必須是單調(diào)的，所以如果毛坯是棒料，如果零件形狀不單調(diào)，則可以用G71或者G72指令分段加工，或者使用G73指令加工。2）在固定循環(huán)G71,G72中△u、△w正負(fù)判定的基本原則是：看粗加工循環(huán)中沿工件輪廓走最后一刀的半精加工中刀具軌跡點坐標(biāo)和精加工坐標(biāo)值比較，如果大于精加工坐標(biāo)值，△u、△w取正值，如果小于取負(fù)值。在前面所介紹的三個復(fù)合固定循環(huán)里面都有圖形標(biāo)注出了四種走刀路線下的△u、△w正負(fù)情況。3)如果ns→nf程序段中用刀尖半徑補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)精車時刀具走向來決定。4）FANUC系列的數(shù)控系統(tǒng)中，在G71循環(huán)中，順序號“ns”程序段必須沿X向進(jìn)刀，且

不能出現(xiàn)Z向運(yùn)動指令；而在G72循環(huán)中，順序號“ns”程序段必須沿Z向進(jìn)刀，且不能出現(xiàn)X向運(yùn)動指令，否則會出現(xiàn)機(jī)床報警。例1.試用G72和G70編寫圖3-38內(nèi)輪廓（φ20孔已經(jīng)鉆好）加工程序。圖3-38內(nèi)輪廓粗精加工實例參考程序如下：O3034N10T0101N20M03S900N30G00X16.0Z1.0M09N40G72W1.0R0.3N50G72P60Q110U-0.4W0.2F0.3N60G00Z-10.0N70G01X30.0F0.1N80Z-5.0N90X40.0N100G02X50.0Z0.0R5.0N110G01Z1.0N120G70P60Q110N130T0100M09N140M05N150M30

例2.試用內(nèi)孔粗、精車循環(huán)，端面粗、精車循環(huán)加工圖3-39所示圖形。零件已經(jīng)有φ40預(yù)制孔。

工藝分析：

先加工φ146外圓，再以φ146外圓表面定位裝夾加工左端外形輪廓，最后以φ70外圓表面定位裝夾加工內(nèi)輪廓。部分不能從圖形中直接得到坐標(biāo)的基點位置可以通過CAD軟件畫出零件輪廓后找出。圖3-39c列出了部分基點坐標(biāo)值。在加工過程中用到了三把刀具分別是加工外圓刀具T0101，加工左端面外形刀具T0202，加工內(nèi)輪廓刀具T0303，都是通過刀具幾何補(bǔ)償設(shè)定工件原點，工件原點選在右端面中心。圖3-39內(nèi)孔和端面粗精車循環(huán)實例a)零件圖b)局部放大圖c)部分基點坐標(biāo)參考程序如下：（1）加工φ146外圓程序O3035N10T0101N20M03S900N30G00X146.0Z4.0M08N40G01Z-50.0F0.5N50G00X200.0Z50.0M09N60T0100N70M05N80M30（2）加工左端面外形程序O3036N10T0202N20M03S600N30G00X150.0Z3.0M08N40G72W3.0R1.0N50G72