《数控加工工艺与编程》(威海职业学院)课件.ppt

1、1步骤一、掌握数控车削的对刀操作：步骤一、掌握数控车削的对刀操作：步骤二、掌握数控车削基本指令的应用，重点掌握圆弧插补、步骤二、掌握数控车削基本指令的应用，重点掌握圆弧插补、单一固定循环、刀尖圆弧半径补偿指令；单一固定循环、刀尖圆弧半径补偿指令；步骤三、对零件进行数控加工程序的编写步骤三、对零件进行数控加工程序的编写2一、数控车削的对刀一、数控车削的对刀 对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可

2、理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点即对刀点)来实现。来实现。1 1）一般对刀）一般对刀一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。Z Z向对刀如向对刀如(a)(a)所示。先用外径刀将工所示。先用外径刀将工件端面件端面(基准面基准面)车削出来；车削端面后，车削出来；车削端面后，刀具可以沿刀具可以沿X X方向移动远离工件，但不可方向移动远离工件，但不可Z Z方向移动。方向移动。Z Z轴对刀输入：轴对刀输入：“Z0Z0测量测量”。X X向对刀如向对刀如(b)(b)所示。车削任一外

3、径后，所示。车削任一外径后，使刀具使刀具Z Z向移动远离工件，待主轴停止转动向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为测量值为50.78mm,50.78mm,则则X X轴对刀输入：轴对刀输入：“X50.78X50.78测量测量”。32 2）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，以便装方向的距离。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

4、度输入相应刀具补偿号即可以使用。上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 43 3）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接触式传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，数控系统立即记下该瞬间感器接近，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，自动对刀过程如下图所示。的坐标值，自动对刀过程如下图所示。自动对刀自动对刀 51 1、圆弧插补指令（、圆弧插补指令（G02/G03G02/G03）二、数控车床编程基本指令介绍二、数控车床编程基本指令介绍说明

5、：该指令使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。说明：该指令使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。格式：格式：G02 X-Z-I-K-F-G02 X-Z-I-K-F-；或或 G02 X-Z-R-F-G02 X-Z-R-F-；G03 X-Z-I-K-F-G03 X-Z-I-K-F-；或或 G03 X-Z-R-F-G03 X-Z-R-F-；后刀架车床：后刀架车床：G02G02顺时针，顺时针，G03G03逆时针；逆时针；前刀架车床：前刀架车床：G03G03顺时针，顺时针，G02G02逆时针；逆时针；X X、Z Z加工圆弧终点坐标值，也可用加工圆弧终点坐标值，也可用U U、W W；I I、K K圆弧起点到圆弧中

6、心矢量的圆弧起点到圆弧中心矢量的X X向分向分量和量和Z Z向分量；向分量；R R圆弧半径：小于圆弧半径：小于180180度的圆弧度的圆弧R R为正为正;等于、大于等于、大于180180度的圆弧度的圆弧R R为负。为负。G03圆弧插补指令圆弧插补指令 G02圆弧插补指令圆弧插补指令6说明：说明：I I，K K分别表示分别表示X X，Z Z 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图所示。轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图所示。某项为零时可以省略。某项为零时可以省略。2.2.当圆弧圆心角小于当圆弧圆心角小于180180时，时，R R为正值，当圆弧圆心角大于为正值，当圆弧圆心角大于180180时时,R

7、 R为负值。整圆编程时不可以使用为负值。整圆编程时不可以使用R R，只能用，只能用I I、K K。3.G02/G033.G02/G03判断：判断：G02G02为顺时针方向圆弧插补，为顺时针方向圆弧插补，G03G03为逆时针方向圆弧为逆时针方向圆弧 插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方插补。顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方 看到的回转方向。看到的回转方向。O Z X G03 G02 O Y Z G03 G02 O X Y G03 G02 X Z Y 72 2、单一固定循环指令（、单一固定循环指令（G90/G94G90/G94）单一固定循环可以将一系列连续加工

8、动作，如单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入切入-切削切削-退刀退刀-返回返回”，用，用一个循环指令完成，从而简化程序。一个循环指令完成，从而简化程序。1)1)圆柱面切削循环圆柱面切削循环格式：格式：G90 X(U)G90 X(U)Z(W)Z(W)F F 说明：说明：X X、Z Z圆柱面切削的终点坐标值；圆柱面切削的终点坐标值；U U、W-W-圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。8G90G90应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。应用示例：圆柱面切削循环功能加工图示零件。刀具轨迹如图所示：刀具轨迹如图所示：G50 X200 Z200 T

9、0101 G50 X200 Z200 T0101 M03 S1000M03 S1000G00 X55 Z4 M08G00 X55 Z4 M08G01 G96 Z2 F2.5 S150G01 G96 Z2 F2.5 S150G90 X45 Z-25 F0.2;G90 X45 Z-25 F0.2;每刀被吃刀量每刀被吃刀量5mm5mmX40X40X35X35G00 X200 Z200 G00 X200 Z200 M30M3092)2)圆锥面切削循环圆锥面切削循环格式格式 G90 X(U)G90 X(U)Z(W)Z(W)I I F F说明：说明：X X、Z-Z-圆锥面切削的终点坐标值；圆锥面切削的终点

10、坐标值；U U、W-W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；I-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 X向坐向坐 标小于终点的标小于终点的X X向坐标，向坐标，I I值为负，反之为正。值为负，反之为正。例：应用圆锥面切削循环功能加工图示零件。例：应用圆锥面切削循环功能加工图示零件。G01 X65 Z2 G01 X65 Z2 G90 X60 Z-35 I-5 F0.2 G90 X60 Z-35 I-5 F0.2 X50X50；被吃刀量被吃刀量 1010G00 X100 Z200G00 X

11、100 Z200103)3)平面端面切削循环平面端面切削循环 格式格式 G94 X(U)G94 X(U)Z(W)Z(W)F F 说明：说明：X X、Z-Z-端面切削的终点坐标值；端面切削的终点坐标值；U U、W-W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。端面切削的终点相对于循环起点的坐标。例：应用端面切削循环加工图示零件。例：应用端面切削循环加工图示零件。G00 X85 Z5 G00 X85 Z5 G94 X30 Z-5 F0.2 G94 X30 Z-5 F0.2 Z-10 Z-10 Z-15 Z-15 114)4)锥面端面切削循环锥面端面切削循环 格式：格式：G94 X(U)G94 X(U)Z

12、(W)Z(W)K K F F 说明：说明：X X、Z-Z-端面切削的终点坐标值；端面切削的终点坐标值；U U、W-W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标；端面切削的终点相对于循环起点的坐标；K-K-端面切削的起点相对于终点在端面切削的起点相对于终点在Z Z轴方向的坐标分量。轴方向的坐标分量。当起点当起点Z Z向坐标小于终点向坐标小于终点Z Z向坐标时向坐标时K K为负，反之为正。为负，反之为正。12G94G94应用示例：应用示例：端面切削循环功能加工图示零件。端面切削循环功能加工图示零件。G94 X20 Z0 K-5 F0.2 G94 X20 Z0 K-5 F0.2 Z-5 Z-5 Z-10

13、Z-10 133 3、刀尖圆弧自动补偿功能（、刀尖圆弧自动补偿功能（G41/G42/G40G41/G42/G40）数控程序一般是针对刀位点数控程序一般是针对刀位点,按工件轮廓尺寸编制的按工件轮廓尺寸编制的.当刀尖不当刀尖不是理想点而是一段圆弧时是理想点而是一段圆弧时,会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏会造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差，在加工锥面或圆弧面时会造成少切或过切。差，在加工锥面或圆弧面时会造成少切或过切。解决解决:v 对刀尖圆弧半径进行补偿，可对刀尖圆弧半径进行补偿，可以使按工件轮廓编程不受影响以使按工件轮廓编程不受影响.1)1)为什么需要刀尖圆弧补偿为什么需要刀尖圆弧补偿?刀

14、尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿14 2)2)机床自动刀具半径补偿机床自动刀具半径补偿 机床自动刀补原理机床自动刀补原理v当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程动轨迹，只按零件轮廓编程;v使用刀具半径补偿指令使用刀具半径补偿指令;v在控制面板上手工输入刀具补偿值在控制面板上手工输入刀具补偿值;v执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。轮

15、廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。15 刀尖方位的设置刀尖方位的设置车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此决定车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此决定刀尖圆弧所在位置刀尖圆弧所在位置;要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中;以刀尖方位号表示。以刀尖方位号表示。16从图示可知：从图示可知：若刀尖方位码设为若刀尖方位码设为0 0或或9 9时，机床将以刀尖时，机床将以刀尖圆弧中心圆弧中心为刀为刀位点进行刀补计算处理；位点进行刀补计算处理；当刀尖方位码设为当刀尖方位码设为1 18 8时，机床将以时，机床将以假想刀尖假想刀尖为刀位点，为刀位点

16、，根据相应的代码方位进行刀补计算处理根据相应的代码方位进行刀补计算处理17 3)3)刀尖半径补偿指令刀尖半径补偿指令格式：格式：G41G42G00G01X_Z_G40G00X_Z_G41G41刀具半径左补偿；刀具半径左补偿；G42G42刀具半径右补偿；刀具半径右补偿；G40G40取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿说明：说明：G42G4118指令说明指令说明:X X、Z Z 为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。执行刀补指令应注意：执行刀补指令应注意：（1 1）刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且在）刀径补偿的引入和取消应在不加工的空

17、行程段上，且在G00G00或或G01 G01 程序行上实施。程序行上实施。（2 2）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。）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。（3 3）当输入刀补数据时给的是负值，则）当输入刀补数据时给的是负值，则G41G41、G42G42互相转化。互相转化。（4 4）G41G41、G42G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。194)4)刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现 刀径补偿的引入（初次加载）刀径补偿的引入（初次加载）刀具中心从与编程轨迹刀具中心从与编程轨迹重合到过度到与编程轨迹

18、偏重合到过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程离一个偏置量的过程.刀径补偿进行刀径补偿进行 刀具中心始终与编程轨刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离迹保持设定的偏置距离.20 刀径补偿的取消刀径补偿的取消 刀具中心从与编程轨迹刀具中心从与编程轨迹偏离过度到与编程轨迹重合偏离过度到与编程轨迹重合的过程的过程.刀径补偿的引入和取消必须是刀径补偿的引入和取消必须是不切削的空行程上不切削的空行程上.215)5)刀尖半径补偿示例刀尖半径补偿示例O1111N2T0101N3M03S400N4G00X40.0Z5.0N5G00X0.0N6G42G01Z0F60(加刀补加刀补)N7G03X24.0Z-24R

19、15N8G02X26.0Z-31.0R5N9G40G00X30(取消刀补取消刀补)N10G00X45Z5N11M3022编程示例：程序编写编程示例：程序编写一、粗加工一、粗加工粗加工路线粗加工路线O0003O0003N0010 G96 M03 S700;N0010 G96 M03 S700;N0020 T0101;N0020 T0101;N0030 G00 X81.Z5N0030 G00 X81.Z5；/粗加工粗加工N0040 G90 X77.Z-55.F140.N0040 G90 X77.Z-55.F140.；N0050 X71.;N0050 X71.;N0060 X65.;N0060 X6

20、5.;N0070 X61.;N0070 X61.;N0080 X55.Z-17.242;N0080 X55.Z-17.242;N0090 X49.Z-12.218;N0090 X49.Z-12.218;N0100 X43.Z-8.667;N0100 X43.Z-8.667;N0110 X37.Z-6.066;N0110 X37.Z-6.066;N0120 X31.Z-3.710;N0120 X31.Z-3.710;N0130 X25.Z-2.237;N0130 X25.Z-2.237;N0140 X19.Z-0.863;N0140 X19.Z-0.863;N0150 X13.Z-0.160;N

21、0150 X13.Z-0.160;23二、精加工二、精加工精加工路线精加工路线N0160 G00 X80.Z20.;/N0160 G00 X80.Z20.;/返回换刀点换刀返回换刀点换刀N0170 M05;N0170 M05;N0180 T0202;N0180 T0202;N0190 G96 S03 S1000;/N0190 G96 S03 S1000;/精加工精加工N0200 G42 G00 Z0;N0200 G42 G00 Z0;N0210 G01 X0 F100;N0210 G01 X0 F100;N0220 G03 X60.Z-30.R30.;N0220 G03 X60.Z-30.R30.;N0230 G01 Z-50.;N0230 G01 Z-50.;N0240 G02 X70.Z-55.R5.;N0240 G02 X70.Z-55.R5.;N0250 G40 G00 X80.Z20.;N0250 G40 G00 X80.Z20.;N0260 M05;N0260 M05;N0270 M30;N0270 M30;24刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿25G02G02圆弧插补指令演示圆弧插补指令演示26G03G03圆弧插补指令演示圆弧插补指令演示