東南大學(xué)數(shù)控技術(shù)-6

1、東南大學(xué) 機械工程學(xué)院數(shù)控技術(shù)6 數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程基礎(chǔ)6.4 數(shù)控加工編程工藝基礎(chǔ)6.1 數(shù)控加工編程概述6.2 數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)組成與格式6.3 數(shù)控系統(tǒng)指令代碼6.5 數(shù)控編程中的數(shù)值計算6.4 數(shù)控加工編程工藝基礎(chǔ)毛坯：f 80 70 mm 去氧化皮加工外圓粗加工外圓精加工鉆孔內(nèi)孔粗加工內(nèi)孔精加工切槽加工掉頭端面槽加工數(shù)控加工藝卡片 數(shù)控加工刀具卡片 1、備料 毛坯正面加工 毛坯反面加工 2、銑直角槽 3、銑異型槽 4、銑異型槽臺階 5、銑燕尾槽 6、銑腰形槽 7、銑倒角斜面 8、鉆孔 9、銑沉頭孔 6.4.1 數(shù)控加工工藝的特點與內(nèi)容一、數(shù)控加工工藝主要內(nèi)容 通過零件圖分析選擇并

2、確定進行數(shù)控加工部位、數(shù)控加工設(shè)備及加工內(nèi)容 結(jié)合加工內(nèi)容和數(shù)控設(shè)備的功能，進行數(shù)控加工零件的工藝分析和工藝設(shè)計 對零件圖形進行數(shù)學(xué)處理和計算或把零件加工部位的圖形輸入編程軟件 根據(jù)設(shè)計的工藝和相關(guān)數(shù)學(xué)結(jié)果，進行加工程序的編寫或由編程軟件后置處理自動生成加工程序 程序輸入數(shù)控機床 仿真或空運行，檢查、修改加工程序；首件試加工，根據(jù)數(shù)據(jù)，進一步修改并調(diào)試程序。 編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件，如數(shù)控加工工序卡、刀具卡，程序說明卡、走刀路線圖等二、數(shù)控加工工藝特點1、工藝內(nèi)容細微而嚴(yán)密 傳統(tǒng)機床加工時，加工工藝及加工過程由操作工靈活掌握，而數(shù)控加工則由數(shù)控加工程序自動進行，因此必須周密考慮每個工藝細節(jié)。

3、2、工藝詳細 普通工藝規(guī)程最多詳細到工步。數(shù)控加工工藝必須詳細到每一步走刀和每一個操作的細節(jié)； 凡是用數(shù)控加工的零件，不論簡單、重要與否，都要有完整的加工程序，都要制定詳細的工藝。3、工序集中 現(xiàn)代數(shù)控機床具有剛性大、精度高、刀庫容量大、切削參數(shù)廣泛及多坐標(biāo)、多工位等特點，零件可以在一次裝夾中完成多種加工方法和由粗到精的過程，甚至在工作臺上安裝幾個相同或相似的零件進行加工。4、切削用量大 數(shù)控加工中機床防護性好，機床剛度高，機床主軸轉(zhuǎn)速高，因此通常數(shù)控工藝中切削用量通常比普通機床的工藝大很多。特別足高速數(shù)控機床的出現(xiàn)，刀具的轉(zhuǎn)速突破了普通機床中速度越高刀具磨損越大的瓶頸。5、數(shù)控工藝要考慮加工

4、的性價比 由于數(shù)控機床種類多，自動化程度高，因此一個零件可以采用多種數(shù)控工藝來完成，但是數(shù)控機床相較普通機床價格昂貴，所以需要考慮加工的性價比，正確選擇加工方法和加工機床，才能發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點。1、普通機床無法加工的內(nèi)容，特別是用數(shù)學(xué)方法定義的復(fù)雜曲線、曲面輪廓。優(yōu)先選擇。2、形狀復(fù)雜、加工精度要求高，普通機床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容。重點選擇。3、普通機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容?？梢赃x擇。6.4.2 加工設(shè)備與加工方案的確定不宜選擇數(shù)控加工的情況：1、占機調(diào)整時間較長的加工內(nèi)容。2、加工余量極不穩(wěn)定，且在數(shù)控機床上無法自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。3、不能在一次安

5、裝中加工完成的零星分散部位，采用數(shù)控加工很不方便，效果也不明顯。一、數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容1、選擇零件適于數(shù)控加工的具體內(nèi)容2、選擇具體的數(shù)控加工方法3、對零件圖紙進行數(shù)控加工工藝性分析4、數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計5、數(shù)控加工的工序設(shè)計6、數(shù)控加工技術(shù)文件的編寫6.4.3 零件的工藝分析和工藝設(shè)計二、數(shù)控加工工藝設(shè)計的原則1、工序的劃分1）按安裝次數(shù)劃分工序（多工序集中）2）按所用刀具劃分工序（刀具集中）3）按工位劃分工序（工位集中）4）按工件批量劃分工序（工件集中）5）按同種精度劃分工序（精度集中）6）按加工部位劃分工序（先面后孔、先簡后繁、后粗后精）7）按粗、精加工劃分工序（粗精分開）普

6、通工藝有關(guān)基準(zhǔn)選擇以及“基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔”等原則同樣適用于數(shù)控加工工序劃分。2、加工順序的安排1）盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺轉(zhuǎn)動次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率。2）遵循行內(nèi)后外原則，即先進行內(nèi)型內(nèi)腔加工，再進行外形加工。3）為了及時發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)部缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時，因內(nèi)應(yīng)力和熱變形對工件影響較大，一般也需先加工。4）在同一次安裝中進行的多個工步，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。5）為了提高機床的使用效率，在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。6）加工中容

7、易損傷的表面（如螺紋），應(yīng)放在加工路線的后面。3、數(shù)控加工工序與普通工序的銜接三、數(shù)控加工零件的工藝性分析1、零件圖樣分析1）尺寸分析作業(yè)一：1、分析圖示圖形的設(shè)計基準(zhǔn)，標(biāo)注其坐標(biāo)系位置。2、計算圖示圖形中的未標(biāo)注坐標(biāo)尺寸2）零件的技術(shù)要求分析3）零件的材料分析 分析零件毛坯材料是否滿足使用性能的要求及加工工藝性，即分析零件材料的機械性能和熱處理狀態(tài)。零件毛坯的品質(zhì)和被加工部位的材料硬度，判斷其加工的難易程度，為選擇加工方法、刀具和切削用量提供依據(jù)4）幾何要素關(guān)聯(lián)條件分析2、零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 零件結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件各個制造過程

8、的工藝性。1）零件的內(nèi)腔和外形盡量采用統(tǒng)一的幾何類型尺寸，以便減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，簡化程序，提高加工效率。2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，即可用于加工的立銑刀半徑最大不能大于內(nèi)槽圓角半徑。若內(nèi)槽圓角半徑過小，則所選的刀具直徑也會過小，其承載能力、切削能力就會很差，刀具容易折斷。3）銑削零件的槽底平面時，槽底圓角半徑不應(yīng)過大，且與刀具的圓角半徑有關(guān)。4）采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工四、確定工件的定位與夾緊方案1）力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后加

9、工出工件上全部或大部分待加工表面，減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度。3）避免采用占機人工調(diào)整方案，以免占機時間太長，影響加工效率。五、夾具的選擇車床三爪卡盤1）高精度、高剛度要求2）高效率、高自動化要求3）走刀和排屑的空間要求車床四爪卡盤銑床普通臺鉗六、刀具的選擇刀具選擇要求：1）高精度2）高強度、高剛度3）良好的耐磨性，使用壽命高，切削性能穩(wěn)定可靠4）高可靠性，切削性能5）斷屑和排屑性能好6）互換性好，尺寸調(diào)整方便7）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化8）適應(yīng)高速切削發(fā)展的需要刀具材料種類：1）高速鋼2）硬質(zhì)合金3）陶瓷4）立方氮化硼（CBN）5）聚晶金剛石刀具材料選擇原則：1）一般原則是盡可能選用

10、硬質(zhì)合金刀具，只要加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具，就不用高速鋼刀具。2）陶瓷刀具不僅用于加工各種鑄鐵和鋼料，也適用于加工有色金屬和非金屬材料。3）金剛石和立方氮化硼都屬于超硬刀具材料，可用于加工任何硬度的工件 材料。4）盡可能選用機夾可轉(zhuǎn)位刀具5）選用涂層刀具七、切削用量的選擇1）切削深度（背吃刀量）的選擇2）進給速度的選擇3）主軸轉(zhuǎn)速的選擇考慮因素：1）刀具差異2）機床特性3）生產(chǎn)率6.4.4 數(shù)控加工走刀路線設(shè)計關(guān)于順銑和逆銑關(guān)于切入切出方向關(guān)于內(nèi)輪廓的走刀路線關(guān)于最短走刀路線，減少空刀時間，提高加工效率當(dāng)加工尺寸精度和位置精度要求較高的孔系時，應(yīng)特別注意安排孔的加工順序例：加工圖示零件的加

11、工工藝 加工面：底面、側(cè)面、臺階面、圓形槽、通孔、螺紋孔 定位面：底面 裝夾面：側(cè)面 夾具：平口鉗 加工機床：立式鏜銑加工中心加工工序列表：一、普通銑床：毛坯制備，加工底面與側(cè)面（基面先行原則）二、加工中心：加工頂面、臺階面、圓形槽、通孔、 螺紋孔（工序集中原則） 各加工工步如下：（原則：先粗后精、先主后次、 先面后孔）1、粗銑頂面（30mm面銑刀）2、粗銑5mm臺階面（20mm立銑刀）3、鉆32、 212孔的中心孔（3mm中心鉆）4、鉆32、 12孔至10（10mm 麻花鉆）5、擴32孔至30（30mm擴孔鉆）6、擴212孔至11.5（11.5mm擴孔鉆）7、鉆36孔至尺寸（6mm麻花鉆）8

12、、粗銑60圓形槽（20mm立銑刀）9、鉆4M6底孔至4.5（4.5mm 麻花鉆）10、粗鏜32孔至31.5（ 31.5 mm鏜刀）11、半精鏜32孔至31.95（ 31.95 mm鏜刀）12、精銑頂面（20mm立銑刀）13、精銑5mm臺階面（20mm立銑刀）14、精銑60圓形槽（20mm立銑刀）15、鉸212孔至尺寸（12mm鉸刀）16、精32孔至尺寸（ 32 mm鏜刀）17、 212、 36及4M6孔口倒角（倒角刀）18、攻4M6螺紋（M6絲錐）作業(yè)二：1、圖示零件加工要求：零件底面及四周側(cè)面表面粗糙度Ra6.4，3-f8通孔無表面粗糙度要求，其余加工面表面粗糙度Ra3.2。2、分析圖示零件

13、的形狀尺寸及加工要求，確定：定位面、裝夾面、加工面、夾具、加工機床。3、寫出零件的加工工藝列表。6.4.5 數(shù)控加工技術(shù)文件 數(shù)控加工編程任務(wù)書 數(shù)控加工工序卡 數(shù)控加工走刀路線圖 數(shù)控刀具調(diào)整卡 數(shù)控加工程序單1、數(shù)控程序編制的內(nèi)容和步驟6.1 數(shù)控加工編程概述 拿到所要加工零件的圖紙，首先應(yīng)分析該零件的材料、形狀、尺寸、精度以及毛坯形狀和熱處理要求等。其目的是選定在什么機床上進行加工。 在分析零件圖紙的基礎(chǔ)上，確定加工順序、加工路線、裝卡方法，選擇刀具、工裝以及切削用量等工藝參數(shù)。同時充分利用數(shù)控機床的指令功能特點，簡化程序，縮短加工路線，充分發(fā)揮機床效能。 根據(jù)已確定的加工路線和零件加工

14、誤差，計算出數(shù)控機床所需輸入數(shù)據(jù)。數(shù)值計算的復(fù)雜程度取決于零件的復(fù)雜程度和數(shù)控系統(tǒng)的功能。 加工路線、工藝參數(shù)及刀具運動軌跡的坐標(biāo)值確定以后，編程人員可以根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)具有的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單。必要時還應(yīng)填寫數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片等有關(guān)工藝文件。 制作控制介質(zhì)就是把編寫好的程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)即信息載體上，通過數(shù)控機床的輸入裝置，將信息載體上的數(shù)控加工程序輸入機床數(shù)控裝置。 程序輸入有手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)、介質(zhì)輸入、通訊輸入等方式。 為了保證零件加工的正確性，數(shù)控程序必須經(jīng)過校驗和試切才能用于正式加工。一般通過圖形顯示和動態(tài)模擬功能或空走刀校驗等方法以檢查

15、機床運動軌跡與動作的正確性。并通過對第一個零件的試切削，檢驗被加工零件的加工精度。 數(shù)控編程分手工編程和自動編程。 手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長時，采用手工編程方便經(jīng)濟。 自動編程是計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的自動計算，自動生成加工程序并在計算機屏幕上動態(tài)地顯示出刀具的加工軌跡。對于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁鎖時，采用自動編程。 2、數(shù)控程序編制的方法6.2 數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)組成與格式1、程序的組成結(jié)構(gòu) 一個完整的加工程序包括開始符、程序名（程序號）、程序主體（內(nèi)容）和程序結(jié)束指令。程

16、序主體（內(nèi)容）是由若干程序段組成。程序段由一個或若干個指令字組成。指令字代表某一信息單元，由地址符和數(shù)字組成，它代表機床的一個位置或一個動作。地址符由字母組成，每一個字母、數(shù)字和符號都稱為字符。2、程序段的組成 程序第10段表示：換用1號刀具；程序第20段表示：主軸以轉(zhuǎn)速800r/min順時針方向旋轉(zhuǎn)；，程序第30段表示：刀具以60mm/min的切削速度直線切削到X=60mm、Y=40mm的點。例： N010 T01 M06；N020 M03 S800; N030 G01 X60 Y40 F60；程序段格式常用的是字地址可變程序段格式N04 G02 X+043 Z+043 R043 F043

17、S04 T04 M02;表示地址符后面接4位整數(shù)，前0可省略。表示地址符后面接4位整數(shù)，3位小數(shù)，前0可省略，+號可省略。表示地址符后面接2位整數(shù)，前0可省略。3、程序段格式 這種格式的程序段，每個字長不固定，各個程序段的長度和程序字的各數(shù)都是可變的。 N20 G01 X50 Y60 Z10 F60 M03 S600 T01 M06 ；N20 T01 M06 M03 S600 G01 X50 Y60 Z10 F60 ；N20 M03 S600 G01 X50 Y60 Z10 F60 T01 M06 ； 同一程序段中各指令字的位置可以任意排列。但為了書寫、輸入檢查和校驗方便，習(xí)慣按一定的順序排列

18、，如N、G、X、Y、Z、F、S、T、M 順序。 N10 T01 M06；N20 M03 S600；N30 G01 X50 Y60 Z10 F60；N40 X100 ；模態(tài)代碼 ：上一段程序中已寫明，本程序段又不必變化的那些字仍然有效 4、模態(tài)代碼與非模態(tài)代碼非模態(tài)代碼：圖示為锪孔加工，孔底有光潔度要求，G04為非模態(tài)指令，只本程序段有效。N1 G91 G01 Z-7 F60；N2 G04 X5；(刀具停留5秒）N3 G00 Z7 M02；5、代碼分組G00 G01 G02 G03G40 G41 G42G43 G44 G49G17 G18 G19G90 G91同組代碼可互相取代同組代碼在一個程序

19、段中以最后輸入為準(zhǔn)不同組代碼可出現(xiàn)在一個程序段中，且都有效6、主程序與子程序 在程序中，若某一固定的加工操作重復(fù)出現(xiàn)時，可把這部分操作編制成子程序，然后根據(jù)需要調(diào)用，這樣可使程序變得非常簡單。調(diào)用第一層子程序的指令所在加工程序叫做主程序。一個子程序調(diào)用語句，可以多次重復(fù)調(diào)用子程序。子程序可以由主程序調(diào)用，已被調(diào)用的子程序還可以調(diào)用其他子程序，這種方式稱為子程序嵌套。子程序嵌套可達四次。 例：主程序 子程序O0001 O1010 N0010 ； N1020 ；N0020 M98 P1010 L2 ； N1030 ；N0030 ； N1040 ；N0040 M98 P1010 ； N1050 ；N

20、0050 ； N1060 M99 ； 準(zhǔn)備功能G指令 輔助功能M指令 進給功能F指令 主軸轉(zhuǎn)速功能S指令 刀具功能T指令 6.3 數(shù)控系統(tǒng)指令代碼 準(zhǔn)備功能G指令又稱G功能或G代碼。該功能主要命令數(shù)控機床進行何種運動，為控制系統(tǒng)的插補運算作準(zhǔn)備。 G代碼由地址符G后跟兩位數(shù)字組成，從G00至G99共100種。隨著數(shù)控機床功能的增加，G00至G99已不夠使用，有些數(shù)控系統(tǒng)的地址符G后已經(jīng)使用三位數(shù)字。從目前國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)和使用的國外數(shù)控系統(tǒng)所用功能來看，只有一些常用的G指令按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，具有一定的靈活性。因此用戶在編程時必須依據(jù)機床系統(tǒng)說明書，不可張冠李戴。 我國制定的JB/T3208-199

21、9標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了G代碼的定義。一、準(zhǔn)備功能G指令1）絕對尺寸與增量尺寸指令G90、G91絕對值指令G90（G00）X_ Y_；增量值指令G91（G00）X_ Y_； 在G90方式下編程，所有坐標(biāo)尺寸取決于當(dāng)前坐標(biāo)系的零點位置。 在G91方式下編程，所有坐標(biāo)尺寸取決于前一坐標(biāo)點的尺寸。銑削絕對坐標(biāo)G90 G01 X20 Y50;銑削相對坐標(biāo)G91 G01 X-10 Y40;N1 G90 G00 X16；N2 G01 X-8 Y8 F60；N3 X0 Y0；N4 X16 Y20；N5 G00 X28；G90編程 G91編程 N1 G91 G00 X-12 Y0；N2 G01 X-24 Y-12 F60

22、；N3 X8 Y-8；N4 X16 Y20；N5 G00 X12 Y0；FANUC車床系統(tǒng)的增量尺寸不用G91指令，而是在運動的起點建立平行于X、Z的相對坐標(biāo)系U、W。例：G01 X50 Z-50;G01 U20 W-40;G01 X50 W-40;G01 U20 Z-50;2）快速點定位指令G00 該指令命令刀具以快速移動速度移動到目標(biāo)點。通常用在快速離開工件返回換刀點或快速從換刀點返回時使用。格式：G00 X_ Y_；目標(biāo)點的坐標(biāo) 快速移動G00的軌跡根據(jù)控制系統(tǒng)的不同，有一定的區(qū)別。如圖所示，從A到B有四種方式，路徑a是折線形式，路徑b是直線形式，路徑c由AD，DB組成，路徑d由AC，C

23、B組成，不同的系統(tǒng)采用不同的方式。因此，在使用該指令時，必須小心確保刀具不與工件發(fā)生碰撞。 例：從起始點快速移動到XY平面上指定點。 G90 G00 X90 Y40； G91 G00 X70 Y20；Y起始點2070X程序零點指定點20203）直線插補指令G01 該指令使刀具能在各個坐標(biāo)平面內(nèi)切削任意斜率的直線輪廓和用直線段逼近的曲線輪廓。 格式：G01 X_ Y_ F_； 直線終點坐標(biāo)進給速度，若不指定則被當(dāng)作零處理。單位可以取mm/min或mm/r。 例：G01 X50 Y30 F100； 表示以進給速度100mm/min直線插補至XY平面上（50，30）點。 例：銑削如圖所示零件的外形輪

24、廓 20353510XYP0(0,0)厚10mmP5(45,0)P1P2P3P4P1(0,38)20353510XYP0(0,0)厚10mmP5(45,0)P1P2P3P4P1(0,38)N001 G00 X0 Y-5；N002 Z2；N003 G01 Z-10 F100；N004 Y38；N005 X20 Y45；N006 X55；N007 Y10；N008 X45 Y0；N009 X-5；N010 G00 Z100；N011 M30零件已經(jīng)過粗加工，并預(yù)留了0.1mm的精加工余量，輪廓精加工程序如下：作業(yè)三：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0），程序結(jié)束時刀具回到起

25、始位置 2、練習(xí)G00和G01指令編程、練習(xí)絕對坐標(biāo)編程（G90） 3、注意進刀與退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）= 5 mm作業(yè)四：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00和G01指令編程，練習(xí)相對坐標(biāo)編程（G91） 3、注意進刀與退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）= 3 mm作業(yè)五：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00和G01指令編程，絕對坐標(biāo)（G90）與相對坐標(biāo)（G91）編程 3、注意進刀與退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）= 5 mmN

26、001 G00 X25 Z1；N002 G01 Z-25 F0.3；N003 X50 ；N004 Z-50；N005 X75；N006 X100 Z-75；N007 Z-100； N008 X101；N009 G00 X125 Z25；N010 M30；例：作業(yè)六：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X125，Z25），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00和G01指令編程 3、練習(xí)絕對坐標(biāo)（X、Z）與相對坐標(biāo)（U、W）編程作業(yè)七：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X80，Z25），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00和G01指令編程 3、絕對坐標(biāo)（X、Z）

27、與相對坐標(biāo)（U、W）編程4）坐標(biāo)平面的選擇G17、G18、G19G17： XY平面G18： XZ平面 G19： YZ 平面 對于數(shù)控銑床編程時，通常要進行平面選擇，指令機床在哪一平面進行運動。如立式數(shù)控銑床主要在XY平面進行切削，機床通電后，默認(rèn)G17方式。在進行圓弧插補，刀具半徑補償和用G代碼鉆孔時，需要選擇平面。對于車床總是在XZ平面內(nèi)運動，故無需編寫平面指令5）圓弧插補指令G02、G03 該指令使刀具能在各個坐標(biāo)平面內(nèi)切削任意半徑的圓弧輪廓和用圓弧段逼近的曲線輪廓。G02為順時針圓弧插補；G03為逆時針圓弧插補。 圓弧插補方向的判斷方法：在直角坐標(biāo)系中，當(dāng)從編程坐標(biāo)系的Z軸（Y 軸或X軸

28、）的正方向看XY平面（XZ平面或YZ平面）時，決定XY平面（XZ平面或YZ平面）的“順時針”（G02）和“逆時針”（G03）方向 順時針圓弧插補 G02逆時針圓弧插補 G03格式：坐標(biāo)平面圓弧終點坐標(biāo)圓弧半徑，當(dāng)圓心角大于180度時，R為負；當(dāng)圓心角小于180度時，R為正。整圓不能用半徑編程。 進給速度圓心坐標(biāo)I、J、K，一般用圓心相對于圓弧起點（矢量方向指向圓心）在X、Y、Z坐標(biāo)的分矢量表示。G02 X18 Y0 R18；G03 X68 Y0 R25；G02 X88 Y20 R-20；例：加工如圖輪廓G90狀態(tài)：G02 X18 Y-18 R18 ;G03 X50 Y0 R25 ;G02 X2

29、0 Y20 R20 ;例：加工如圖輪廓G91狀態(tài)：I起點位置終點位置J中心位置XYa) X-Y平面的圓弧起點位置終點位置IK中心位置XZb) Z-X平面的圓弧圓心坐標(biāo) I，J，K例：加工如圖輪廓G90狀態(tài)：G02 X18 Y0 I0 J-18；G03 X68 Y0 I25 J0；G02 X88 Y20 I0 J20； 終點坐標(biāo)可以用絕對值，也以用增量值表示；圓心坐標(biāo)I，J，K總是為增量值。作業(yè)八：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0，Z500），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G02和G03指令編程，練習(xí)圓心坐標(biāo)I、J編程，練習(xí)絕對坐標(biāo) （G90）編程 3、注意進刀與

30、退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）= 5 mm作業(yè)九：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0，Z500），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G02和G03指令編程，練習(xí)半徑R編程，練習(xí)相對坐標(biāo)（G91）編程 3、注意進刀與退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）=3mm作業(yè)十：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X0，Y0 ，Z500 ），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00、G01、G02、G03指令編程，圓心坐標(biāo)I、J與半徑R編程， 絕對坐標(biāo)（G90）與相對坐標(biāo)（G91）編程 3、注意進刀與退刀路線的設(shè)置 4、背吃刀量（銑削深度）= 4 mm作

31、業(yè)十一：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X125，Z25），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00、G01、G02、G03指令編程 3、練習(xí)圓心坐標(biāo)I、K與半徑R編程 4、練習(xí)絕對坐標(biāo)（X、Z）與相對坐標(biāo)（U、W）編程作業(yè)十二：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置（X125，Z25），程序結(jié)束時刀具回到起始位置 2、練習(xí)G00、G01、G02、G03指令編程 3、練習(xí)圓心坐標(biāo)I、K與半徑R編程 4、練習(xí)絕對坐標(biāo)（X、Z）與相對坐標(biāo)（U、W）編程6）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92（G50）、G54G59當(dāng)用絕對尺寸編程時，必須先建立刀具相對于工件起始位置的坐標(biāo)系，即確定零

32、件的絕對坐標(biāo)原點(又稱程序原點或編程原點)設(shè)定在距刀具現(xiàn)在位置多遠的地方，也就是確定刀具起始點在工作坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并把這個設(shè)定值記憶在數(shù)控裝置的存儲器內(nèi)，作為后續(xù)各程序段絕對尺寸的基準(zhǔn)。格式：G92 X_ Y_； G50 X_ Z_； 通過G92后續(xù)的數(shù)值，建立工件坐標(biāo)系。此時刀具位置與指定的坐標(biāo)值一致。G92指令（銑床系統(tǒng)）G50指令（車床系統(tǒng)）例：當(dāng)?shù)毒咴贕54方式中定位在（200，160）時，如果指令了 G92 X100 Y100 則工件坐標(biāo)系XY被建立。G50 XA ZA 表明起刀點A處在工件坐標(biāo)系正向XA與ZA處，亦即在距離起刀點A的XA、ZA處為工件零點；此后程序都按工件坐標(biāo)系

33、編程。G92 -X1 -Y1 表明工件坐標(biāo)系設(shè)定在距起刀點（X1，Y1）處，或起刀點在（-X1，-Y1）處。 應(yīng)注意的是，當(dāng)機床開機回參考點之后，無論刀具運動到哪一點，數(shù)控系統(tǒng)對其位置都是已知的。也就是說，刀具起始點是一個已知點。 在程序中出現(xiàn)G92程序段時，即通過刀具當(dāng)前所在位置即刀具起始點設(shè)定了工件坐標(biāo)系。例題：在圖中，當(dāng)x=50mm,y=50mm,z=10mm時，試用G92指令設(shè)定加工坐標(biāo)系。設(shè)定程序段為 G92 X50 Y50 Z10;G54G59指令用零點偏移設(shè)定工件坐標(biāo)系。用戶可以從6個工件坐標(biāo)系指令中任意選擇，通過該指令給出工件零點在機床坐標(biāo)系中的位置。當(dāng)工件裝夾到機床上時求出偏

34、移量，通過操作面板輸入到規(guī)定的數(shù)據(jù)區(qū)，并在程序中選擇相應(yīng)的G54G59激活此值。也可在工作臺上一次裝夾多個工件，通過設(shè)定不同的工件零點，完成工件的加工。G54G58G55YXMG56G59G57A點程序： G90 G54 G00 X12.0 Y8.0 ；B點程序： G90 G59 G00 X15.0 Y7.0 ；如圖，G54程序的X12與Y20（P1）及G59程序的X35與Y10（P2）的偏置值用MDI方式存于系統(tǒng)中，并分別由G54和G59調(diào)用。例：數(shù)控銑床（FANUC 0M）加工坐標(biāo)系的設(shè)定步驟 在選擇了圖示的被加工零件圖樣，并確定了編程原點位置后，可按以下方法進行加工坐標(biāo)系設(shè)定：（1）準(zhǔn)備

35、工作 機床回參考點，確認(rèn)機床坐標(biāo)系；（2）裝夾工件毛坯 通過夾具使零件定位，并使工件定位基準(zhǔn)面與機床運動方向一致； （3）對刀測量 用簡易對刀法測量，方法如下：用直徑為10的標(biāo)準(zhǔn)測量棒、塞尺對刀，得到測量值為X = -437.726, Y = -298.160，如右圖所示。Z = -31.833，如左圖所示。（4）計算設(shè)定值 將前面已測得的各項數(shù)據(jù)，按設(shè)定要求運算。X坐標(biāo)設(shè)定值：X= -437.726+5+0.1+40= -392.626mm注：如右圖所示。-437.726mm為X坐標(biāo)顯示值；+5mm為測量棒半徑值；+0.1mm為塞尺厚度；+40.0為編程原點到工件定位基準(zhǔn)面在X坐標(biāo)方向的距離

36、。Y坐標(biāo)設(shè)定值：Y= -298.160+5+0.1+46.5= -246.46mm注：如右圖所示，-298.160mm為坐標(biāo)顯示值；+5mm為測量棒半徑值；+0.1mm為塞尺厚度；+46.5為編程原點到工件定位基準(zhǔn)面在Y坐標(biāo)方向的距離。Z坐標(biāo)設(shè)定值：Z= -31.833-0.2=-32.033mm。注：如右圖所示。-31.833為坐標(biāo)顯示值；-0.2為塞尺厚度。通過計算結(jié)果為：X -392.626；Y -246.460；Z -32.033（5）設(shè)定加工坐標(biāo)系將開關(guān)放在 MDI 方式下，進入加工坐標(biāo)系設(shè)定頁面。輸入數(shù)據(jù)為:X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033表示加

37、工原點設(shè)置在機床坐標(biāo)系的X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 的位置上。（6）校對設(shè)定值對于初學(xué)者，在進行了加工原點的設(shè)定后，應(yīng)進一步校對設(shè)定值，以保證參數(shù)的正確性。校對工作的具體過程如下：在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，再進行回機床參考點操作，其顯示值為X +392.626Y +246.460Z +32.033這說明在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，機床原點在加工坐標(biāo)系中的位置為：X +392.626Y +246.460Z +32.033這反過來也說明G54的設(shè)定值是正確的。使用G92（G50）、G54G59的注意事項 （1）G54G59設(shè)置加工坐標(biāo)系的方法是一樣的，但

38、在實際情況下，機床廠家為了用戶的不同需要，在使用中有以下區(qū)別：利用G54設(shè)置機床原點的情況下，進行回參考點操作時機床坐標(biāo)值顯示為G54的設(shè)定值，且符號均為正；利用G55G59設(shè)置加工坐標(biāo)系的情況下，進行回參考點操作時機床坐標(biāo)值顯示零值。（2）G92（G50）指令與G54G59指令都是用于設(shè)定工件加工坐標(biāo)系的，但在使用中是有區(qū)別的。G92指令是通過程序來設(shè)定、選用加工坐標(biāo)系的，它所設(shè)定的加工坐標(biāo)系原點與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān)，這一加工原點在機床坐標(biāo)系中的位置是隨當(dāng)前刀具位置的不同而改變的。（3）G54G59指令是通過MDI在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件加工坐標(biāo)系的，一旦設(shè)定，加工原點在機床坐標(biāo)系中的位

39、置是不變的，它與刀具的當(dāng)前位置無關(guān)，除非再通過MDI 方式修改。使用G92 （G50） 、G54G59的常見錯誤 當(dāng)執(zhí)行程序段G92 X 10 Y 10時，常會認(rèn)為是刀具在運行程序后到達X 10 Y 10 點上。其實， G92（G50）指令程序段只是設(shè)定加工坐標(biāo)系，并不產(chǎn)生任何動作，這時刀具已在加工坐標(biāo)系中的 X10 Y10點上。G54G59指令程序段可以和G00、G01指令組合，如G54 G90 G01 X 10 Y10時，運動部件在選定的加工坐標(biāo)系中進行移動。 程序段運行后，無論刀具當(dāng)前點在哪里，它都會移動到加工坐標(biāo)系中的X 10 Y 10 點上。7）刀具半徑補償指令G41、G42、G40

40、G41：左刀補（沿刀具加工方向看，刀具位于工件左側(cè)時為左補）。G42：右刀補（沿刀具加工方向看，刀具位于工件右側(cè)時為右補）。G40：取消刀補。當(dāng)用圓形刀具編程時，利用刀具半徑補償功能，只需向系統(tǒng)輸入刀具半徑值，即可按零件輪廓尺寸編程，而不必計算刀心軌跡與按刀心軌跡編程。按刀心軌跡編程時，其數(shù)據(jù)的計算有時是相當(dāng)復(fù)雜的，特別是當(dāng)?shù)毒吣p、重磨以及換新刀而導(dǎo)致刀具直徑變化時，必須重新計算，這就更加繁瑣，又不易保證加工精度。數(shù)控機床一般都具備刀具半徑自動補償機能，以適應(yīng)用圓頭刀具(如銑刀、圓頭車刀)加工時，可簡化程序編制。數(shù)控車床圓頭車刀刀尖圓弧半徑補償：G41大都用于車削內(nèi)徑時使用，因此稱之為內(nèi)孔刀

41、。G42大都用于車削外徑時使用，則稱之外圓刀。 在數(shù)控銑床上加工零件時，通常使用有一定直徑的銑刀，這樣刀具中心的軌跡相對工件的輪廓就偏移了一個刀具的半徑。若按刀心軌跡數(shù)據(jù)進行編程，刀具對工件就會產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象。利用刀具半徑補償功能，只要在程序中給出指令G41（左偏）或G42（右偏）以及偏置號D，刀具便會自動地沿輪廓方向，往左或往右自動偏置一個半徑。而編程人員在編程時，則可以直接以工件的標(biāo)注尺寸作為編程軌跡進行編程，無須考慮刀具半徑，使編程十分簡單。用G40可取消刀具半徑補償。 數(shù)控銑床刀具半徑補償：例：N01 G92 X0 Y0；N02 G90 G00 G41 XA YA T1 D01；N

42、03 G01 XB YB F_；N04 XC YC；N05 XD；N06 G02 XE YE R_ ；N07 G01 XF YF；N08 XA YA；N09 G00 G40 X0 Y0 M02； 當(dāng)?shù)毒吣p半徑變小后，手工輸入新的刀具半徑值到D代碼所在的存儲器中，不必修改程序，利用刀具半徑補償功能即可加工出合格的零件。 利用此功能，通過修正刀偏值，可完成粗、精加工。如圖 所示，若留出精加工余量，可在粗加工前向存儲器中輸入數(shù)值為r+的偏置量；而精加工時，偏置量輸入為r ，完成粗、精加工。同理，通過改變偏置量的大小，可控制零件輪廓尺寸精度，對加工誤差進行補償。8）刀具長度補償指令G43、G44、G

43、49通常加工一個工件要使用多把刀具，而每把刀有不同的長度。因此，應(yīng)預(yù)先測量出使用的每把刀具的長度。測出基準(zhǔn)刀具的長度和其他每把刀具的長度差L2，為刀具長度偏置值，并把測定出的L2值設(shè)定在數(shù)控系統(tǒng)中。 G43 Z L1 H_；（正向偏置）G44 Z L1 H_；（負向偏置）G49；（取消偏置）。H為指定刀具長度偏置值的地址，L1 為Z軸移動坐標(biāo)值。 L1為程序給定值，L2為長度補償值，此值通過機床操作面板輸入長度補償寄存器中，L3為實際加工的位移值，則長度補償計算為： L1、 L2 和L3的正負號由Z坐標(biāo)方向確定，式中加號運算由G43指定，減號運算由G44指定。 輔助功能M指令又稱M功能或M代碼

44、。該功能主要是為數(shù)控機床加工、操作而設(shè)定的工藝性指令。如主軸的正反轉(zhuǎn)，冷卻液的開、關(guān)等。 M代碼由地址符M后跟2-3位數(shù)字組成（大多為兩位），從M00至M99共100種。我國制定的M代碼標(biāo)準(zhǔn)是JB/T3208-1999。 (2) 輔助功能M指令1）程序停止指令M00、M01、M02、M30 M01：為計劃（任選）停止。與M00相似，但必須經(jīng)操作員預(yù)先按下操作面板上的任選停止按鈕確認(rèn)這個指令才能生效，否則此指令不起作用，繼續(xù)執(zhí)行以下程序。M02：為程序結(jié)束。放在最后一條程序段中，用以表示加工結(jié)束。它使主軸、進給、冷卻都停止，并使數(shù)控系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。M00：為程序停止。在完成該程序段其它指令后，

45、用以停止主軸轉(zhuǎn)動、進給和切削液，以便執(zhí)行某一固定的手動操作，如手動變速、手動換刀等。此后需重新啟動才能繼續(xù)執(zhí)行以下程序。M30：為紙帶結(jié)束。M30除與M20的作用相同外，還可使程序返回至開始位置。實際上，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)都用存儲程序運行，編程時都可用M30使程序返回。 2）主軸控制指令M03、M04、M05 M03：主軸正轉(zhuǎn)M04：主軸反轉(zhuǎn)M05：主軸停轉(zhuǎn)所謂主軸正轉(zhuǎn)是從主軸往正Z方向看去，主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)。逆時針方向為反轉(zhuǎn)。主軸停止旋轉(zhuǎn)是在該程序段及其他指令執(zhí)行完成后才停止。一般在主軸停止的同時，進行制動和關(guān)閉切削液。3）換刀指令M06 4）冷卻液控制指令M07、M08、M09 5）運動部件

46、夾緊和松開指令M10、M11 M06：換刀指令。常用于加工中心機床刀庫換刀前的準(zhǔn)備動作。 M07：2號切削液（霧狀）開（冷卻泵啟動）。M08：1號切削液（液狀）開（冷卻泵啟動）。M09：切削液停。 M10、M11：運動部件的夾緊及松開。 6）子程序調(diào)用指令M98、M99 M98 P_ L_：子程序調(diào)用，地址P后接4位數(shù)字，為子程序號，地址L后接子程序調(diào)用次數(shù)，調(diào)用一次時可省略M99：子程序結(jié)束，返回主程序進給功能F指令又稱F功能或F代碼。它的功能是指令切削的進給速度。對于車床，可分為每分鐘進給（mm/min）和主軸每轉(zhuǎn)進給（mm/r）兩種；對于銑削控制，一般用每分鐘進給；在螺紋切削程序段中還用

47、來指令導(dǎo)程。例：G01 X50 Y30 F100；表示以進給速度100mm/min直線插補至XY平面上（50，30）點。 例：G01 X50 Z30 F0.2；表示以進給速度0.2mm/r直線插補至XZ平面上（50，30）點。 (3) 進給功能F指令主軸轉(zhuǎn)速功能S指令又稱S功能或S代碼。它用來指定主軸的轉(zhuǎn)速。例如：M03 S1200表示主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1200r/min。(4) 主軸轉(zhuǎn)速功能S指令刀具功能T指令又稱T功能或T代碼。它的功能是用來指定加工時用的刀具號和偏置號。當(dāng)一個零件在進行加工時，需選擇各種刀具，每把刀具都指定了特定的刀具號。若程序中指定了刀具號和刀偏號，便可進行自動換刀，選擇

48、相應(yīng)的刀具和刀具偏置值。例如：T0101表示為1號刀，1號刀具偏置號。若T0100則表示取消刀具補償。 (5) 刀具功能T指令N10 G00 X30 Y30；N20 Z2；N30 G01 Z-4；N40 Y80；N50 X60 Y130；N60 X90；N70 Y90；N80 X170；N90 Y130；N100 X190；N110 X230 Y50；N120 Y20；N130 X110；N140 Y40；N150 X20；N160 G00 Z500；N170 X0 Y0；N01 G92 X0 Y0；N02 S1000 M03；N10 G41 G00 X30 Y30 D01；N20 G43 Z2 H01；N30 G01 Z-4 F80；N40 Y80 F100；N50 X60 Y130；N60 X90；N70 Y90；N80 X170；N90 Y130；N100 X190；N110 X230 Y50；N120 Y20；N130 X110；N140 Y40；N150 X20；N160 G49 G00 Z500； N170 G40 X0 Y0；N180 M02；作業(yè)十三：寫出圖示零件的加工程序 要求：1、刀具起始位置為工件坐標(biāo)系原點，程序結(jié)束時刀具返回原點 2、練習(xí)工件坐標(biāo)系設(shè)定、主軸啟動與轉(zhuǎn)速、刀具補償、切削速度、輪廓加