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1、,項目十一 數(shù)控車削階梯軸類零件（1） 項目式教學(xué),一、數(shù)控車床編程原則,一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（1）,數(shù)控車床編程時，可采用絕對值編程、增量值編程或兩者混合編程。 由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上標(biāo)注和測量時，都是以直徑值表示，因此直徑方向用絕對值編程時，X以直徑值表示；用增量值編程時，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值表示，并帶上方向符號。,一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（2）,（1）絕對值編程 絕對值編程是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編程原點（即工件坐標(biāo)系原點）計算出工件輪廓基點或節(jié)點絕對值坐標(biāo)尺寸進行編程的一種方法。首先找出編程原點的位置，并用地址X、Z表

2、示工件輪廓基點或節(jié)點絕對坐標(biāo)，然后進行編程。例如程序段“G01 X 50.0 Z 80.0；”中，X和Z后面的坐標(biāo)值表示輪廓終點的絕對值坐標(biāo)（即輪廓終點相對于工件坐標(biāo)系原點的值）。,一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（3）,（2）增量值編程 增量值編程是根據(jù)與前一位置的坐標(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。 采用增量值編程時，用U、W代替X、Z進行編程。U、W的正負由行程方向來確定，行程方向與機床坐標(biāo)方向相同時為正，反之為負。 程序段“G01 U 50.0 W 80.0；”表示終點相對于前一加工點的坐標(biāo)差值在X軸方向為50，Z軸方向為80。,

3、一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（4）,（3）混合編程 設(shè)定工件坐標(biāo)系后，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。數(shù)控編程時采用絕對值編程、增量值編程或混合編程，取決于數(shù)據(jù)處理的方便程度。,一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（5）,1)絕對值編程 N10 G01 X30.0 Z0 F100；（以工件右端面中心為工件坐標(biāo)系原點，刀具至P0點） N15 X40.0 Z-25.0；（刀具至P1點） N20 X60.0 Z-40.0；（刀具至P2點） ,一、數(shù)控車床編程原則,2）增量值編程 N10 G01 U10.0 W-25.0 F100；（刀具至P1點）

4、N15 U20.0 W-15.0；（刀具至P2點） ,1絕對值編程與增量值編程（6）,一、數(shù)控車床編程原則,1絕對值編程與增量值編程（7）,3）混合編程 N10 G01 U10.0 Z-25.0 F100； N15 X60.0 W-15.0；,一、數(shù)控車床編程原則,2脈沖數(shù)編程與小數(shù)點編程 （1）,（1）脈沖數(shù)編程 與數(shù)控系統(tǒng)最小設(shè)定單位(脈沖當(dāng)量)有關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為0.001時，表示對應(yīng)一個脈沖，運動部件移動0.001mm。程序中移動距離數(shù)值以m為單位，例如X60000表示移動60000m，即移動60mm。若小數(shù)點后面的數(shù)位超過4位時，數(shù)控系統(tǒng)則按四舍五入處理。,一、數(shù)控車床編程原則,2

5、脈沖數(shù)編程與小數(shù)點編程 （2）,（2）小數(shù)點輸入編程 表明以mm為單位，要特別注意小數(shù)點的輸入。例如，X60.0表示采用小數(shù)點編程移動距離為60mm；而X60則表示采用脈沖數(shù)編程，移動距離為60m(0.06mm)。小數(shù)點編程時，小數(shù)點后的零可省略，如X60.0與X60是等效的。,一、數(shù)控車床編程原則,二、快速點定位指令編程（G00）,1指令格式,G00 X（U） Z（W） ； GOO指令是模態(tài)代碼，它命令刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標(biāo)位置。它只是快速定位，而無運動軌跡要求，也無切削加工過程。 絕對值編程時，刀具分別以各軸的快速進給速度運動到工件坐標(biāo)系X、Z點； 增量值

6、編程時，刀具以各軸的快速進給速度運動到距離現(xiàn)有位置為U、W的點。,二、快速點定位指令編程（G00）,2指令應(yīng)用說明,1）GOO為模態(tài)指令，可由G01、G02、G03等指令注銷。 2）移動速度不能用程序指令設(shè)定，各軸的快移速度可以相同，可以不相同。 3）GOO的執(zhí)行過程為刀具由程序起始點加速到最大速度，然后快速移動，最后減速到終點，實現(xiàn)快速點定位。 4）在執(zhí)行G00指令時，由于各軸以各自速度移動，不能保證各軸同時到達終點，聯(lián)動直線軸的合成軌跡多數(shù)情況是折線，操作者要十分小心，避免刀具與工件發(fā)生碰撞。 5）G00指令一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。,二、快速點定位指令編程（G00）,3

7、G00指令應(yīng)用舉例,絕對值編程：G00 X120.0 Z100.0； 增量值編程：GOO U80.0 W80.0；,二、快速點定位指令編程（G00）,三、直線插補指令編程（G01）,1指令格式,G01 X（U） Z（W） F ； G01指令是模態(tài)代碼，它是直線運動的命令，規(guī)定刀具在兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)間以插補聯(lián)動方式按F指定的進給速度作任意斜率的直線運動。 絕對值編程時，刀具以F指令的進給速度進行直線插補，運動到工件坐標(biāo)系X、Z點； 增量值編程時，刀具以F進給速度運動到距離現(xiàn)有位置為U、W的點。 F進給速度在沒有新的F指令以前一直有效，不必在每個程序段中都寫入F指令。,三、直線插補指令編程（G01）

8、,2指令應(yīng)用說明,1）GO1為模態(tài)指令，可由G00、G02、G03等指令注銷。 2）G01指令后的坐標(biāo)值取絕對值編程還是取增量值編程，由尺寸字（X、Z）或（U、W）決定。 3）進給速度由F指令決定。F指令也是模態(tài)指令，可由GOO指令取消。如果在G01程序段之前的程序段沒有F指令，而現(xiàn)在的G01程序段中也沒有F指令，則機床不運動。因此，G01程序中必須含有F指令。,三、直線插補指令編程（G01）,3G01指令應(yīng)用舉例 （1）,O2001 T0101； M03 S450； G00 X16.0 Z2.0； G01 X26.0 Z-3.0 F60.； Z-48.0； X60.0 Z-58.0；

9、X80.0 Z-73.0； X90.0； G00 X100.0 Z10.0； M05； M30；,三、直線插補指令編程（G01）,三、直線插補指令編程（G01）,3G01指令應(yīng)用舉例 （2）,O2002(已調(diào)試) T0101; M03 S400; G00 X31.0 Z3.0; G01 Z-50.0 F80.0; X36.0; Z3.0; X30.0; Z-50.0; X36.0; G00 X100.0 Z50.0; M05; M30;,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,1數(shù)控車床加工圓弧順圓、逆圓判斷（1）,圓弧插補指令可指令刀具沿圓弧移動，圓弧有順圓與逆圓之分。對于數(shù)控車

10、床，根據(jù)X、Z軸的正方向，用右手法則判斷出Y軸的正方向。 從Y軸正方向向Y軸負方向看過去，順著加工方向，是順時針方向的圓弧即為順圓，逆時針方向的圓弧即為逆圓。,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,1數(shù)控車床加工圓弧順圓、逆圓判斷（2）,后置刀架,前置刀架,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,2指令格式（1）,,,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,2指令格式（2）,,,（2）指令中字符含義 指令中符號含義如下： 1）指令格式中G02表示順圓插補，G03表示逆圓插補。 2）采用絕對值編程時，用X、Z表示圓弧終點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；采用增量編程時，用U、W表示圓弧終點相對于圓弧起點

11、的增量值。 3）圓心坐標(biāo)I、K為圓弧起點到圓弧中心所作矢量分別在X、Z軸方向上的分矢量(矢量方向指向圓心)，當(dāng)分矢量方向與坐標(biāo)軸的方向一致時為“+”號，反之為“-”號，圓心坐標(biāo)I、K正負取值如圖所示。編程時I0、K0可以省略不寫。,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,2指令格式（3）,,,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,2指令格式（4）,,,4）用半徑R指定圓心位置時，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓?。▋?yōu)弧和劣弧）的可能性，因此，在編程的時候規(guī)定圓心角小于或等于180圓弧時R值為正；圓心角大于180圓弧時R值為負，如圖所示。,四、圓弧插補指令編程（G02/G0

12、3）,2指令格式（5）,,,5）程序段中同時給出I、K和R值，以R值優(yōu)先，I、K無效。 6）G02、G03用半徑指定圓心位置時，不能描述整圓，如果需要用指令描述整圓時，只能使用分矢量編程，同時終點坐標(biāo)可以省略不寫，如“G02（G03）I K ；”。但在數(shù)控車床上，由于刀具結(jié)構(gòu)的原因，一般不超過180。 7）F為圓弧切削時的圓弧切線方向進給速度。,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （1）,,,（1）采用后置刀架加工時： 1）絕對值編程： G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3； 2）增量值編程： G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F

13、0.3；,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （2）,,,（2）采用前置刀架加工時： 1）絕對值編程： G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3； 2）增量值編程： G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （3）,,,O2003 T0101； M03 S400； G50 S1500； G96 S40； G00 X0.0 Z5.0； G01 Z0.0 F60.0； G03 X24.0 Z-24.0 R15.0； G02 X

14、26.0 Z-31.0 R5.0； G97 S400； G01 Z-40.0； X40.0； G00 X100.0 Z50.0； M05; M30；,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （4）,,,選擇內(nèi)孔為25，外形尺寸為50100的毛坯棒料； 選擇內(nèi)孔車刀作為孔加工刀具,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （5）,,,建立工件系（對刀方式） 裝夾毛坯 在工件內(nèi)表面試切一刀； 保持刀具位置不變 測量刀具所在位置X、Z方向坐標(biāo)尺寸（注意Z坐標(biāo)帶符號）； 進行形狀補正設(shè)定，通過“測量”方式輸入測量參數(shù)； 工件坐標(biāo)系由此建立。,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,四

15、、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （6）,,,試切及測量畫面,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （7）,,,刀具形狀補正參數(shù)設(shè)定,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G02/G03指令應(yīng)用舉例 （8）,,,O2004(已調(diào)試); T0101; M03 S400; G00 X30.0 Z3.0; G01 Z-20.0 F50.0; G02 X26.0 Z-22.0 R2.0; G01 Z-40.0; X24.0; G00 Z50.0; X100.0; M05; M30;,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,四、圓弧插補指令編程（G02/G03）,3G0

16、2/G03指令應(yīng)用舉例 （8）,,,零件加工完工及程序畫面,五、暫停指令編程（G04）,1指令格式,G04 X（U） （s）或G04 P （ms） 其中X、U、P為暫停時間：P后面的數(shù)值為整數(shù)，單位為ms；X(U)后面為帶小數(shù)點的數(shù)，單位為s。例如，欲停留1.5s的時間，則程序段為：G04 X1.5或G04 P1500。,五、暫停指令編程（G04）,2指令應(yīng)用說明,1）該指令為非模態(tài)指令，僅在其規(guī)定的程序段中有效。 2）G04指令可使刀具作短暫的停留，以獲得圓整而光滑的表面質(zhì)量，常用于鉆鏜孔、車槽等加工時，刀具在很短時間內(nèi)實現(xiàn)無進給光整加工。 3）G04指令除了用于切槽、鉆鏜孔外，還可以用于拐

17、角軌跡的控制，如車臺階軸，以彌補跟隨誤差。 4）G04指令可以用于實現(xiàn)暫停，暫停結(jié)束后，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。,五、暫停指令編程（G04）,六、單位選擇指令編程（G20/G21）,1受G20/G21影響的參數(shù),1）F表示的進給速度指令值； 2）與位置有關(guān)的指令值； 3）偏移量； 4）手搖脈沖發(fā)生器1個刻度的值：G20時最小設(shè)定單位是0.0001in，G21時最小設(shè)定單位是0.001mm； 5）步進的移動量； 6）某些參數(shù)。,六、單位選擇指令編程（G20/G21）,2指令應(yīng)用說明,1）在程序中指令單位時，英制米制轉(zhuǎn)換指令G20/G21代碼要在坐標(biāo)系設(shè)定指令之前，在程序的開頭用單獨程序段指令。 2）

18、電源接通時，英制、米制轉(zhuǎn)換的G代碼與切斷電源前相同。 3）程序執(zhí)行過程中不要變更G20、G21指令； 4）英制輸入(G20)和米制輸入(G21)相互轉(zhuǎn)換時，為使偏置值符合輸入單位，應(yīng)重新設(shè)定。,六、單位選擇指令編程（G20/G21）,七、直徑編程和半徑編程,1.直徑編程G22和半徑編程G23,車削類零件橫斷面一般為圓形，所以關(guān)于尺寸指定有半徑指定和直徑指定兩種方法。 當(dāng)用直徑指定時稱為直徑編程；當(dāng)用半徑指定時稱為半徑編程。具體到機床，是用直徑指定還是用半徑指定，是通過機床參數(shù)的設(shè)定來確定的。,七、直徑編程和半徑編程,八、自動返回參考點指令G28,1指令格式,G28 X(U) Z(W) ； 執(zhí)行

19、該指令時，刀具先快速移動到指令中X(U)、Z(W)所指的中間點坐標(biāo)位置，然后自動回參考點。到達參考點后，相應(yīng)的坐標(biāo)指示燈亮。,八、自動返回參考點指令G28,2指令應(yīng)用說明,1）X、Z表示絕對編程時，中間點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，U、W表示增量編程時，中間點相對于起點的位移量。 2）G28指令用于刀具自動更換或者消除機械誤差，在執(zhí)行該指令之前用T0000方式取消刀具位置偏置及刀尖半徑補償。 3）在G28程序段中不僅產(chǎn)生坐標(biāo)軸移動指令，而且記憶了中間點坐標(biāo)值，以供G29使用。 4）電源接通后，在沒有手動返回參考點的狀態(tài)下，指定G28時，從中間點自動返回參考點，與手動返回參考點相同。這時從中間點到參考

20、點的方向就是機床參數(shù)“回參考點方向”設(shè)定的方向。 5）G28指令僅在其被規(guī)定的程序段中有效。,八、自動返回參考點指令G28,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,1.示例1(1),（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件為簡單階梯軸，尺寸公差按未注公差處理，無形位公差要求，表面粗糙度全部為Ra6.3。 （2）毛坯選擇 選擇毛坯尺寸為3530PVC棒料。 （3）設(shè)備選擇 選擇實訓(xùn)車間現(xiàn)有數(shù)控臥式車床。 （4）裝夾方式選擇 用三爪卡盤裝夾及軟爪或護套裝夾。 （5）刀具選擇 外圓端面車刀（T0101）。,1.示例1(2),十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,,1.示例1(3),（6）切削用量

21、選擇：,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,,（7）加工工藝路線安排 零件加工工藝路線安排如下： 1）車端面：用三爪卡盤夾持毛坯約12左右，校正，夾緊，用外圓端面車刀加工零件20側(cè)端面。 2）粗車外圓：零件20側(cè)加工余量為15（直徑方向），粗加工分兩次走刀，每次吃刀深度均為3.5，留0.5精加工余量。 3）精加工外圓至尺寸。 4）工件掉頭安裝：用軟爪或護套夾持20加工側(cè)，校正，夾緊。 5）加工30側(cè)端面，并保證工件全長。 6）粗加工30側(cè)外圓表面，留0.5精加工余量。 7）精加工30側(cè)外圓表面至圖紙尺寸要求。,1.示例1(4),十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,1.示例1(

22、5),,O2006(已調(diào)試) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z0.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 X28.0 Z1.0; G01 Z-15.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X21.0; G01 Z-15.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X16.0; G01 X20.0 Z-1.0 F50.0 S600; Z-15.0; X28.0; X30.0 Z-16.0; G00 X100.0; Z100.0; M05; M30;,O2007(已調(diào)試) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z3.0; G01

23、 X-1.0 F50.0; X36.0 Z5.0; Z1.0 X-1.0; X36.0 Z5.0; Z0.0; X-1.0; G00 X31.0 Z1.0; G01 Z-12.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X26.0; G01 X30.0 Z-1.0 F50.0 S600; Z-12.0; G00 X100.0 Z100.0; M05; M30;,工件掉頭裝夾時,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,1.示例1(6),,零件右端加工及其完工畫面 加工前刀具需要對刀及設(shè)置形狀補正參數(shù),十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,1.示例1(7),,工件調(diào)頭裝夾及其試切測量畫面,1.示

24、例1(8),,對于本工件而言，毛坯比工件長5mm； Z方向?qū)Φ恫Φ秴?shù)通過“測量”方式輸入后形成Z向形狀補正值，實際工件坐標(biāo)系Z方向值應(yīng)在該補正值基礎(chǔ)上減去5mm。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,1.示例1(9),,刀具補正畫面,2.示例2（1）,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（2）,（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件為含圓弧要素階梯軸，兩處圓柱表面有尺寸及其公差要求，大圓弧半徑為R10，小圓弧半徑為R5，除圓柱體外其余尺寸公差按未注公差處理，無形位公差要求，表面粗糙度全部為Ra3.2，未注倒角為145。 編程時，對于有公差要求的尺寸，按公差范圍的中

25、間值取值。 如 ，尺寸范圍為29.97-30，精加工編程時取中間值為29.985。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（3）,（2）毛坯選擇 選擇毛坯尺寸為3537，PVC棒料。 （3）設(shè)備選擇 選擇實訓(xùn)車間現(xiàn)有數(shù)控臥式車床。 （4）裝夾方式選擇 用三爪卡盤裝夾及軟爪或護套裝夾。 （5）刀具選擇 外圓端面車刀（T0101）。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（4）,,（6）切削用量選擇 如表示。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（5）,（7）加工工藝路線安排 零件加工工藝路線安排如下： 1）車右端面：用三爪卡盤夾持毛坯約10左右，校正，夾緊，用外圓端面車刀加工零

26、件20側(cè)端面。 2）粗車外圓：零件20側(cè)加工余量為15（直徑方向），粗加工分三次走刀，圓弧側(cè)精加工前要沿45斜線去掉邊角余量，粗加工后單邊留0.5精加工余量。 3）精加工外圓表面至尺寸。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（6）,4）工件掉頭安裝：用軟爪或護套夾持20加工側(cè)，校正，夾緊。 注意建立工件坐標(biāo)系時Z方向尺寸比對刀尺寸少5mm,因為毛坯比工件長5mm。 5）加工30側(cè)端面，分三次吃刀，最終保證工件全長。 6）粗加工30側(cè)外圓表面，單邊留0.5精加工余量。 7）精加工30側(cè)外圓表面至圖紙尺寸要求。,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（7）,O2

27、008(已調(diào)試) T0101; M03 S400; G00 X40.0 Z0.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 X30.0 Z1.0; G01 Z-25.0 F80.0; X40.0; Z1.0; X28.0; G01 Z-25.0 F80.0; X40.0; Z1.0; X21.0;,G01 Z-20.0 F80.0; G02 X30.0 Z-24.5 R4.5; G01 X40.0; G00 Z4.14; X0.0; G01 X28.28 Z-10.0; G00 Z0.0; G01 X0.0 F80.0; G03 X19.985 Z-9.993 R9.993 F

28、50.0; G01 Z-19.993 F50.0; G02 X29.985 Z-24.993 I5.0; G01 X40.0; G00 X100.0 Z50.0; M05; M30;,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（8）,O2009(已調(diào)試) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z3.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 Z5.0; X36.0; Z1.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 Z5.0; X36.0; Z0.0;,G01 X-1.0 F50.0; G00 X31.0 Z1.0; G01 Z-10.0 F80.0; G00 X40.0 Z1.0; X26.0; G01 X29.985 Z-1.0 F50.0; Z-10.0; G00 X50.0 Z50.0； M05; M30;,工件調(diào)頭裝夾時,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（9）,工件右端對刀時形狀補正畫面,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（10）,工件右端加工完工畫面,2.示例2（11）,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,工件調(diào)頭裝夾畫面,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（12）,工件調(diào)頭后對刀補正畫面,十、數(shù)控車床基本指令編程舉例,2.示例2（13）,工件完工及測量畫面,END!,