急求数控车床编程的完整编程

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第一节数控车床编程基础

一、数控车编程特点

(1) 可以采用绝对值编程(用X、Z表示)、增量值编程(用U、W表示)或者二者混合编程。

(2) 直径方向(X方向) 系统默认为直径编程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定。

(3) X向的脉冲当量应取Z向的一半。

(4)采用固定循环，简化编程。

(5) 编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为圆弧，因此，当编制加工程序时，需要考虑对刀具进行半径补偿。

二、数控车的坐标系统

加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向，如图2.1.1所示：

加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。

图2.1.1数控车床坐标系

三、直径编程方式

在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值，如图2.1.2所示：图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40，60）。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。

图2.1.2 直径编程

四、进刀和退刀方式

对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。如图2.1.3所示。

图2 .1.3切削起始点的确定

五、绝对编程与增量编程

X、Z表示绝对编程，U、W表示增量编程，允许同一程序段中二者混合使用。

图2 .1.4 绝对值编程与增量编程

如图2.1.4所示，直线A→B ,可用：

绝对: G01 X100.0 Z50.0

相对: G01 U60.0 W-100.0

混用: G01 X100.0 W-100.0

或 G01 U60.0 Z50.0

第2节数控车床的基本编程方法

数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等，在分析了数控车床工艺装备和数控车床编程特点的基础上，下面将结合配置FANUC-0i数控系统的数控车床重点讨论数控车床基本编程方法。

一、坐标系设定

编程格式G50 X～ Z～

式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。

在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图2.1.5所示。

例：按图2.1.5设置加工坐标的程序段如下：

G50 X 121.8 Z 33.9

图2.1.5 G50设定加工坐标系

工件坐标系的选择指令G54～G59

图2.1.6 G54设定加工坐标系

例如，用G54指令设定如图所示的工件坐标系。

首先设置G54原点偏置寄存器：

G54 X0 Z85.0；

然后再在程序中调用：

N010 G54；

说明：

1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。

2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的，在程序运行前已设定好，在程序运行中是无法重置的。

3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用 MDI 方式输入，系统自动记忆。

4、使用该组指令前，必须先回参考点。

5、G54～G59为模态指令，可相互注销。

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二、基本指令G00、G01、G02、G03、G04、G28

1．快速点位移动G00

格式：G00X(U)_Z(W)_；

其中，X(U)_、Z(W)_为目标点坐标值。

2．直线插补G01

格式：G01 X(U)_Z(W)_ F_；

其中，X(U)、Z(W)为目标点坐标，F为进给速度。

机床执行G01指令时，如果之前的程序段中无F指令，在该程序段中必须含有F指令。G01和F都是模态指令。

3．圆弧插补G02、G03

顺时针圆弧插补用G02指令，逆时针圆弧插补用G03指令。

1) 用圆弧半径R和终点坐标进行圆弧插补

格式：G18 G02(G03)X(U)_Z(W)_ R _ F_；

其中：X(U)和Z(W)为圆弧的终点坐标值，

绝对值编程方式下用X和Z，增量值编程方式下用U和W。规定圆弧对应的圆心角小于等于180°时，用“＋R”表示；反之，用“－R”表示。

F为加工圆弧时的进给量。

2) 用分矢量和终点坐标进行圆弧插补

格式：G18 G02(G03)X(U)_Z(W)_I _K _F_；

其中：

X(U)和Z(W)为圆弧的终点坐标值，绝对值编程方式下用X和Z，增量值编程方式下用U和W。

I、K分别为圆弧的方向矢量在X轴和Z轴上的投影(I为半径值)。当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取负号。如图2.1.7所示，图中所示I和K均为负值。

图2.1.7 圆弧指令编程

4．暂停指令G04

格式：G04 X(P)_；

其中，X(P)为暂停时间。

X后用小数表示，单位为秒；

P后用整数表示，单位为毫秒。

如 ：

G04 X2.0表示暂停2秒；

G04 P1000表示暂停1000毫秒。

5．返回参考点指令G28

G28指令可以使刀具从任何位置以快速点定位方式经过中间点返回参考点。

格式：G28 X _Z _；

其中，X、Z是中间点的坐标值。

三、有关单位设定

1、尺寸单位选择：

格式：G 20 英制输入制式 英寸输入

G 21 公制输入制式 毫米输入 (默认)

2、进给速度单位的设定

每转进给量 编程格式 G95 F~

F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。

例：G95 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。

每分钟进给量 编程格式G94 F~

F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。

例：G94 F100 表示进给量为100mm/min。

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制定零件车削加工顺序一般应遵循以下原则：

1、先粗后精

按照粗车→半精车→精车的顺序进行，逐步提高零件的加工精度。

2、先近后远

通常在粗加工时，离换刀点近的部位先加工，离换刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间，并且有利于保持坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

3、先内后外

扩展资料

车削加工在机器制造行业中是使用得最为广泛的一种，车床的数量大、人员多、加工范围广，使用的工具、卡具又很繁多、所以车削加工的安全技术问题，就显得特别重要，其重点工作如下：

1、切屑的伤害及防护措施

车床上加工的各种钢料零件韧性较好，车削时所产生的切屑富于塑性卷曲，边缘比较锋利。防止切屑伤害常采取断屑、控制切屑流向措施和加设各种防护挡板。断屑的措施是在车刀上磨出断屑槽或台阶；采用适当断屑器，采用机械卡固刀具。

2、工件的装卡

在车削加工的过程中，因工件装卡不当而发生损坏机床、折断或撞坏刀具以及工件掉下或飞出伤人的事故为数较多。所以，为确保车削加工的安全生产，装卡工件时必须格外注意。

3、安全 *** 作

工作前要全面检查机床，确认良好方可使用。工件及刀具的装卡保证位置正确、牢固可靠。加工过程中，更换刀具、装卸工件及测量工件时，必须停车。工件在旋转时不得用手触摸或用棉丝擦拭。要适当选择切削速度、进给量和吃力深度，不许超负荷加工。

机床主轴的性能必须在满足了加工精度和效率为前提，一些传统的主轴概念已不能满足现在机床主轴的需求，它的速度和精度，以及刚度、功率的匹配特性要好，这样就要考虑质量。而数控车床加工零件时，车削的参数和走刀路径是设定好之后通过计算机的控制系统来进行车削加工的，所以零件的加工质量和效率重要影响因素的是数控车床的加工工艺流程。随着数控技术的发展，加工质量在提高，但在数控加工的工艺规范性的指导方面还是很缺乏的，从而产品质量的一致性和稳定性得不到保证,这一因素在一定程度上对数控车床的技术发展存在着制约，下面从数控车床加工的加工方法和工序选择、线路制定、刀具安装、等几个重要步骤对零件的工艺有效改变途径进行分析：

一、对加工零件的工艺性分析要准确

1、需要加工零件的工艺性要符合数车加工的特点

车床加工零件其图纸的设计上，在尺寸的标上应该以方便加工为前提，在图纸上应该直接使用统一的基准并给出坐标尺寸，这样便于在编程和协调各个尺寸，在保证工艺基准和设计基准，以至于检测基准和编程原点等方面的一致性提供了方便，这样设计人员对产品的使用特性上打消了顾虑，在手工编程时要计算基点坐标和计算点，应注意是否充分允许工件轮廓几何元素的条件，自动编程时要所有几何元素中定义，工艺性分析要充分考虑各个几何元素的充分合理的特性。

2、需加工的零件工艺性适合数控车床加工的特点

首先要注意零件的外形以及内孔需要尽量采用统一的尺寸和几何类型的刀具，并且尽量减少其更换刀具的次数。加工的零件质量优劣是与其轮廓形状和圆弧半径等相关。因此，在开槽内圆角不能过小，因为有可能没有相应的刀具相匹配，需防止零件结构性不好而产生的边上应力集中，从而零件的寿命受到影响，为防止工件的重复装夹从而形成加工的两个面的尺寸和在轮廓上的位置不对称，我们在安排工艺上尽量的统一定位基准。可以将相应的基准孔用工艺孔，工件也要有定位基准孔。上面两种方式都不能实现，统一定位标准也可以考虑用精加工过的表面，两次装夹的误差可以减少。

二、采用加工方法和加工工序要适当

1、选择适当的加工方法

在加工中适合的加工方法是要保证加工精度和工件的表面粗糙度能够达到设计的要求和标准为原则的。在选择加工方法时要考虑零件的形状、尺寸、热处理各个技术要求，在能够达到同一级别的加工方法中选出最高效、最适合的加工方法。根据生产设备的实际情况，对于一些箱体表面上的孔选择铰孔方法，箱体表面上较大的孔一般采用镗孔，较小的孔一般采用铰孔的方法，同时我们在加工中也要根据实际情况考虑尽可能的降低生产成本、提高生产效率等因素。

2、选择适当的加工工序

在数控车床加工时，就考虑在一次装夹时能否一次性的完成全部工序或者是大部分工序，工序尽可能的集中，这就需要先来分析图样中整个零件的加工中可不可以一次装夹完成，如果达不到的情况下，要减少装夹的次数和刀具的更换次数。并且在划分工步中，加工精度和加工效率两个方面因素要重点考虑，在同一个工件的加工表面上顺序是粗加工、半精加工、精加工，也可所有表面粗加工、精加工分着进行。

三、制定最优加工路线

制定加工路线原则应遵循：减少刀具空程时间并保证加工路线最短，并且无效的程序段要减少；保证零件的表面精度和表面粗糙度；为了减少编程的工作量要简化数值计算；在数控车床中有些点位控制只是对定位的精度要求高些，刀具的走刀路线不是很重要，因此类似这样的车床是以空行程最短为走刀的线路，刀具的在轴的方向上的距离要确定，而这个因素受工件长度行程的影响。

四、制定数控车床上刀具的安装设计与工序卡

1、刀具的安装设计

在刀具安装时我们应该考虑的最基本的准则是：尽量来统一工艺并且设置的步骤所要编程的基准在装夹中次数最大可能性的少,在所有加工的表面时争取能一次装夹来完成从而来充分发挥数控车床的效能,达到避免占机人工调整的目的。在数控车床的加工时还需注意，当加工的零件数量不是很多时，在数控加工中对夹具提出了基本要求：一是应该保证坐标方向和夹具的坐标方向彼此间相对的固定；另外也要关注机床的坐标系的尺寸与零件之间的关系。从而来节约生产费用和节省一些生产准备时间。

2、关于制定数控车床工序卡

数控车床因为价比较高并且其性能很好，由于数控车床的特性，相适应的工序内容也复杂，因此它能够完成复杂的工作任务。数控车床编程上改进工步的问题是提高效率的因素，因此考虑好数控加工工序中主要内容中的路线、对刀点、换刀点以及原点、车削参数、编程说明等。

3、关于轴类改进后的效果

我们在机床主轴数控车削工艺进行了改进试验，发现车削工艺优化以后，通过对100件成品零件进行了表面粗糙度和尺寸精度进行了各项检测和分析，得到的结果是所有的尺寸公差都控制在了公差范围之内，而且产品质量都非常的好；而且其对跳动公差和同轴度公差的检测中，得到了分别控制在了0.01mm和φ0.005mm的合格范围内，为后续的工序达到要求，端面及外圆的粗糙都分别达到了图纸要求；长度尺寸控制在公差范围内，企业的要求完全能够满足，生产效率也得到了大大的提高，由原来的50min一件缩短到现在的35min一件。

五、结束语

综合以上研究分析的实际情况，在使用数控车床进行机床主轴加工的实践过程中,要根据生产实际需要来合理安排数控机床的使用，尤其是不可以随便胡乱使用数控机床，在实际生产中，为了使企业的数控机床的特性得到最大极限的发挥，从而使企业的投资成本得到最大的回报。多年的实践中总结出数控加工中的工艺优化都不是理论或者是凭空想象的，要来源于工作实践中对不足方面的记录、整理、归纳、分析、总结研究，从而得到优化改进的工艺流程应用到实践中，从而提高零件的质量和生产效率，企业的经济效益也大大的提高了。

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