第三章数控车床的程序编制介绍

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二、工艺装备特点
1．对刀具的要求 （1）刀具结构 数控车床应尽可能使用机夹刀，以减少换刀时间和方便对刀，机夹刀具 的刀体制造精度较高。由于机夹刀在数控车床上安装时，一般不采用垫片调 整刀尖高度，所以刀尖高的精度在制造时就应得到保证。对于长径比例较大 的内径刀杆，应具有良好的抗振结构。 （2）刀具强度、耐用度 数控车床能兼作粗精车削，为使粗车时能大切深、大走刀，要求粗车刀 具强度高、耐用度好；精车则保证加工精度，所以要求刀具锋利、精度高、 耐用度好。刀片，多数情况下应采用涂层硬质合金刀片。刀片涂层增加成本 不到一倍，在较高切削速度时（大于100m/min）可以使刀片耐用度提高两倍 以上。 （3）刀片断屑槽 数控车床切削一般在封闭环境中进行，要求刀具具有良好的断屑性能， 断屑范围要宽，一般采用三维断屑槽，其形式很多，选择时应根据零件的材 料特点及精度要求来确定。
1000 150 r/min=682 r/min 70
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三、 T功能
T功能——指刀具功能，表示选刀或换刀。用地址T和后面的四位数字来 指定刀具号和刀具补偿号，其中前两位为刀具号，后两位为既是刀具长度补 偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。对于刀具的长度和刀尖圆弧半径补偿的具 体数值,应到刀具补偿位去查找和修改.每一刀具加工结束后必须取消其刀具补 偿。
数控加工技术
第三章 数控车床的程序编制 第一节 数控车床程序编制的基础
数控车床按其功能分为简易数控车床、经济型数控车床、多功能数控车 床和车削中心等，它们在功能上差别较大。 一、数控车床的主要功能 1．简易数控车床 这是一种低档数控车床，一般用单板机或单片机进行控制。单板机不能 存储程序，所以切断一次电源就得重新输入程序，且抗干扰能力差，不便于 扩展功能，目前已很少采用。单片机可以存储程序，它的程序可以使用可编 程序段格式，这种车床没有刀尖圆弧半径自动补偿功能，编程时计算比较繁 琐。 2．经济型数控车床 这是中档数控车床，一般具有单色显示的CRT、程序储存和编辑功能。 它的缺点是没有恒线速度切削功能，刀尖圆弧半径自动补偿不是它的基本功 能，而属于选择功能范围。
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五、G功能
1．加工坐标系设定 加工坐标系有两种设定方法。一种是以G50方式，另一种是以G54～G59 的方式，G50是车削中常用的方式。 2．倒角、倒圆编程 使用倒角功能可以简化倒角程序。 （1）45°倒角与1/4圆角倒圆 45°倒角格式为： G01 Z（W）b I±i（Z→X图3-7a） G01 X（U）b K±k（X→Z图3-7b） b点的移动可用绝对或增量指令，进给路线为A→D→C。 1/4圆角倒圆格式为： G01 Z（W）b R±r（Z→X图3-7c） G01 X (U) b R±r（X→Z图3-7d） b点的移动可用绝对或增量指令，进给路线为A→D→C。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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二、S功能
1、主轴最高速度限定G50 G50除有坐标系设定功能外，还有主轴最高速度设定的功能，即用S指定的数值设 定主轴每分钟最高转速。 指令格式：G50 S～； 例如：G50 S2000 表示把主轴最高速度限定为2000r／min。 用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，由于X坐标不断变化，故当刀具逐渐移 近工件旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有可能从卡盘中飞出。为了防止事故 发生，有时必须限制主轴的最高转速，这时使用G50 S～指令，即可达到目的。 2、恒线速度控制G96 G96是接通恒线速度控制的指令，执行G96指令后，便认为S后的数值表示切削速 度的大小 (单位为m／min)。 指令格式：G96 S～； 例如：G96 S200表示控制主轴转速，使切削点的速度始终保持在200m／min。 3、主轴转速控制G97 G97是取消恒线速度控制的指令，此时，S指定的数值表示主轴每分钟的转数，r/min 。 指令格式：G97 S～；
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图3-7 倒角与倒圆
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加工图3-8所示零件的倒角程序段为： N10 G00 X10.Z22. N20 G01 Z10.R5.F0.2 ； N30 X38.K-4. N40 Z0. （2）任意角度倒角与倒圆 在直线或圆弧插补指令尾部加上C～，可自动插入任意角度的倒角，用C 后面的数字指令从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点与终点之间的距离。 例 图3-9程序为： N10 G01 X50. C10.； N20 X100. Z-100.；
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二、工艺装备特点
2．对刀座的要求 刀具很少直接装在数控车床刀架上，它们一般通过刀座作过渡。刀座的 结构应根据刀具的形状、刀架的外形和刀架对主轴的配置形式来决定。现在 刀座的种类繁多，标准化程度低，用户选型时应尽量减少种类、型式，以利 管理。 3．数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，与通用车床相比一般无本质的区别，其 基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此 对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表 3-1所示。
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对图中所示的零件，为保持A，B，C各点的线速度在150 m／min，则各 点在加工时的主轴转速分别为：
1000 150 r/min=1193 r/min 40 1000 150 B： r/min=795 r/min 60
A： C：
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图3-1 采用相对位置检测器车床的对刀
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第二节 数控车床程序编制的基本方法
本节着重介绍配置FANUC-0TJ数控系统进行车削加工所以的程序的编制 方法。 一、F功能 1．在G95码状态下，F后面的数值表示的是主轴每转的切削进给量或切螺纹时的 螺距，在数控车床上这种进给量指令方法使用得较多。 指令格式：G95 F～； 例如：G95 F0.5（或F500） 表示进给量为0.5mm/r， G95 F1.0（或F1000） 表示进给量为1.0mm/r。 2．在G94码状态下，表示每分钟进给量 指令格式：G94 F～； 例如：G95 F200 表示进给量为200mm/min。
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表3-1 可转位车刀特点
要 求 特 点 目 的
精度高
可靠性 高
换刀迅 速 刀片材 料 刀杆截 形
（1）采用M级或更高精度等级的刀片 （2）多采用精密级的刀杆 保证刀片重复定位精度，方便坐标 （ 3 ）用带微调装置的刀杆在机外预 设定，保证刀尖位置精度 调好 （ 1 ）断屑稳定，不能有紊乱和带 （ 1 ）采用断屑可靠性高的断屑槽形 状切屑 或有断屑台和断屑器的车刀 （ 2 ）适应刀架快速移动和换位以 （ 2 ）采用结构可靠的车刀，采用复 及整个自动切削过程中夹紧不得有 合式夹紧结构和夹紧可靠的其它结构 松动的要求 （1）采用车削工具系统 迅速更换不同形式的切削部件，完 （2）采用快换小刀夹 成多种切削加工，提高生产效率 较多采用涂层刀片 较多采用正方形刀杆，但因刀架系统 结构差异大，有的需采用专用刀杆 满足生产节拍要求，提高加工效率 刀杆与刀架系统匹配
T
×× ××
刀补号 刀具号
例如： N10 N20 N30 N40 N50
G50 X80.0 Z185.0； S600 M03； T0202； (2号刀具、2号补偿) G01 Z50.0 F0.3； T0200； (2号刀补取消)
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四、M功能
1、M00——程序暂停。当执行有M00指令的程序段的其他指令后，主轴停止，进给停止 ，冷却液关断，程序停止。此时，可进行某一手动操作，如工件调头、手动变速。重 新按“循环启动CYCLE START”按钮，机床将继续执行下一程序段。 2、M01——任选暂停。与M00相似，不同处在于必须在操作面板上，预先(程序起动前) 按下“任选停止开关OPTION STOP”按钮，使其相通，当执行有M01指令的程序段的 其他指令后，程序停止。如不按“任选停止开关OPTION STOP”按钮，则M01指令不 起作用，程序继续执行。如果遇到零件加工时间较长，或要在加工过程中需要停机检 查，测量关键部位以及交接班等情况，使用M01很方便。 3、M02——程序结束。执行该程序后，表示程序内所有指令均已完成，因此切断机床 所有动作，机床复位。但程序结束后，不返回到程序开头的位置。 4、M03——主轴正转。 5、M04——主轴反转。 6、M05——主轴停止。 7、M06——刀塔转位，必须与相应的刀号结合，才构成完整的换刀指令。 8、M08——冷却液开。 9、M09——冷却液关。 10、M30——程序结束，在完成程序段的所有指令后，使主轴进给、冷却液停止，机床 复位。与M02相似，不同在于该指令还使程序回到起始位置。 11、M98——调用子程序。 12、M99——子程序结束返回主程序。
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一、数控车床的主要功能
3．多功能型数控车床 这是指较高档次的数控车床，这类机床一般具备刀尖圆弧半径自动补偿 、恒线速度切削、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功 能。 4．车削中心 车削中心的主体是数控车床，配有刀库和机械手，与数控车床单机相比 ，自动选择和使用的刀具数量大大增加。 卧式车削中心还具备如下两种功能：一是动力刀具功能，即刀架上某一 刀位或所有刀位可使用回转刀具，如铣刀和钻头；另一种是C轴位置控制功 能，该功能能达到很高的角度定位分辨率（一般为0.001°），还能使主轴和 卡盘按进给脉冲作任意低速的回转，这样车床就具有X、Z和C三坐标，可实 现三坐标两联动控制。