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要学好数控车床的编程，必须了解数控车床的操作要点，现有教材大多没把数控车床的操作与编程作为一个整体来讲。 .1设定数控车床的机床坐标系 机床坐标系是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般不允许随意变动。参考点也是机床上的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块或行程开关来确定。通过回机械零点来确认机床坐标系。回机械零点前先要开机，数控车床开机前先要熟悉数控车床的面板。面板的形式同数控系统密切相关。数控车床的开机有难有易。对于配图产系统的车床。开机大都比较简单，一般打开电源后，直接启动数控系统即可。开机后，通过回零，使工作台回到机床原点(或参考点，该点为与机床原点有一固定距离的点)。数控车床的回零(回参考点)步骤为：开关置于”回零”位置。按手动轴进给方向键+X、+Z至回零指示灯亮。开机后必须先回零(回参考点)，若不作此项工作，则螺距误差补偿、背隙补偿等功能将无法实现。设定机床机械原点同编程中的G54指令直接有关。 .2设定数控车床的工件坐标系 工件坐标系是编程时使用的坐标系，又称编程坐标系，该坐标系是人为设定的。建立工件坐标系是数控车床加工前的必不可少的一步。不同的系统，其方法各不相同。 1.西门子802S系统工件坐标系的建立方法 (1)转动刀架至基准刀(如1号刀)。 (2)在MDA状态下，输入T1D0，使刀补为0。 (3)机床回参考点。 (4)用试切法确定工件坐标原点。先切削试件的端面。Z方向不动。若该点即为Z方向原点，则在参数下的零点偏置于目录的G54中，输入该点的Z向机械坐标值A的负值，即Z=-A。若Z向原点在端面的左边处，则在G54中输入Z=-(A+)，回车即可。同理试切外圆，X方向不动。Z方向退刀，记下X方向的机床坐标A，量直径，得到半径R，在G54的X中输入X=-(A+R)，回车即可。 2.广数GSK980T系统工件坐标系的建立方法 (1)用手动方式，试切端面。 (2)在Z轴不动的情况下，沿X轴退刀，且停止主轴旋转。3.测量端面与工件坐标系零点间的距离Z。然后在录入方式下输入G50 Z，运行该句即可。4.同理，用手动方式车外圆，在X轴不动的情况下沿Z轴退刀，且停止主轴旋转，测量工件直径X，在录入方式下输入G50X，运行该句即可。 3.广数GSK928TC工件坐标系的建立方法 (1)车外圆，沿Z向退刀，测得直径，按InputX输入直径值，回车即可。 (2)车端面，沿X向退刀，测得端面与工件坐标系原点间的距离，按InputZ输入该距离值，回车即可。 .3确定基准刀在工件坐标系中的位置 确定了工件坐标系后，可用G50指令确定第1把刀(基准刀)在工件坐标系中的位置。 .4确定其它刀在工件坐标系中的位置 加工一个零件常需要几把不同的刀具，由于刀具安装及刀具本身的偏差，每把刀转到切削位置时，其刀尖所处的位置并不重合，为使用户在编程时无需考虑刀具间的偏差，需确定其它刀在工件坐标系中的位置，这需要通过对刀来实现。不同的系统，其对刀方法各不相同。 1.西门子802S系统的对刀方法 (1)选用某一把刀为基准刀，按参数键下和刀具补偿按钮，再按新刀具按钮，输入基准刀的刀号及刀沿(补)号。如基准刀为1号刀，选用1号刀沿(补)，则刀具为T1D1。 (2)调用对刀窗口，用基准刀车外圆，Z向退刀，在对刀窗口的X轴零偏处输入0(因是基准刀)，按计算键后确认。 (3)调用其它各把刀具，确定刀号和刀沿(补)号，车外圆输入直径，车端面。输入台阶深度的负值。计算、确定即可。 2.广数GSK980T系统的对刀方法 (1)用基准刀试切工件，设定基准坐标系：试切端面X向退刀，进入录入方式，按程序按钮。输入G50 Z0，即把该端面作为Z向基准面。然后按设置键，设置偏置号(基准刀+100)，输入Z=0，试切外圆，Z向退刀，测得外圆直径，进入录入方式，按程序按钮。输入G50X，然后按设置键，设置偏号，基准刀偏置号+100，X=。 (2)调用其它各把刀具，车外圆，Z向退刀。测得外圆直径，将所测得的值设到一偏置号中，该偏置为刀号+100，如刀号为2，则偏置号为202，在此处输入X=。同理车台阶，X向退刀，测得台阶深度，在偏置号处输入Z=-。 3.广数GSK928TC系统的对刀方法 (1)用基准刀试切工件，用input建立对刀坐标系，该坐标系的Z向原点，一般设在工件的右端，即把试切的端面作为Z向零点。 (2)调用其它各刀，如2号刀，用T20调用，然后试切外圆Z向退刀，测得直径，然后按I键。输入。试切台阶，X向退刀，测得台阶深度为，然后按K键，输入-，刀补即设置完毕。 .5坐标轴的方向 无论那种坐标系都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向。在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，远离主轴旋转中心的方向为正方向。 .6直径或半径尺寸编程 被加工零件的径向尺寸在图纸标注和加工测量时，一般用直径值表示，所以采用直径尺寸编程更为方便。 .7一般编程方法 1.确定第一把刀的位置 G50 XZ该指令确定了第一把刀的位置，此时需把第一把刀移动到工件坐标为X Z的位置。 2.返回参考点 G26(G28)：X Z轴同时返回参考点，G27：X轴返回参考点，G29：Z轴返回参考点。 3.快速定位 G00 XZ快速定位到指定点。 4.直线插补 G01 XZ F该指令用于车外圆及端面。F为进给速度，其单位为mm/min(用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。 5.圆弧插补 G02(03)X ZI KF该指令用于车顺圆或逆圆周。X Z为圆弧终点坐标，I K为圆心相对于起点的坐标，F为进给速度。 6.螺纹切削 G33(32)X ZP(E)I K该指令用于螺纹切削，X Z为螺纹终点坐标，P为公制螺纹导程(0.25-100mm)，E为英制螺纹导程(100-4牙/英寸)，I K为退尾数据。螺纹切削时主轴转速不能太高，一般N×P≤3000，N为主轴转速(rpm),P为公制螺纹导程(mm)。 7.延时或暂停 G04 X，X为暂停秒数，该指令一般用于切槽，可保持槽底光滑。 8.主轴转速设定 M03(04)S该指令用于主轴顺时针或逆时针转，主轴转速为S，其单位为m/min(用G96指定)或r/min(用G97指定)。M05表示主轴停止。 9.程序结束 M02(在此处结束)或M30(结束后返回程序首句)。 .8循环 由于车削加工常用棒料和锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控车床常具备不同形式的固定循环，可进行多次循环切削。 1.外径、内径循环 G90 XZ RF该指令用于外径、内径的简单车削循环，X Z为循环终点坐标，R表示圆锥面循环。其值为圆锥体大小端差(直径差)，循环起点由上句程序决定，F为进给速度。 2.螺纹车削循环 G92 XZ P(E)I KR L该指令用于螺纹车削循环,X Z为螺纹终点坐标，P为公制螺纹导程(0.25-100mm)，E为英制螺纹导程(100-4牙/英寸)，I K为退尾数据，R表示螺纹起点与终点的直径差(用于加工圆锥螺纹)，L表示螺纹头数，螺纹车削循环起点由上句程序决定。G92指令与G33指令的区别为G92可多次自动切削螺纹。 3.端面车削循环 G94 XZ RF该指令用于端面的简单车削循环，X Z为循环终点坐标，R表示锥面循环。其值为圆锥体大小端差(Z向差)，循环起点由上句程序决定，F为进给速度。 4.切槽循环 G75 XZ IK EF该指令用于切槽循环，X Z为循环终点坐标，I为每次X轴的进刀量，K为每次X轴的退刀量，E为Z轴每次的偏移量，F为进刀速度，省略Z表示切断。 5.外圆粗车复合循环 G71 XI KL F该指令用于外圆粗车复合循环，即编程时写出外圆加工形状，系统从毛坯开始自动走出外圆循环形状。该循环平行于Z轴切削，X为循环终点坐标，I为每次X轴的进刀量，K为每次X轴的退刀量，L为决定外圆加工形状的程序段数量，F为进给速度，G71指令段后马上接决定外圆加工形状的程序段。 6.端面粗车复合循环 G72 ZI KL F该指令用于端面粗车复合循环，即编程时写出端面加工形状，系统从毛坯开始自动走出端面循环形状。该循环平行于X轴切削，Z为循环终点坐标，I为每次Z轴的进刀量，K为每次Z轴的退刀量，L为决定端面加工形状的程序段数量，F为进给速度，G72指令段后马上接决定端面加工形状的程序段。 .9刀具补偿 编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能(G41，G42)，这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。 .10绝对坐标与增量坐标 X、Z表示绝对坐标，U、W表示相对坐标。 .11公制与英制尺寸设定 公制尺寸设定指令G21，英制尺寸设定指令G20，系统上电后，机床处在G21状态。 .12圆弧顺逆的判断 数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，应按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。判断时让Y轴的正向指向自己，(即沿Y轴的负方向看去)，站在这样的位置就可正确判断X-Z平面上圆弧的顺逆时针。 4.3.典型零件的数控车床编程实例 4.3.1数控车床编程实例1 编制1所示工件的数控加工程序，要求切断，1#外圆刀，2#切槽刀，切槽刀宽度4mm，毛坯直径32mm 1 1.首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线 (1)粗加工外圆与端面。 (2)精加工外圆与端面。 (3)切断。 2.选择刀具,对刀，确定工件原点 根据加工要求需选用2把刀具，T01号刀车外圆与端面，T02号刀切断。用碰刀法对刀以确定工件原点，此例中工件原点位于最左面。 3.确定切削用量 (1)加工外圆与端面，主轴转速630rpm,进给速度150mm/min。 (2)切断，主轴转速315rpm,进给速度150mm/min。 4.编制加工程序 N10 G50 X50 Z150确定起刀点 N20 M03 S630主轴正转 N30 T11选用1号刀，1号刀补 N40 G00 X35 Z57.5准备加工右端面 N50 G01 X-1 F150加工右端面 N60 G00 X32 Z60准备开始进行外圆循环 N70 G90 X28 Z20 F150开始进行外圆循环 N80 X26 N90 X24 N100 X22 N110 X21φ20圆先车削至φ21 N120 G01 X0 Z57.5 F150结束外圆循环并定位至半圆R7.5的起切点 N130 G02 X15 Z50 I0 K-7.5 F150车削半圆R7.5 N140 G01 X15 Z42 F150车削φ15圆 N150 X16倒角起点 N160 X20 Z40倒角 N170 Z20车削φ20圆 N180 G03 X30 Z15 I10 K0 F150车削圆弧R5 N190 G01 X30 Z2 F150车削φ30圆 N200 X26 Z0倒角 N210 G0 X50 Z150回起刀点 N220 T10取消1号刀补 N230 T22换2号刀 N235 M03 S315 N240 G0 X33 Z-4定位至切断点 N250 G01 X-1 F150切断 N260 G0 X50 Z150回起刀点 N270 T20取消2号刀补 N280 M05主轴停止 N290 M02程序结束 4.3.2数控车床编程实例2 编制2所示工件的数控加工程序，不要求切断，1#外圆刀，2#缧纹刀，3#切槽刀，切槽刀宽度4mm，毛坯直径32mm 21.首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线 (1)加工外圆与端面。 (2)切槽。 (3)车螺纹。 2.选择刀具,对刀，确定工件原点 根据加工要求需选用3把刀具，T01号刀车外圆与端面，T02号刀车螺纹，T03号刀切槽。用碰刀法对刀以确定工件原点，此例中工件原点位于最左面。 3.确定切削用量 (1)加工外圆与端面，主轴转速630rpm,进给速度150mm/min。 (2)切断，主轴转速315rpm,进给速度150mm/min。 (3)车螺纹，主轴转速200rpm,进给速度200mm/min。 4.编制加工程序 N10 G50 X50 Z150确定起刀 |
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