【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3）斜線切削法。如圖118所示，粗加工路線為1→2→3→4→2→3，半精加工路線為5→2→3，精加工路線為6→2。按此種加工路線，粗車、半精車時(shí)，背吃刀量是變化的；刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線較長(zhǎng)；需要計(jì)算的刀具軌跡的坐標(biāo)值最少。 圖117 平行切削法 圖118 斜線切削法 （三）數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 1．?dāng)?shù)控車床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系（1）數(shù)控車床坐標(biāo)系數(shù)控車床的坐標(biāo)系如圖119所示。與車床主軸平行的方向（卡盤中心到尾座頂尖的方向）為Z軸，與車床導(dǎo)軌垂直的方向?yàn)閄軸。坐標(biāo)原點(diǎn)位于卡盤后端面與中心軸線的交點(diǎn)O處。圖119 數(shù)控車床的坐標(biāo)系（2）數(shù)控車床編程坐標(biāo)系在編制零件的加工程序時(shí)，必須把零件放在一個(gè)坐標(biāo)系中，只有這樣才能描述零件的軌跡，編出合格的程序。數(shù)控車床編程坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向與數(shù)控車床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致，即縱向?yàn)閆軸方向，正方向是遠(yuǎn)離卡盤而指向尾座的方向；徑向?yàn)閄軸方向，與Z軸相垂直，正方向亦為刀架遠(yuǎn)離主軸軸線的方向。數(shù)控車床通常只有X、Z兩軸，高性能數(shù)控機(jī)床配有C軸，C軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向判斷方法為：從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為“＋C”向，順時(shí)針為“?C”向。編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)O選在便于測(cè)量或?qū)Φ兜幕鶞?zhǔn)位置，一般取在工件右端面與中心線的交點(diǎn)處，如圖120所示。 圖120 編程坐標(biāo)系2．?dāng)?shù)控車床及車削中心的編程特點(diǎn) （1）絕對(duì)和增量編程方式。 采用絕對(duì)編程方式時(shí)，數(shù)控車削加工程序中目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)以地址X、Z表示；采用增量編程方式時(shí)，目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)以地址U、W表示。此外，數(shù)控車床還可以采用混合編程，即在同一程序段中絕對(duì)編程方式與增量編程方式同時(shí)出現(xiàn)，如G00 X60 W20。（2）數(shù)控車床的編程有直徑、半徑兩種方法。在車削加工的數(shù)控程序中，多數(shù)控機(jī)床提供半徑和直徑兩種編程方式，通過對(duì)應(yīng)參數(shù)的設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)編程方式的切換，默認(rèn)方式為直徑編程方式。所謂直徑編程是指X軸上的有關(guān)尺寸為直徑值，半徑編程是指X軸上的有關(guān)尺寸為半徑值。一般采用直徑編程。X軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值X=X=30，采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致（圖121），這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來很大方便。 圖121直徑與半徑編程（3）數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)中都有刀具補(bǔ)償功能。在加工過程中，對(duì)于刀具位置的變化、刀具幾何形狀的變化及刀尖的圓弧半徑的變化，都無需更改加工程序，只要將變化的尺寸或圓弧半徑輸入到存儲(chǔ)器中，刀具便能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。（4）數(shù)控車床上工件的毛坯大多為圓棒料，加工余量較大，一個(gè)表面往往需要進(jìn)行多次反復(fù)的加工。如果對(duì)每個(gè)加工循環(huán)都編寫若干個(gè)程序段，就會(huì)增加編程的工作量。為了簡(jiǎn)化加工程序，一般情況下，數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)中都有車外圓、車端面和車螺紋等不同形式的循環(huán)功能。 (四)、車床數(shù)控系統(tǒng)的功能1 .準(zhǔn)備功能G指令準(zhǔn)備功能也叫G功能或G代碼。它是使機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。G代碼由地址G和后面的兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種。G指令主要用于規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（即插補(bǔ)功能）、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償?shù)榷喾N加工操作。不同的數(shù)控系統(tǒng)，G指令的功能不同，編程時(shí)需要參考機(jī)床制造廠的編程說明書。本部份主要介紹華中世紀(jì)星HNC21/22T數(shù)控車床系統(tǒng)的G代碼,見表15。表15 華中世紀(jì)星HNC21/22T數(shù)控車床系統(tǒng)的G代碼說明: ①表中00組的為非模態(tài)G代碼,其他均為模態(tài)G代碼。 ②不同組的G代碼在同一個(gè)程序段中可以指令多個(gè),但如果在同一個(gè)程序 段中指令了兩個(gè)或兩個(gè)以上屬于同一組的G代碼時(shí),只有最后面那個(gè)G代碼有效。③帶標(biāo)記者為缺省值。(M功能)輔助功能也叫M功能或M代碼。輔助功能是用地址M及兩位數(shù)字表示的。它主要用來表示機(jī)床操作時(shí)各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。其特點(diǎn)是靠繼電器的得、失電來實(shí)現(xiàn)其控制過程，見表16所示。 表16為常用的輔助功能M代碼、含義及用途其中M00、M0M0MM9M99為非模態(tài)代碼，用于制零件程序的走向，是CNC內(nèi)定的輔助功能。其余的M代碼為模態(tài)代碼，用于機(jī)床各種輔助功能開關(guān)動(dòng)作，由PLC程序指定。(1)程序暫停M00當(dāng)CNC執(zhí)行到M00指令時(shí)，將暫停執(zhí)行當(dāng)前程序，以方便操作者進(jìn)行刀具和工件的尺寸測(cè)量、工件調(diào)頭、手動(dòng)變速等操作。暫停時(shí)，機(jī)床的主軸、進(jìn)給及冷卻液停止，而全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，欲繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序，重按操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵。(2)程序結(jié)束M02M02一般放在主程序的最后一個(gè)程序段中。當(dāng)CNC執(zhí)行到M02指令時(shí)，機(jī)床的主軸、進(jìn)給、冷卻液全部停止，加工結(jié)束。使用M02的程序結(jié)束后，若要重新執(zhí)行該程序，就得重新調(diào)用該程序，或在自動(dòng)加工子菜單下按子菜單F4鍵（請(qǐng)參考HNC21T操作說明書），然后再按操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵。(3)程序結(jié)束并返回到零件程序頭M30M30和M02功能基本相同，只是M30指令還兼有控制返回到零件程序頭(%)的作用。使用M30的程序結(jié)束后，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵。(S功能) 主軸轉(zhuǎn)速功能表示機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速大小,用地址S和其后的數(shù)字組成。數(shù)值表示主軸速度,單位為轉(zhuǎn)/每分鐘(r/min)。S是模態(tài)指令,S功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。S所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開關(guān)進(jìn)行修調(diào)。（1)恒線速取消( G97 )編程格式: G97 S_ G97是取消恒線速度控制的指令。采用此功能,可設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速并取消恒線速度控制, S 后面的數(shù)值表示恒線速度控制取消后的主軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。該指令用于車削螺紋或工件直徑變化較小的零件加工。例如: G97 S600表示主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min，系統(tǒng)開機(jī)狀態(tài)為G97狀態(tài)。 （2)恒線速度控制(G96)。編程格式: G96 S_S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度:單位為m/min ，G96是恒線速度控制的指令。該指令用于車削端面或工件直徑變化較大的場(chǎng)合，采用此功能，可保證當(dāng)工件直徑變化時(shí)，主軸的線速度不變，從而保證切削速度不變，提高了加工質(zhì)量?？刂葡到y(tǒng)執(zhí)行G96指令后, S后面的數(shù)值表示以刀尖所在的X坐標(biāo)值為直徑計(jì)算的切削速度。例如:G96 S120表示切削點(diǎn)線速度控制在120 m/min。線速度與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系為：πd其中n為轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分鐘 (n/min)；為線速度；d為軸徑，單位為毫米(mm)。【例11】G96 S150 表示切削點(diǎn)線速度控制在150 m/min。對(duì)圖122所示的零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在150 m/min，則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000150247。(π40)=1194 r/minB：n=1000150247。(π60)=796 r/minC：n=1000150247。(π70)=682 r/min圖122　恒線速切削方式4. F功能(進(jìn)給功能) 進(jìn)給功能表示工件被加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的合成進(jìn)給速度,由F和其后面的數(shù)值指定，數(shù)字的單位取決于數(shù)控系統(tǒng)所采用的進(jìn)給速度的指定方法。（1)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量( G95 )編程格式：G95 F_ F后面的數(shù)值表示主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量,單位為mm/r。如: G95 , mm/r。（2)每分鐘進(jìn)給量(G94 )。編程格式：G94 F_F后面的數(shù)值表示刀具每分鐘的進(jìn)給量,單位為mm/min。如: G94 F100表示進(jìn)給量為100 mm/min。注意事項(xiàng)如下:①編寫程序時(shí),第一次遇到直線( G01 )或圓弧(G02/G03 )插補(bǔ)指令時(shí),必須編寫F指令,如果沒有編寫F指令, CNC采用F0執(zhí)行。當(dāng)工作在快速定位方式(G00)時(shí),機(jī)床將以通過機(jī)床主軸參數(shù)設(shè)定的快速進(jìn)給率移動(dòng),與編寫的F指令無關(guān)。②G9G95均為模態(tài)指令,實(shí)際切削進(jìn)給的速度可由操作面板上的進(jìn)給倍率修調(diào)旋鈕在 0% ～150%之間來調(diào)節(jié),但螺紋切削時(shí)無效。編程格式：T □□ □□ T功能指令用于指定加工所用刀具和刀具參數(shù)。T后面通常用4位數(shù)字表示,前兩位是刀具號(hào),后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào),又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。例如, T0303表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。（五）、數(shù)控車床常用加工編程指令，G21（1）格式： G20G21（2）說明：G20：英制輸入制式；G21：公制輸入制式；GG21為模態(tài)功能，可相互注銷，G21為缺省值。2．絕對(duì)值編程G90與相對(duì)值編程G91（1）編程格式: G90G91（2）說明: G90:絕對(duì)值編程,每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于程序原點(diǎn)的。G91:相對(duì)值編程,每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對(duì)于前一位置而言的,該值等于沿軸移動(dòng)的距離。 絕對(duì)編程時(shí),用G90指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的坐標(biāo)值；增量編程時(shí),用U、W或G91指令后面的X、Z表示X軸、Z軸的增量值；G90、G91為模態(tài)功能,可相互注銷, G90為缺省值。在一個(gè)程序段中，可以采用混合編程?！纠?2】如圖123所示，使用G90、G91編程：要求刀具由原點(diǎn)按順序移動(dòng)到3點(diǎn)。圖123 G90/G91編程選擇合適的編程方式可使編程簡(jiǎn)化。當(dāng)圖紙尺寸由一個(gè)固定基準(zhǔn)給定時(shí)，采用絕對(duì)方式編程較為方便；而當(dāng)圖紙尺寸是以輪廓頂點(diǎn)之間的間距給出時(shí)，采用相對(duì)方式編程較為方便。G90、G91可用于同一程序段中，但要注意其順序所造成的差異。（1）編程格式: G36G37（2）說明:G36表示直徑編程、G37表示半徑編程 數(shù)控車床的工件外形通常是旋轉(zhuǎn)體,其X軸只寸可以用兩種方式加以指定:直徑方式和半徑方式。G36為缺省值,機(jī)床出廠一般設(shè)為直徑編程。 （1）功能：使刀具以點(diǎn)位控制方式,指令刀具相對(duì)于工件以各軸預(yù)先設(shè)定的速度，從當(dāng)前位置快速移動(dòng)到程序段指令的定位目標(biāo)點(diǎn)?？煲扑俣扔蓹C(jī)床參數(shù)“快移進(jìn)給速度”對(duì)各軸分別設(shè)定，不能用F規(guī)定。一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀?？煲扑俣瓤捎擅姘迳系目焖傩拚{(diào)按鈕修正。（2）編程格式：G00 X（U）_ Z（W）_ （3）說明：①X、Z：絕對(duì)坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；U、W：增量坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。②G00為模態(tài)功能，可由G0G0G03功能注銷。③在執(zhí)行G00指令時(shí)，由于各軸以各自速度移動(dòng)，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因而聯(lián)動(dòng)直線軸的合成軌跡不一定是直線。操作者必須格外小心，以免刀具與工件發(fā)生碰撞。常見的做法是，將X 軸移動(dòng)到安全位置，再放心地執(zhí)行G00指令。例如，在華中系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)總是先沿 45176。角的直線移動(dòng)，最后再在某一軸單向移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)位置，如圖124所示。圖124 快速點(diǎn)定位（1）功能：使刀具以聯(lián)動(dòng)的方式，按F規(guī)定的合成進(jìn)給速度，從當(dāng)前位置按線性路線(聯(lián)動(dòng)直線軸的合成軌跡為直線)移動(dòng)到程序段指令的目標(biāo)點(diǎn)。（2）編程格式：G01 X（U）_ Z（W）_ F _ （3）說明：①X、Z：絕對(duì)坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；U、W：增量坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。②F是合成進(jìn)給速度。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(jī)床不運(yùn)動(dòng)。因此，G01 程序中必須含有F指令。HCNC－21T系統(tǒng)中G01指令還可用于在兩相鄰軌跡線間自動(dòng)插入倒角或倒圓控制功能。 在指定直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)的程序段尾，若：加上C，則插入倒角控制功能；加上R，則插入倒圓控制功能。 C后的數(shù)值表示倒角起點(diǎn)和終點(diǎn)距未倒角前兩相鄰軌跡線交點(diǎn)的距離，R后的值表示倒圓半徑?！纠?3】 車削外圓柱面，如圖125所示。圖125 G01指令車外圓柱程序如下：①絕對(duì)坐標(biāo)方式編程 G01 X60 Z80 F100；或G01 Z80 F100；②增量坐標(biāo)方式編程G01 U0 W80 F100；或G01 W80 F100；③混合坐標(biāo)方式編程G01 X60 W80 F100；或G01 U0 Z80 F100；【例14】車削外圓錐面，如圖126所示。程序如下：圖126 G01指令車外圓錐程序如下：①絕對(duì)坐標(biāo)方式編程G01 X80 Z80 F100；②增量坐標(biāo)方式編程G01 U20 W80 F100；【例15】車削外圓柱、圓錐面，如圖127所示。程序如下：圖127 G00、G01應(yīng)用程序如下：①絕對(duì)坐標(biāo)方式編程N(yùn)1 T0101 S500 M03N10 G00 ；（P0 → P1）N20 G01 F100；（P1 → P2）N30 ；（P2 → P3）N40 G00 ；（P3 → P0）②增量坐標(biāo)方式編程N(yùn)1 T0101 S500 M03N10 G00 ；N20 G01 F100；N30 ；N40 G00 ； 在某些車削特殊加工中，由于切削余量大，通常相同的走刀軌跡要重復(fù)多次，此時(shí)可利用固定循環(huán)功能，一般用一個(gè)固定循環(huán)的程序段，即可指令多個(gè)單個(gè)程序段指定的加工軌跡，使編程大大簡(jiǎn)化。單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工的動(dòng)作，如“切入—切削—退刀—返回”用一個(gè)循環(huán)指令完成。1）內(nèi)徑、外徑車削循環(huán)指令G80(1)功能：適用于在零件的內(nèi)、外圓柱面（圓錐面）上毛坯余量較大或直接從棒料車削零件時(shí)進(jìn)行精車前的粗車，以去除大部分毛坯余量。(2)編程格式：G80 X（U）_ Z（W）_ I_ F_圖128 G80柱體切削示意圖 圖129 G80錐體切削示意圖(3)說明：①如圖128所示,執(zhí)行該指令刀