【正文】 具有的封閉式復(fù)合循環(huán)指令控制車刀沿零件輪廓加工的切削路線，圖（b）所示為利用其程序循環(huán)功能安排的 “三角形”軌跡加工的切削路線，圖（c）所示為利用矩形循環(huán)指令加工的切削路線。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡(jiǎn)單， 所以這種進(jìn)給路線的安排， 在制定加工方案時(shí)應(yīng)用較多。 在快速運(yùn)動(dòng)中，首先應(yīng)考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的安全性，即在退刀過(guò)程中不能與工件發(fā)生碰撞；然后考慮縮短快速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，使退刀路線最短。① 斜線退刀方式，適用于加工外圓表面的退刀。③軸—徑向退刀方式，適用于鏜孔等加工的退刀，軸—徑向退刀方式的順序與徑—軸向退刀方式恰好相反。數(shù)控車床能兼作粗、精車削。為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡可能使用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片，以減少換刀時(shí)間和對(duì)刀時(shí)間。對(duì)于長(zhǎng)徑比較大的內(nèi)徑刀桿，應(yīng)具有良好的抗振結(jié)構(gòu)。①高速鋼刀具 高速鋼刀具韌性好，一般做成整體式。但不能加工硬度高材料的工件。②硬質(zhì)合金刀具 硬質(zhì)合金刀具韌性差，抗彎強(qiáng)度低，很少做成整體式，一般為鑲焊或制成刀片形式。 對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為P類（合金代號(hào)為YT）用于塑性好的長(zhǎng)切屑黑色金屬加工。③特殊刀具材料 視涂層材質(zhì)按相應(yīng)硬質(zhì)合金適用性選用。 用于高硬、高強(qiáng)度難切削的鐵族材料加工，如淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等。(3)常見的數(shù)控車削刀具種類和用途車床主要用于回轉(zhuǎn)表面的加工，如內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、螺紋等切削加工。圖19 常用車刀的種類、形狀和用途1切斷刀 290176。右偏刀 4彎頭車刀 5直頭車刀 6成型車刀7寬刃精車刀 8外螺紋車刀 9端面車刀 10內(nèi)螺紋車刀 11內(nèi)槽車刀 12通孔車刀 13盲孔車刀數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成形車刀。這類車刀的刀尖(同時(shí)也稱為其刀位點(diǎn))由直線形的主、副切削刃構(gòu)成，如90176。用這類車刀加工零件時(shí)，其零件的輪廓形狀主要由一個(gè)獨(dú)立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。 圖110 尖形車刀②圓弧形車刀：圓弧形車刀是較為特殊的數(shù)控加工用車刀，如圖111所示。 圖111 圓弧形車刀③成形車刀：成形車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀，當(dāng)確有必要選用時(shí)，則應(yīng)在工藝準(zhǔn)備的文件或加工程序單上進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。車刀的刀片為多邊形，有多條切削刃，當(dāng)某條切削刃磨損鈍化后，只需松開夾固元件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用。圖112 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)刀片的形狀主要根據(jù)被加工零件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選取。常用硬質(zhì)合金車刀刀片如圖113所示。粗車時(shí)，首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件，選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定一個(gè)合適的切削速度vc。精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。 (1）背吃刀量ap 的確定 背吃刀量的大小主要依據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度來(lái)決定，在系統(tǒng)剛度允許的情況下，為保證以最少的進(jìn)給次數(shù)去除毛坯的加工余量，根據(jù)被加工零件的余量確定分層切削深度，選擇較大的背吃刀量，以提高生產(chǎn)效率。粗加工時(shí)，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)以最少的次數(shù)完成粗加工。 (2）進(jìn)給量f（進(jìn)給速度Vf） 進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。進(jìn)給速度νf可以按公式νf =fn計(jì)算，、車削深孔或精車時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。粗車時(shí)，一般取 f=～ ㎜/r，精車時(shí)常取 f=～ ㎜/r，切斷時(shí) f=～㎜/r。表1表13分別列出了硬質(zhì)合金車刀車外圓、端面的進(jìn)給量和半精車、精車的進(jìn)給量參考值，供參考選用。(mm)工件直徑d(mm)工件直徑d=② 在無(wú)外皮加工時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k③ 加工耐熱鋼及其合金時(shí)，進(jìn)給量不大于1④ 加工淬硬鋼時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)減少。HRC～56=HRC～62=(mm)切削速度范圍Vc(mm/r)鑄鐵、青銅、鋁合金5～10～5～不限～～～～～～～～～碳鋼及合金鋼5～10＜50＞50～～～～～～～5＜50＞50～～～～～～～＜5050～100＞100～～～～～～～～注：remm12=mm，用于30mm以下刀桿；remm45(3）主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。=000在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，首先需要確定切削速度，而切削速度又與背吃刀量和進(jìn)給量有關(guān)。表14 車削外圓的切削速度參考表 零件材料刀具材料(mm)～～～～f(mm/r)～～～～Vc(m/min)低碳鋼高速鋼硬質(zhì)合金—215～36570～90165～21545～60120～16520～4090～120中碳鋼高速鋼硬質(zhì)合金—130～16545～60100～13030～4075～10015～2055～75灰鑄鐵高速鋼硬質(zhì)合金—135～18535～45105～13525～3575～10520～2560～75黃銅青銅高速鋼硬質(zhì)合金—215～24585～105185～21570～85150～18545～70120～150鋁合金高速鋼硬質(zhì)合金105～150215～30070～105135～21545～7090～13530～4560～90如何確定加工時(shí)的切削速度，除了參考表14列出的數(shù)值外，主要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。在進(jìn)行數(shù)控加工編程時(shí),往往是將整個(gè)刀具濃縮視為一個(gè)點(diǎn),那就是“刀位點(diǎn)”。一般來(lái)說(shuō)，立車刀、端車刀的刀位點(diǎn)是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)；圓弧形車刀的刀位點(diǎn)為圓弧中心，常用車刀的刀位點(diǎn) 如圖114所示。偏刀，（b）是螺紋車刀，（c）是切斷刀，（d）是圓弧車刀。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō),在加工開始時(shí),確定刀具與工件的相對(duì)位置是很重要的,這一相對(duì)位置是通過(guò)確認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則如下。②對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置。④對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。換刀點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心,其換刀機(jī)械 手的位置是固定的) ,也可以是任意的一點(diǎn)(如數(shù)控車床)。（二）車圓柱面、階臺(tái)、錐面、的走刀路線設(shè)計(jì)1．車圓柱面、階臺(tái)的走刀路線設(shè)計(jì)如圖115所示，車圓柱面、階臺(tái)的走刀路線設(shè)計(jì)如下：刀具首先定位在A點(diǎn)，然后下刀到B點(diǎn)，再由B→C切削圓柱面，由C→D切削階臺(tái)面，最后刀具由D快速退回到A點(diǎn)。如圖116所示，粗加工路線為1→2→3→4→5→6→7→4，半精加工路線為8→9→4，精加工路線為10→11。刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線最短；需要計(jì)算的刀具軌跡的坐標(biāo)值多。圖115 車圓柱面、階臺(tái)的走刀路線 圖116 階梯切削法 （2）平行切削法。按此種加工路線，粗車、半精車時(shí)，背吃刀量相同；刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短；需要計(jì)算的刀具軌跡的坐標(biāo)值較多。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。 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。坐標(biāo)原點(diǎn)位于卡盤后端面與中心軸線的交點(diǎn)O處。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。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。 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。（2）數(shù)控車床的編程有直徑、半徑兩種方法。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。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(guò)程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來(lái)很大方便。在加工過(guò)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(wú)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。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。 (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。G代碼由地址G和后面的兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種。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(shuō)明書。表15 華中世紀(jì)星HNC21/22T數(shù)控車床系統(tǒng)的G代碼說(shuō)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。③帶標(biāo)記者為缺省值。輔助功能是用地址M及兩位數(shù)字表示的。其特點(diǎn)是靠繼電器的得、失電來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制過(guò)程，見表16所示。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。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。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。(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。(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。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。（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。該指令用于車削螺紋或工件直徑變化較小的零件加工。 （2)恒線速度控制(G96)。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。例如:G96 S120表示切削點(diǎn)線速度控制在120 m/min?！纠?1】G96 S150 表示切削點(diǎn)線速度控制在150 m/min。(π40)=1194 r/minB：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。如: G95 , mm/r。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。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。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(lái)調(diào)節(jié),但螺紋切削時(shí)無(wú)效。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)。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。2．絕對(duì)值編程G90與相對(duì)值編程G91（1）編程格式: G90G91（2）說(shuō)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。 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?！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)。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。（1）編程格式: G36G37（2）說(shuō)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。 （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)。一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。（2）編程格式：G00 X（U）_ Z（W）_ （3）說(shuō)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)。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。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。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。（2）編程格式：G01 X（U）_ Z（W）_ F _ （3）說(shuō)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)。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)。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。 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。圖125 G01指令車外圓柱程序如下：①絕對(duì)坐標(biāo)方式編程 G