考点4 数控车常用指令的应用及典型零件程序编制《数控车、铣编程与加工》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《数控车、铣编程与加工》 考点4 数控车常用指令的应用及典型零件程序编制 ■考纲要求 1.会根据图纸计算出数控车的编程尺寸。 2.会用FANUC系统的数控车加工编程指令。 3.会编制中等难度的数控车削工艺。 4.能够编制含有轮廓、弧面、型腔、螺纹、孔等结构的各类典型零件加工程序。 5.能按图纸及工艺要求，合理安排加工步骤，完成单个零件加工。 6.能根据已知图形确定工件编程坐标系。 ■知识网络 一、知识树 图7-4-1 知识树 二、重点知识梳理 （一）数车常用指令代码功能说明 表7-4-1 数车常用指令代码 序号 名称 功能代码含义说明 1 M00 程序暂停 2 M01 程序选择暂停 3 M02 程序结束（当前位） 4 M30 程序结束（返回程序起始） 5 M03 主轴正转 （CW） 6 M04 主轴反转 （CCW） 7 M05 主轴停 8 M08 切削液开 9 M09 切削液关 10 M98 子程序调用 11 M99 子程序结束 12 G00 快速定位（快速移动） 13 G01 直线插补 14 G02 顺时针圆弧插补 15 G03 逆时针圆弧插补 16 G20 英制 17 G21 米制 18 G40 取消刀具半径补偿 19 G41 刀具半径左补偿 20 G42 刀具半径右补偿 21 G96 表面恒线速度 22 G97 表面恒线速度取消（恒转数） 23 G98 每分进给 24 G99 每转进给 25 G04 程序暂停 26 G50 工件坐标系设置 27 G90 内外圆单一切削循环 28 G92 螺纹单一切削循环 29 G94 端面单一切削循环 30 G70 精车循环 31 G71 径向粗车复合循环指令 32 G72 端面粗车复合循环指令 33 G73 仿形车削复合循环指令 34 G74 端面切槽/钻孔循环指令 35 G75 径向切槽复合循环指令 36 G76 螺纹切削复合循环指令 （二）相关知识梳理 1.G01 直线插补指令格式 G01 X(U) Z(W) F （直线插补以直线方式和命令给定的移动速率从当前位置移动到命令位置） X、Z为要求移动到的位置的绝对坐标值； U、W为要求移动到的位置的增量坐标值； F为刀具的进给速度。 2.G02/G03 圆弧插补指令格式 X、Z为要求移动到的位置的绝对坐标值； U、W为要求移动到的位置的增量坐标值； R-表示圆弧半径； G02表示顺时针圆弧插补；G03表示逆时针圆弧插补。 圆弧半径R有正值与负值之分。当圆弧所对应的圆心角小于或等于180°，程序中的R用正值表示；当圆弧所对应的圆心角大于180°并小于360°时，R用负值表示。数车中一半不会超过180°。 3.G41/G42刀具半径补偿指令格式 G41 X Z ； G42 X Z ； G40：取消刀尖半径补偿； G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿) G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿) 注意： (1)G41/G42 不带参数，其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值)由T 代码指定。其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。 (2)刀尖半径补偿的建立与取消只能用G00 或G01 指令，不得是G02 或G03。刀尖圆弧半径补偿寄存器中，定义了车刀圆弧半径及刀尖的方向号。车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系，其从0～9有十个方向见图7-4-2所示。 图7-4-2 数控车刀尖方位图 4.G90 内外圆单一切削循环指令格式 G90 X（U） Z（W） R F ；R表示圆锥面切削起点处X坐标减终点处X坐标之值的二分之一，有负值，正锥为负，倒锥为正，无R为圆柱切削。切削速度：G00—G01—G01—G00. 5.G92 螺纹单一切削循环指令格式 功能：G92为简单螺纹循环指令，能够简化程序，该指令可以切削加工圆柱螺纹和圆锥螺纹； 格式：G92 X(U) Z(W) R ； 说明： （1）X Z ：绝对值编程时螺纹终点的坐标； （2）U W ：增量值编程时螺纹终点的坐标； （3）R ：螺纹切削起点与螺纹切削终点的半径差，车圆柱螺纹时R为0可省略； （4）F ：螺纹导程（单头螺纹时为螺距）（定位mm）。 6.G94端面单一切削循环指令格式 指令格式：G94 X（U） Z(W) F ； 锥端面切削指令格式：G94 X（U） Z(W) K F ； 其中：X、Z—表示切削段的终点绝对坐标值； U、W—表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；F—表示进给速度。K—表示切削段起点相对终点的Z方向坐标值之差（通常为负值）即： K=Z起点-Z终点 7.G70精车循环 编程格式：G70 P(ns) Q(nf) 其中：ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号； 说明： （1）G70指令不能单独使用，只能配合G71、G72、G73指令使用完成精加工固定循环，即：当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70来指定精车固定循环，切除粗加工留下的余量。 （2）在这里G71、G72、G73程序段中的F、S、T的指令都无效，只有在ns～nf程序段中的F、S、T才有效。当ns～nf程序段中不指令F、S、T时，粗车循环中的F、S、T才有效。 8.G71 径向粗车复合循环指令 编程格式： G71 U(△d) R(e) ； G71 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F S T ； 其中： △d：表示每次的吃刀深度（半径值）； e：是回刀时的径向退刀量； ns：表示精加工程序段的开始程序段号； nf：表示精加工程序段的结束程序段号； △u：表示径向（X轴方向）给精加工留的余量（直径值）； △w：表示轴向（Z轴方向）给精加工留的余量； F：表示粗加工时的进给速度； S：表示粗加工时的主轴转速； T：表示粗加工时使用的刀具号； 说明： （1）当上述指令用于工件内轮廓加工时，△u应为负值。 （2）在使用G71进行粗加工时，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效，而包含在ns～nf程序段中的F、S、T功能即使被指定，对粗车循环也无效。可以进行刀具补偿，可在G70之前编写刀尖半径补偿，通常在趋近起点的运动中编入。如：G42G00X55Z2；G70P10Q20；G40G00X100Z50； （3）该指令适用于随Z坐标的单调增加或减小，X坐标也单调变化的情况。ns程序段必须沿X进刀，不能出现Z值。 9.G72 端面粗车复合循环指令 编程格式： G72 W(△d) R(e) ； G72 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F S T ； d：Z向背吃刀量，不带符号；其余参数同G71。ns程序段必须沿Z进刀，不能出现X值。当上述指令用于工件内轮廓加工时，△u应为负值。 10.G73 仿形车削复合循环指令 编程格式： G73 U(△i) W(△k) R(d) ； G73 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F S T ； d：表示粗车循环次数（分层数）； △i：粗车时，X轴方向需要切除的总余量（退刀量）和方向，半径值。即：毛坯尺寸减去工件最小尺寸除以2。内孔为负值。 △k：粗车时，Z轴方向需要切除的总余量（退刀量）和方向；△k一般情况下都是零。其余同G71指令。 11.G74端面切槽/钻孔循环指令 编程格式：G75R(e) ； G75 X(U) Z(W) P(△i) Q(△k) R(d) F ； e:退刀量； X (U) Z(W)：切槽终点坐标； △i：X向每次切深，不带符号半径表示； △k：刀具完成一次径向切削后，Z方向偏移量，不带符号。 D:刀具切削底部时Z向退刀量，一般省略。 F:切削进给速度。 注意： (1)最后一次切深量和最后一次Z向偏移量由系统自行计算。 (2)△i、△k为最小编程单位，如P1500表示切深1.5mm. 12.G76螺纹切削复合循环指令 G76 P(m)（r)(α)Q(△dmin)R(d)； G76 X(U) Z(W) R(i)P(k)Q(△d)F(L） ； m —精加工重复次数，可以是1～99次，该值是模态值。  r —螺纹尾部倒角量（Z向斜向退刀距离），是螺纹导程的0～9.9倍。单位0.1S,两位数表示00-99 α—螺纹刀尖角度（螺纹牙型角）。可以选择80°、60°、55°、30°、29°和0°六种中的一种，由两位数规定。该值是模态的。 △dmin—切削时的最小背吃刀量。半径值指定，单位为μm。不带小数。 d—精加工余量。该值是模态的，带小数半径值。单位为mm。  i—为螺纹起始点与螺纹终点的半径差，i为0时，是普通直螺纹切削。 k—螺纹的牙深。外螺纹按k=649.5P进行计算，内螺纹按k=541.3P 进行计算，半径值指定，单位为μm。不带小数。 △d—第一次切深，半径值指定，单位为μm。不带小数。 X、Z—绝对值编程时，为螺纹终点在工件坐标系下的坐标；增量编程时，为切削终点相对于循环起点的增量坐标值，用U、W表示； L—为螺纹导程，单位为mm。 例 1：(ZG1-1/2”外螺纹，牙长 25) G0 X50 Z3； G76 P020055 Q100 R0.1； G76 X45.5 Z-25 R-0.875 P1500 Q600 F2.309； 例 2：(M52×2 外螺纹，牙长 22) G76 P020060 Q100 R0.1； G76 X49.4 Z-22 P1300 Q600 F2.0； 例 3：(M30×1.5 外螺纹，牙长 14) G76 P020060 Q100 R0.1； G76 X28 Z-14 P1000 Q350 F1.5； 例 4：(ZG1/2”外螺纹，牙长 15) G0 X24 Z3； G76 P030055 Q100 R0.1； G76 X18.6 Z-15 R-0.562 P1200 Q500 F1.814； ■真题练习 一、根据图纸及编程要求补充完成程序 图7-4-3所示为螺纹阶梯轴，试用根据程序要求完成程序。 图7-4-3 螺纹阶梯轴 1.完成右端外圆程序补充 O0003； M03T0101S1000F0.2； 采用恒转速编程，每转进给量编程 G0 X60 Z2； G71 U R ； 背吃刀量为1mm，退刀量为0.5mm G71 P10 Q20 U W F0.2； 精加工径向余量0.5mm，端面余量0.1mm N G0 X27.8； 正确补充起始段行号 G1 Z0； X31.8 Z-2； Z ； 补充节点坐标 X38； X Z-31； 补充节点坐标 Z-38.5； X48 Z-53.428； Z-70； N G0 X60； 正确补充结束段行号 G0 X100 Z100； G99 M03 ； 精车调用2号刀具转速为1200进给量为0.1mm/转 G0 X60 Z2； G70 P1 Q2； G0 X100 Z100； ； 程序结束停留在当前位置 2.完成右端内孔加工程序补充 O0002； G99 M03 T0303 S1000 F0.2； G0 ； 底孔钻头12mm，定位尺寸与钻头尺寸相同，距离端面2mm G71 ； 背吃刀量为0.8mm，退刀量为0.5mm G71 P30 Q40 F0.2； 精加工径向余量0.5mm，端面余量0.1mm N30 G0 X17； G1 Z0； X15 Z-1； Z-12； N40 G0 X14； Z100； X100； G99 M03 T0303 S12000 F0.2； G0 X12 Z2； G70 ； 补充精车循环程序 G0 Z100； X100； M30； 3.完成右端螺纹加工程序补充 O0004； G99 M03 T0404 S500 F0.2； 开切削液 G0 X32 Z5； G92 X31.8 Z-27 F ； 按照图纸要求补充螺纹切削循环程序 X31.3； X30.8； X30.3； X30.05； G0 X100 Z100； ； 关切削液 ； 主轴停止 ； 程序停止返回程序头 4.完成调头左端仿形加工程序补充 O0003； G99 M03 T0101 S1000 F0.2； G0 X60 Z2； G U R ； 补充仿形循环指令直径余量为6mm，背吃刀量切削1mm G P50 Q60 F0.2； 补充仿形循环指令径向余量0.5mm，轴向余量为0 N50 G0 X56； G1 Z-15； X56 Z-35 ； 补充圆弧程序内容节点坐标 G1 Z-52； N60 G0X60； G0 X100 Z100； G99 M03 T0101 S1800 F0.1； G0 X60 Z2； G70 P50 Q60； G0 X100 Z100； M30； 二、根据程序及编程要求补充完成图纸尺寸填写 根据图7-4-4所示轴类零件，材料45#，毛坯外径50mm、长度已精加工至尺寸要求。 图7-4-4 螺纹阶梯轴 1.根据程序号O0001零件右端外圆、程序号O0002零件左端外圆的数控车加工程序（FANUC数控系统，直径编程），确定图7-4-4中A、B、C、D、E、F、G、I、J的尺寸，并填入表1中。其中尺寸A、B、J、G按直径表达，尺寸F按半径表达，尺寸K按螺纹表达（螺距1.5mm）； A B C D E F G K I J 2.在参考程序的空白处(共两处)补充完整程序。 参考程序： O0001 (右端外圆加工程序) G99 M03 S1000 T0101 F0.2 G0 X50 Z1 G71 U1 R1 G71 P10 Q20 R0.2 W0.1 F0.2 N10 G0 X0 G1 Z0 G3 X20 Z-10 R10 G1 Z-26.5 G1 X24 G1 X27Z-28 G1 Z-43 G1 Z-49.5 G1 X33 G3 X36 Z-51 R1.5 G1 Z-64.5 G1 X43 G1 X46 Z-66 G1 Z-75 N20 X50 G0 X100 Z100 T0101 M03 S2000 F0.1 G0 X30 Z1 G70 P10 Q20 G0 X100 Z100 M30 O0002(左端外圆加工程序) G99 M03 S1000 T0101 F0.2 G0 X50 Z2 G71 U1 R1 G71 P30 Q40 U0.5 W0.2F0.2 N30 G0 X29.7 G1 Z0 G1 X35.608 Z-19.5 G2 X45.9875 Z-22.5 R6 G1 X47 N40 X50 G0 X100 Z100 G99 M03 S1800 T0101 F0.1 G0 X65 Z2 G70 P30 Q40 G0 X100 Z100 M30 O0003(左端内圆加工程序) T0303 G99 M03 S1000 F0.2 G0 X16 Z2 G71 ；背吃刀量为1mm，退刀量0.5mm G71 P50 Q60 W0.1 F0.2；精车余量0.5mm N50 G0 X26 G1 Z0 G1 X24 Z-1.5 G1 Z-20 X20 Z-23 N60 G0 X16 G0 Z100 X100 M30 G99 M03 T0303 S1800 F0.1 G0 X16 Z2 G70 P50 Q60 G0 Z100 X100 M30 考点4 真题练习 参考答案 一、 1.完成右端外圆程序补充 G97 G99 1 0.5 0.5 0.1 10 -30 40 20 T0202 S1200 F0.1 M02 2.完成右端内孔加工程序补充 X12 Z2 U-0.5 W0.1 P30 Q40 3.完成右端螺纹加工程序补充 M08 1.5 M09 M05 M30 4.完成调头左端仿形加工程序补充 73 6 3 73 0.5 0.1 G02 R15 二、 A B C D E F G K I J Φ20 Φ36 23 15 64.5 R6 Φ46 M27X1.5 Φ20 Φ24 补充程序内容：U1 R0.5 U0.5 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $