考点14 数控车床加工的常用功能指令 《金属加工基础》 山东省（春季高考） 机械类 知识讲解

山东省（春季高考）机械类 金属加工 复习讲义 7—1 数控车床加工的常用功能指令 【考纲要求】 （1）掌握基本准备功能指令的格式、使用方法及注意事项。 （2）掌握常用辅助功能指令的格式、使用方法。 （3）了解模态指令与非模态指令区别。 （4）掌握数控车床常用循环指令格式及使用方法。 （5）了解数控车床编程其他常用指令。 考点1 数控车床准备功能指令 一、数控车床准备功能指令（G功能或G代码、G指令） 1．作用：用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、坐标设定、刀具补偿偏置等多种加工操作。 2．指令格式：Gxx,G为地址，xx为数字（00~99）。100个，如下表所示。 3．分类：模态（续效，即表示该代码一经在一个程序段中指定，一直有效，直到出现同组的另一个G代码时才失效），非模态（只在所指定的程序段中有效）。说明：注意：(1）带有＊记号G 代码，当电源接通时，系统处于这个G代码的状态。（2)00组的G代码是非模态G代码。（3）在同一个程序段中，可以指令几个不同组的G代码，在同一个程序段中指令了两个以上的同组G 代码时，后一个G代码有效。 G代码 组别 功能 G代码 组别 功能 G00 01 快速定位 G71 00 外圆粗车循环 *G01 直线插补（切削进给） G72 端面粗车循环 G02 圆弧插补CW（顺时针） G73 仿形粗车循环 G03 圆弧插补CCW（逆时针） G75 外圆、内圆切槽循环 G04 00 暂停、准停 G76 复合型螺纹切削循环 G21 06 米制单位 G90 01 外圆、内圆切槽循环 G32 01 螺纹进给 G92 螺纹切削循环 *G40 04 取消刀尖半径补偿 G96 02 恒线速开 G41 建立刀尖半径左补偿 G97 恒线速关 G42 建立右刀补 *G98 03 每分进给 G70 00 精车循环 G99 每转进给 4．快速定位指令G00 （1）作用：执行GOO指令时，刀具快速移动并定位在指令的目标点。该指令主要应用于刀具加工前的快进、加工后的快退及刀具的空行程运动。GOO指令为模态代码。 （2）指令格式：G0O X(U)_Z(W)_； （3）说明 ①X_Z＿表示快速移动的目标点绝对坐标。 ②U_W＿表示快速移动的目标点相对刀具当前点的相对坐标位移。 ③X(U）坐标按直径输入。例：A→B 绝对值编程：G00 X55.0 ZO； 相对值编程：GOO U-65.0 W-80.0； （4）注意事项 ①符号代表程序原点。 ②点的坐标值均为mm输入。 ③在某一轴上相对位置不变时，可以省略该轴的移动坐标指令。 ④在同一程序段中，绝对坐标指令和相对坐标指令可以混用。如G00X55.0W-80.0。 ⑤G00指令的快速移动，由厂家设定，不能用F规定，但可由操作面板上的快速修调按钮修正。 ⑥在执行G00时，由于X、Z轴以各自独立的速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因此X、Z轴的合成轨迹不一定是直线，通常为折线轨迹。 ⑦执行GOO指令，移动过程中不能对工件进行切削加工，目标点不能选在零件上，一般要离开工件表面2~5mm。 ⑧刀具轨迹用带箭头的虚线表示“...→”。 5．直线插补指令G01 （1）作用：执行G01指令时，刀具按程序给定的F进给速度作直线运动到指令目标点。该指令主要应用于刀具的切削运动。G01指令为模态代码。 （2）指令格式：G01X(U)_Z(W)_F_;F表示进给速度。 （3）注意事项 ①进给速度为工进，由F指令设定，单位为mm/r(G99）。 ②刀具轨迹为直线，精度高。 ③刀具轨迹用带箭头的实线表示：“→” 6．暂停指令G04 （1）作用：执行G04指令时，使程序暂停，经过暂停延时之后执行下一个程序段。该指令一般应用于车槽、镗孔、钻孔指令后，以提高表面质量及有利于铁屑充分排出。G04指令为非模态代码。 （2）指令格式：G04X；单位（S)，带小数点。如G04X2.0表示暂停2s。或G04P_；单位（ms)，不带小数点。如G04P2000也表示暂停2s。 （3）说明：在暂停指令同一程序段中不能指令进给速度。 7．圆弧插补指令G02、G03 （1）作用：G02、G03指令是用来指令刀具在给定平面内以F进给速度，作圆弧插补运动的指令。该指令主要用于圆弧表面切削。G02、G03均为模态代码。 （2）指令格式： （3）说明 ①G02：顺圆（顺时针方向旋转圆弧）;G03：逆圆（逆时针方向旋转圆弧）。顺圆、逆圆判断方法：沿着弧所在平面（如XZ平面）的正法线方向（+Y轴）向负方向（-Y轴）观察，圆弧插补按顺时针方向为G02（顺圆），逆时针方向为G03（逆圆）。 ②X−Z−：圆弧终点绝对坐标；UW：圆弧终点相对坐标； R_:：圆弧半径； IK：圆心相对圆弧起始点的增量坐标，I、K为零时可以省略；I、K的计算方法：I=圆心X坐标一圆弧起始点的X坐标；K＝圆心Z坐标一圆弧起始点的Z坐标。 （3） 注意：在同一程序段中，如I、K与R同时出现时，R有效。 考点2 数控车床辅助功能指令（M功能或M代码、M指令） 1．作用：用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。 2．指令格式：Mxx,M为地址，xx为数字（00~99）。100个，如下表所示。 3．分类：模态，非模态。注意：一个程序段只能一个M指令有效，否则系统报警。 M指令 功能 模态 M指令 功能 模态 M00 程序暂停 非模态 M06 换刀指令 非模态 M01 程序选择性停止 非模态 M08 冷却液开 模态 M02 程序结束 非模态 M09 冷却液关 模态 M03 主轴正转 模态 M30 程序结束，返回开头 非模态 M04 主轴反转 模态 M98 调用子程序 模态 M05 主轴停转 模态 M99 子程序结束并返回主程序 模态 3、 数控车床S、F、T功能 考点3 主轴转速功能（S功能或S指令） 1.（1）作用：用来指定主轴的转速。 （2）指令字格式：用字母S及其后面的若干位数字表示。S代码为模态指令。S需与G代码结合，含义不同。 ①G96 S100：恒线速度100m/min，主轴自动改变转速。 ①G97 S1000：取消恒线速度，主轴转速1000r/min，一般状态。 2．进给速度功能（F功能或F指令） （1）作用：用来指定车刀车削工件表面时刀具相对于工件的走刀速度。为模态指令。 （2）单位：F的单位由G98或G99代码指定。G98、G99均为模态指定。 （3）指令字格式：G98 F100：每分钟刀具的进给量（每分进给量）为100mm/min； G99 F0.3：主轴每转一转刀具的进给量（每转进给量）为0.3mm/r。 （4）螺纹加工：F指螺纹导程，F2.0表示被加工螺纹的导程为2mm。 3．刀具功能（T功能或T指令） （1）作用：执行T指令时，将转动刀架到指定的刀号位置，同时将使用指定的刀具补偿号的补偿值。 （2）指令格式：Too☐o，前两个□为刀具选择号，后两个口为刀补号（刀具偏置补偿）。 如：T0101表示选择1号刀，同时使用第01号刀补值。如果补偿号是00，则取消刀具补偿。如：T0100表示取消1号刀刀补。 （3）刀具补偿：包括刀具偏置补偿和刀具半径补偿。刀具补偿号共有32组：01~32。每一组补偿号有4个补偿数据：X、Z、R、T。其中R、T用于刀尖半径补偿；X为X轴的补偿量；Z 为Z轴的补偿量。 （4）刀具偏置补偿 ①产生原因：刀具长度、安装位置不同，各刀具的刀尖位置不同。刀具磨损后，其刀尖位置也会发生变化。②产生后果：导致加工误差。 ③定义：对各刀具的位置值进行比较或设定。 ④修正办法：对刀，并将偏离值输入数控系统。 注意：在一个程序段中只可以指定一个T代码。当移动指令和T代码在同一程序段中指令时，先换刀后执行移动指令，刀具补偿与移动指令合并执行。注意换刀位置、安全位置。 考点4 主数控车床常用循环指令 1．内、外圆切削循环指令G90（单一固定循环） （1）作用：G90指令主要用于零件的内、外圆柱和圆锥，且毛坯余量较大的切削加工。G90为模态代码。 （2）格式：G90X(U)_Z(W)_F_;（圆柱面）此时R为零，可省略。 G90 X(U)_Z(W)_R_F_;（圆锥面）。 （3）说明 ①X_Z_：切削终点C的绝对坐标； UW：切削终点C相对循环起始点A的相对坐标。 ②R_：锥体面切削起点与切削终点的半径差， R=rB−rc(R=r起−r顶)。 ③F_：进给速度。 （4）猜环轨迹：①圆柱面：矩形；②圆锥面：直角梯形。 （5）注意：需要特别指出的是，在应用G90指令编程时，刀具必须先定位到一个循环起点，然后开始执行G90指令，且刀具每执行完一次走刀循环后总回到循环起点。对于该点，一般宜选择在离开工件或毛坯1~2mm处。圆锥面的循环起点调刀至锥端面的正前方，这样便于计算rB(r ），但有点碰刀。 2．端面切削循环指令G94（单一固定循环） （1）作用：G94指令主要用于零件端平面和锥体面的切削加工。G94为模态代码。 （2）格式：G94X(U)_Z(W)_F_;（端平面）此时R为零，可省略。 G94 X(U)_Z(W)_R_F_;（锥体面）。 （3）说明 ①XZ：切削终点C的绝对坐标；UW：切削终点C相对循环起始点A的相对坐标。 ②R_：锥体面切削起点与切削终点在Z轴方向的差，R=ZB−ZC(R=Z起−Z转)。 ③F：进给速度。 3．内、外圆粗车循环指令G71（复合固定循环） （1）作用：G71指令主要用于圆棒料毛坯粗车外径（适用于加工轴套类零件）。G71为非模态代码。 （2）格式：G00XαZβ;G71UΔdRΔe;;G71 Pns Qnf UΔuWΔwFf （3）说明：α、β：循环起点的坐标； Δd：每次径向背吃刀量，半径值，无符号，单位为mm； Δe：每次径向退刀量，半径值，无符号，单位为mm； ns：精加工首地址（精加工形状程序段中的开始程序段顺序号）； nf：精加工尾地址（精加工形状程序段中的结束程序段顺序号）； Δu:X轴方向的精加工余量，直径值，单位为mm。外形轮廓加工取正值，内孔镗削取负值。缺省输入时，系统按Δu=0处理。 Δw:Z轴方向的精加工余量，单位为mm。缺省输入时，系统按Δw=0处理。 f：粗加工循环中的进给速度。 4．精车循环指令G70（复合固定循环） （1）作用：由G71或G73指令完成粗加工后，可以用G70指令对零件进行精加工。 （2）格式：G00XαZβ; G70 Pns Qnf Ff; （3）说明：ns、nf、f与G71的含义相同。 （4)G70、G71注意事项 ①G71程序段中的F、S、T指令对粗加工循环有效，而对精加工循环无效；在ns~nf精加工形状程序段中的F、S、T指令对精加工循环有效，而对粗加工循环无效。 ②在A至A间顺序号ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必须指定，也不能含有Z轴指令。 ③在A＇→B之间必须符合X、Z轴方向的单调增加或减小的模式，即一直增加或一直减小。 ④在加工循环中可以进行刀具补偿。 ⑤精车之前，如需换精加工刀具，则应注意换刀点的选择。批量大换刀，批量小不换刀。 ⑥α的定位：不要使第一刀切在毛坏表皮上，否则容易崩掉刀。可以使α＝毛坯直径。3．刀具半径补偿算法：根据零件尺寸和刀具半径值计算出刀具中心轨迹。对于一般的CNC 装置，所能实现的轮廓仅限于直线和圆弧。刀具半径补偿分B功能刀补与C功能刀补，B功能刀补能根据本段程序的轮廓尺寸进行刀具半径补偿，不能解决程序段之间的过渡问题编程人员必须先估计刀补后可能出现的间断点和交叉点等情况，进行人为处理。 【练习题】 1、 单项选择题 1.以下指令不属于模态指令的是( )。 A. G02 B. G71 C. G32 D. G90 2．下列指令中，( )是模态指令。 A.G90、G98、M03 B.G90、G00、M06 C.G21、G90、M00 D.G90、G04、M04 3．数车M06指令是( )。 A.程序结束 B.换工件 C.换刀 D.换主轴 4．数控车床车削螺纹时，进给量F的值为( )。 A.可任意设定 B.螺纹的导程 C.切削用量手册 D.螺纹的螺距 5.G71、G72、G73指令执行完成后，需调用指令进行精加工 ( )。 A. G74 B. G75 C. G76 D. G70 6．复合固定循环G71、G72、G73程序段中的F、S、T，只对循环时有效( )。 A.粗加工 B.精加工 C.半精加工 D.超精加工 7. ( )指令适用于平面和锥面端面切削循环加工。 A. G90 B. G92 C. G94 D. G71 8.( )指令可用于圆柱面、圆锥面、沟槽、倒角等切削加工。 A. GO0 B. G01 C. G02 D. G03 9.G71指令格式中R表示( )。 A.进给速度 B.退刀量 C.圆弧半径 D.圆弧直径 10.G80指令中的X与Z表示( )。 A.车削的起点坐标 B.车削的终点坐标 C.图形的终点坐标 D.图形的循环坐标 11.G71指令中的U（Δu）表示 ( )。 A.X轴终点坐标 B.X轴精加工余量 C.X轴进给 D.X轴起点坐标 12．数控机床程序中，F100表示( )。 A.切削速度 B.进给速度 C.主轴转速 D.步进电机转速 13．执行下列哪一段程序刀架无动作( )。 A. G50 X20 Z0 B. G02 X50 Z0 R25 C. G02 X20 Z0 R10 D. G03 X20 Z0 R10 14．编程中设定定位速度F1=5000mm/min，切削速度F2=100mm/min，如果设置进给修调为80%，则实际速度为( )。 A. F1=4000,F2=80 B. F1=5000,F2=1000 C.F1=5000,F2=80 D.F1=4000,F=100 15．下列说法错误的是( )。 A.G71指令第一个程序段不能有Z方向的坐标移动 B.G71指令最后一个程序段必须由直线移动指令来指定 C.G72指令第一个程序段不能有X方向的坐标移动 D.G73指令最后一个程序段必须由直线移动指令来指定 16．程序段G70 P10 Q20中，P10的含义是( )。 A.X轴移动10mm B.精加工循环的最后一个程序段的程序号 C.Z轴移动10mm D.精加工循环的第一个程序段的程序号 17．程序终了时，以何种指令表示( )。 A. M00 B. M01 C. M02 D. M03 18．沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边是指令( )。 A. G40 B. G41 C. G42 D. G03 19．在下列数控车床G功能代码中，( )是设定恒线速度控制。 A.G96 B. G97 C. G98 D. G99 20．在数控车床的G功能代码中，( )是内外圆表面切削循环指令。 A. G90 B. G92 C. G94 D. G96 【答案】 一、单项选择题 1. B 2.A 3.C 4．B 5.D 6. A 7.C 8.B 9.B 10.B 11.B 12.B 13.A 14.C 15.D 16.D 17.C 18.C 19.A 20.A 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $