CNC编程简要.docx
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CNC编程简要
一．数控机床的组成简介
一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体组成
数控机床的组成：
数控系统,电气控制部分，操作站。
电气包括:
控制系统控制柜，控制柜内有伺服驱动器，变压器,继电器，接触器，输入输出等，显示屏幕，电机，行程开关。
主轴驱动及传动部分（主轴驱动，变频器，主轴箱等）,
进给轴部分（X轴Y轴Z轴A轴B轴C轴等驱动器及伺服电机，丝杠，导轨，等）
液压部分，液压泵，各种阀液压表，润滑，润滑泵，润滑管路。
夹持系统（卡盘，中心架夹具，尾座）
刀具部分（刀架、刀库、换刀装置，动力头，等）
润滑部分（导轨润滑，齿轮润滑）
冷却部分（冷却液）
排屑部分（自动排屑装置）
机床床身，防护罩。
数控机床的加工特点是：
精确，快速，适合批量生产,与操作者经验无关,生产效率高，可以加工形状复杂、精度要求高的零件，还有一些普通机床不能或不便加工的零件，装夹定为后能加工多道工序，加工质量稳定，减轻者的操作劳动强度。
机床标准坐标系是使用笛卡尔坐标系
卧式数控车床床身角度有3045607590
导轨倾斜的角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性及受力情况差。
其倾斜角度的大小还直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例
在机床自带动力头和C轴时候，钻孔加工编程时要将床身角度考虑进去。
二．CNC编程的组成
1.代码简介
1.顺序号字
顺序号字就是程序段号，程序号位于程序段之首，符号为N，后续数字为1~4为数，即为NX~NXXXX,顺序号可以不连续但是必须为整数。
2.准备功能字
准备功能字地址符为是，又称作为G功能或者G指令，G代码。
它是建机床或者控制系统工作方式的一种命令其格式大部分为2为数整数，如果见到一位数的时候实为2为数的简写如G01简写成G1.
3.尺寸字
尺寸字也叫尺寸指令，尺寸指令在程序段中注意用来指令机床刀具运动到达的坐标位置。
地址符用得比较多的是3组,
X,Y.ZU,V,WP,Q,R
主要用于到达指令目标的直线坐标尺寸
A,B,C,D,E
主要用于指令到达点的角度坐标
I,J,K
主要用来指令零件圆弧轮廓圆心点的坐标尺寸
4.进给功能字
进给功能字的地址符为F。
它的功能是指令进给速度，F功能有两种应用方式。
一每转进给即F0.X多数用于车削运动
二每分钟进给为FXXX多数应用于加工中心，铣床，及钻孔切屑运动。
两种应用的的区别为程序前段加添G94（没分钟进给）/G95（主轴每转进给）
5.主轴转速功能字
主轴转速功能字用来指定主轴的转速单位r/分钟。
地址符为S如S100，就是转速100的意思。
转速的应用方式也有两种应用时前段加G96和G97来区别应用方式。
G96为恒线速切削G97为每分钟转速。
也就是一段程序内机床一直为此速度运转
格式为G96S100主轴转速随工件直径的变化而变化，也就是在车削时通过调整主轴转速来保持切削线速度不变，一般在车削直径变化较大的台阶轴、锥形零件时应用，也可用于端面的车削，以保证光洁度一致，但是随着工件直径的不断减小，为了确保主轴转速不能过高以至于烧毁电机一一般使用G50来限最高速度如G50S1500表示最高转速为1500转
G97S100主轴转速始终保持在程序指定的转速100转上，一般铣床切屑，孔加工以及槽加工上。
6.刀具功能字
刀具功能字用地址符T表示，主要含义是用来指定加工时使用的刀具号，其内包含了刀具长度（X,Y两个方向）补偿和刀尖半径补偿用
例如，T01之1号刀。
T0101表示使用1号刀的刀具补偿。
（刀具补偿设置）
有刀库的换刀使用MO6T0101表示换至1号刀。
使用1号刀的刀具补偿
加工中心时为T01H01如使用刀具直径补偿加代码G41（刀具补偿左）G42（刀具补偿右）
7.辅助功能字
主轴功能字地址符为M，随后由1~3位数字组成（整数），它用来指令数控机床辅助装置的接通和断开，表示机床各种辅助动作及其状态。
2.通用G功能对照表
G功能字符
定义
G00
快速定位，移动
G01
直线插补（直线切屑）
G02
顺时针圆弧插补（切屑）
G03
逆顺时针圆弧插补（切屑）
GO4
暂停XX/秒
G15
取消极坐标（加工中心）
G16
极坐标指令（加工中心）
G17
XY平面选择
G18
ZY平面选择
G19
YZ平面选择
G27
参考点返回检验
G28
自动返回参考点（机床原点）
G32
螺纹切屑
G33
螺纹切屑
G40
取消半径补偿
G41
刀具半径补偿—左
G42
刀具半径补偿—右
G43
正向长度补偿
G44
反向长度补偿
G49
取消长度补偿
G50
一般设置为限速度
G70
精加工复合循环
G71
外圆粗加工复合循环
G72
端面粗加工复合循环
G73
固定形状粗加工复合循环
G74
端面钻孔复合循环
G75
外圆切槽复合循环
G76
多头螺纹复合加工循环
G83
Z方向钻孔循环
G84
Z方向攻丝循环
G87
X方向钻孔循环
G88
X方向攻丝循环
G90
外圆切屑循环/绝对值坐标
G91
增量坐标值
G92
螺纹切屑循环
G94
端面切屑循环
G96
主轴恒线速度控制
G97
取消主轴恒线速度控制即每分钟进给速度
G98
没分钟进给/钻孔后返回起始点（加工中心）
G99
每转进给/钻孔后返回Z0.点（加工中心）
3.通用M代码功能对照表
M00
程序停止
M01
程序计划停止（分段）
M02
程序结束（不返回开始段）
M03
主轴顺时针转动
M04
主轴逆时针转动
M05
主轴停止转动
M06
换刀
M08
切削液开
M09
切削液关
M13
主轴正转，切削液开（动立头）
M14
主轴反转，切削液开
M29
攻丝记忆（FANUC系统）
M30
程序结束返回程序开始
M45
C轴锁定
M46
C轴释放
M65
C轴解锁
M68
C轴锁紧
M98
子程序调出
M99
返回主程序
M指令根据各系统的不同设定，以上是日本FANUC系统经常用到的指令。
具体各个系统的M指令需翻阅各个系统的资料。
三.G代码详解
G00和G01的简单运用。
以及刀补指令，自动倒角的应用详细取实例
1.编程开头结尾格式
1.数控车床
G53.5（机床坐标原点，适用于车削中心，加工中心，每种系统设置不一样）
G50S1500
M05
M09
G28U0.W0.
（程序开始阶段消除可能存在的机床状态，可以不编写）
N1
G99G96S180M03（设定什么方式进给，转速，主轴开始运转）
G50S1000（限定最高转速）
T0101（调入加工刀具以及刀补指令）
G00Z50.M08（快速进入开始切削点，开启切削液）
GXX……..（开始切削路径编制）
….
G00Z50.（切削完成退至安全区域）
M09（关闭切削液）
M05（主轴停止运转）
G28U0.W0.（回机床原点）
M01（程序选择性暂停）
N2…
…..
…
G00Z50.M09M05
G28U0.W0.
M01
M30（程序结束）
2.数控加工中心
G90G80G49G40
G91G30Z0.（机床坐标系回原点，原则是全部先回Z）
G30X0.Y0.
（程序开始阶段消除可能存在的机床状态，可以不编写）
N1
T01M06T02
G00G90G5XXP1X0.Y0.（G5XX为机床坐标系，P为设置的工件原点，）
G90H01Z10.M03S800
D01（刀具直径插补）
GXX。
。
。
（走道路径编制）
。
。
。
G91G00Z10.
M05M09
G91G30Z0
G30X0.Y0.
M01
N2
。
。
。
。
。
。
G00G90X0.Y0.（必须退回工件XY的原点）
M05M09
G91G30Z0
G30X0.Y0.
M30
2循环指令的应用
1.切削加工循环指令（G90.G94.G71.G73.G72G70.）
2.孔加工循环指令（G74G84G87G88）
3.螺纹加工（G92G32G76）
1.切削指令应用格式
G90分别有直线循环切削和斜度循环切削
1.1直线切削循环
G90
X（u）
Z（w）
F
X——X方向剩余切削部分（到尺寸值）
Z——Y方向切削深度
增量方式使用U与W（符号为负，不建议使用）
例：
G50S1500
M05
M09
G28U0.W0.
N1
G99G96S180M03
G50S1000
T0101
G00Z10.M08
G00X80.
G90X75.Z-10.F0.3
X70.
X65.
X60.（加工到尺寸60）
G00Z50.M09M05
G28U0.W0.
M01
M30
1.2斜度切削循环
G90
X（u）
Z（w）
R
F
XY意义同直线切削
R=D（大）-D（小）/2
此时U.W及R数值的正负号及刀具路径如下
2.端面切削循环（G94）
G94分别有端面循环切削和端面斜度循环切削
2.1端面循环切削
G94
X（u）
Z（w）
R
F
X——X方向剩余切削部分（到尺寸值）
Z——Y方向切削深度
增量方式时如果路径方向在Z轴方向W为负。
例：
G50S1500
M05
M09
G28U0.W0.
N1
G99G96S180M03
G50S1000
T0101
G00Z10.M08
G00X80.
G90X75.Z-2..F0.3
Z-5.
Z-7.5
Z-10.0
Z-12.5
Z-15.（加工到尺寸Z方向15处尺寸）
G00Z50.M09M05
G28U0.W0.
M01
M30
2.2端面斜度循环切削
G94
X（u）
Z（w）
R
F
XY意义同端面循环切削
R=F（大）-F（小）
此时U.W及R数值的正负号及刀具路径由于不常用此处不详讲。
可参考G90
G90与G94的区别
G90是用于外圆Z方向切削，X方向为G00快速进退
G94是用于端面X方向切削，Z方向为G00快速进退
编写注意点起点不可在外形轮廓内。
3.G71外圆，内员，凹槽循环指令（复合型固定循环时，只需要指定加工形状就能完成从粗到精的加工）
G71
U
（1）
R
G71
P-Q-
U
（2）
W
F
U
（1）：
指定半径切削深度如U3.5
R：
退刀量（如R0.5）
P-Q-：
指定开始喝结束程序号如P100Q200
U
（2）:
X方向精车余量如U0.2（直径值）
W：
Z方向精加工余量如W0.1
例：
…..
G96S180
G71U3.5R0.5
G71P100Q200U0.2F0.2
N100
G00X….
…
N200
G00X…Z..
…
4.G72端面和端面凹槽加工循环指令（沿着平行X方向进行加工）
G72
W
（1）
R
G72
P-Q-
U
W
（2）
F
W
（1）：
指定切削深度Z方向
R：
退刀量
P-Q-：
指定开始和结束程序号
U：
指定X方向精加工余量
W
（2）:
指定Z方向加工余量
F：
进给
例参考G71
5.G73封闭加工的固定循环（仿形循环即按照一定的切削形状渐进式切削）
G73
U
（1）
W
（1）
R
G73
P-Q-
U
（2）
W
（2）
F
U
（1）:
指定在X仿形的总退刀量如U5.0
W
（1）：
指定在Y方向总退刀量如W5.
R:
粗加工循环次数
P-Q-：
指定开始和结束程序号
U
（2）：
指定X方向精加工余量
W
（2）：
指定Z方向加工余量
F：
进给
例参考G71
6.G70精加工循环与G71G72G73复合使用，
G70
P
Q
F
P.Q:
G71G72G73指定开始和结束程序号
7.G75割槽循环加工指令
G75
R
（1）
G75
X（U）Z（W）
P-Q
R
（2）
F
R
（1）:
指定退刀量
X（U）Z（W）：
终点坐标
P-Q：
指定开始和结束程序号
R
（2）：
在底部指定退刀量
F：
进给
使用5M的割槽刀
N1T0101
G99G96S100M03
G50S1000
G00X120.Z20.M08
G01Z-45.F0.1
G75R0.2
G75X100.Z80.P2000Q4000F0.15
G00X200Z150.
..
…..
还可以用于反向台阶和切断
例如
需从大端往小端车，原材料为28.0mm,槽刀宽为3.0mm,Z轴方向大端到小端为-值，
T0101
M3S2500
G0Z-2.5M8
X30.0
G75R0.2
G75X25.0P2000F0.1
G0Z-5.0
G75R0.2
G75X20.0Z-6.0P2000Q2500F0.1（P－X方向每刀进刀量2.0mm，Q－Z方向每刀进刀量2.5mm）
G0Z-8.0
G75R0.2
G75X10.0Z-11.0P2000Q2500F0.1
G0Z-13.0
G75R0.2
G75X0.P2000QF0.1（切断，切断前可用G0＋G1给各棱角倒个角）
G0X30.0
Z200.0
M30
3.钻孔和攻丝循环（G81G83G84G85G87G88）取消循环状态使用G80
3.1G83指令
G83
X
Y（V）/C（H）
Z
K
R
Q
P
F
X：
空位中心
Y/C：
XY的Y面或者XC的C值
Z：
空底部值
K．孔数
R：
从开始点到参考点的矢量（基本不用）
Q每次切削深度如Q10001000=1MM（深孔可用）
P，指明停留时间P1000为1秒（基本不用）
F：
进给
例如：
带动力头和C周的车削中心
T0101
G97S1000M13
M46
G00C0.
G00Z10.X100.M08
G83Z-20.H90K4F150M68（H90为空位角度90。
评分为K4，4个空R.P.Q按实际应用编写）
G80
M65
M45
M15M09
G28…
…
加工中心的应该
G90G17G16
G98G83/G81X100.Y100.Z-20F100
Y100
X100
Y100
X100
G80G15…
…
.
次循环用于在各轴在中心线的循环，非中心线的循环用三角函数算出位置值
余下G84G85G87G88格式都一样G84G88为丝攻指令，只需将F改成螺距
G87G88是用于向X方向进给的其他无异。
都可以参考G83编写。
4.螺纹循环切削（G32G92G76）
4.1G32螺纹切削
直线螺纹
G32
Z
F
斜面螺纹
G32
X
Z
F
端面螺纹
G32
X
F
X:
X轴牙厂高度坐标
Z：
Z轴长度坐标
F：
螺纹节距
G32用得比较少，只做了解此处不详解
4.2G92螺纹车削
G92
X
Z
R
F
X:
第一刀深度，最后一个X值为螺纹低径
Z:
螺纹牙长
R:
斜度差R=（大径—小径）/2/牙长×（牙长+安全距离）（直螺纹不写）
F:
螺距F=25.4/牙数
例：
M48的螺纹，起刀点（安全距离）为5，大径为50.牙长10.车螺纹前锥度加工到位
算出R=1.5
N1
G99G97180M03
T0101
G00Z5.0M08
X52.
G92X49.Z-10.R-1.5F1.5
X48.5
X48.
G00Z50.X100.
M09M05
G28U0.W0.
M30
4.3G76螺纹切削
G76
P（m）（r）（a）
Q（△dimin）
R（d）
G76
X（u）Z（w0）
R（i）
P（k）
Q（△d）
F（L）
P:
（m）（r）（a）m为精加工重复次数，从1~99r为倒角量值得设置从0.0L到9.9L（以0.1L为增量单位）L为导程，a为刀尖角。
有55603029和0的选择
Q：
（△dimin）为最小切削深度，半径值。
R（d）：
精加工余量
X（u）Z（w0）：
螺纹坐标终点
R（i）：
螺纹的起点半径值和终点半径值之差。
I=0时。
为直螺纹
P（k）：
螺纹齿高，半径值
Q（△d）：
第一次切削深度
F（L）：
螺纹的导程。
例：
1“的NPT外螺纹，材料球墨铸铁
N1（精加工外圆）
T0101
G50S800
G99G96200M03
G00Z5.X27.
G01Z0.F0.5
X33.34Z-25.
Z-27.
G00X50.Z50.M09M05
G28U0.W0.
M01
N2（螺纹加工）
T0202
G97G99S150M03（M04）
G00Z5.X40.M08
G76P011060Q0.1（P01:
精加工一次，P0110：
螺纹末端倒角度数为1.0，报警就不编写角度，P011060，螺纹角度60度，Q0.1Q最小切削量，R0.1精加工余量）
G76X29.87Z-25.P1.767Q0.4R-0.9375F2.009（X=29.87查表螺纹底径，Z-25.+螺纹长度，R0.9375核算公式0.03125×（Z5.+Z25.）,符号内螺纹为正，外螺纹为负，Q0.4第一次切削深度，F=25.4/11.5牙=2.209）PS：
FANUC系统P.Q.R.采用4位整数无小数点。
G00Z50.X50.M09M05
G28U0.W0.
M30
常见螺纹类别及角度
螺纹
制式
角度
UN
英制
60，直螺纹
NPT
美制管锥螺纹
角度601/16牙型
BSPT
英制螺纹
551/16牙型
BSP
英制直螺纹
角度55
4.4加工中心对大号螺纹采用梳螺纹形式
例
G80G90G40G49
G91G30Z0.
G91G30Y0.X0.
N1
T1M06T2
G00G90G54.5P1X0.Y0.
G43H1Z8.M03S800
G98G81Z-32.R10.F80M08
G80
G91G00Z10.
M05M09
G91X0.Y0.
M01
N2
T2M06T1
G00G90G54.5P1X0.Y0.
G43H2.Z-26.M03S800
G01X-12.2F100M08
M98H111L1
G00G90X0.Y0.
G00G90G54.5P1X0.Y0.
G43H2.Z-26.M03S800
G01X-12.5F80S1000
M98H222L1
G00G90X0.Y0.
M05M09
G00Z100.
G91G30Z0.
G30X0.Y0.
M30
N111
G02G91I2.2Z-2.309
M99
N222
G02G91I2.42Z-2.309
M99
四．数控机床加工的调试与刀具介绍
1.拿到零件图后。
按照工序内容确认加工面及加工尺寸。
2.选取工装，按要求安装。
3.调取程序，并且审核程序是否与即将加工工序匹配。
4.按工序说明选用刀具，安装刀具。
5.调整程序里的刀号，确保程序刀号与安装位置一致。
6.进行确立原点，对刀，并且修改刀具参数。
7.进行试加工切屑。
8.根据试加工进行调整，满足加工要求后进行正常批量加工
刀具的选择于安装
按实际需求选择刀具，充分考虑到加工性能，
安装过程中考虑安装对加工过程产生的影响。
（如刀具长度）
刀片的选择
刀片标志
对应材料
P
用于钢，铸钢等
M
不锈钢，铸铁高锰钢
K
以铸铁为代表的，非铁金属，非金属
刀片刀尖圆弧的区别
一般刀尖圆弧分成0.8和0.4的刀尖圆弧
刀尖圆弧
粗车
精车
0.4
一般不用于粗车，刀尖刀刃已磨损
一般用于精车加工，加工余量在0.4左右
0.8
一般用于粗加工比较合适，不易磨损
很少用于精加工。
容易出现振纹，不过加工表面粗糙度好，0.4对粗糙度达不到要求时候可以尝试，0.8刀尖的有些特殊刀尖（带修光刃的）精加工余量在0.8左右适合。
附刀片形状以及代号
代号
刀片形状
H
正六角形
O
正八角形
P
正五角形
S
正方形
T
正三角形
C
菱形80
D
55
E
75
F
50
M
86
V
35
W
等边不等角六角形
A
平行四边形顶角85
B
82
K
55
R
圆形
L
长方形
附常见材料特性（仅供参考）
加工材质的特性
1.不锈钢
材料特性1.易产生加工硬化2热传导率低3于工具的亲和性大
切屑现象1易产生工具磨损
2易产生塑性变形
3易产生缺席与破损
4易产生切身边界（沟状）
5切屑中刀尖温度高
加工要点
1.切屑时应极力避开刮擦加工硬化层
2.切削刃前角取大，以减小切屑阻力与发热量
3.刃口修磨尽量小
4.选择难以使切屑熔结的工具材料与切屑条件
5.必须选择不引起振动的刀具与机床，工件刚性要高。
2.灰铸铁
材料特性不耐冲击，不能伸长
切屑现象
1.由于石墨的润滑作用和切屑的破碎效果故切屑性好。
2.崩碎型切屑生成之际，产生周波数的振动
3.容易边缘崩落。
加工现象
1．因龟裂型切屑生成，故产生周波数的振动
2．与切削刃接触的切屑里侧平滑度差。
刀具产生磨料磨损
3球磨铸铁
材料特性延伸率好，难折断
切屑现象与灰铁相比
1.难折断
2.工件壁厚可以薄
3.被切屑性降低
加工现象
1.切削时产生的热量多
2.切削伸长。
由于产生热量高，前刀面磨损大，
3.比普通铸铁切削阻力高，容易产生因钱切削振动造成的缺损
4.硬珠光组织，促进刀具磨损
5.软质铁素体组织易熔结
4.铝件
材料特性：
硬度低，导热性好，允许高速切削
切削现象
1.允许高速切削
2.易变形
加工现象
1.易产生切削瘤
2.对刀具损耗严重
3.对切削的要要求高，切削液易起雾化对人体伤害大。
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