10.4　数控车削外轮廓程序编制

10.4.1　数控车床编程特点

1.工件坐标系的设定

如图10-3所示，一般情况下，工件坐标系的原点可以选在工件装夹后的右端面或左端面中心处。

图10-3　数控车床工件坐标系的选择

2.直径编程

数控车削加工时，由于图纸径向尺寸的标注和测量都使用直径，所以编程时径向坐标（X 方向）使用直径表示。

3.切削起点的确定

切削起点的设置应以刀具快速进给（G00）到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。一般在 X 方向上大于毛坯直径2～5mm， Z 方向上离开毛坯端面2～5mm。切削起点的确定如图10-4所示。

图10-4　数控车切削起点的设置

4.数控车床编程时绝对坐标和增量坐标可以在同一程序段中混用

绝对坐标值常用 X、Y、Z 表示。增量坐标值常用 U、V、W 表示，使用时应注意轨迹运动的方向。根据零件图纸的尺寸标注，以减少尺寸换算为选择原则。

5.公差的处理

实际加工用的零件图其尺寸一般带有公差，编写程序时，一般以公差带的中间值为准。

例如：，其公差带宽度0.022mm，最大极限尺寸为 φ29.977mm，最小极限尺寸为 φ29.955mm，计算中值为 φ29.966mm，则取公差带的中值作为编程坐标值，即29.966。

10.4.2　数控车床加工准备类指令

1.主轴功能 S 指令—用于指定主轴转速

（1）恒线速度控制　G96S__；（S0000～S9999，前导零可省略）指令刀具相对工件外圆的切削线速度，单位为 m/min 。

（2）恒转速控制　G97S__；（S0000～S9999，前导零可省略）取消恒线速控制、恒转速控制有效，给定主轴转速，单位为 r/min。G96、G97为同组的模态指令字，CNC 上电时默认G97有效。

2.辅助功能 M 指令—用于控制机床及数控系统各种开关动作

（1）程序停止 M00　执行 M00指令后，程序运行停止，显示“暂停”字样，按循环启动键后，程序继续运行。

（2）主轴正转 M03、主轴反转 M04和主轴停止 M05　程序中的 M03指令结合 S 功能使用，主轴按照 S 指定的速度正转；程序中的 M04指令结合 S 功能使用，主轴按照 S 指定的速度反转；程序执行 M05指令后，主轴旋转停止。

（3）切削液开 M08、切削液关 M09

（4）程序结束 M02　在自动方式下，执行 M02指令，当前程序段的其它指令执行完成后，自动运行结束，光标停留在 M02指令所在的程序段，不返回程序开头。若要再次执行程序，必须让光标返回程序开头。

（5）程序结束 M30　在自动方式下，执行 M30指令，当前程序段的其它指令执行完成后，自动运行结束，光标返回程序开头。

3.G21（G20）—单位选择指令

G20和 G21指令是同组模态代码，其中，G21表示程序中的数据是米制单位，G20表示程序中的数据是英制单位。

4.切削进给指令

（1）转进给控制　单位为 mm/r，由 G99指定。表示主轴每转一转刀具相对于工件的进给量，可以在工件表面形成均匀的切削纹路。

（2）分钟进给 Fmin　单位为 mm/min，由 G98指定，每分钟刀具相对于工件的进给量。CNC 上电时默认 G98有效。

两者的关系为：

n ×F_r=F_min

10.4.3　数控车床基本加工类指令

数控车床基本加工类指令有 G00——快速定位指令；G01——直线插补指令；G02/ G03——圆弧插补指令。熟练运用以上四个指令，可以完成由直线和圆弧构成的简单零件的精加工。

1.G00、G01编程实例

【例题1】　如图10-5所示工件，使用 G00、G01指令编程（工件毛坯 φ50mm×100mm）。

图10-5　G00、G01编程示例

参考程序：

2.G02、G03编程实例

【例题2】　如图10-6所示工件。（先计算两个圆心点及其圆弧交点的坐标值，毛坯尺寸 φ32mm×100mm）。

参考程序：

图10-6　G02、G03编程示例

其中，半径为15的圆弧程序也可按如下格式编写：G03U24.0W-24.0R15.0F50；或者 G03X24.0Z-24.0I0.0K-15.0F50；半径为5的圆弧程序也可按如下格式编写：G02U2.0W-7.0R5.0；或者 G02X26.0Z-31.0I4.0K-3.0。

10.4.4　G04——程序暂停指令

当工件进行外圆切槽加工时，应保证槽底的几何形状为一标准的圆柱，为达此目的需要使用 G04指令进行延时。切削端面槽形时也一样。车削或镗削不通孔时，经常需要使用 G04指令，使孔的深度尺寸精确。

【例题3】　如图10-7所示工件加工，工件毛坯尺寸 φ30mm×80mm，一号刀外圆刀，二号刀切槽刀刀宽4mm。

图10-7　G04编程示例

参考程序：

10.4.5　主程序、子程序的使用

数控加工程序可以分为主程序和子程序两种。主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。它与被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求都有唯一的主程序。在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，这组程序段可以做成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过主程序进行调用，实现加工中的局部动作。子程序执行结束后，能自动返回到调用它的主程序中。有的零件使用子程序加工非常方便。如图10-8所示工件，6次切槽可做成子程序用主程序来调用。

图10-8　子程序编程示例

【例题4】　用子程序方式编写图10-8所示工件的加工程序（1号刀外圆刀、2号刀切断刀，切削刃宽3mm）。

主程序如下：

思考：假设切断刀选择5mm 宽的主刀刃，程序应当如何编写？

编写子程序时的注意事项：

（1）子程序应尽量采用增量坐标方式编写。

（2）注意子程序刀位点循环起点的设置需要在主程序中完成。

（3）换刀时一定事先将刀移动到换刀点。