数控教案的加工.docx

项目一 数控机床基本操作
[学习目标]
通过本课题学习，掌握数控车床的基本结构及其各轴移动方向对应的坐标轴；理解坐标系的确立原则，以及机床上几种坐标系的联系与区别；掌握M、S、T指令在程序中的用法，以及增量与绝对坐标系的使用情况；并练习掌握加工前的对刀准备动作。
[知识点]
本课题主要讲解以下知识点：
1、弄清楚机床结构及其移动方向对应坐标轴；
2、坐标系的确立原则；
3、机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的联系与区别；
4、绝对坐标与增量坐标；
5、加工前的准备动作之一——对刀；
6、M、S、T指令 。
[学习内容]
一、机床结构及其坐标轴
如右图示，操作机床面板了解各坐标轴位置规定并弄清楚正、负方向等（可拓展讲解其他类型结构）。

图1-1 数控车床的机床坐标系
二、坐标系的确立原则
1．刀具相对于静止工件而运动的原则
这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样，确定机床的加工过程。附记机床操作安全规程。
2．标准坐标（机床坐标）系的规定
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系。
3．运动的方向
数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。

图1-2 运动方向的判断示意图
根据实际情况，结合具体机床，依次确定Z、X、Y轴。
三、三点联系与区别
1、机床原点：是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准参考点。在数控车床上，一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处，如图1-3（a）中即为机床原点。

图1-3
2、编程原点：是指根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点，即编程坐标系的原点。如上图（b）中所示的点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，并考虑到编程的方便性，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用数控机床相应的坐标轴方向一致。
3、加工原点：也称程序原点。是指零件被装卡好后，相应的编程原点在机床原点坐标系中的位置。
四、绝对坐标与增量坐标
1.刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出，即称为绝对坐标。如图1-4（a）所示，A、B点的坐标值为：XA=10，YA=12，XB=30，YB=37。

图1-4 绝对坐标与增量坐标
2.刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于前一位置，而不是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量坐标。常使用尺寸字中的第二组坐标U、V、W（分别与X、Y、Z平行且同向）表示。上图（b）中，B点的坐标是相对于前面的A点给出的，其增量坐标为：UB=20，VB=25。
U-V坐标系统称为增量坐标系统。在程序编制过程中，是使用绝对坐标系还是使用增量坐标系，也可以根据需要和方便用G指令来选择。

五、对刀
设若有下图所示加工零件、程序，需要在加工前的完成对刀动作（移动刀具到起刀点位置）。

图1-5 对刀示意图

表1-1 程序表

程 序
说 明
%1
G92 X50 Z100
M03 S300
G00 X45 Z－1
G01 X0 F80
G00 X50 Z100 M05.
M30

建立工件坐标系
主轴正转
快速到达切削起点，
进行端面切削
快速返回起刀点，主轴停
程序结束

对刀方法多种多样，建议初学者先理解掌握一般对刀法。为使结果更为精确，可反复进行“试切—测量—调整”几个阶段的练习。如右图示零件，其对刀操作过程如下：
1.回参考点：进行回参考点操作，通过刀具返回机床零点消除刀具运行中插补累积误差。

图1-6 试切法对刀示意图
2.试切削：用手动方式操做机床，先切削工件外圆表面保持刀具在X方向位置不变退刀，记录此时X轴坐标值Xt，并测量试切后的工件外圆直径为d；然后切削工件的右端面，保持刀具在Z方向位置不变退刀，记录此时Z轴坐标值Zt。
3.计算编程原点在机床坐标系中的坐标值：设若工件长度为L，则编程原点为：Xo=Xt－d，Zo=Zt－L；若编程原点选在右端面，则此处L取0。
4.计算刀具机床坐标系中的起点位置：若刀具起点位置设为A（60，100），则刀具起点坐标位置为Xa=Xo＋60，Za=Zo＋100。
5.移动刀具到起点位置，执行G92指令，则系统建立了新的工件坐标系。
若加工坐标系采用指令G54系列来选择，则只需计算出3步骤中的（Xo，Zo）输入相应坐标系设置中即可；但依然显得陈旧而麻烦，现在常用的T方式对刀法（即将步骤2中测量直径d和工件长度L输入到指定的刀具偏置号中，然后在程序中调用相应偏置号，如T0101就意味着使用1号刀1号偏置来建立工件坐标系），十分的简单明了。

六、M、S、T指令
1.辅助功能M代码
辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要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。
非模态M功能和模态M功能二种形式。
非模态M功能：当段有效代码；
模态M功能：续效代码， 号上电初始化；
前置M功能：在程序段编制的轴运动之前执行；
后置M功能：在程序段编制的轴运动之后执行。

表1-2 M指令功能表

代码
模态
功能说明
代码
模态
功能说明
MOO
非模态
程序停止
MO3
模态
主轴正转起动
MO2
非模态
程序结束
MO4
模态
主轴反转起动
MO3
非模态
程序结束并返回程序起点
MO5
模态
主轴停止起动
MO6
非模态
换刀
M98
非模态
调用子程序
MO7
模态
切削液打开
M99
非模态
子程序结束
MO9
模态
切削液停止
M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是CNC内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定，与PLC程序无关；其余M代码用于机床各种辅助功能的开关动作，其功能不由CNC内定，而是由PLC程序指定，所以有可能因机床制造厂不同而有差异(表内为标准PLC指定的功能)，请使用者参考机床说明书。
2.主轴功能S代码
主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，常见单位为转/每分钟(r/min)。
恒线速度功能时S指定切削线速度，其后的数值单位为米/每分钟(m/min)（G96恒线速度有效、G97取消恒线速度）。
S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。
S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。
3.刀具功能T代码
T代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的，请参考机床厂家的说明书。
当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时,先执行T代码指令。
T指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。
刀具补偿功能目前常用于简便对刀中，见本课题对刀知识点。
[思考与练习]
1.任意给定两个坐标轴的方向，练习根据右手笛卡儿原则判定第三个坐标轴方向。
2.如图1-6所示零件其编程原点可如何选择，其坐标轴位置又如何？
3.M、S、T代码在程序中有何作用？

图1-6 轴类零件
附一：数控机床安全操作规程
1、操作数控机床之前应熟悉数控机床的操作说明书,听从安排,严格操作规程操作。
2、开机前,应检查数控机床各部分机构是否完好,各按钮是否能自动复位。
3、严禁戴手套上机床操作,女生务必戴安全帽;操作过程中应避免身体于机床(如电器柜等)接触,以防触电,参观者必须与加工区域保持一定的安全距离。
4、严格遵守先开线路总电源,在开机床强电电源,然后开NC电源,最后开驱动电源(即电脑电源)的操作顺序操作。
5、不允许在卡盘及床身上敲击校正；工具、工件、毛坯放在指定位置，不允许随便乱放，等不允许放在床身上。
6、车削铸铁或气割下料的工件时，导轨上润滑油要擦去，工件上的型砂杂质应除干净。
7、使用冷却液时，要带导轨上涂润滑油。
8、爱护量具，保持量具的清洁，用后擦净、涂油，放入盒内；若有缺损，应及时向实习老师反映。
9、机床工作时，人不许离开。否则必须切断电源，待机床完全停止运行后，方可离开。
10、加工时精力集中，出现问题应立即按下机床的急停开关，并向实习老师报告。
11、操作过程中出现任何异常问题，都应及时向实习老师反映。
12、实习时保持机床清洁和过做周边位置环境清洁，每天用后必须清理机床和打扫卫生；搞卫生时严禁用湿棉纱及其他带水物件擦拭或接触机床。
项目二 外圆与端面加工
[学习目标]
通过学习外圆与端面加工，掌握节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解以及G00、G01指令的走刀路线，恒线速度的加工。
[项目内容]
在数控车床上经常加工类似下图所示的回转类零件，其外表面多为外圆和端面加工，是零件加工的基本步骤和前期工步。
1、零件图形：

图2-1 台阶轴1
2、编程要求：
1）、毛坯件的尺寸为100×φ40。
2）、编写程序要求如下：以右端点为编程原点，要求加工端面和外圆柱。
[知识点]
编程中数学处理、节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解，恒线速度加工的理解和应用。
[学习内容]
一、 一、        程序编制中的数学处理
根据被加工零件图样，按照已经确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。这是编程前的主要准备工作之一，不但对手工编程来说是必不可少的工作步骤，而且即使采用计算机进行自动编程，也经常需要对工件的轮廓图形进行数学预处理，才能对有关几何元素进行定义。
对图形的数学处理一般包括两个方面：
(1)根据零件图给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等）计算出编程时所需要的有关各点的坐标值，圆弧插补所需要的圆弧圆心的坐标。
(2)当按照零件图给出的条件还不能直接计算出编程时所需要的所有坐标值，也不能按零件图给出的条件直接进行工件轮廓几何要素的定义进行自动编程时，我们可以借助其它软件进行坐标点的处理，例如利用AutoCAD进行坐标的捕捉。如图2-2中节点的计算。

图2-2
例：计算下图中各节点的坐标：

图2-3 锥形台阶轴
在上图中，我们将坐标Y换为Z，很明显这是一个在车床上加工的零件。在车床中计算节点时，同样是与例1的方法不变，但由于在车床中加工的零件都是圆形的，为了计算的方便，我们常采用直径编程。所谓直径编程，即在X方向上我们计算节点时，是原值的一倍，即直径。故在图2-3中，我们计算A点的X坐标时，应该为30，而不是15，故A点的坐标为A（30，0）、B（30，—15）、C（60，—30）、D（60，—50）。
二、编程指令
1、快速定位指令G00
G00指令是模态代码，刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到达下一个目标位置。它只是快速定位，而无切削加工过程。
指令格式：
G00 X（U）_ Z（W）_
指令说明：
X、Z：为绝对编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标；
U、W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量。
2 直线插补G01
G01是模态代码，它是直线插补指令，规定刀具在XOZ平面内以插补联动方式按指定的进给速度F做任意的直线运动。
指令格式：
G01 X（U）_ Z（W）_ F_ ；
指令说明：
X、Z：为绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标；
U、W：为增量编程时终点相对于起点的位移量；
F_：合成进给速度。
3、恒线速度加工
在加工端面及直径变化比较大的零件时，为了获得表面较好的表面质量，常要利用恒线速度加工。
(1)主轴最高转速限制（G46）
编程格式：G46 X P
例如：G46 X1000 P2000即主轴最低转速为1000 r/min，最高转速为2000r/min。
(2)恒线速度控制（G96）
编程格式：G96 S
例如：G96 S120 表示控制主轴转速，使切削点的线速度始终保持在120m/min。
(3)恒线速度取消（G97）
编程格式：G97 S
例如：G97 S1000 表示主轴转速为1000r/min。
三、编程格式的确定：
1、程序段格式
程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际上是数控加工程序中的一句。多数程序段是用来指令机床完成（执行）某一个动作的。程序的主体是由若干个程序段组成的。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在荧光屏显示程序时也是如此。
程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。现在一般都使用字地址可变程序段格式，它称为字地址格式。对这种格式，程序段由若干个字组成，字首是一个英文字母，它称为字的地址。字的功能类别由地址决定。在此格式程序中，上一段程序中已写明、本程序段里又不必变化的那些字仍然有效，可以不再重写。具体地说，对于模态（连续有效）G指令（如G01），在前面程序段中已有时可不再重写。在这种格式中，每个字长不固定。例如在尺寸字中可只写有效数字、省略前置零或后置零。各个程序段中的长度（即字符个数）和程序字的个数都是可变的，故属于可变程序段格式。下面列出某程序中的两个程序段：
N30 G01 X88.467 Z47.5 F50 S250 T03 M08
N40 X75.4
这两段的字数和字符个数相差甚大，但除X坐标有变化外其他情况不变。当今的数控系统绝大多数对程序段中各类字的排列不要求有固定的顺序。即在同一程序段中各个指令字的位置可以任意排列。上例N30段也可写成：
N30 M08 T03 S250 F50 Z47.5 X88.467 G01
当然，还有很多排列形式，它们在数控系统中执行都是等效的。在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列，如N、G、X、Y、Z、S、T、M顺序。
2、加工程序的一般格式
加工程序一般由开始符（单列一段）程序名（单列一段）程序主体和程序结束指令（一般单列一段）组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是％，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02（程序结束）或M30（程序结束返回）。在使用中，执行M02指令结束程序时，自动运行结束后光标停在程序结束处；而执行M30指令来结束程序时，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开始处，一按启动按钮就可以再一次运行程序。虽然M02与M30允许与其他程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段。
程序名位于程序主体之前、程序开始符之后，它一般独占一行。程序名有两种形式：一种是以规定的英文字母（多用O）打头、后面紧随若干位数字组成，数字最多允许位数由数控系统决定，在使用说明书中可以查询到，常见的是两位和四位两种；另一种形式是，程序名由英文字母、数字或英文、数字混合组成，中间还可以加入“－”号。程序名用哪种形式是由数控系统决定的。
3、程序举例：
如图2-4所示，设零件各表面已完成粗加工，则编程如下：

图2-4 台阶轴2
%21
T0101 （设立坐标系，定义对刀点的位置）
M03 S600
G00 X45 Z-1 （移到倒角延长线，Z 轴2mm 处）
G01 X0 F100 （车端面）
X40.5 （退刀）
Z-60 （粗加工φ40外圆）
G00 X41 Z2 （退刀）
G01 X36 （进刀）
Z-30 （粗加工φ32外圆）
X37 Z2
X32.5
Z-30
X33 Z2
S1000 （精加工外圆，转速提高）
X32
Z-30
X40
Z-60
G00 X100 Z100 （回安全位置）
M05 （主轴停）
M30 （主程序结束并复位）
[思考与练习]
1、编写图2-5图形的程序 。

项目三 锥度与倒角的加工
[学习目标]
通过学习锥度与倒角的加工，掌握好倒角、锥度的计算、理解G80，G71指令的格式以及走刀路线 。
[项目内容]
锥度与倒角是车削加工中最常见的加工之一，如图所示便是其中较有代表性的零件。
1、零件图形：

图3-1 锥形台阶轴1
2、编程要求：
1）、毛坯件的尺寸为100×φ40 。
2）、编写程序要求如下：以右端点为编程原点，要求加工端面和外圆柱。
[知识点]
倒角、锥度的计算，G80，G71指令的理解 。
[学习内容]
一、锥度倒角的计算
1、倒角的计算
如下图所示，坐标原点为O点，计算A和B两点在数控车中的坐标值。

图3-2 台阶轴
解：由于倒角为2×45°，故A点的X坐标为38－2×2=34，所以A点坐标为(34，0)；B点在Z方向的坐标为－2，故B点的坐标为 ：(38，－2)。
2、锥度的计算
如下图所示，计算右端面的直径值。

图3-3 锥形台阶轴2

锥度是正圆锥底圆直径与圆锥高度之比或正圆锥台两底圆直径之差与圆锥台高度之比，如上图所示，锥度的计算为： 锥度= ，故d=24 。
二、编程指令
1、锥度外圆循环加工指令（G80）
指令格式：
G80 X__Z__ I___F__；
指令说明：
X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标；增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图形中用U、W表示。
I：为切削起点B与切削终点C的半径差。其符号为差的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)。如图所示其中，外圆切削循环时I为零，可省略。
该指令执行如图所示A→B→C→D→A的轨迹动作。

图3-4 G80指令加工轨迹示意图
２、内（外）径粗车符合循环（G71）
指令格式：
G71 U(d) R(r) P(ns) Q(nf) X(x) Z(z) F(f) S(s) T(t)；
该指令执行如图3-5所示的粗加工和精加工，其中精加工路径为A→A′→B′→B的轨迹。
△d：切削深度(每次切削量)，指定时不加符号，方向由矢量AA′决定；
r：每次退刀量；
ns：精加工路径第一程序段(即图中的AA′)的顺序号；
nf：精加工路径最后程序段(即图中的B′B)的顺序号；
△x：X方向精加工余量；
△z：Z方向精加工余量；
F、S、T：粗加工时G71中编程的F、S、T有效，而精加工时处于ns到nf程序段之间的F、S、T有效；
G71切削循环下，切削进给方向平行于Z轴。

图3-5 G71指令加工轨迹示意图1
3、程序举例：
用外径粗加工复合循环编制图3-6所示零件的加工程序：要求循环起始点在A(46，3)，切削深度为1.5mm（半径量）。退刀量为1mm，X方向精加工余量为0.4mm，Z方向精加工余量为0.1mm，其中点划线部分为工件毛坯。

图3-6 带圆弧的台阶轴
%3327
N1 T0101
N2 M03 S400 （主轴以400r/min正转）
N3 G01 X46 Z3 F100 （刀具到循环起点位置）
N4 G71U1.5R1P5Q13X0.4 Z0.1 （粗切量：1.5mm精切量：X0.4mm Z0.1mm）
N5 G00 X0 （精加工轮廓起始行，到倒角延长线）
N6 G01 X10 Z-2 （精加工2×45°倒角）
N7 Z-20 （精加工Φ10外圆）
N8 G02 U10 W-5 R5 （精加工R5圆弧）
N9 G01 W-10 （精加工Φ20外圆）
N10 G03 U14 W-7 R7 （精加工R7圆弧）
N11 G01 Z-52 （精加工Φ34外圆）
N12 U10 W-10 （精加工外圆锥）
N13 W-20 （精加工Φ44外圆，精加工轮廓结束行）
N14 X50 （退出已加工面）
N15 G00 X80 Z80 （回对刀点）
N16 M05 （主轴停）
N17 M30 （主程序结束并复位）
[思考与练习]
编写如下零件图形的程序：

图3-7 锥形台阶轴1

图3-8 锥形台阶轴2
项目四 圆弧插补
[学习目标]
通过学习圆弧插补，掌握G02、G03指令的格式，以及G02/G03的判断方法。
[项目内容]

图4-1 圆弧轴1
[知识点]
圆弧指令G02和G03的介绍，圆弧插补G02/G03的判断方法。
[学习内容]
1、圆弧插补G02/G03指令介绍。
指令格式：

指令说明：
G02：顺时针圆弧插补；
G03：逆时针圆弧插补；
X、Z：为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标；
U、W：为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；
I、K：圆心相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标)；
R：圆弧半径；
F：被编程的两个轴的合成进给速度。
注意事项：
采用绝对坐标编程，X、Z为圆弧终点坐标值；采用增量坐标编程，U、W为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量，R是圆弧半径，当圆弧所对圆心角为0o ～180o 时，R取正值；当圆心角为180o ～360o 时，R取负值。I、K为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的坐标增量（用半径值表示），I、K为零时可以省略。
2、圆弧插补G02/G03的判断方法：
根据迪卡尔坐标系，观察者从Y轴的正向往负向看去，在XZ平面内若圆弧为顺时针则用G02，若为逆时针则用G03，如图4-2所示。

图4-2 G02/G03的判断示意图
例：

图4-3圆弧轴2

表4-1 编程格式表

指定圆心I、K
指定半径R
绝对方式
G02 X60 Z-30 I12 K0 F0.15
G02 X60 Z-30 R12 F0.15
增量方式
G02 U24 W-12 I12 K0 F0.15
G02 U24 W-12 R12 F0.15

例：编写如下零件图形的程序

图4-4 圆弧台阶轴
%123
T0101
M03 S800
G00 X50 Z1
G71 U1.5 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100
N10 G00 X26
G03 X34 Z-4 R4 F90
G01 Z-20
G02 X34 Z-40 R20
G01 Z-58
G02 X50 Z-66 R8
N20 G01 Z-76
G00 X100 Z100
M30

[思考与练习]

编写下图所法零件的图形：

图4-5 圆弧轴3

图4-6 圆弧手柄轴
项目五 螺纹与切槽加工
[学习目标]
通过学习螺纹与切槽加工，掌握G82指令的格式以及走刀路线，理解好螺纹参数的确定。
[项目内容]
在数控车削加工中，经常会遇到各种带有槽和螺纹的零件，如下图所示为槽及螺纹典型零件。
1、零件图形，加工如下零件:

图5-1 螺纹台阶轴
2、编程要求：
1）、毛坯件的尺寸为100×Φ40 ；
2）、编写程序要求如下：要求加工外圆、槽以及螺纹。
[知识点]
切削参数的确定、螺纹尺寸的确定，编程指令G82的应用。
[学习内容]
一、切槽加工
编写下图程序，切槽刀宽为3毫米。

图5-2

G00 X36 Z-10 刀具定位于要加工的表面
G01 X30 F80 切
X36 F150 槽
Z-12 加
X30 F80 　　　　　　　工
G00 X40 　　　　　　　　　　退刀
Z100
二、螺纹加工
1、螺纹相关尺寸的介绍
1牙型高度h1：指在螺纹基本牙型上，牙顶到牙底之间，垂直于螺纹轴线的距离，即车削时的理论切削深度。h1 =0.5413P，在数控车削实践中，其实际切削深度一般取为h1ˊ=0.65P 。
2）、内螺纹的理论底孔直径D1=D-1.0825P。式中D1为内螺纹小径，D为内螺纹大径，其实际底孔直径一般取为Dˊ=D-1.3P 。
3）、螺纹切削次数与背吃刀量
如螺纹螺距较大、牙型较深时，可分数次进给，每次进给的背吃刀量见下表 。

表5-1 背吃刀量表
公制螺纹
螺距
1
1.5
2
牙深
0.694
0.974
1.299
背吃刀量及切削次数
1
0.7
0.8
0.9
2
0.4
0.6
0.6
3
0.2
0.4
0.6
4

0.16
0.4
5

0.1
2、指令介绍：
螺纹切削固定循环指令（G82）
1)、指令格式：
G82 X（U）_ Z（W）_ I_ F_
指令功能：切削圆柱螺纹和锥螺纹，刀具从循环起点，按如图5-3与图5-4所示的走刀路线，最后返回到循环起点。
指令说明：X、Z表示螺纹终点坐标值；
U、W表示螺纹终点相对循环起点的坐标分量；
I表示锥螺纹始点与终点在X轴方向的坐标增量（半径值），圆柱螺纹切削循环时I为零，可省略；
F表示螺纹导程。

图5-3 圆柱螺纹加工示意图

图5-4 锥形螺纹加工示意图
2)、举例说明：
如图5-5所示，运用圆柱螺纹切削循环指令编制如下图所示零件的加工程序。

图5-5 圆柱螺纹台阶轴
%212
T0101
M03 S600
G00 X35 Z1
G71 U1.5 R1 P10 Q20 X0.5 Z0.1 F100
N10 G00 X24
G01 X30 Z-2 F100
N20 Z-34
G00 X100 Z100
T0202
G00 X40 Z-34
G01 X26 F100
G00 X100
Z100
T0303
G00 X32 Z4
G82 X28.6 Z-32 F1.5
G82 X28.2 Z-32 F1.5
G82 X28.04 Z-32 F1.5
G00 X270 Z260
M30
3、螺纹车削注意事项：
1、装夹螺纹车刀时，刀尖位置应与车床主轴轴线等高，特别是内螺纹车刀的刀尖高必须严格保证，以免出现“扎刀”、“阻刀”、“让刀”及螺纹面不光等现象。
2、螺纹车刀两侧刀刃相对于牙型对称中心线的牙型半角应各等于牙型角的一半，它通过牙型对称中心线与车床主轴轴线垂直位置的安装要求而实现。如果把车刀装歪，所车螺纹会产生牙型歪斜等质量异常现象，影响正常旋合。
3、若用G82方法编写程序时，要注意开始点的X直径大于螺纹的大径值。即螺纹刀的循环起始点（起刀点）应大于螺纹大径，起刀点在梯形框外。如下面程序，螺纹的大径为30，则开始点应大于30，故：
G00 X32 Z3
G82 X29.5 Z-20 F2
4、若零件空间允许的情况下，应考虑螺纹加工的导入长度和切出长度，即纹编程加工长度应比实际需要的螺纹长度要长些。如图所示导入长度为L1和切出长度为L2。一般情况下,升速长度L1>1.3mm。

图5-6 螺纹加工的导入与切出长度

[思考与练习]

完成以以下零件的编程。

图5-7 圆弧螺纹轴

图5-8 螺纹轴

项目六　孔、内槽及内轮廓加工
[学习目标]
通过本课题学习，掌握数控车削加工常见内孔的类型及其相应加工方式。

[知识点]
本课题主要讲解以下知识点：
1、孔的类别及相应的加工方式；
2、内槽的加工；
3、内螺纹加工；
4、内轮廓的加工。

[学习内容]
一、综述
很多机器零件如齿轮、轴套、带轮等，不仅有外圆柱面，而且有内圆柱面；有某些特殊零件带有内螺纹、内槽以及阶梯内轮廓等。常见的加工方式有钻孔、扩孔、车孔和铰孔等。 如图6-1所示零件，考虑其左端内孔、内槽、及内螺纹加工。

图6-1 带内螺纹的台阶轴

1、钻中心孔：钻头装在尾座上并选择合适的中心钻。中心钻为：Æ3，Æ25，Æ2，Æ1.5 。（手动控制）
2、扩孔：此例内孔表面精度要求不高，可直接用钻头先扩钻到Æ20×25；再扩钻Æ22×22。（手动控制）
3、车内槽：宽度4mm，注意对刀点位置；内沟槽车刀与切断刀几何形状相似，只是装夹方向相反，且在内孔中车槽。可顺带完成内孔倒角。（程序略）
4、内螺纹加工：使用内螺纹刀，加工注意事项参考外螺纹加工。其程序如下：

图6-2 内螺纹轴
%6101
T0101
M03 S300
G00 X20 Z5
G82 X22.8 Z-20 F1.5
G82 X23.4 Z-20 F1.5
G82 X23.8 Z-50 F1.5
G82 X23.96 Z-20 F1.5
G00 X80 Z50
M05
M30
二、内轮廓加工
若有类似零件，则其加工方式同阶梯轴，可用复合循环指令G71等。
要求循环起始点在A(46，3)，切削深度为1.5mm（半径量）。退刀量为1mm，X方向精加工余量为0.4mm，Z方向精加工余量为0.1mm，其中点划线部分为工件毛坯。

图6-3 带台阶内孔的轴
%6103（见图6-3）
N1 T0101 （换一号刀，确定其坐标系）
N2 G00 X80 Z80 （到程序起点或换刀点位置）
N3 M03 S400 （主轴以400r/min正转）
N4 X6 Z5 （到循环起点位置）
G71U1R1P8Q16X-0.4Z0.1 F100 （内径粗切循环加工）
N5 G00 X80 Z80 （粗切后，到换刀点位置）
N6 T0202 （换二号刀，确定其坐标系）
N7 G00 G42 X6 Z5 （二号刀加入刀尖园弧半径补偿）
N8 G00 X44 （精加工轮廓开始，到Φ44外圆处）
N9 G01 W-20 F80 （精加工Φ44外圆）
N10 U-10 W-10 （精加工外圆锥）
N11 W-10 （精加工Φ34外圆）
N12 G03 U-14 W-7 R7 （精加工R7圆弧）
N13 G01 W-10 （精加工Φ20外圆）
N14 G02 U-10 W-5 R5 （精加工R5圆弧）
N15 G01 Z-80 （精加工Φ10外圆）
N16 U-4 W-2 （精加工倒2×45°角，精加工轮廓结束）
N17 G40 X4 （退出已加工表面，取消刀尖园弧半径补偿）
N18 G00 Z80 （退出工件内孔）
N19 X80 （回程序起点或换刀点位置）
N20 M30 （主轴停、主程序结束并复位）

[思考与练习]

1、完成下图所示内螺纹加工程序（只考虑内螺纹）。

图6-4 内螺纹光轴

参考程序

%6102
N1 T0101 （换一号螺纹刀，确定其坐标系）
N2 M03 S300 （主轴以400r/min正转）
N8 G00 X40 Z4 （到螺纹简单循环起点位置）
N9 G82 X38.25 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.9）
N10 G82 X38.85 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.6）
N11 G82 X39.45 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.6）
N12 G82 X39.85 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.4）
N13 G82 X39.95 Z-30 R-4 E1.3 F2 （加工螺纹，吃刀深0.1）
N14 G00 X100 Z100 （到程序起点或换刀点位置）
N15 M30 （主轴停、主程序结束并复位）
2、编制图示零件的加工程序：要求循环起始点在A(6，3)，切削深度为1.2mm。退刀量为1mm，X方向精加工余量为0.2mm，Z方向精加工余量为0.5mm，其中点划线部分为工件毛坯。

图6-5 带台阶内孔光轴
%3333
N1 G92 X100 Z80 （设立坐标系，定义对刀点的位置）
N2 M03 S400 （主轴以400r/min正转）
N3 G00 X6 Z3 （到循环起点位置）
G72W1.2R1P5Q15X-0.2Z0.5F100（内端面粗切循环加工）
N5 G00 Z-61 （精加工轮廓开始，到倒角延长线处）
N6 G01 U6 W3 F80 （精加工倒2×45°角）
N7 W10 （精加工Φ10外圆）
N8 G03 U4 W2 R2 （精加工R2圆弧）
N9 G01 X30 （精加工Z45处端面）
N10 Z-34 （精加工Φ30外圆）
N11 X46 （精加工Z34处端面）
N12 G02 U8 W4 R4 （精加工R4圆弧）
N13 G01 Z-20 （精加工Φ54外圆）
N14 U20 W10 （精加工锥面）
N15 Z3