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1、第3章 数控车床编程与操作 数控车床编程与操作 数控车床基本指令数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件， 使用四脚卡盘和专用夹具也能加工出复杂的零件。装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。3.1.1 数控车床编程基础1. 米制与英制编程数控车床使用的长度单位量纲有米制和英制两种，由专用的指令代码设定长度单位量纲，如FANUC-0TC系统用G20表示使用英制单位量纲，G21表示使用米制单位量纲。2. 直径与半径
2、编程数控车床有直径编程和半径编程两种方法， 前一种方法把X坐标值表示为回转零件的直径值，称为直径编程，由于图纸上都用直径表示零件的回转尺寸，用这种方法编程比较方便，X坐标值与回转零件直径尺寸保持一致，不需要尺寸换算。另一种方法把X坐标值表示为回转零件的半径值，称为半径编程，这种表示方法符合直角坐标系的表示方法。考虑使用上方便，采用直径编程的方法居多数。3. 车床的前置刀架与后置刀架数控车床刀架布置有两种形式：前置刀架和后置刀架。如图3-1-1所示，前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架；后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜
3、，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除、后置空间大，可以设计更多工位的刀架，一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。图3-1-1 车床的前置刀架与后置刀架4. M指令功能有效性 M指令功能有效性指在同一程序段中M指令功能与其它指令功能有效的顺序，与指令在程序段中排列次序无关。有的M指令功能在其它指令功能执行前有效，如M03与G01指令；有的M指令功能在其它指令功能执行后有效，如G00与M02指令。5. 数控机床的初始状态所谓数控机床的初始状态指数控机床通电后具有的状态，也称为数控系统内部默认的状态，一般设定绝对坐标方式编程、使用米制长度单位量纲、取消刀具补偿、主轴和切削液泵停止工作
4、等状态作为数控机床的初始状态。3.1.2 F、S、T指令功能1. 进给量指令指令格式F_指令功能F表示进給地址符。指令说明 F表示主轴每转进给量，单位为mm/r；也可以表示进给速度，单位为 mm/min。其量纲通过G指令设定。2. 主轴转速指令指令格式S_指令功能S表示主轴转速地址符，指令说明S表示主轴转速，单位为r/min；也可以表示切削速度，单位为m/min。其量纲通过G指令设定。 3. 刀具号指令指令格式T_指令功能T表示刀具地址符，前两位数表示刀具号，后两位数表示刀具补偿号。通过刀具补偿号调用刀具数据库内刀具补偿参数。3.1.3 G指令应用1. 设定工件坐标系指令（50）指令格式G50
5、X_ Z_指令功能通过刀具起点或换刀点的位置设定工件坐标系原点。 指令说明G50指令后面的坐标值表示刀具起点或换刀点在工件坐标系中的坐标值。在编写加工程序时，将工件坐标系的原点设定在工件的设计基准与工艺基准处，工件坐标系又称编程坐标系，其坐标系原点又称编程原点或编程零点。见图3-1-2 中的 0p点，这样对编写程序带来很大的方便。G50指令的功能通过设置刀具起点或换刀点相对于工件坐标系的坐标值来建立工件坐标系，这里的刀具起点或换刀点是指车刀或镗刀的刀尖位置。设置换刀点的原则，既要保证换刀时刀具不碰撞工件，又要保证换刀时的辅助时间最短。如图3-1-2所示，设定换刀点距工件坐标系原点在Z轴方向距离
6、为B，在X轴方向距离为A（直径值），执行程序段中指令G50 XA ZB后，在系统内部建立了以0p为原点的工件坐标系。图3-1-2刀具起点设置(工件坐标系)设置工件坐标系时，刀具起点位置可以不变，通过G50指令的设定，把工件坐标系原点设在所需要的工件位置上，如图3-1-3所示。图3-1-3设置工件坐标系工件坐标系原点设定在工件左端面位置：G50 X200 Z210工件坐标系原点设定在工件右端面位置：G50 X200 Z100工件坐标系原点设定在卡爪前端面位置：G50 X200 Z190显然，当G50指令中相对坐标值A、B不同或改变刀具的刀具起点位置，所设定工件坐标系原点的位置也发生变化。通过对刀
7、操作，运用G50指令可以建立起刀点或换刀点相对于工件坐标系原点的位置关系。其具体操作步骤如下：1） 回参考点操作用HOME（回参考点）方式，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的累积误差。2） 试切削操作用手动方式操纵机床，首先切削工件外圆表面，然后保持刀具在方向位置不变，沿Z方向退刀，记录显示在屏幕上X方向坐标值Xt，并测量试切后的工件外圆直径D。然后切削工件的右端面，保持刀具在Z方向位置不变，沿X方向退刀，记录显示屏幕上Z方向坐标值Zt。3）设定刀具起点位置用手摇脉冲发生器移动刀具，使刀具移动至CRT屏幕上所显示的坐标位置（Xt+A-D，Zt+B），这样将刀尖置于所要求
8、的起刀点位置（A，B）上，此时如果执行G50 XA ZB指令代码，则CRT显示的刀尖坐标位置（A，B），即数控系统用新建立的工件坐标系取代了原来的坐标系。用G50指令还可控制零件的加工精度，如果数控车床加工零件的直径尺寸偏差超出了极限偏差值，可用工件坐标系平移的方法控制加工尺寸。一种方法是刀具起点位置不变，改变G50程序段中X坐标值A，坐标值A随加工尺寸偏大而作相应的增加，反之，坐标值A随加工尺寸偏小而作相应的减小。另一种方法是G50程序段中坐标值不变，改变刀具起点的位置，刀具起点距Z轴的距离随加工尺寸偏大而作相应的缩小，反之，刀具起点距Z轴的距离随加工尺寸偏小而作相应的增大。使用这两种方法，
9、在执行G50指令后都能调整加工尺寸的偏差。有的数控系统用G54指令确定工件坐标系XpOpZp相对机床坐标系XOZ的位置，以此方法建立工件坐标系，G54指令中X、Z表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。例题3-1-1 设Op点为工件坐标系原点，Op点在机床坐标系中的坐标值为（0,150），用G54指令设置工件坐标系。G54X0Z1502. 快速进给指令（G00）指令格式G00X（U）_ Z（W）_指令功能G00指令表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点，又称为点定位指令。指令说明采用绝对坐标编程，X、Z表示目标点在工件坐标系中的坐标值；采用增量坐标编程，U、W表示目标点相对当前点的移动
10、距离与方向。例题3-1-2 如图3-1-4所示，刀具从换刀点（刀具起点）快进到点，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00程序段。图3-1-4快速定位绝对坐标编程：G00 X40 Z122增量坐标编程：G00 U-60 W-803. 直线插补指令（G01）指令格式G01X（U）_ Z（W）_ F_指令功能 G01指令使刀具以设定的进给速度从所在点出发，直线插补至目标点。指令说明 采用绝对坐标编程，X、Z表示目标点在工件坐标系中的坐标位置；采用增量坐标编程U、 W表示目标点相对当前点的移动距离与方向，其中F表示进给速度，在无新的F指令替代前一直有效。例题3-1-3 如图3-1-5所示，设零件
11、各表面已完成粗加工，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00，G01程序段。图3-1-5直线插补绝对坐标编程：G00 X18 Z2 A-BG01 X18 Z-15 F50 B-CG01 X30 Z-26 C-DG01 X30 Z-36 D-EG01 X42 Z-36 E-F增量坐标编程：G00 U-62 W-58 A - BG01 -17 50 -G01 U12 W-11 -G01 W-10 -G01 U12 -4. 圆弧插补指令（G02，G03）指令格式 G02X（U）_ Z（W）I_ K_ (R) F_ G03X（U）_ Z（W）I_ K_ (R) F_指令功能 G02、G03指令表示
12、刀具以进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行圆弧插补。指令说明 1）G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。圆弧的顺、逆方向判断见图3-1-6左图，朝着与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03，图3-1-6右图分别表示了车床前置刀架和后置刀架对圆弧顺与逆方向的判断；2）如图3-1-7，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0180时，取正值；当圆心角为180360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
13、省略。图3-1-6 圆弧的顺逆方向图3-1-7圆弧插补例题3-1-4 如图3-1-8所示，走刀路线为A-B-C-D-E-F，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编程。图3-1-8 圆弧插补应用绝对坐标编程G03 X34 Z-4 K-4（或R4）F50 A-BG01 Z-20 B-CG02 Z-40 R20 C-DG01 Z-58 D-EG02 X50 Z-66 I8（或R8） E-F增量坐标编程G03 U8 W-4 k-4（或4）50 A-BG01 W-16 B-CG02 W-20 R20 C-D G01 W-18 D-E G02 U16 W-8 I8（或R8） E-F5. 螺纹切削指令（G32
14、）指令格式 G32X（U）_ Z（W）_ F_指令功能 切削加工圆柱螺纹、圆锥螺纹和平面螺纹。指令说明 )表示长轴方向的导程，如果轴方向为长轴，为半径值。 对于圆锥螺纹（图3-1-9），其斜角在450以下时，轴方向为长轴；斜角在450900时，轴方向为长轴；) 圆柱螺纹切削加工时，、值可以省略，格式为 G32 Z（W）_ F ；) 端面螺纹切削加工时，、值可以省略，格式为 G32 X（U）_ F ；) 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。图3-1-9螺纹切削例题3-1-5 如图3-1-10所示，走刀路线为A-B-C-D-A，切削圆锥螺纹，螺纹导程为4mm , 1 = 3m
15、m，2 = 2mm，每次背吃刀量为mm，切削深度为2mm。图3-1-10螺纹切削应用G00 X16 G32 X44 W-45 F4 G00 X50W45X14G32 X42 W-45 F4G00 X50W453.1.4 刀尖圆弧半径补偿1. 刀尖圆弧半径补偿的目的数控机床是按假想刀尖运动位置进行编程，如图3-1-11中A点，实际刀尖部位是一个小圆弧，切削点是刀尖圆弧与工件的切点，如图3-1-12所示，在车削圆柱面和端面时，切削刀刃轨迹与工件轮廓一致；在车削锥面和圆弧时，切削刀刃轨迹会引起工件表面的位置与形状误差（图中值为加工圆锥面时产生的加工误差值），直接影响工件的加工精度。图3-1-11 刀
16、尖与刀尖圆弧图3-1-12假想刀尖的加工误差如果采用刀尖圆弧半径补偿方法，如图3-1-13所示，把刀尖圆弧半径和刀尖圆弧位置等参数输入刀具数据库内，这样我们可以按工件轮廓编程，数控系统自动计算刀心轨迹，控制刀心轨迹进行切削加工，如图3-1-14所示，这样通过刀尖圆弧半径补偿的方法消除了由刀尖圆弧而引起的加工误差。图3-1-13刀尖圆弧位置图3-1-14刀尖圆弧半径补偿2. 刀尖圆弧半径补偿指令指令格式 G41（G42、G40）G01（G00）X（U）_ Z（W）_指令功能 G41为刀尖圆弧半径左补偿； G42为刀尖圆弧半径右补偿； G40是取消刀尖圆弧半径补偿。指令说明 顺着刀具运动方向看，刀
17、具在工件的左边为刀尖圆弧半径左补偿；刀具在工件的右边为刀尖圆弧半径右补偿。只有通过刀具的直线运动才能建立和取消刀尖圆弧半径补偿。例题3-1-6如图3-1-14，运用刀尖圆弧半径补偿指令编程。G00 X20 Z2 快进至A0点G42 G01 X20 Z0 刀尖圆弧半径右补偿A0-A1Z-20 A1-A2X40 Z-40 A2-A3-A4G40 G01 X80 Z-40 退刀并取消刀尖圆弧半径补偿A4-A5 3.2 数控车床循环指令应用当车削加工余量较大，需要多次进刀切削加工时，可采用循环指令编写加工程序，这样可减少程序段的数量，缩短编程时间和提高数控机床工作效率。根据刀具切削加工的循环路线不同，
18、循环指令可分为单一固定循环指令和多重复合循环指令。3.2.1 单一固定循环指令对于加工几何形状简单、刀具走刀路线单一的工件，可采用固定循环指令编程，即只需用一条指令、一个程序段完成刀具的多步动作。固定循环指令中刀具的运动分四步：进刀、切削、退刀与返回。1. 外圆切削循环指令（G90）指令格式 G90X（U）_ Z（W）_ R_ F_指令功能 实现外圆切削循环和锥面切削循环，刀具从循环起点按图3-2-1与图3-2-2所示走刀路线，最后返回到循环起点，图中虚线表示按快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。指令说明 X、Z 表示切削终点坐标值；U、W 表示切削终点相对循环起点的坐标分量；R 表
19、示切削始点与切削终点在轴方向的坐标增量（半径值），外圆切削循环时R为零，可省略；表示进给速度。图3-2-1外圆切削循环图3-2-2 锥面切削循环例题3-2-1 如图3-2-3所示，运用外圆切削循环指令编程。图3-2-3外圆切削循环应用G90 X40 Z20 F30 A-B-C-D-A X30 A-E-F-D-A X20 A-G-H-D-A例题3-2-2 如图3-2-4所示，运用锥面切削循环指令编程。图3-2-4 锥面切削循环应用G90 X40 Z20 R-5 F30 A-B-C-D-A X30 A-E-F-D-A X20 A-G-H-D-A2. 端面切削循环指令（G94）指令格式 G94 X（
20、U）_ Z（W）_ R_ F_ 指令功能 实现端面切削循环和带锥度的端面切削循环，刀具从循环起点，按图3-2-5与图3-2-6所示走刀路线，最后返回到循环起点，图中虚线表示按R快速移动，实线按指定的进给速度移动。指令说明 X、Z表示端平面切削终点坐标值；U、W表示端面切削终点相对循环起点的坐标分量；R表示端面切削始点至切削终点位移在Z轴方向的坐标增量，端面切削循环时R为零，可省略；F表示进给速度。图3-2-5 端面切削循环图3-2-6 带锥度的端面切削循环例题3-2-3如图3-2-7所示，运用端面切削循环指令编程。图3-2-7 端面切削循环应用G94 X20 Z16 F30 A-B-C-D-A
21、 Z13 A-E-F-D-A Z10 A-G-H-D-A 例题3-2-4如图3-2-8所示，运用带锥度端面切削循环指令编程。图3-2-8 带锥度的端面切削循环应用G94 X20 Z34 R-4 F30 A-B-C-D-A Z32 A-E-F-D-A Z29 A-G-H-D-A3. 螺纹切削循环指令（G92）指令格式 G92X（U）_ Z（W）_ R_ F_指令功能 切削圆柱螺纹和锥螺纹，刀具从循环起点，按图3-2-9与图3-2-10所示走刀路线，最后返回到循环起点，图中虚线表示按快速移动，实线按指定的进给速度移动。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；R
22、表示锥螺纹始点与终点在轴方向的坐标增量（半径值），圆柱螺纹切削循环时为零，可省略；F表示螺纹导程。图3-2-9 切削圆柱螺纹图3-2-10 切削锥螺纹 例题3-2-5 如图3-2-11所示，运用圆柱螺纹切削循环指令编程。 图3-2-11 圆柱螺纹切削循环应用G50 X100 Z50G97 S300T0101 M03G00 X35 Z3G92 X29.2 Z-21 F1.5 X28.6 X28.2 X28.04G00 X100 Z50 T0000 M05M02 例题3-2-6 如图3-2-12所示，运用锥螺纹切削循环指令编程。图3-2-12 锥螺纹切削循环的应用 G50 X100 Z50G97
23、S300T0101 M03G00 X80 Z2G92 X49.6 Z-48 R-5 F2 X48.7 X48.1 X47.5 X47.1 X47G00 X100 Z50 T0000 M05M023.2.2 多重复合循环指令（G70G76） 运用这组G代码，可以加工形状较复杂的零件，编程时只须指定精加工路线和粗加工背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，因此编程效率更高。1. 外圆粗加工复合循环（G71）指令格式 G71Ud Re G71Pns Qnf Uu Ww Ff Ss Tt指令功能 切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行，见图2-2-13，A为循环起点，A-A-B为
24、精加工路线。指令说明 d表示每次切削深度（半径值），无正负号； e表示退刀量（半径值），无正负号； ns表示精加工路线第一个程序段的顺序号； nf表示精加工路线最后一个程序段的顺序号； u表示方向的精加工余量，直径值； w表示方向的精加工余量。图3-2-13 外圆粗加工循环使用循环指令编程，首先要确定换刀点、循环点A、切削始点A和切削终点B的坐标位置。为节省数控机床的辅助工作时间，从换刀点至循环点A使用G00快速定位指令，循环点A的X坐标位于毛坯尺寸之外，Z坐标值与切削始点A的Z坐标值相同。其次，按照外圆粗加工循环的指令格式和加工工艺要求写出G71指令程序段，在循环指令中有两个地址符U，前一个
25、表示背吃刀量，后一个表示X方向的精加工余量。在程序段中有P、Q地址符，则地址符U表示X方向的精加工余量，反之表示背吃刀量。背吃刀量无负值。AB是工件的轮廓线，AAB为精加工路线，粗加工时刀具从A点后退u /2、w，即自动留出精加工余量。顺序号ns至nf之间的程序段描述刀具切削加工的路线。例题3-2-7图3-2-14所示，运用外圆粗加工循环指令编程。图3-2-14 外圆粗加工循环应用N010 G50 X150 Z100N020 G00 X41 Z0N030 G71 U2 R1N040 G71 P50 Q120 U0.5 W0.2 F100 N050 G01 X0 Z0N060 G03 X11 W
26、-5.5 R5.5N070 G01 W-10N080 X17 W-10N090 W-15N100 G02 X29 W-7.348 R7.5N110 G01 W-12.652N120 X41N130 G70 P50 Q120 F302. 端面粗加工复合循环（G72）指令格式 G72Wd Re G72Pns Qnf Uu Ww Ff Ss Tt指令功能 除切削是沿平行X轴方向进行外，该指令功能与G71相同，见图3-2-15。指令说明 d 、e、 ns 、nf、u、w的含义与G71相同。图3-2-15 端面粗加工循环图3-2-16 端面粗加工循环应用例题3-2-8如图3-2-16所示，运用端面粗加工
27、循环指令编程。 N010 G50 X150 Z100N020 G00 X41 Z1N030 G72 W1 R1N040 G72 P50 Q80 U0.1 W0.2 F100 N050 G00 X41 Z-31N060 G01 X20 Z-20N070 Z-2N080 X14 Z1N090 G70 P50 Q80 F303. 固定形状切削复合循环（G73）指令格式 G73Ui Wk Rd G73Pns Qnf Uu Ww Ff Ss Tt指令功能 适合加工铸造、锻造成形的一类工件，见图3-2-17。指令说明 i表示X轴向总退刀量（半径值）；K表示Z轴向总退刀量；d表示循环次数；ns表示精加工路线
28、第一个程序段的顺序号；nf表示精加工路线最后一个程序段的顺序号；u表示X方向的精加工余量（直径值）；w表示Z方向的精加工余量。图3-2-17 固定形状切削复合循环固定形状切削复合循环指令的特点，刀具轨迹平行于工件的轮廓，故适合加工铸造和锻造成形的坯料。背吃刀量分别通过X轴方向总退刀量i和Z轴方向总退刀量K除以循环次数d求得。总退刀量i与K值的设定与工件的切削深度有关。使用固定形状切削复合循环指令，首先要确定换刀点、循环点A、切削始点A和切削终点B的坐标位置。分析上道例题，A点为循环点，AB是工件的轮廓线，AAB为刀具的精加工路线，粗加工时刀具从A点后退至C点，后退距离分别为iu /2，kw，这
29、样粗加工循环之后自动留出精加工余量u /2、w。顺序号ns至nf之间的程序段描述刀具切削加工的路线。图3-2-18 固定形状切削复合循环应用例题3-2-9 如图3-2-18所示，运用固定形状切削复合循环指令编程。N010 G50 100 Z100N020 G00 50 Z10N030 G73 18 W5 R10N040 G73 P50 Q100 U0.5 W0.5 F100 N050 G01 X0 Z1N060 G03 X12 W-6 6N070 G01 W-10N080 X20 W-15N090 W-13N100 G02 X34 W-7 R7N110 G70 P50 Q100 F304. 精
30、加工复合循环（G70）指令格式G70Pns Qnf 指令功能用G71、G72、G73指令粗加工完毕后，可用精加工循环指令，使刀具进行A-A-B的精加工，（如图3-2-13，3-2-15，3-2-17）。指令说明ns表示指定精加工路线第一个程序段的顺序号；nf表示指定精加工路线最后一个程序段的顺序号； G70G73循环指令调用N(ns)至N(nf)之间程序段，其中程序段中不能调用子程序。5. 端面钻孔复合循环指令（G74）指令格式 G74 Re G74 X（U） Z（W） Pi Qk Rd Ff 指令功能 可以用于断续切削，走刀路线如图3-2-19，如把X（U）和P、R值省略，则可用于钻孔加工。
31、指令说明 e表示退刀量；X表示B点的坐标值；U表示由A至B的增量坐标值；Z表示C点的Z坐标值；W表示由A至C的增量坐标值；i表示X轴方向移动量，无正负号；K表示Z轴方向移动量，无正负号；d表示在切削底部刀具退回量；F表示进给速度。图3-2-19 端面钻孔复合循环例题3-2-10 如图3-2-20所示，运用端面钻孔复合循环指令编程。图3-2-20 端面钻孔复合循环应用G50 X60 Z40G00 X0 Z2G74 R1G74 Z-12 Q5 F30 S250G00 X60 Z406. 外圆切槽复合循环（G75）指令格式 G75ReG75X（U） Z（W） Pi Qk Rd Ff 指令功能 用于端
32、面断续切削，走刀路线如图 3-2-21，如把Z（W）和Q、R值省略，则可用于外圆槽的断续切削。指令说明 e表示退刀量；X表示C点的X坐标值；U表示由A点至C点的增量坐标值；Z表示B点的Z坐标值；W表示由A点至B点的增量坐标值；其它各符号的意义与G74相同。图3-2-21 外圆切槽复合循环应用外圆切槽复合循环指令，如果使用的刀具为切槽刀，该刀具有二个刀尖，设定左刀尖为该刀具的刀位点，在编程之前先要设定刀具的循环起点A和目标点D，如果工件槽宽大于切槽刀的刃宽，则要考虑刀刃轨迹的重叠量，使刀具在Z轴方向位移量k小于切槽刀的刃宽，切槽刀的刃宽与刀尖位移量k之差为刀刃轨迹的重叠量。例题3-2-11 所图
33、3-2-22所示，运用外圆切槽复合循环指令编程。 图3-2-22 外圆切槽复合循环应用G50 X60 Z70G00 X42 Z22 S400G75 R1G75 X30 Z10 P3 Q2.9 F30 G00 X60 Z707. 螺纹切削复合循环（G76）指令格式 G76 Pm r a Qdmin RdG76 X（U） Z（W） Ri Pk Qd Ff指令功能 该螺纹切削循环的工艺性比较合理，编程效率较高，螺纹切削循环路线及进刀方法如图3-2-23。指令说明 m表示精加工重复次数；r表示斜向退刀量单位数（0.019.9f，以0.1f为一单位，用0099两位数字指定）；a表示刀尖角度；d 表示第一
34、次粗切深（半径值）；切削深度递减公式计算 d2 = d；d3 = d；dn = d；每次粗切深：dndd；dmin表示最小切削深度，当切削深度dn小于dmin，则取dmin作为切削深度；X表示D点的X坐标值；U表示由A点至D点的增量坐标值；Z表示D点Z坐标值；W表示由C点至D点的增量坐标值；i表示锥螺纹的半径差；k表示螺纹高度（方向半径值）；d表示精加工余量；F表示螺纹导程。图3-2-23 螺纹切削复合循环路线及进刀法例题3-2-12 如图3-2-24所示，运用螺纹切削复合循环指令编程(精加工次数为1次，斜向退刀量为4mm，刀尖为60，最小切深取0.1mm，精加工余量取0.1mm，螺纹高度为2
35、.4mm，第一次切深取0.7mm，螺距为4mm，螺纹小径为33.8mm)。图3-2-24 螺纹切削复合循环应用G00 X60 Z10G76 P011060 Q0.1 R0.1G76 X33.8 Z-60 R0 P2.4 Q0.7 F43.3 MTS软件车削仿真从德国引进的MTS数控仿真软件有三个模块：Top Turn、Top Mill和Top Cam。第三章第三节讲Top Turn模块的应用；第四章第三节讲Top Mill模块的应用；第五章第二节与第三节讲Top Cam模块的应用。3.3.1 MTS软件功能简介最初开发的MTS软件用于工业上，作为与数控机床配套的编程软件，后来经过改进用于教学与
36、培训，因此说是一个非常适合教学的实用软件。 MTS软件的 7.0版本在二维仿真的基础上发展了三维仿真，扩充了更多的功能，下面略作介绍。1. 交互式编程功能交互式编程指输入一个程序段后，计算机执行这个程序段，并进行仿真模拟，若发现编程错误则提示出错信息，直至编程者纠正错误后方能继续编程。交互式编程方法充分体现了软件有很强的检测与不容错功能。2. 数控系统后置处理功能MTS软件内有六十有多种数控系统，用户可根据需要选用。 MTS软件还具备开放性的功能，用户可以二次开发自己需要的数控系统，说明该软件有较强的后置处理功能。3. 数据库储存工艺数据功能MTS软件中有三个数据库：材料数据库、夹具数据库和刀
37、具数据库。材料数据库储存各种类型的材料型号和相应材料的机械性能参数；夹具数据库储存各种类型的夹具型号和相应夹具的结构参数；刀具数据库存储各种类型的ISO标准数控刀具型号和相关的刀具参数。由于MTS软件为开放性的软件，用户可以扩充数据库的内容，创建非标准夹具和刀具，储存在相应的数据库内，供需要时调用。4. 对刀功能通过操作面板直接控制刀具对工件切削加工，也可用试切削法模拟对刀操作，从而建立工件坐标系。5. 建立工艺档案功能通过建立工艺表格，把选用的数控机床、数控系统、工件坯料尺寸、工件材料型号、夹具型号、刀具型号和工件坐标系原点位置等参数作为加工程序的注释储存在工艺表格之中，作为工艺资料储存。6
38、. 仿真模拟功能通过屏幕视窗的切换，演示2D或3D仿真切削加工。在刀具运动和切削过程中能对加工对象变焦、平移、旋转和剖面处理，使仿真模拟产生如在空中走入机床的视觉效果。特别是加工内腔工件，剖面显示能使我们变不可见为可见，变不可知为可知。同时CRT屏幕上显示机床的加工信息，如刀具坐标位置、切削速度、操作指令、主轴旋转方向、冷却液泵工作状况、实际操作时间等，这些参数都能在线调整。7. 加工质量分析功能经过仿真切削加工， MTS软件能自动生成加工质量分析报告，其中包括刀具切削用量分析，工件成材率计算，虚拟工件的表面粗糙度、实体尺寸和点尺寸的测量以及加工时间的统计。3.3.2 MTS软件基本操作1.
39、启动MTS 软件在电脑桌面上选开始程序MTS-CNC CHINESE菜单，启动MTS软件，屏幕显示如图3-3-1所示MTS 软件对话框。图3-3-1数控仿真软件对话框2. 启动MTS软件车削仿真编辑器在MTS 软件对话框中，按Start TopTurn按钮，进入MTS软件车削仿真编辑器，打开Configuration group Name下拉列表，从中选用数控系统Fanuc 0-TC，然后按Start turning，进入MTS CNC-Turning编辑主界面（下面简称编辑主界面），如图3-3-2所示。图3-3-2 MTS CNC-Turning编辑界面3. MTS CNC-Turning编
40、辑主界面简介在编辑主界面中有五个主菜单，分别为程序编辑、自动方式、安装方式、自动安装和安装表格。其中程序编辑主菜单主要用于编辑加工程序；自动方式主菜单运行加工程序；安装方式主菜单设置工艺参数；自动安装主菜单默认系统的原始设置；安装表格主菜单建立工艺表格。实际上建立的工艺表格文件就是加工程序，工艺表格作为附件储存在加工程序之中。在各个主菜单下派生出与主菜单相关的子菜单，通过鼠标点击选用。3.3.3 MTS软件车削仿真下面以图3-3-3所示零件为例，用MTS 软件编写加工程序，并进行车削仿真验证加工程序。具体操作分两步，第一步编辑工艺表格，主要包括五方面的内容：输入坯料参数、查询材料型号、选用夹具
41、、选择刀具和设置工件坐标系原点。第二步编写加工程序，有人机交互式编程和直接在工艺表格文件中编程两种方法。图3-3-3轴类零件图1. 建立工艺表格1）输入坯料参数如图3-3-4所示，坯料类型分为四类：短圆柱体、长圆柱体、短套筒、长套筒。根据图3-3-3所示零件的结构形状和尺寸参数，选坯料类型为短圆柱体。在安装方式菜单中选工件夹头新工件圆柱体菜单，根据图零件形状和结构尺寸设定上坯料尺寸：D90、L170。图3-3-4坯料的类型2）查询材料类型与型号查询材料类型（图3-3-5）选工件材料菜单，在材料类型对话框中，选零件材料Alloy steel。图3-3-5查询材料类型查询材料型号及材料的机械性能参数（图3-3-6）选详细选择菜单，在材料型号对话框中，选择零件材料型号50CrV4，进而查询所选材料的机械性能参数。图3-3-6选材料型号3）选择夹具主轴卡盘有六种类型：外圆阶梯正爪、外圆阶梯反爪、内圆阶梯正爪、内圆阶梯反爪、弹簧夹具、两顶针夹具。在选用主轴卡盘对话框中，根据零件的结构形状与尺寸参数选外圆阶梯正爪夹具（图3-3-7）。图3-3-7选择主轴卡盘选阶梯爪与主轴菜单，按菜单中工件与工件按钮，调整阶梯爪卡盘夹持工件长度15mm，工件安装过程见图3-3-8和3