数控加工常用编程指令(数控加工编程程序)

数控加工是一种以数字控制技术为基础的加工方式，它通过数控系统对机床进行编程和控制，实现自动化、高精度、高效率的加工过程。在数控加工中，编程指令是核心内容，它决定了机床的动作和加工效果。本文将从专业角度出发，详细介绍数控加工常用编程指令及编程程序，并通过实际案例进行分析，帮助读者更好地理解和应用。

一、数控加工常用编程指令

1. 起始符与结束符

起始符通常表示程序的开始，如G代码中的G0、G1、G2、G3等；结束符表示程序的结束，如M30、M02等。

2. 移动指令

（1）直线插补：G1指令表示直线插补，X、Y、Z等坐标轴移动的距离由后续坐标值确定。

（2）圆弧插补：G2、G3指令表示圆弧插补，G2为顺时针方向，G3为逆时针方向，圆弧半径和中心坐标由后续值确定。

3. 刀具补偿指令

（1）刀具半径补偿：G42、G43指令用于刀具半径补偿，G42表示刀具半径向左补偿，G43表示刀具半径向右补偿。

（2）刀具长度补偿：G44、G45指令用于刀具长度补偿，G44表示刀具长度向上补偿，G45表示刀具长度向下补偿。

4. 固定循环指令

（1）外圆粗车循环：G72指令用于外圆粗车循环，用于加工外圆、内孔等。

（2）端面粗车循环：G73指令用于端面粗车循环，用于加工端面、台阶面等。

（3）精车循环：G70指令用于精车循环，用于加工外圆、内孔等。

5. 其他指令

（1）主轴转速：S指令表示主轴转速，单位为r/min。

（2）进给速度：F指令表示进给速度，单位为mm/min。

（3）快速移动：G0指令表示快速移动，刀具沿直线快速移动到指定位置。

（4）暂停：G4指令表示暂停，用于加工过程中暂停一段时间。

二、数控加工编程程序

数控加工编程程序是指机床在加工过程中所执行的指令序列，它由一系列编程指令组成。以下是数控加工编程程序的几个基本要素：

1. 程序头

程序头用于标识程序名称、版本号等信息，如“O0001”。

2. 程序体

程序体是编程程序的核心部分，包括移动指令、刀具补偿指令、固定循环指令等。

3. 程序尾

程序尾用于标识程序的结束，如“M30”。

三、案例分析

1. 案例一：外圆粗车

加工要求：加工一个直径为$φ_{d}=80mm$，长度为$L=100mm$的外圆柱面。

编程指令：

```

N10 G92 X0 Y0

N20 G43 H1

N30 G0 G90 G21 X-20 Z-5 F100

N40 G1 X0 Z50

N50 G0 X80 Z-5

N60 G1 Z100

N70 G0 X0

N80 G28 G91 G17 G21

N90 M30

```

问题分析：在加工过程中，由于刀具半径补偿和刀具长度补偿的设置不正确，导致加工出的外圆直径偏大。

2. 案例二：端面粗车

加工要求：加工一个宽度为$B=30mm$，长度为$L=100mm$的端面。

编程指令：

```

N10 G92 X0 Y0

N20 G43 H2

N30 G0 G90 G21 X-15 Z-5 F100

N40 G1 X0 Z50

N50 G0 X15 Z-5

N60 G1 Z100

N70 G0 X0

N80 G28 G91 G17 G21

N90 M30

```

问题分析：在加工过程中，由于刀具长度补偿设置不正确，导致加工出的端面宽度偏大。

3. 案例三：内孔粗车

加工要求：加工一个直径为$φ_{d}=50mm$，深度为$H=50mm$的内孔。

编程指令：

```

N10 G92 X0 Y0

N20 G43 H3

N30 G0 G90 G21 X-20 Z-5 F100

N40 G73 X0 Z-50 R-5

N50 G1 X-50 Z-40

N60 G0 X-20 Z-5

N70 G28 G91 G17 G21

N80 M30

```

问题分析：在加工过程中，由于固定循环指令G73设置不正确，导致加工出的内孔深度不足。

4. 案例四：螺纹加工

加工要求：加工一个外螺纹，公称直径为$φ_{d}=16mm$，螺距为1.5mm，长度为$L=50mm$。

编程指令：

```

N10 G92 X0 Y0

N20 G43 H4

N30 G0 G90 G21 X-20 Z-5 F100

N40 G32 X0 Z-50 P1.5 F100

N50 G0 X-20 Z-5

N60 G28 G91 G17 G21

N70 M30

```

问题分析：在加工过程中，由于螺纹加工指令G32设置不正确，导致加工出的螺纹不符合要求。

5. 案例五：多轴加工

加工要求：加工一个由X、Y、Z、A、B、C轴组成的多轴零件。

编程指令：

```

N10 G92 X0 Y0 Z0 A0 B0 C0

N20 G0 G90 G21 X0 Y0 Z0 A0 B0 C0

N30 G1 X10 Y10 Z10 A10 B10 C10 F100

N40 G0 G90 G21 X0 Y0 Z0 A0 B0 C0

N50 G28 G91 G17 G21

N60 M30

```

问题分析：在加工过程中，由于多轴坐标轴设置不正确，导致加工出的多轴零件不符合要求。

四、常见问题问答

1. 问题：数控加工编程指令中，G0和G1指令有何区别？

回答：G0指令表示快速移动，刀具沿直线快速移动到指定位置；G1指令表示直线插补，刀具沿直线移动，并保持一定的进给速度。

2. 问题：什么是刀具补偿？

回答：刀具补偿是指在编程中通过指令设置刀具与工件实际位置之间的偏差，使加工出的工件尺寸达到要求。

3. 问题：什么是固定循环？

回答：固定循环是指在编程中预先设定的一组加工动作，如外圆粗车、端面粗车、精车等。

4. 问题：如何设置主轴转速和进给速度？

回答：主轴转速通过S指令设置，单位为r/min；进给速度通过F指令设置，单位为mm/min。

5. 问题：数控加工编程程序由哪些要素组成？

回答：数控加工编程程序由程序头、程序体和程序尾三部分组成。程序头用于标识程序名称、版本号等信息；程序体是编程程序的核心部分，包括移动指令、刀具补偿指令、固定循环指令等；程序尾用于标识程序的结束。