第2章 数控加工程序编制基础

1、2.1.1 数控编程的基本概念数控编程的基本概念第2章 数控加工程序编制基础2.1 概述概述u数控编程（数控编程（NC programming）是根据零件图样，按规定的代码及程序格式将零件加工的工艺过程、零件尺寸和工艺参数（如主轴转速、进给速度等）、刀具位移以及操作步骤等，以数字信息的形式记录在控制介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘等）上，输入数控装置，进而指挥数控机床加工的全过程。u数控加工程序数控加工程序，又称零件程序，是指根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列。2.1.2 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤（一）

2、数控编程的内容（一）数控编程的内容 1. 分析零件图样，确定加工工艺加工工艺过程； 2. 确定走刀轨迹走刀轨迹，计算刀位数据； 3. 编写零件加工程序零件加工程序； 4. 制作控制介质控制介质； 5. 校对程序及首件试加工校对程序及首件试加工。2.1.2 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤（二）数控编程的步骤（二）数控编程的步骤（二）（二） 数控编程的步骤数控编程的步骤1.分析零件图纸分析零件图纸 全面了解和分析被加工零件的几何形状和尺寸、精度、材料和热处理等技术要求，进行机械加工工艺性审查。2.零件数控加工工艺设计零件数控加工工艺设计 零件总体的机械加工工艺规程 数控加工工艺设计 常规

3、工艺设计 选择工件坐标系（工作坐标原点） 确定换刀点 选择合理的走刀路线零件数控加工工艺3.数学处理数学处理 根据零件图纸要求，按已确定的走刀路线和允许的编程误差，计算数控编程所需的数据。基点计算节点计算列表曲线的拟合三维曲线、曲面的坐标运算刀具中心运动轨迹的计算（无刀补的NC系统）4.编制数控加工程序编制数控加工程序 利用数学处理获得的数据，按照加工零件的数控机床的CNC系统的加工指令代码和程序段格式进行编写。（二）（二） 数控编程的步骤数控编程的步骤5.程序的输入、校验与首件试切程序的输入、校验与首件试切 检查程序有无语法错误、刀具运动轨迹是否正确，检验数控加工工艺是否合理、刀具和工件及夹

4、具是否发生干涉、加工精度能否满足图纸要求。 程序输入空运行检验图形仿真检验模拟加工正式加工首件试切（二）（二） 数控编程的步骤数控编程的步骤2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法1.手工编程手工编程 从零件图纸分析、工艺设计、数学处理、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成。手工编程过程手工编程过程 零件图纸零件图纸 确定工艺过程确定工艺过程 计算加工轨迹和尺寸计算加工轨迹和尺寸 编制程序单编制程序单 制作控制介质制作控制介质 程序校检和试切程序校检和试切校校 核核校校 核核检检 验验 Y Y YN N N完成完成计算机自动编程的原理2.自动编程自动编程 又称计算机辅助编程，由计

5、算机完成数控加工程序编制过程中的全部或大部分工作。数控语言型自动编程图形交互式自动编程2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法六、六、 数控机床坐标轴和运动方向数控机床坐标轴和运动方向1.机床坐标系及运动方向机床坐标系及运动方向在数控机床中，为了实现零件的加工，往往需要控制几个方向的运动，这就需要建立坐标系，以便区别不同运动方向。为了使编出的程序在不同厂家生产的同类机床上有互换性，必须统一规定数控机床的坐标方向。我国的JB3051-1999标准数字控制机床坐标轴和运动方向的命名，其中的规定与国际标准ISO841中的规定是相同的。 统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程

6、序对同类型机床有通用性。同时也给维修和使用带来极大的方便。机床坐标系机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离的坐标系。标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。立式数控机床的坐标系 卧式数控机床的坐标系2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系 基本坐标轴为x、y、z直线坐标，围绕x、y、z各轴的旋转运动轴为A、B、C，分别用

7、右手定则和右手螺旋法则判断直角坐标轴与旋转轴的正方向。 若有平行于x、y、z的第二组坐标和第三组坐标，则分别指定为U、V、W和P、Q、R，靠近主轴和直线运动轴为第一坐标系，稍远为第二坐标系。 在确定机床坐标系及各轴的运动方向时，一律看作工件相对静止而刀具产生运动，以增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系坐标轴的确定规则：坐标轴的确定规则：(1)不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。 工件相对静止，刀具运动的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，就能根据零件图样确定机床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“

8、”表示。 机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。(3)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向。+X+Y+Z2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系机床坐标系的规定：机床坐标系的规定： 标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴X X、Y Y、Z Z的关系及其正方向用右手直角定则判定。拇指为X X轴，食指为Y Y轴，中指为Z Z轴，围绕X X、Y Y、Z Z各轴的回转运动及其正方向+A+A、+B+B、+C+C分别用右手螺旋定则判定，拇指为X X、Y Y、Z Z的正向，四指弯曲的方向为对应的A A、B B、C C的正向。+X+Y+Z2.1.4 数控机

9、床坐标系数控机床坐标系（1 1）Z Z坐标轴坐标轴 1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。 2）若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。 3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。+X+Y+Z2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z卧式车床 立式升降台铣床 卧式铣床2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z斜床身数控车床+X+Z 立式数控铣床+Z+X+Y2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系（2 2）X X坐标轴坐标轴 1）X坐标轴的运动是

10、水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内的运动的主要坐标。 2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。 3）对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。 4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。 +X+Y+Z2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标

11、系+X+Y+Z对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。 立式铣床：Z坐标轴是垂直的，当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z 卧式铣床：Z坐标轴是水平的，当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方。 双立柱的龙门铣床：当由主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系（3 3）Y Y坐标轴坐标轴 根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。+X+Y+Z 卧式车床坐标系 立式铣床坐标系2.1.4 数控机床坐标系

12、数控机床坐标系+X+Y+Z2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z2.机床原点与参考点机床原点与参考点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。一般取在机床运动方向的最远点。 通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴

13、的方向指向加工空间。 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z2.机床原点与参考点机床原点与参考点 机床参考点也是机床上的一个固定点，不同于机床原点。 机床参考点对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。 回零操作（回参考点）后表明机床坐标系建立。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z3.工件坐标系与工件原点工件坐标系与工件原点（1）工件坐标系 编程人员在编程时设定的坐标系，也称编程坐标系。工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。（2）工件原点 即工件坐标系的原点，也称编程原点，是由编程人员根据编程计算方便性、

14、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点。工件原点工件原点 工件原点选择：工件原点选择：n1.1.与设计基准一致与设计基准一致n2.2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面低的工件表面n3.3.最好在工件的对称中心上最好在工件的对称中心上n4.4.要便于测量和检测要便于测量和检测2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z工件坐标系工件坐标系原点原点机床坐标系机床坐标系原点原点机床坐标系与工件坐标系2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+Z工件原点：为编程方便在零件、工

15、装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行切换。 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Y+ZY轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Z4.绝对尺寸与增量（相对）尺寸绝对尺寸与增量（相对）尺寸绝对尺寸

16、或称绝对坐标，所有坐标点的坐标值均从某一固定坐标原点计量；相对尺寸 或称相对坐标，运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系+X+Z4.绝对尺寸与相对尺寸绝对尺寸与相对尺寸1、绝对坐标程序、绝对坐标程序 G92 X-10 Y-10N01 G90 G17 G00 X10 Y10 N02 G01 X30 F100N03 G03 X40 Y20 I0 J10N04 G02 X30 Y30 I0 J10N05 G01 X10 Y20N06 Y10N07 G00 X-10 Y-10 M022、相对坐标程序、相对坐标程序 G92 X-10 Y-10N01 G91 G17

17、G00 X20 Y20N02 G01 X20 F100N03 G03 X10 Y10 I0 J10 N04 G02 X-10 Y10 I0 J10N05 G01 X-20 Y-10N06 Y-10N07 G00 X-20 Y-20 M022.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z1.程序结构程序结构+X+Z1.程序结构程序结构（1）程序代号，或称程序名，放在程序的最开始，给零件加工程序一个编号，以便进行程序检索，并说明该零件加工程序开始。 格式：O_ _ _ _ 说明：程序名由字母O(或P或符号)以及18位数字组成。 举例： O0001（2

18、）程序段由若干单节组成，每一个单节由程序段号(顺序号)、程序内容、程序段结束符组成（3）程序结束标志放在程序的末尾，说明该程序(或子程序)结束。 格式：M02; 或M30;或M99; 说明：M02 (或M30)为主程序结束标志，M99为子程序结束标志。2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z1.程序结构程序结构 大型程序可由主程序和子程序构成。主程序和子程序 （1）子程序：将重复出现的程序串单独抽出来，按一定的格式写成子程序，供主程序调用。 （2）子程序的格式：除有子程序名或子程序开头代码字外，还要有子程序结束代码字。其余部分与主程序相同。例：FANUC 6M系统的子程序以M9

19、9结尾，主程序中调用子程序的格式为 M98 P- L-2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z2.程序段格式程序段格式 程序段由若干个功能字功能字组成，功能字又称功能代码功能代码。整个程序 由 程序段 组成 程序段 由 代码字（文字+数字及其正负号） 组成代码字 由 字符（字母、数字、符号）组成即：字符 代码字 程序段 程序举例如下：N01 G91 G00 X50 Y60 LFN02 G01 X1000 Y5000 F150 S300 T12 M03 LFN10 G00 X-50 Y-60 M02 LF上例由10个程序段组成，每个程序段以序号“N”开头，以LF（Line Fin

20、ish）结束，M02=END作为整个程序的结束。2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z2.程序段格式程序段格式程序段格式固定顺序程序段格式带分隔符的固定顺序程序段格式字地址可变程序段格式N30 G01 G42 X150. Y400. F200;2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z功能字是数控程序的基本组成单元，又称代码代码或编程指令编程指令。它由文字、数字、符号以及它们的组合组成。功能字一般由一个英文字母（地址符）和若干位数字构成。2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z1.顺序号字顺序号字地址符为N，后续2-4位数字；可用于对程序的校对和

21、检索修改；可以作为条件转向的目标，进行程序的复归操作；程序的执行顺序与顺序号无关。常用功能字顺序号字准备功能字 G代码辅助功能字 M代码进给功能字 F主轴转速功能字 S刀具功能字 T尺寸字2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z2.尺寸字尺寸字 指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令指定的刀具沿坐标轴移动方向和目标位置的指令 X、Y、Z 、U、V、W指令指令 指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令指定沿直线坐标轴移动方向和目标位置指令组成组成：后带符号的数字组成。如X100、Y-340等 ，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值, 符号表示运动的方向。单位单位：m

22、m、m（公制）或 inch（英制）。视用户选定的编程单位而定。A、B、C 指令指令 指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令指定沿回转坐标轴移动方向和目标位置指令组成组成：后带符号的数字组成。如A100、C-340等 ，其中数字表示沿由字母指定的坐标轴运动的目标位置值,符号表示运动的方向。单位单位： 度 、弧度。视用户选定的编程单位而定。2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z2.尺寸字尺寸字I、J、K、R 指令指令 圆弧插补圆心位置和半径指定指令圆弧插补圆心位置和半径指定指令组成组成：后带符号的数字组成。如I10、J-34、R30等 ，其中带符号数字表示圆心位置和半径值。单位单

23、位：mm、m（公制）或 inch（英制） 。视用户选定的编程单位而定。 2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式+X+Z2.2.1 准备功能准备功能G代码代码功能功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。组成组成：G后带23位数字组成，有1001000种。G代码模态代码（续效代码）非模态代码（非续效代码）2.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令+X+ZG指令2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z1.绝对坐标和增量坐标指令绝对坐标和增量坐标指令G90、G91G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令表示程序中编程尺寸是相

24、对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z2.工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92当用绝对坐标编程时，首先需要建立工件坐标系，以确定刀具起始点在工件坐标系中的坐标值。G92指令仅用于设定工件坐标系，并不使刀具或工件产生运动，只是显示屏上的坐标值发生变化。程序段书写格式为 G92 X_ Y_ Z_ ；式中，X、Y、Z为刀具起始点相对于工件原点的坐标值。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z2.工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92（X 200200，Y 20）工件刀具起始点工件坐标系机床坐标系200160

25、120804012010080604020OOXYYX铣床：G92 X160 Y-202.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z2.工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92工件原点指令终点位置实际刀具路径快速进给指令刀具当前位置90612050XZ数控车床：数控车床： G92 G92 X120X120 Z90 Z90；直径值2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z3.坐标平面选择指令坐标平面选择指令G17、G18、G19数控车床一般默认在平面内加工，数控铣床则默认在平面内加工。2.2.1 准备功能准备功能G

26、代码代码+Z4.快速点定位指令快速点定位指令G00命令刀具以点位控制方式从刀具所在点以各轴预先设定好的最快进给速度移动到坐标系的另一点。它只是快速定位，不进行切削加工，一般作空行程运动。G00指令程序段格式为 G00 X_ Y_ Z_ ；式中，X、Y、Z为目标位置的坐标值。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z4.快速点定位指令快速点定位指令G002.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z5.直线插补指令直线插补指令G01该指令使机床各坐标轴以插补联动方式在各坐标平面内，按指定的进给速度F切削任意斜率的直线轮廓和用直线段逼近的曲线轮廓。指令格式为： G01 X_ Y_ Z_ F_ ；其中：

27、X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z5.直线插补指令直线插补指令G012.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z5.直线插补指令直线插补指令G012.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z5.直线插补指令直线插补指令G012.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G03G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。判断顺、逆方向的方法为：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正向往负方向看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02，逆时针方向为G03，如图所示。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指

28、令圆弧插补指令G02、G03程序格式：XY平面：G17 G02 X Y I J (R) F G17 G03 X Y I J (R) FZX平面：G18 G02 X Y I K (R) F G18 G03 X Y I K (R) FYZ平面：G19 G02 X Y J K (R) F G19 G03 X Y J K (R) F其中：X，Y，Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；I，J，K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90，G91无关；R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180时，R值为正；当圆弧的圆心角180时，R值为负。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G

29、03加工圆弧时，不仅要用G02、G03指出圆弧的顺时针或逆时针方向，用X、Y、Z指定圆弧的终点坐标，而且还要指定圆弧的圆心位置。圆心位置的指定方式有两种。1）用I、J、K指定圆心位置2）用圆弧半径R指定圆心位置； F_ K_ J_ I_ Z_Y_ X_03G02G19G18G17G； F_ R_ Z_Y_ X_03G02G19G18G17G2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G03圆弧插补说明1）采用绝对值编程时, X、Y、Z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；当采用增量值编程时，X、Y、Z为为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量值。2）无论是绝对坐标编程还

30、是增量坐标编程，I、J、K都为圆心坐标相对圆弧起点坐标的坐标增量值。3）圆弧所对的圆心角180时，用“+R”表示；当 180时，用“R”表示。起点终点2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G

31、代码代码+Z6.圆弧插补指令圆弧插补指令G02、G032.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z7.暂停指令暂停指令G042.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42现代数控系统都具有刀具半径补偿功能，在编制加工程序时就不需要按照刀具中心轨迹编程。输入补偿值后，数控系统会自动计算刀具中心轨迹。刀补作用：1）简化程编工作2）实现粗、精加工3）实现内外型面的加工2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42G41:刀具左偏置G42:刀具右偏置G40:刀具半径偏置取消偏 移 矢 量取 消 刀

32、 补建 立 刀 补补 偿 进 行刀补的建立与取消：2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42 注意左右偏置的判断注意左右偏置的判断： 沿着刀具前进的方向沿着刀具前进的方向，刀具偏在工件轮廓的左侧，则为左偏置指令G41；沿刀具运动方向看，刀具偏在工件轮 廓的右侧，则为右偏置指令G42。工件轮廓工件轮廓左 补偿后轨迹右 补偿后轨迹2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42G00/G01 G41/G42 X Y D（或H） 建立补偿程序段 轮廓切削程序段G00/G01 G40 X Y

33、补偿撤消程序段其中：G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值；G40程序段中的X、Y值是撤消补偿直线段的终点坐标；D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用两位数字表示代号，代号与刀具半径值一一对应。刀具半径值可用CRT/MDI方式输入。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42左偏刀具半径补偿2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42右偏刀具半径补偿2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42建立及取消刀补

34、时的注意事项建立及取消刀补时的注意事项：1）建立补偿的程序段，必须是在补偿平面内不为零的直线移动；2）建立补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成，大多走直线，且为空行程，以防过切；3）刀具半径补偿只能平面补偿；4）撤消补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成，撤消刀补时同样要防止过切。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42建立刀具半径补偿2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42刀具半径补偿运动2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40

35、、G41、G42撤消刀具半径补偿2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42使用刀具半径补偿功能时，还须注意以下三个问题使用刀具半径补偿功能时，还须注意以下三个问题：1.刀具半径补偿量的改变：一般刀具半径补偿量的改变，是在补偿撤消的状态下重新设定刀具半径补偿量。如果在已补偿的状态下改变补偿量，则程序段的终点是按该程序段所设定的补偿量来计算的。2.刀具半径补偿量的符号：一般刀具半径补偿量的符号为正，若取为负值时，会引起刀具半径补偿指令G41与G42的相互转化。3.过切：通常过切有以下两种情况刀具半径大于所加工工件内轮廓转角时产生的过切；刀具

36、直径大于所加工沟槽时产生的过切。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42刀具半径补偿量的改变2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z8.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40、G41、G42加工内轮廓转角 加工沟槽2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z9.刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43、G44、G494344GG该指令可以根据储存在偏置寄存器D01D99（或为H01H99）中的设定值（与终点坐标值进行加法（G43）或减法（G44）运算后）使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。 编程格式： Dxx ； 其中： 为X、Y

37、、Z中任何一个 _2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z9.刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43、G44、G49G43:长度正补偿长度正补偿G44:长度负补偿长度负补偿G49:补偿取消补偿取消G01 G43/G44 ZH/ 建立补偿程序段建立补偿程序段 / 切削加工程序段切削加工程序段G49 / 补偿撤消程序段补偿撤消程序段2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z9.刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43、G44、G49刀具长度补偿2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z10.固定循环指令固定循环指令在用NC机床加工零件时，一些典型加工工序，如钻孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等，所完成的

38、动作循环十分典型，将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G代码来指令。固定循环中的G代码所指令的动作程序，要比一般G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z10.固定循环指令固定循环指令在G指令中，常用G80G89作为固定循环指令。而在有些车床中，常用G33G35及G76G79作为固定循环指令。固定循环指令不是通用的，一般随数控机床的种类、型号、生产厂家而不同。2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z10.固定循环指令固定循环指令 G80取消固定循环取消固定循环 G81钻孔、中心孔钻孔、中心孔 G82扩孔扩孔

39、 G83深孔深孔 G84攻丝攻丝 G85G89镗孔镗孔 编程格式： G8 X Y Z R Q P F L孔位坐标切入点坐标每次进给深度在孔底停留时间重复次数进给速度2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+Z10.固定循环指令固定循环指令( X ,Y )R点初 始 点动 作 6动 作 5动 作 4动 作 3动 作 2动 作 1 X X和和Y Y轴定位；轴定位； 快速运行到快速运行到R R点；点； 孔加工；孔加工； 在孔底的动作，包括暂停、在孔底的动作，包括暂停、主轴反转等；主轴反转等； 返回到返回到R R点；点； 快速退回到初始点。快速退回到初始点。孔加工固定循环孔加工固定循环2.2.1 准备功

40、能准备功能G代码代码+Z10.固定循环指令固定循环指令G G代码（含义）代码（含义）孔加工动作孔加工动作孔底动作孔底动作返回动作返回动作程序段格式程序段格式G81G81（钻孔、中心孔）（钻孔、中心孔）切削进给切削进给快速快速G81 X_Y_Z_R _F_G81 X_Y_Z_R _F_；G82G82（钻孔、锪孔）（钻孔、锪孔）切削进给切削进给暂停暂停快速快速G82 X_Y_Z_R_ P_F_G82 X_Y_Z_R_ P_F_；G83G83（深孔钻）（深孔钻）间隙进给间隙进给快速快速G83 X_Y_Z_R_Q _F_G83 X_Y_Z_R_Q _F_；G84G84（攻螺纹）（攻螺纹）切削进给切削进

41、给暂停暂停- -主主轴反转轴反转切削进给切削进给G84 X_Y_Z_R _F_G84 X_Y_Z_R _F_；G85G85（镗孔）（镗孔）切削进给切削进给切削进给切削进给G85 X_Y_Z_R _F_G85 X_Y_Z_R _F_；G86G86（镗孔）（镗孔）切削进给切削进给主轴停止主轴停止快速快速G86 X_Y_Z_R _F_G86 X_Y_Z_R _F_；G87G87（反镗孔）（反镗孔）切削进给切削进给主轴正转主轴正转快速快速G87 X_Y_Z_R_Q _F_G87 X_Y_Z_R_Q _F_；G88G88（镗孔）（镗孔）切削进给切削进给暂停暂停- -主主轴停止轴停止手动操作手动操作G88

42、 X_Y_Z_R P_F_G88 X_Y_Z_R P_F_；G89G89（镗孔）（镗孔）切削进给切削进给暂停暂停切削进给切削进给G85 X_Y_Z_R_ P_F_G85 X_Y_Z_R_ P_F_；2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+ZFanuc 30i2.2.1 准备功能准备功能G代码代码+X辅助功能字辅助功能字功能功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等 组成组成：M后带23位数字组成，共有1001000种。有模态（续效）指令与非模态（非续效）指令之分。示例：示例：M02，M03，M08等M指令模态指令（续效指令）非模态指令（非续效指令）2.

43、2.2 辅助功能辅助功能M代码代码+X+Z辅助功能字辅助功能字2.2.2 辅助功能辅助功能M代码代码+Zl 程序停止指令程序停止指令M00l 选择停止指令选择停止指令M01l 主轴控制指令主轴控制指令M03、M04、M05l 换刀指令换刀指令M06l 切削液控制指令切削液控制指令M07、M08、M09l 程序结束指令程序结束指令M02、M30 2.2.2 辅助功能辅助功能M代码代码+Z子程序调用指令子程序调用指令2.2.2 辅助功能辅助功能M代码代码+X+Z进给功能字进给功能字F 指令指令 指定（合成）进给速度指令指定（合成）进给速度指令组成组成：F 后带若干位数字，如F150、F3500等。

44、在进给速度直接指定时数字表示实际的合成速度值。它是模态指令。单位单位： mm/min（公制）或 inch/min （英制） 。视用户选定的编程单位而定，若为公制单位，则上述两个指令分别表示：150mm/min；3500mm/min。F指令有两种表示方法：a代码法：F后跟两位数，这两位数字表示该进给速度的序号。b直接指定法：F后所跟的数字就是实际进给速度。如F50表示进给速度为50mm/min。 2.2.3 F、S、T代码代码+Z主轴转速功能字主轴转速功能字S功能用于指定功能用于指定主轴转速主轴转速或或速度速度， 由由“S”和其后的和其后的数字数字组成。组成。S指令也有两种表示方法：a代码法：S

45、后跟两位数，表示主轴转速的序号。b直接指定法： S后所跟的数字就是实际主轴转速。如S1000表示主轴转速为1000r/min。组成组成：S 后带若干位数字，如S500、S3500等。它是模态指令。单位单位： r/min。上述两个指令分别表示主轴转速：500r/min；3500r/min。2.2.3 F、S、T代码代码+Z刀具功能字刀具功能字T功能用来指定刀位号和刀具补偿组号（简称刀补号），功能用来指定刀位号和刀具补偿组号（简称刀补号）， 由由“T”和其后和其后的数字组成，的数字组成， 格式为：格式为： T 刀具补偿组号刀具补偿组号 刀具号刀具号有的NC系统中用D指令来指定刀具长度、半径补偿寄存

46、器。如：T11、D02等。其中数字分别表示存放的在库中的刀具号和刀具长度、 半径补偿寄存器号。上述两个指 令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用D02寄存器中的数值进行补偿。2.2.3 F、S、T代码代码+X+Z机 能地 址意 义零件程序号或O或P程序编号：l4294967295程序段号N程序段编号：N04294967295准备机能G指令动作方式(直线、圆弧等)G00-99尺寸字X， Y， ZA， B， CU，V，W坐标轴的移动命令99999999R圆弧的半径，固定循环的参数I，J，K圆心相对于起点的坐标，固定循环的参数进给速度F进给速度的指定 F024000主轴机能S主轴旋转速度的指

47、定 S09999刀具机能T刀具编号的指定 T099辅助机能M机床侧开关控制的指定 M099补偿号H， D刀具补偿号的指定 0099暂停P，X暂停时间的指定 秒程序号的指定P子程序号的指定复次数L子程序的重复次数，固定循环的重复次数参数P，Q，R,U,W,I,K,C,A固定循环的参数倒角控制C，R数控程序中的功能字数控程序中的功能字2.3.1 数控加工工艺的特点与内容数控加工工艺的特点与内容2.3 数控编程中的工艺处理数控编程中的工艺处理数控加工工艺数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺过程是利用切削

48、刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。数控加工工艺设计的内容数控加工工艺设计的内容+Z数控加工工艺设计内容选择并决定零件的数控加工内容零件图样的数控工艺性分析数控加工的工艺路线设计数控加工工序设计编写数控加工专用技术文件2.3.2 数控加工零件或加工内容的选择数控加工零件或加工内容的选择+Z适于数控机床加工的内容：(1)普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。(2)普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。(3)普通

49、机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。不适于数控机床加工的内容：(1)需要用较长时间占机调整的加工内容。(2)加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工内容。(3)不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数控加工很不方便，效果不明显，可以安排普通机床补充加工。数控加工工艺内容选择数控加工工艺内容选择+Z此外：要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素，要尽量合理使用数控机床，达到产品质量、生产率及综合经济效益等指标都明显提高的目的，要防止将数控机床降格为普通机床使用。u以上分析说明，数控机床通常最适合加工具有以下特点

50、的零件。（1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。（2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。（3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件。（4）需要多次改型的零件。（5）价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。（6）需要最短生产周期的急需零件。 数控加工工艺内容选择数控加工工艺内容选择+Z机床使用范围 零件批量与加工费用的关系 数控加工工艺内容选择数控加工工艺内容选择+Zu数控机床的选择：1.加工回转类零件CNC车床2.箱体、箱盖、凸轮、样板、模具内外型腔立式CNC镗、铣床或立式加工中心3.箱体、泵体、阀体卧式CNC镗、铣床或卧式加工中心4.复杂的曲面多坐

51、标联动的CNC机床2.3.3 数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析+Z包括内容：产品的零件图样分析和结构工艺性分析两部分。(1) 零件图样分析 零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点 几何要素应完整、准确，定位基准可靠 构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)间的关系(如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程的重要依据。(2) 零件的结构工艺性分析零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小 零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。 应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次

52、装夹，应采用统一的基准定位。 数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析+Z同一基准引注尺寸 分散尺寸标注几何要素缺陷示例数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析+Z工艺性不好 工艺性好统一尺寸增加工艺凸台改善定位的稳定性数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析+Z工艺性不好 工艺性好数控加工工艺优劣对比数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析+Z槽底圆角半径小，工艺性好 槽底圆角半径过大，工艺性不好数控加工工艺优劣对比2.3.4 数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计+Z数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过

53、程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。 1. 加工工序的划分加工工序的划分 划分方法 ：以一次安装、加工为一道工序 按所用刀具划分工序 按粗、精加工划分工序 按加工部位划分工序 划分原则：先面后孔的原则； 刀具集中的原则； 粗、精分开的原则； 按部位分序的原则。数控加工工艺路线设计数控加工工艺路线设计+Z2. 工序顺序的安排工序顺序的安排 尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率；先内后外原则，即先进行内形、内腔的加工工序，后进行外形加工工序；精度要求较高的主要表面的粗加工应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，一般

54、也需先加工大表面；在同次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步；在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序；加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线的后面。数控加工工艺路线设计数控加工工艺路线设计+Z3. 数控加工工艺与普通工艺的衔接数控加工工艺与普通工艺的衔接熟悉整个加工工艺内容，清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，使各工序相互满足加工需要，质量目标及技术要求明确。工件加工工艺流程2.3.5 数控加工工序的详细设计数控加工工序的详细设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序数控加工工序设计的主要任务是

55、进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。走刀路线影响零件的加工精度、表面粗糙度及切削效率。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序走刀路线走刀路线的选择原则的选择原则：（1）保证零件的加工精度与表面粗糙度；（2）方便数值计算，减少编程工作量；（3）缩短走刀路线，减少空行程；（4）安全原则。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走

56、刀路线和安排工步顺序刀具切入和切出时的外延法 内轮廓加工时刀具的切入和切出数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序刀具法向切入工件 刀具切向切入工件数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序铣削内腔的三种走刀路线数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序最短走刀路线的设计数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序切削螺纹时的引入、引出距离数控加工工序设计数控加工工序设计+Z1. 确定走刀

57、路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序镗孔加工路线示意图数控加工工序设计数控加工工序设计+Z2. 工件的装夹方式工件的装夹方式在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；（）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；（）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z2. 工件的装夹方式工件的装夹方式夹具的选择主要考虑以下几点：（）当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具；（）当成批生产时，考虑采用专用夹具，但应力求

58、结构简单；（）夹具尽量要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀，以免产生碰撞；（）装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具等。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z3. 确定对刀点和换刀点确定对刀点和换刀点对刀点：刀具相对于工件运动的起点，执行加工的开始点。也称为起刀点或程序起点。换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀，这个位置就叫换刀点。对刀点（起刀点） ：确定刀具与工件相对位置的点。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定

59、了。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z3. 确定对刀点和换刀点确定对刀点和换刀点选择对刀点的原则选择对刀点的原则： 1.选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上；2.选在对刀方便，便于测量的地方；3.选在便于坐标计算的地方。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽数控加工工序设计数控加工工序设计+Z3. 确定对刀点和换刀点确定对刀点和换刀点对刀：使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z4. 选择刀具和确定切削用量选择刀具和确定切削用量刀具的选择刀具的选择：数控加工刀具的选择，应尽可能选

60、用硬质合金刀具或性能更好的更耐磨的带涂层的刀具。如铣平面轮廓用平头立铣刀，铣空间轮廓时选球头立铣刀。选择刀具时要规定刀具的结构尺寸，供刀具组装预调使用；还要保证有可调用的刀具文件；对选定的新刀具应建立刀具文件供编程用。数控加工工序设计数控加工工序设计+Z4. 选择刀具和确定切削用量选择刀具和确定切削用量切削用量的选择切削用量的选择：切削用量主要指切削速度、背吃刀量（切削深度）、进给量。切削用量的选择，数控机械加工的切削深度（背吃刀量）、切削速度和进给量的确定原则与普通机械加工相似，也可根据实际经验或查问有关手册。数控机床的使用说明书上有时会给出切削参数的推荐值。数控加工工序设计数控加工工序设计