机床数控技术及应用-数控机床加工程序的编制

数控机床加工程序的编制2.1数控编程基础2.2数控编程的常用指令与格式2.3数控加工手工编程2.4数控加工自动编程概述习题与思考题

数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动地对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为

数控程序，它是机床数控系统的应用软件。编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使

数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。

2.1数控编程基础

数控编程技术包含了数控加工与编程、金属加工工艺、CAD/CAM软件操作等多方面知识，其主要任务之一是计算加工走刀中的刀位点。数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同，当针对某一台数控机床编制加工程序时，应严格按照该机床编程手册中的规定进行程序编制。

2.1.1数控编程的概念

数控加工是指在数控机床上进行工件切削加工的一种工艺方法，即将根据工件图样、工艺要求等原始条件及机床特性和系统所规定的指令格式编制的工件数控加工程序输入数

控系统，由数控系统发出的指令控制机床刀具与工件的相对运动和各种辅助动作，从而实现工件的加工。所谓编程，是指编写数控加工程序的过程，即将加工工件的工艺过程、工

艺参数和运动方式用数字指令的形式(数控语言)记录在介质上。在数控机床上加工工件时，当工件的加工程序结束时，机床自动停止。任何一种数控机床，若没有输入程序指令，

数控机床就不能工作。

数控机床的被控动作大致包括机床的启动、停止；主轴的启停、旋转方向和转速的变换；进给运动的方向、速度和方式；刀具的选择及更换，长度补偿和半径补偿；冷却液的开、关等。图2.1所示为数控机床加工过程框图。数控加工所涉及的工艺范围很广，与相关的配套技术有密切关系。合格的编程员首先应是一个很好的工艺员，能熟练掌握工艺分析、加工工艺设计、刀具及切削用量的选择，能正确地提出刀辅具和零件的装夹方案，懂得刀具的测量方法，了解数控机床的性能和特点，熟悉程序编制方法和程序的输入方式。图2.1数控机床加工过程框图

2.1.2数控编程的内容和步骤

数控编程是从分析零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。在编制数控加工程序前，首先应了解数控程序编制的主要工作内容、程序编制的工作步骤和每一步应遵循的

工作原则，然后再编制数控加工程序。数控程序编制的内容及步骤如图2.2所示。图2.2数控程序编制的内容及步骤

(1)分析零件图样和制定工艺方案。这一步实际上是根据零件图样要求制定出零件的数控加工工艺方案，主要内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具、夹具；确定合理的走刀路线；选择合理的切削用量等。

(2)数学处理。确定工艺方案后，根据零件的几何尺寸、加工路线等，需要计算出刀具中心的运动轨迹，以获得刀位数据。计算刀具中心的运动轨迹可通过手工计算实现或使用

计算机辅助制造(CAM)软件自动实现。

手工计算一般用于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素的交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐

标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状复杂，采用CNC系统的基本插补功能不能实现时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。

(3)编写零件加工程序。完成上述两步工作之后，即可编写零件加工程序。此时编程人员应按照相应数控系统的编程手册所规定的程序指令和程序格式，逐段编写加工程序。

(4)程序检验。程序检验是正式加工前采用机床空运转或用铝件、塑料、石蜡等易切材料进行试切(对于形状复杂和要求高的零件)来检查机床动作和运动轨迹的正确性。在具有图形模拟显示功能的数控机床上或具有轨迹仿真的CAM软件中，也可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。特别是试切法检验程序时，通过检查切件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果。当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。

2.1.3数控编程的方法

编制数控加工程序的方法主要有两种:手工编程和自动编程。

(1)手工编程。手工编程指由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。这要求编程人员对具体的数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，否则难以编写出正确的加工程

序。一般情况下，对几何形状不太复杂、所需的加工程序不长、计算较简单的零件，用手工编程比较合适。

手工编程的缺点是:耗费时间较长，容易出错，对复杂形状零件的编程无法胜任。据国外资料统计，采用手工编程时，其编程时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30∶1。

(2)自动编程。自动编程是指在编程过程中，编程人员只需分析零件图样和制定工艺方案，其余各步工作(数学处理、编写程序、程序校验)均由计算机辅助完成。

采用计算机自动编程时，计算机可自动绘制出刀具中心的运动轨迹，编程人员可及时检查程序的正确性，并根据需要可及时进行修改，以获得正确的程序。用计算机自动编程

可代替编程人员完成繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍。计算机自动编程也解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。

按输入方式的不同，可将自动编程分为：图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动

编程软件的处理，得到数控加工程序，它是目前使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程是指将加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控自动编程

语言(APT语言)编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。

2.1.4数控机床坐标轴和运动方向

在数控编程时，为了描述机床的运动、简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，

ISO标准和我国的标准(JB3051—82《数字控制机床坐标和运动方向的命名》)都规定数控机床的坐标系采用笛卡儿直角坐标系，右手定则法。

1.数控机床坐标系

数控机床的坐标系分为机床坐标系和工件坐标系(编程坐标系)。机床坐标系是机床固有的坐标系，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。机床原点为机床的零点，它是机床上的一个固定点，由生产厂家在设计机床时确定。

在编程时，一般都假定工件相对静止，而刀具移动。这样，编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样确定机床的加工过程。

(1)机床坐标系。标准机床坐标系中各坐标轴(X、Y、Z、A、B、C等)的相互关系，用右手笛卡尔直角坐标系判定，如图2.3所示。图2.3右手直角坐标系

机床坐标系的判定方法是：

①伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°，则大拇指代表X坐标轴，食指代表Y坐标轴，中指代表Z坐标轴；

②大拇指的指向为X坐标轴的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标轴的正方向；

③围绕X、Y、Z坐标轴旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标轴中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。

JB3051—82中规定:刀具远离工件的方向作为各坐标轴的正方向。

(2)坐标轴方向的确定。平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标轴，

Z坐标轴的正向为刀具离开工件的方向。图2.4所示数控机床的坐标系，如果机床上有几个主轴(如龙门铣

床)，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标轴方向；如果主轴能够摆动(如五轴加工中心)或无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标轴方向。

X坐标轴一般在水平面内，平行于工件的装夹平面。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：

①工件作旋转运动(如车床、磨床)，则刀具离开工件的方向为X坐标轴的正方向。②刀具作旋转运动，如果Z坐标轴水平，则观察者沿刀具主轴向工件看时，

+X运动方向指向右方；如果Z坐标轴垂直，则观察者面对刀具主轴向立柱看时，

+X运动方向指向右方，如图2.4所示。

在确定X、Z坐标轴的正方向后，可以用根据X坐标轴和Z坐标轴的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标轴的方向，如图2.4所示。

主轴旋转运动方向规定主轴正转(顺时针旋转方向)是按照右旋螺纹旋入工件的。图2.4数控机床坐标系

(3)附加坐标系。为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线运动，如果有第二或第三组坐标平行于X、Y、Z，则分别指定用U、V、W和P、Q、R表示。

对于工件运动而不是刀具运动的机床，规定用带“'”的字母和箭头表示。如用+Z表示刀具相对于工件的正向运动，

+Z'表示工件相对于刀具的正向运动，二者表示的运动方向

正好相反。机床设计者要考虑带“'”的运动，编程人员在编程时只考虑不带“'”的运动。

(4)机床原点。机床原点M是机床制造厂在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床的装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准点。数控车床的

零点一般设在主轴前端面的中心(如图2.5(a)所示)。数控铣床和加工中心的机床原点一般设置在X、Y、Z坐标轴的正方向极限位置上(如图2.5(b)所示)，但也有生产厂家将机床原点设置在工作台中心或其他位置。图2.5数控机床原点

(5)机床参考点。在大多数情况下，当已装好刀具和工件时，机床的零点已不可能返回，因而需设参考点R。机床参考点R是由机床制造厂家定义的一个点，

R和M的位置关系是固定的，机床参考点的位置是由机床制造厂在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，其相对于机床原点的坐标值已事先输入机床数控系统中，参考点R多位于加工区域的边缘。

数控机床开机上电后，必须首先执行刀具“回参考点”操作，从而确定机床原点。只有在机床原点被确认后，刀具(或工作台)移动才有基准。

在绝对行程测量的控制系统中，设置参考点是没有必要的，因为每一瞬间都可以直接读出运动轴的准确坐标值；而在增量(相对)行程测量的控制系统中，设置参考点是必要的，它可用来确定起始位置。由此看出，参考点主要用来对测量系统定标，用以校正、监督床鞍和刀具运动的测量系统。

多数数控机床都可以自动返回参考点R。如果因断电便控制系统失去现有坐标值，则可返回参考点，并重新获得准确的位置值。

2.工件坐标系

数控机床坐标系是进行设计和加工的基准，但利用机床坐标系编制工件的加工程序并不方便。如图2.6所示的工件，如果以机床坐标系编程，编程前必须计算出A、B等各相关点相对机床零点M的坐标，这样做很繁琐。如果选择工件某一固定点为工件零点(如图中的W点)，以工件零点为原点且平行于机床坐标轴X、Y、Z建立一个新坐标系，就称为工件坐标系。

如将图中的工件零点W与机床零点M之间的坐标值输入数控系统，数控系统根据已输入的工件零点W相对机床零点M的坐标值和编程的尺寸，便可自动计算出A、B等相关点相对机床零点的坐标值，用工件坐标系按图纸上标注的尺寸直接编程，编程方便快捷，这种处理方法称为工件坐标系的零点(原点)偏置(设置)，工件零点相对机床零点的坐标值称为零点偏置值。图2.6工件坐标系

工件坐标系的原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，它由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定。在选择工件零点的位置时应注意:

(1)工件零点应选在工件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误。

(2)工件零点尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工工件的加工精度。

(3)对于对称的工件，工件零点应设在对称中心上。

(4)对于一般工件，工件零点设在工件外轮廓的某一角上。

(5)Z轴方向上的零点，一般设在工件表面。

图2.6中W即为设置的编程坐标系原点。

3.加工坐标系与对刀点的换刀点

加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点或对刀点，是指工件被装夹好后，考虑工件毛坯的加工余量后相应的编程原点在机床坐标

系中的相对位置。

数控加工过程中，数控机床按照工件装夹好后所确定的加工原点(即程序原点或对刀点)位置和程序要求进行加工。在程序编制时，编程人员只要根据工件图纸就可以选定编

程原点，建立工件坐标系，计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。

然而，对于加工人员来说，则应在工件装夹、程序调试时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的准确位置，在数控系统中给予设定(即给出原点设定值)。加工坐标系设定好后就可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。图2.5中，O3为加工原点。

“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。对刀点可选在工件上，也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)，但必须与工件的定位基准有一定的关系。如图2.7中的X0

和Y0

，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系的关系。图2.7对刀点和换刀点

对刀点的选择原则是：在机床上找正容易；加工中便于检查；引起的加工误差小。

为了提高加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正，使“刀位点”与“对刀点”重合。

对刀点既是程序的起点又是程序的终点，因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值(X0

，

Y0)来校核。

加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的)，也可以是任意的一点(如车床)。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准，其设定值可用实际测量方法或计算确定。

2.2数控编程的常用指令与格式

2.2.1程序编制的标准与代码数控机床经过几十年的发展，与数控加工程序有关的各种代码(如坐标尺寸值、坐标系命名、数控准备机能指令、辅助动作指令、主运动和进给速度指令、刀具指令以及程序和程序段格式等)正逐步趋于统一，并已制定了一系列的国际标准。

目前国际上已形成的两种通用标准包括：EIA(美国电子工业协会)制定的EIARS—244标准和ISO(国际标准化协会)制定的ISO—RS840标准。国际上大都采用ISO代码。由于EIA代码发展较早(ISO代码在1965年以后才开始在数控机床中使用，之前主要在计算机和数据通信中使用)，数控机床中只有一部分是应用EIA代码的，也有一些机床，具有两套译码功能，既可采用ISO代码也可采用EIA代码。

我国原机械工业部根据ISO标准，制定了JB/T3208—

1999《数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》(代替JB3208—83)等标准，现在我国规定新产品一律采用ISO代码。这样极大地方便了数控系统的研制以及数控机床的设计、使用和推广。但是在编程的许多细节上，各国生产的数控机床并不完全相同，因此编程时还应按照具体机床编程手册中的有关规定来进行，这样所编制的程序才能为机床的数控系统所接受。

数控加工程序以前广泛采用数控穿孔纸带作为加工程序信息输入介质，目前由于计算机技术的飞速发展及其在数控技术中的应用，绝大多数数控系统采用通用计算机编码，并

提供与通用微型计算机完全相同的文件格式保存、传送数控加工程序，因此纸带已被现代化的信息介质所取代。但纸带上表示信息的8单位二进制代码标准仍然使用，读者可以在

较早的数控技术书籍中查到。

常用的数控标准有以下几方面:

(1)数控的名词术语；

(2)数控机床的坐标轴和运动方向；

(3)数控机床的字符编码(ISO代码、EIA代码)；

(4)数控编程的程序段格式；

(5)准备功能(G代码)和辅助功能(M代码)；

(6)进给功能、主轴功能和刀具功能。

2.2.2数控程序的结构与格式

1.加工程序的一般格式

常规数控加工程序样本主要有以下内容:

(1)开始符、结束符。开始符和结束符是同一个字符，

ISO代码中用%表示，

EIA代码中用EP表示，书写时要单列一行。在一些数控系统中还要求有段结束符(如“；”)，需根据具体的数控系统而定。

(2)程序名。程序名有两种形式:一种由英文字母O和1~4位正整数组成；另一种由英文字母开头，字母和数字混合组成，一般单列一行。

(3)程序主体。程序主体是由若干个程序段组成的，每个程序段占一行，它表示数控机床要完成的全部动作。

(4)程序结束。程序结束是以程序结束指令，如M02、M30或M99(子程序结束)，作为符号来结束零件加工。

2.程序段格式

程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式(BlockFormat)。数控程序段格式曾经用过固定顺序格式和分隔符(HT或TAB)程序段格式两种。这两种程序段格

式已经不再采用，目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程

序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，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。

数控机床的编程说明书中用详细格式来分类规定程序编制的细节：程序编制所用字符、程序段中程序字的顺序及字长等。图2.8所示为FANUC0iM数控系统的程序段规范。图2.8数控程序段格式

3.程序段中的指令字

(1)字。数控机床程序由若干个“程序段”(Block)组成，每个程序段由按照一定顺序和规定排列的“字”(Word)组成。字是由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而成的。字是表示某一功能的一组代码符号。如X2500为一个字，表示X向尺寸为2500mm；

F20为一个字，表示进给速度为20(具体值由规定的代码方法决定)。字是纸带或程序的信息单位。

顺序号字也称程序段号、程序段序号或序号。它是数控加工程序中用得最多，但又最不容易引起人们重视的一种程序字。顺序号字一般位于程序段开头，它由地址符N和随后的1~4位数字组成。顺序号字可以用在主程序、子程序和用户宏程序中。使用顺序号字应注意如下的问题:数字部分应为正整数，所以最小顺序号是N1，建议不使用N0；顺序号字的数字可以不连续使用，也可以不从小到大使用；顺序号字不是程序段必用字，对于整个程序，可以每个程序段均有顺序号字，还可以均没有顺序号字，也可以部分程序段设有顺序号字。

顺序号字的作用：

①便于人们对程序作校对和检索修改。

②用于加工过程中的显示屏显示。

③便于程序段的复归操作。此操作也称“再对准”，如回到程序的中断处，或加工从程序的中途开始的操作。

④主程序、子程序或宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标。

(2)准备功能字。准备功能字的地址符是G，所以又称为G功能或G指令。它用来指示机床或控制系统做某种功能的操作，为数控系统的插补运算做好准备，所以在程序段中G功能字一般位于尺寸字的前面。准备功能字由地址符G和后续两位正整数表示，从G00至G99共100个(见附录Ⅰ)。不少数控机床的G指令的前置“0”允许省略，如G2实际是G02的简写。对于G功能字，国际上已制定了ISO10561975(E)国际标准，我国依据它制定了JB3208—1983部颁标准。对于具体数控机床可能只用到其中部分功能。表2.1和表2.2分别为FANUC0iM系统数控铣床、加工中心和数控车床的G代码指令集。

表2.2FANUC0iM系统数控车床G代码指令集

G代码分为模态代码(又称续效代码)和非模态代码。表2.1和表2.2中“组”栏中“00”组所对应的G代码为非模态代码，其他为模态代码。模态代码表示若某一代码在一个程序段中指定(如01组的G01)，就一直有效，直到出现同组(01组)的另一个G代码(如G02)时才失效。非模态代码只有在写有该代码的程序段中有效。

例如:

N10G00G54X50Y30M03S3000；

N20G01X88.1Y30.2F500T02M08；

N30X90；

其中，“N30X90”与“N30G01X90Y30.2F500T02M08”等效。本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，

F500，

S3000，

T02，

M08”，但它们的功能仍然有效。

(3)坐标尺寸字。坐标尺寸字用于在程序段中指定机床上刀具运动后应到达的终点坐标位置。

(4)进给功能字F。进给功能字用于指定切削的进给速度，又称为F功能或F指令。对数控铣床和加工中心而言，一般指定刀具每分钟的进给速度。数控车床也可指定每转的

进给速度。

(5)主轴转速功能字S。主轴转速功能字用于指定主轴转速，又称为S功能或S指令，其后续数字的单位为r/min。

(6)刀具功能字T。刀具功能字用于指定加工时所用刀具的编号，又称为T功能或T指令。对于数控加工中心，其与辅助功能字的M06配合使用实现自动换刀。

(7)辅助功能字M。辅助功能字用于指定数控机床辅助装置的开关动作，又称为M功能或M指令，其后续数字一般为两位数，

M00~M99共100种(见附录Ⅰ)。表2.3是常用的M功能字含义表。

表2.3FANUC系统M功能字含义表

在国家标准中有不指定和永不指定的G指令。不指定的G指令，在将来标准的修订本中可能规定其功能。永不指定的G指令，即便将来修订标准时也不再指定其含义，这一部分指令可供数控机床制造厂家自行规定其含义，但必须在指令格式中加以说明。

由于数控机床的厂家很多，每个厂家使用的G功能、M功能与ISO标准也不完全相同，因此对于某一台数控机床，必须根据机床说明书的规定进行编程。

2.3数控加工手工编程

2.3.1数控加工手工编程的工艺处理数控编程人员首先应是一个很好的工艺人员，在编程前要对所加工的工件进行工艺分析，拟订加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也要做以处理。

1.如何选择适于数控加工工艺的工件

对于一个工件，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺适合采用数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适

合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。

1)适于数控加工的工件

一般可按下列顺序考虑选择采用数控加工的工件:

(1)通用机床无法加工的工件应作为优先选择内容；

(2)通用机床难加工，质量也难以保证的工件应作为重点选择内容；

(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的工件，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。

2)不适于数控加工工艺的工件

一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列工件不宜选择采用数控加工：

(1)占机调整时间长，如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的工件。

(2)加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工。

(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。这类工件不适于采用数控加工的主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。

此外，在选择和决定是否采用数控机床加工时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。

2.数控加工工艺的基本内容

实践证明，数控加工工艺主要包括以下几方面：

(1)选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。

(2)分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工循序的安排、与传统加工工序的衔接等。

(3)设计数控加工工序，如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。

(4)调整数控加工工序的程序，如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。

(5)分配数控加工的容差。

(6)处理数控机床的部分工艺指令。

3.数控加工工艺路线的设计

数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道具体的数控加工工序工艺过程。因此，在数控

加工工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其他加工工艺衔接好。

数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题：

1)工序的划分

在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。一般，数控加工工序的划分有以下几种方式：

(1)按零件定位方式划分工序。由于每个零件结构形状不同，各加工表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形

时，又以外形定位。因而可根据零件的定位方式的不同来划分工序。

如图2.9所示的片状凸轮，按定位方式可分为两道工序。第一道工序可在普通机床上进行，以外圆表面和B平面定位加工端面A和ϕ22H7的内孔，然后再加工端面B和ϕ4H7的工艺孔；第二道工序以已加工过的两个孔和一个端面定位，在数控铣床上铣削凸轮外表面曲线。图2.9片状凸轮

(2)按粗、精加工划分工序。根据零件的加工精度、刚度和变形程度等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工再精加工。此时，可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。如图2.10所示的零件，应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。图2.10车削加工的零件

(3)按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。

2)工步的划分

工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对工件不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序

内又细分了若干工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则：

(1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗加工后精加工分开进行。

(2)对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。

(3)按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。

总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。

4.零件的安装与夹具的选择

1)定位安装的基本原则

在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：

(1)尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；

(2)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；

(3)避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；

(4)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。

例如，图2.11(a)所示薄壁套的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形会小得多。图2.11(b)所示的薄壁箱体，夹紧力不应作用在

箱体的顶面(见图2.11(b)上图)，而应作用在刚性较好的凸边上(见图2.11(b)下图)；或改为在顶面上三点夹紧，改变着力点位置，以减小夹紧变形，如图2.11(c)所示。图2.11夹紧力作用点与夹紧变形的关系

5.确定切削用量

对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这三个要素决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式，要求必须

合理地选择切削条件。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体加工参数的数值应根据具体数控机床说明书、切削手册，并结合经验而定。

编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择，也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。

背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求

较高的零件，要留有足够的精加工余量。数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。

编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件的材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。表2.4为车削加工时选择切削条件的参

考数据。

6.走刀路线的确定

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，也反映了工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点:

(1)寻求最短加工路线。如加工图2.12(a)所示零件上的孔系。图2.12(b)的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用图2.12(c)的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。图2.12最短走刀路线的设计

(2)最终轮廓一次走刀完成。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。

如图2.13(a)为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀方式能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法会在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达

不到要求的表面粗糙度。所以如采用图2.13(b)的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图2.13(c)也是一种较好的走刀路线方式。图2.13铣削内腔的三种走刀路线

(3)选择切入、切出方向。考虑刀具的进、退刀(切入、切出)路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停(切削力突然变化造成弹性变形)，以免留下刀痕，如图2.

14所示。

(4)选择使工件在加工后变形小的路线。对于横截面积小的细长零件或薄板零件，应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。图2.14刀具切入和切出时的外延

7.填写数控加工技术文件

填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程。技术文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他技术问题。数控加工技术文件主要有：数控编程任务书、工件安装和原点设定卡片、数控加工工序卡片、数控加工走刀路线图、数控刀具卡片等。下面提供了常用的文件格式，具体的文件格式可根据企业实际情况自行设计。

(1)数控编程任务书。它阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重

要依据之一，详见表2.5。

(2)工件安装和原点设定卡片(简称装夹图和零件设定卡)。它应表示出数控加工原点的定位方法和夹紧方法，并应注明加工原点的设置位置和坐标方向，使用的夹具名称和编号等，详见表2.6。

(3)数控加工工序卡片。数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，所不同的是:数控加工工序卡的工序简图中应注明编程原点与对刀点，并进行简要编程说明(如:

所用机床型号、程序编号、刀具半径补偿、镜向对称加工方式等)及切削参数(即程序编入的主轴转速、进给速度、最大背吃刀量或宽度等)的选择，详见表2.7。

(4)数控加工走刀路线图。在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须向操作者说明编程中的刀具运动路线(如从哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等)。为简化走刀路线图，一般可采用统一约定的符号来表示。不同的机床可以采用不同的走刀图例与格式，表2.8为一种常用格式。

2.3.2常用数控加工基本指令介绍

手工编程中使用的工艺指令大体上分为两类：一类是准备性工艺指令，是在数控系统插补运算之前需要预先规定，为插补运算做好准备的工艺指令；另一类是辅助性工艺指令，这类指令与数控系统插补无关，而是根据操作机床的需要规定的工艺指令。

1.准备功能G指令

1)绝对坐标指令G90和相对坐标指令G91

G90表示程序段的坐标字按绝对坐标编程。G91表示程序段的坐标字按增量坐标编程。一般数控系统在初始状态(开机时状态)时，自动设置为G90绝对值编程状态。

如图2.15所示，从A点走到B点用绝对坐标和相对坐标编程分别如下:

G90G01X30.0Y60.0F100；

G91G01X-40.0Y30.0F100；图2.15G90、G91编程举例

2)工件坐标系设定指令

(1)建立工件坐标系统G50。G50指令用于设定工件坐标系。工件坐标系的原点从理论上讲可选在工件上任何一点。由于数控车床加工的是回转体零件，为了计算方便、简化编程，通常把工件坐标系的原点设置在工件左端面(或右端面)的回转中心上。为了保证零件的加工精度，应尽量使编程基准与设计、安装基准重合。

用G50指令设置工件坐标系，其编程格式如下：

G50X(α)Z(β)；

其中:α、β为刀尖点距工件坐标系原点的距离，

α为直径值。

G50指令将工件坐标系的原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上。它只起预置寄存的作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面，执行该指令时机床不产生运动。

如图2.16所示，

G50设置工件坐标系的三种方法如表2.9所示。图2.16G50设置工件坐标系

注意:用G50设定坐标系，对刀后需将刀具移动到G50设定的位置才能加工。为保证重复加工不乱刀，起点和终点必须一致。

(2)G54~G59指令用选择1~6号加工坐标系。通过使用G54~G59指令，最多可设置六个工件坐标系(1~6)。数控机床在接通电源和完成了手动返回参考点后，系统缺省状态是选择工件坐标系1(G54指令)。它们是在数控加工对刀时，测量出机床原点到工件坐标原点的距离(工件零点偏置值如图2.17所示)，并用CRT/MDI方式输入到相应的坐标系中。

G54指令设置工作坐标系的编程格式如下:

G54G00(G01)X(U)_Z(W)_(F_)；图2.17G54~G59设置工件坐标系

用G54~G59建立工件坐标系，加工时，在不发生干涉的情况下，不必考虑刀具的起始位置。这种方法通常以第一把刀作为基准刀对刀，设置坐标系(见图2.18(a))，然后测量其他刀具相对于基准刀的X、Z方向的偏置值(见图2.18(b))。特别适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。6个工作坐标系皆以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床内部，如图2.18所示。图2.18G54~G59设置工件坐标系

G50指令与G54~G59指令的区别:

G50指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改

变的。而G54~G59指令是通过CRT/MDI的参数设置方式设定工件加工坐标系的，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过

MDI方式修改。

(3)设置刀偏法建立工件坐标系。这种方法与用54~G59指令建立工件坐标系类似，它是在对刀时，先将刀具的刀尖点移至工件原点位置(或已知的工件原点的相对位置)，然后测量出机床原点到工件坐标原点的距离，将其作为刀具补正值(如图2.18(b))，而在加工程序不使用任何工件坐标系设置指令。

3)点定位指令G00

G00在编程中常用来作快速接近工件切削起点或快速返回换刀点等操作。其运动速度程序中不设定，由机床原始设置来确定。快速运动到将近定位点时，通过1~3级降速以实现精确定位。

G00只实现定位作用，对实际所走的路径不作严格要求，刀具与工件的运动轨迹也由制造厂确定。运动时也不进行切削加工，编程时应注意参考所用机床的有关说明，注意在快速接近定位点时，避免刀具与工件等发生干涉碰撞。

G00指令的编程格式如下:

G00X_Y_Z_；

4)直线插补指令G01

G01指令用于刀具作两点间的直线运动加工，该指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度F)，沿直线移动到规定的位置。编程格式:

G01X_Y_Z_F_；图2.19所示为三轴直线插补的空间直线，从A到B的直线插补指令如下:

绝对坐标编程:

G90G01X30Y40Z20F_；

相对坐标编程:

G91G01X20Y30Z10F_；图2.19三轴插补的空间直线

5)平面选择指令G17、G18和G19

在三坐标机床上加工工件时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面，用G代码可以进行平面选择，如图2.20所示。

G17表示选择XY平面；

G18表示选择ZX平面；

G19表示选择YZ平面。图2.20坐标平面设定示意图

6)圆弧插补指令G02和G03

G02为顺时针圆弧插补，

G03为逆时针圆弧插补。刀具进行圆弧插补时必须规定所在的平面，然后再确定回转方向，如图2.19所示。沿圆弧所在平面(如XY平面)的另一坐标轴的负方向(-Z)看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。

圆弧插补指令的编程格式如下:

式中，

X、Y、Z为圆弧的终点坐标值。在G90状态，

X、Y、Z中的两个坐标字为工件坐标系中的圆弧终点坐标；在G91状态，则为圆弧终点相对于起点的距离。．

在G90或G91状态，

I、J、K中的两个坐标字均为圆弧圆心相对圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量值，也可以理解为圆弧起点到圆心的矢量(矢量方向指向圆心)在X、Y、Z轴上的投影。I、J、K为零时可以省略。

R为圆弧半径，

R带“±”号，取法:若圆心角Q≤180°，则R为正值；若180°<Q<360°，则R为负值。

如图2.21所示，用G02、G03指令对所示的圆弧进行编程，设刀具从A点开始沿A、B、C切削。图2.21G02、G03编程举例

7)暂停指令G04

G04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工，一般用于镗平面、锪孔等场合。

暂停指令的编程格式如下:

地址码X或P为暂停时间，其中X后面可用带小数点的数，单位为s，如G04X5表示在前一程序段执行完后，要经过5s以后，后一程序段才执行。地址P后面不允许用小数点，单位为ms。如G04P1000表示暂停1s。图2.22G04编程举例

8)刀具长度补偿指令G43、G44和G49

刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z方向)的补偿，它可使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，这样，当刀具在长度方向的尺寸发生变化

时，可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。以图2.23所示钻孔为例，图(a)表示钻头开始运动位置；图(b)表示钻头正常工作进给的起始位置和钻孔深度，这些参数都在程序中加以规定；图(c)表示钻头经刃磨后长度方向上减少(1.2mm)，如按原程序运行，钻头工作进给的起始位置将成为图(c)所示位置，而钻进深度也随之减少(1.2mm)。

要改变这一状况，靠改变程序是非常麻烦的，因此规定用长度补偿的方法解决这一问题；图(d)表示使用长度补偿后，钻头工作进给的起始位置和钻孔深度。在程序的运行中，让刀具实际的位移量比程序给定值多运行一个偏置量(1.2mm)，而不用修改程序即可以加工出程序中规定的孔深。

刀具长度补偿指令的编程格式如下:

其中：

G43为刀具长度正补偿；

G44为刀具长度负补偿；Z为目标点坐标；

H为刀具长度补偿值的存储地址。补偿量存入H代码指令的存储器中。

使用G43、G44指令时，不管用绝对尺寸指令还是增量尺寸指令编程，程序中指定的Z轴移动指令的终点坐标值，都要与H代码指令的存储器中的偏移量进行运算。G43时相加，

G44时相减，然后把运算结果作为终点坐标值进行加工。G43、G44均为模态代码。

G49指令为取消刀具补偿指令。

9)刀具半径补偿指令G41、G42和G40

在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹编程，这样编程加工简单，即假设刀具中心是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个

偏移量(即刀具半径)，如图2.24所示。利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨

迹，并按刀心轨迹运动。

G41指令为刀具左偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧如图2.25(a)所示。

G42指令为刀具右偏置：即沿刀具进刀方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧如图2.25(b)所示。图2.24刀具的半径补偿图2.25刀具的补偿方向

2.辅助功能M功能

1)程序停止功能M00

在完成程序段的其他指令后用M00来停止主轴、冷却液，使程序停止。如编程者想要在加工中使机床暂停(检验工件、调整、排屑等)，使用M00指令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。

2)选择停止指令M01

M01指令的功能与M00相似。但与M00指令不同的是:只有操作面板上的“选择停开关”处于接通状态时，

M01指令才起作用。M01指令常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

3)主轴控制指令M03、M04和M05

M03、M04和M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止。

4)换刀指令M06

M06指令常用于加工中心刀库的自动换刀时使用。

5)冷却液控制指令M07、M08和M09

M07———2号冷却液开，用于雾状冷却液开。

M08———1号冷却液开，用于液状冷却液开。

M09———冷却液关，注销M07、M08、M50、M51(M50、M51为3号、4号冷却液开)。

6)程序结束指令M02和M30

M02表明主程序结束，是在完成程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。

M30与M02同样，也是表示主程序结束，区别是M30指令执行后使程序返回到开始状态。

7)程序调用指令M98和子程序结束指令M99

若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用它，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序单独存储，以供另外的程序调

用，这种程序就叫做子程序。主程序执行过程中如果需要调用某一个子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。

(1)子程序的编程格式如下:

O××××

…

M99;

在子程序的开头编制子程序号，在子程序的结尾用M99指令表示结束。

(2)子程序的调用格式如下:

M98P×××××××

P后面的前3位为重复调用次数，省略时为调用一次;后4位为子程序号。

(3)子程序嵌套。子程序执行过程中也可以调用其他子程序，这就是子程序嵌套。子程序嵌套的次数由具体控制系统规定。编程中使用较多的是二重嵌套，其程序执行过程如

图2.26所示。图2.26子程序的嵌套

2.3.3程序编制实例

1.数控车床编程实例一

对于数控车床来说，采用不同的数控系统其编程方法也不尽相同，这里以FANUC—0

系统编程语言为例介绍数控车床的加工程序编制。

1)该系统编程的有关规定和部分指令说明

(1)绝对值编程与增量值编程。绝对值编程时用X.Z表示X轴与Z轴的坐标值;增量值编程时用U－W－表示X轴和Z轴上的相对移动量。绝对值编程和增量值编程可在零件加工程序中混用。

(2)直径与半径编程。X轴方向绝对值编程与增量值编程均采用直径编程。

(3)小数点编程。该系统允许使用小数点编程，如X50.0可写成X50.。

(4)工件坐标系的设置。该系统用G50指令设定工件坐标系，而不用G92指令。设置工件坐标系的编程格式为:G50X-Z-。该指令一般作为第一条指令放在整个程序的最

前面。

(5)刀具补偿功能。该系统具有刀尖圆弧半径补偿功能，使用的指令为G41、G42和G40;还具有刀具长度补偿功能，其编程格式为:T××××，前两位数字表示刀具位置

号，后两位数字表示刀具补偿号。刀具补偿号从01开始，

00表示取消刀补。如T0100表示取消1号刀刀补。

(6)固定循环功能。可以用G90、G92、G94指令分别进行外圆切削循环、螺纹切削循环和端面切削循环。

①外圆切削循环。其编程格式如下:

G90X(U)-Z(W)-F-;

如图2.27(a)所示，刀尖从起始点A开始，按矩形循环，最后又回到起始点。图中虚线表示刀具快速移动，实线表示按F指令的工进速度移动。

图2.27(b)所示为车圆锥面循环，起程序段为:G90X(U)-Z(W)-R-F-;刀尖从起始点A开始按梯形循环，最后又回到起始点。R为圆锥体大小端的半径差值。图2.27外圆切削循环

②螺纹切削循环。其编程格式如下:

G92X(U)-Z(W)-F-;

如图2.28(a)所示，刀尖从起始点A开始，按矩形循环。F为工件螺距。

G92X(U)-Z(W)-R-F-;为车圆锥螺纹的指令。如图2.28(b)所示，刀尖从起始点A开始，按梯形循环。F为工件螺距，

R为圆锥螺纹大小端的半径差值。

③端面切削循环。其编程格式如下:

G94X(U)-Z(W)-R-F;

图2.29为切削带有锥度的端面循环。刀尖从起始点A开始按1、2、3、4顺序循环，2(F)、3(F)表示F代码指令的工进速度，

1(R)、4(R)的虚线表示刀具快速移动。R为锥面的长度。当去掉编程格式中的R时，即为切削不带锥度的端面循环。图2.28螺纹切削循环图2.29车带有锥度的端面循环

2)编程步骤

如图2.30所示的零件，其材料为45钢，零件的外形轮廓有直线、圆弧和螺纹。欲在某数控车床上进行精加工，需编制精加工程序。图2.30车削零件示例

(1)依据图样要求，确定工艺方案及走刀路线。按先主后次的加工原则，确定其走刀路线。首先切削零件的外轮廓，方向为自右向左加工，具体路线为:先倒角(1×45°)→切削螺纹的实际路径ϕ47.8→切削锥度部分→切削ϕ62→倒角(1×45°)→切削ϕ80→切削圆弧部分→切削ϕ80，再切槽，最后车削螺纹。

(2)选用刀具并画出刀具布置图。根据加工要求需选用三把刀具。1号刀为外圆车刀，2号刀为3mm的切槽刀，

3号刀为螺纹车刀。刀具布置图见图2.30(b)。对刀时采用对刀仪，以1号刀为基准。3号刀刀尖相对于1号刀刀尖在Z向偏量15mm，由3号刀的程序

进行补偿，其补偿值通过控制面板手工输入，以保持刀尖位置的一致。

(3)确定工件坐标系。由工件图样尺寸分布情况确定工件坐标系原点O在工件内端面处，刀具零点坐标为(200，

350)。

(4)确定切削用量。切削用量应根据工件材料、硬度、刀具材料及机床等因素来综合考虑，一般由经验确定。本例各刀具切削用量情况如表2.9所示。

(5)编制精加工程序。该系统可以采用绝对值和增量值混合编程，绝对值用X、Z地址，增量值用U、W地址，采用小数点编程。程序如下:

2.数控车床编程实例二

如图2.31(a)所示零件，其中ϕ80外径不加工，制订其数控车削工艺和编制加工程序。图2.31加工零件

1)确定工件的装夹方式及设计加工工艺路线

(1)确定工件原点及装夹方式。零件的设计基准为工件左端面回转中心，因此取该点为工件坐标系原点，以工件左端面及ϕ80外圆为安装基准。工件装夹及刀具布置示意图如

图2.31(b)所示。

(2)设计加工工艺路线如下:

①平端面。

②粗车:M36×4螺纹实际外圆→ϕ40外圆→ϕ50端面→R35圆弧面。

③精车:M36×4螺纹实际外圆→ϕ40外圆→ϕ50端面→R35圆弧面。

④车ϕ30处退刀槽。

⑤车M36×4螺纹。

2)选择加工刀具

根据加工要求选取主偏角为93°的外圆车刀粗、精加工外形轮廓;选用5mm宽的切槽刀加工退刀槽;选用60°螺纹车刀加工螺纹。刀具编号及刀尖圆弧半径补偿号使用同一号码，分别为02、04和06。

3)确定切削用量

各工序的切削用量见表2.10。

4)编制程序

采用设置刀偏法建立工件坐标系统。设零件程序号为O1000。编制的程序如下:

3.数控铣削编程实例

图2.32所示是一盖板零件。该零件的毛坯是一块180mm×90mm×12mm的板料，要求铣削成图中粗实线所示的外形。由图2.32可知，各孔已加工完，各边留有5mm的铣

削留量。

1)确定工件坐标系

编程时，工件坐标系原点定在工件左下角A点(如图2.

33所示)。

2)定位和装夹工件

铣削时，以零件的底面和210H8的孔定位，从60mm孔对工件进行压紧。

3)选择刀具和对刀点选用一把10mm的立铣刀进行加工。对刀点在工件坐标系中的位置为(-25，

10，40)。

4)确定走刀路线

刀具的切入点为B点，刀具中心的走刀路线为:对刀点1—下刀点2—b—c—c'—…—下刀点2—对刀点1。

5)计算数值

本例中零件的特点是形状比较简单，数值计算比较方便。现按轮廓编程，根据图2.32和图2.33计算各基点及圆心点坐标如下:

A(0，

0)B(0，