6.1數(shù)控編程概述6.1.1數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較2025/12/23第7章數(shù)控編程基礎(chǔ)第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.1.2數(shù)控編程概念

從零件圖紙到數(shù)控加工指令的有序排列的全過程。即將加工的工藝分析、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(f、s、t)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個過程。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.1.3數(shù)控編程的步驟零件工藝分析數(shù)學(xué)處理編寫程序清單制備控制介質(zhì)輸入控制系統(tǒng)程序檢驗和試切數(shù)控編程過程2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.1.4數(shù)控編程方法①手工編程含義：根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼和程序格式編寫出數(shù)控加工程序單。整個編程的過程（分析零件圖→確定加工工藝→數(shù)值計算→編寫零件加工程序單→制備控制介質(zhì)→程序校驗）都是由人工完成。特點：這種方式比較簡單，容易掌握，適應(yīng)性較大。應(yīng)用范圍：適用于加工形狀不太復(fù)雜的（如點位加工、由直線和圓弧組成的輪廓加工）、計算量不大的零件。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②自動編程含義：是經(jīng)過計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造（CAD/CAM）處理，由計算機自動生成加工程序。特點：這種方式適應(yīng)面廣、效率高、程序質(zhì)量好，但投資大，掌握起來需要一定時間。適用范圍：適用于加工形狀復(fù)雜的（如具有非圓曲線、列表曲線和曲面組成的）零件編程，以及各類柔性制造系統(tǒng)（FMS）和集成制造系統(tǒng)（CIMS），應(yīng)用廣泛。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.2數(shù)控機床的坐標(biāo)系6.2.1機床坐標(biāo)系的命名與方向①機床坐標(biāo)系

為了確定機床的運動方向和移動的距離，要在機床上建立一個坐標(biāo)系，這個坐標(biāo)系就是標(biāo)準坐標(biāo)系，也叫機床坐標(biāo)系，機床坐標(biāo)系采用右手笛卡爾坐標(biāo)系。②規(guī)定不論是刀具移動，還是工件移動，一律假定刀具相對于靜止的工件移動。刀具與工件之間距離增大的方向為坐標(biāo)軸的正方向。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)右手笛卡爾坐標(biāo)系2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)機床坐標(biāo)系的建立2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.2.2機床坐標(biāo)軸方向和方位的確定①Z軸的規(guī)定平行于機床主軸軸線的坐標(biāo)軸為Z軸，所謂主軸是指產(chǎn)生切削動力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。對于沒有主軸的機床，如牛頭刨床取垂直于裝夾工件的工作臺的方向為Z軸方向；如果機床有幾個主軸，則選擇其中一個與裝夾工件的工作臺垂直的主軸為主要主軸，并以它的方向作為Z軸方向。取刀具遠離工件的方向為其正方向，如鉆孔時鉆入工件的方向為負方向，而退出方向為正方向；2025/12/23第7章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.2.2機床坐標(biāo)軸方向和方位的確定②X軸的規(guī)定X軸位于與工件定位平面相平行的水平面內(nèi)，且垂直于Z軸。對于工件旋轉(zhuǎn)的機床，X軸在水平面內(nèi)且垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線，刀具離開工件的方向為正方向；對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床，若主軸是垂直的，從主軸向立柱看時，X軸的正方向指向右方。若主軸是水平的，當(dāng)從主軸向工件看時，X軸的正方向指向右方。對于無主軸的機床(如刨床)，則選定主要切削方向為X軸正方向。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.2.2機床坐標(biāo)軸方向和方位的確定③Y軸的確定Y軸方向可根據(jù)已確定的Z軸、X軸方向，用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系來確定。④回轉(zhuǎn)軸繞X軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為A，繞Y軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為B，繞Z軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為C，方向采用右手螺旋定則。⑤附加坐標(biāo)軸如果機床除有X、Y、Z主要的直線運動坐標(biāo)外，還有平行于它們的坐標(biāo)運動，則應(yīng)分別命名為U、V、W。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)臥式數(shù)控車床坐標(biāo)系+X+Z2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)+Z+X+Y臥式數(shù)控銑床坐標(biāo)系第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)立式數(shù)控銑床坐標(biāo)系+Z+X+Y2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)+Z雙立柱機床(龍門機床)，從刀具向左立柱看時，

X軸的正方向指向右邊。+X+Y第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)+Z+X+Y+Z+X+Y+C+A+C回轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)機床原點、機床參考點與機床坐標(biāo)系機床原點（零點）機床坐標(biāo)系原點是在機床調(diào)試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點的建立：用回零方式建立。機床原點建立過程實質(zhì)上是機床坐標(biāo)系建立過程。數(shù)控車床的機床原點多定在主軸前端面的中心，數(shù)控銑床的機床原點多定在進給行程范圍的正極限點處，但也有的設(shè)置在機床工作臺中心。6.2.3機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

機床參考點參考點是用于對機床工作臺(或滑板)與刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行定標(biāo)與控制的點，一般都是設(shè)定在各軸正向(或負向)行程極限點的位置上。該位置是在每個軸上用擋塊和限位開關(guān)精確地預(yù)先調(diào)整好的，它相對于機床原點的坐標(biāo)是一個已知數(shù)，一個固定值。每次開機啟動后，或當(dāng)機床因意外斷電、緊急制動等原因停機而重新啟動時，都應(yīng)該先讓各軸返回參考點，進行一次位置校準，以消除上次運動所帶來的位置誤差。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點的坐標(biāo)系，是機床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床中所建立的工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。注意：機床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關(guān)的點。該點也可以是對刀點重合。工件坐標(biāo)系：以工件原點為零點建立的一個坐標(biāo)系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計算，也稱編程坐標(biāo)系。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離?，F(xiàn)代數(shù)控機床均可設(shè)置多個工件坐標(biāo)系，在加工時通過G指令進行換。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)機床原點、參考點與工件原點第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

數(shù)控加工工藝處理的主要內(nèi)容有：

(1)選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。

(2)分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3數(shù)控加工的工藝處理

(3)設(shè)計數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具、刀具的選擇和切削用量的確定等。

(4)調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點和換刀點的選擇，加工路線的確定和刀具的補償。

(5)分配數(shù)控加工中的容差。

(6)處理數(shù)控機床上部分工藝指令。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.1數(shù)控機床的合理選用零件復(fù)雜程度與零件批量的關(guān)系零件批量與加工費用的關(guān)系2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)①數(shù)控機床的應(yīng)用范圍：中小生產(chǎn)批量的零件；需要進行多次改型設(shè)計的零件；加工精度要求高、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件，如箱體類，曲線、曲面類零件；需要精確復(fù)制和尺寸一致性要求高的零件；價值昂貴的零件，這種零件雖然生產(chǎn)量不大，但是如果加工中因出現(xiàn)差錯而報廢，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②數(shù)控車床的加工對象精度要求高的零件；輪廓形狀復(fù)雜的軸類零件零件；復(fù)雜曲面形成的模具型腔；帶一些特殊類型螺紋的零件；2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)③數(shù)控銑床的加工對象平面類零件變斜角類零件曲面類（立體類）零件（a）曲線輪廓表面（b）正圓臺面（c）傾斜平面數(shù)控銑床平面類零件加工2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)④加工中心的主要加工對象箱體類零件復(fù)雜曲面(1)凸輪、凸輪機構(gòu)(2)整體葉輪類(3)模具類(4)球面異形件盤、套、板類零件特殊加工2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.2工序與工步的劃分①工序劃分的原則先粗后精；先主后次；先面后孔；基面先行；②工序劃分的方法按所用刀具劃分工序；按粗、精加工劃分工序；按零件的裝夾定位方式劃分工序；2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

1．按所用刀具劃分工序

為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件。即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工完成所有可能加工到的部位，然后再換另一把刀具加工其他部位。在專用數(shù)控機床和加工中心上常采用此法。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

2．按粗、精加工方式劃分

根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗加工再精加工。如圖示車削零件，應(yīng)先切除整個零件的大部分余量，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形能得到充分恢復(fù)，再進行精加工，以提高零件的加工精度。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

3．按零件裝夾定位方式與加工部位劃分

如圖所示的片狀凸輪，按定位方式可分為兩道工序。第一道工序可在普通機床上進行，以外圓表面和B平面定位，加工端面A和

22H7的內(nèi)孔；然后，再加工端面B和

4H7的工藝孔。第二道工序以已加工過的兩個孔和一個端面定位，在數(shù)控銑上銑削凸輪外表面曲線。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.3對刀點與換刀點的確定

在進行數(shù)控加工編程時，往往是將整個刀具濃縮視為一個點，那就是“刀位點”。它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點。一般來說，立銑刀、端銑刀的刀位點是刀具軸線與刀具底面的交點；球頭銑刀的刀位點為球心；鏜刀、車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心；鉆頭是鉆尖或鉆頭底面中心；線切割的刀位點則是線電極的軸心與零件面的交點。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

對刀操作就是要測定出在程序起點處刀具刀位點(即對刀點，也稱起刀點)相對于機床原點以及工件原點的坐標(biāo)位置。如圖所示，對刀點相對于機床原點為(X0，Y0)，相對于工件原點為(X1，Y1)，據(jù)此便可明確地表示出機床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和對刀點之間的位置關(guān)系。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

對刀點可以設(shè)置在零件、夾具上或機床上面，盡可能設(shè)在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。對于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對刀點。成批生產(chǎn)時，為減少多次對刀帶來的誤差，常將對刀點既作為程序的起點，也作為程序的終點。換刀點則是指加工過程中需要換刀時刀具的相對位置點。換刀點往往設(shè)在工件的外部，以能順利換刀、不碰撞工件和其他部件為準。如在銑床上，常以機床參考點為換刀點；在加工中心上，以換刀機械手的固定位置點為換刀點；在車床上，則以刀架遠離工件的行程極限點為換刀點。選取的這些點，都是便于計算的相對固定點。第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.4加工路線的確定加工路線確定的原則(1)加工方式、路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度。(2)減少進、退刀時間和其他輔助時間，使加工路線最短。(3)進、退刀位置應(yīng)選在不大重要的位置，并且使刀具盡量沿切線方向進、退刀，避免采用法向進、退刀和進給中途停頓而產(chǎn)生刀痕。

(4)便于編程計算。(5)加工余量較大時，應(yīng)分次切削。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)(1)孔系加工①孔加工路線的確定

2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②孔加工時引伸距離的確定已加工面鉆、鏜、鉸孔：△Z=1～3mm毛面上鉆、鏜、鉸孔：△Z=5～8mm銑削前攻螺紋△Z=5～10mm2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)(2)車削加工①車削加工余量

在安排粗車路線時，應(yīng)讓每次切削所留的余量相等。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②螺紋加工的引伸距離的確定一般情況下，導(dǎo)入距離δ1=2～5mm，對于大螺距和高精度的螺紋取大值；導(dǎo)出距離δ2一般取δ1的1/4-1/2左右。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)(3)銑削加工①切入點和切出點的選擇

在銑削輪廓表面時一般采用立銑刀側(cè)面刃口進行切削,由于主軸系統(tǒng)和刀具的剛度變化，當(dāng)沿法向切入工件時會在切入處產(chǎn)生刀痕，所以應(yīng)盡量避免沿法向切入工件。

銑削外圓的切入切出路徑銑削外輪廓的切入切出路徑2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時，也應(yīng)該盡量遵循從切向切入的方法，但此時切入無法外延，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線，并將切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②內(nèi)行腔加工路線a）b）C）2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)③曲面加工路線的確定2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.5數(shù)控加工刀具的選擇⑴對數(shù)控加工刀具的要求精度高；強度大；剛度好；耐用度高;要求尺寸穩(wěn)定,安裝調(diào)整方便;2025/12/23第7章數(shù)控編程基礎(chǔ)⑵數(shù)控車刀的類型與刀片選擇2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)C形：有兩種刀尖角。100°刀尖角的兩個刀尖強度高，一般做成75°車刀用來粗車外圓、端面，80°刀尖角的兩個刃口強度較高，用它不用換刀即可加工端面或圓柱面，在內(nèi)孔車刀中一般用于加工臺階孔。D形：兩個刃口且較長，刀尖角55°刀尖強度較低，主要用于仿形加工，在加工內(nèi)孔時可用于臺階孔及較淺的清根。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)R形：圓形刃口，用于特殊圓弧面的加工，刀片利用率高，但徑向力大。S形：四個刃口，刃口較短（指同等內(nèi)切圓直徑），刀尖強度較高，主要用于75°、45°車刀，在內(nèi)孔刀中用于加工通孔。T形：三個刃口，刃口較長，刀尖強度低，在普通車床上使用時常采用帶副偏角的刀片以提高刀尖強度。主要用于90°車刀。在內(nèi)孔車刀中主要用于加工盲孔、臺階孔。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)V形：兩個刃口并且長，刀尖角35°刀尖強度低，用于仿形加工。W形：三個刃口且較短，刀尖角80°刀尖強度較高，主要用在普通車床上加工圓柱面和臺階面。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)外圓車刀片的應(yīng)用2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)⑶數(shù)控銑刀的選擇①對刀具的基本要求：剛性要好；耐用度要高；②銑削刀具的選擇平面零件周邊輪廓的加工，采用立銑刀；加工平面時，采用硬質(zhì)合金面銑刀；加工凸臺、凹槽時，采用高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，采用鑲硬質(zhì)合金的銑刀；2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)立銑刀尺寸的選擇：刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取R=0.8～0.9ρ；零件的加工高度H≤1/4～1/6R，以保證刀具有足夠的剛度；對于不通孔或深槽，L=H+5～10mm（L為刀具切削部分長度，H為零件高度）；加工外形及通槽時，L=H+r+5～10mm（r為尖半徑）削部分長度，H為零件高度）；加工肋板時，刀具直徑D=5～10b（b為肋板的厚度）2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)6.3.6切削用量的確定⑴切削用量的選擇原則粗加工時,首先選擇盡可能大的背吃刀量,其次根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等選取盡可能大的進給量,最好根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度；精加工時,首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量,其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求選取較小的進給量,最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選取較高的切削速度；2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)⑵切削用量的選擇方法背吃刀量的選擇粗加工（Ra=10～80μm）：ap=8～10mm半精加工（Ra=1.25～10μm）：ap=0.5～2mm精加工（Ra=0.32～1.25μm）：

ap=0.2～0.4mm2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)進給量的選擇粗加工根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量選擇進給量半精加工和精加工時，按表面粗糙度要求根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度選擇進給量。切削速度的選擇根據(jù)已經(jīng)確定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度。2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)數(shù)控車削用量推薦表2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)..............程序（完整）主程序子程序程序段若干程序段若干指令字.......................數(shù)值指令字符.........576.5數(shù)控加工程序的組成與結(jié)構(gòu)第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)①程序段格式1234567891011N-G-X-U-Q-Y-V-P-Z-W-R-I-J-K-R-F-S-T-M-H-D-順序號準備功能坐標(biāo)字進給功能主軸功能刀具功能輔助功能偏置功能通常用4位數(shù)字前面加N來表示,如N0001由G和兩位數(shù)字組成,如G01由坐標(biāo)地址符和數(shù)字組成,且按一定的順序進行排列,各坐標(biāo)地址符排列順序如下:X、Y、Z、U、V、W、QR、A、B、C、D、E數(shù)字的格式和含義如下：X50.表示沿X軸移動50mm由F和4位數(shù)字組成，數(shù)字表示進給速度，單位為mm/min或mm/r由S和若干位數(shù)字組成，數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min由T和數(shù)字組成，用來指定刀號由M和兩位數(shù)字組成刀具補償數(shù)據(jù)讀取2025/12/23第7章數(shù)控編程基礎(chǔ)第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)例:解釋下列程序段中地址的含義N100G01G42X5.0Y10.0F10.0S500M03D01程序段序號準備功能坐標(biāo)字進給功能主軸功能輔助功能補償號指定2025/12/23第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)

地址符可變程序段格式的特點：程序段中的每個指令均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫。上段相同的模態(tài)指令（包括G、M、F、S及尺寸指令等）可以省略不寫。

60第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)N—程序段號：用于識別不同的程序段

注意：數(shù)控系統(tǒng)不是按順序號的次序來執(zhí)行程序，而是按照程序段編寫時的排列順序逐段執(zhí)行。一般使用方法：1、一般不用N02、不是程序段的必用字，對于整個程序，可以每個段都用，也可部分用，也可不用。建議以N10開始,以間隔10遞增，以便在調(diào)試程序時插入新的程序段。61第6章數(shù)控編程基礎(chǔ)②程序結(jié)構(gòu)

O1234程序號N1G90G54G00X0Y0S1000M03；N2Z100.0;N3G41X20.0Y10.0D01;N4Z2.0;N5G01Z-I0.0F100;