第三章 数控机床加工与编程
数控机床编程与操作教材
数控机床编程与操作教材
第一章：数控机床概述
数控机床是一种通过预设的程序来控制工具或工件相对运动的自动化机床。
与
传统的手工操作相比，数控机床具有精度高、效率高、重复性好等优点，在现代制造业中得到广泛应用。
第二章：数控编程基础
2.1 数控编程概述
数控编程是指将人们的加工意图转化为数控机床能够理解和执行的指令序列的
过程。
了解数控编程的基础知识是掌握数控机床操作的关键。
2.2 坐标系和刀具半径补偿
在数控编程中，我们需要了解机床的坐标系设置以及刀具的半径对加工路径的
影响。
合理设置坐标系和刀具补偿可以保证加工精度和效率。
第三章：数控机床操作实践
3.1 数控机床操作流程
数控机床的操作流程包括机床开机、程序加载、坐标设定、加工参数设置、加
工调试等多个环节，熟练掌握操作流程可以提高操作效率。
3.2 加工工艺与质量控制
在数控加工过程中，不仅要注重加工工艺的选择与优化，还需要进行质量控制，确保加工零件的精度和质量符合要求。
结语
通过本教材的学习与实践，读者将掌握数控机床编程与操作的基础知识，能够
独立完成简单加工任务，并为进一步深入学习与实践打下坚实基础。
愿本教材能够成为您学习的指南，帮助您在数控机床领域取得更多的进步与成就。
数控加工工艺
2.1 数控加工工艺基础
（4）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。
（5）为了提高机床的使道工序。
（6）加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线 的后面。
（7）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中 间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
3）加工顺序的安排
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2.1 数控加工工艺基础
（1）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。
（2）先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外 形加工。
（3）为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主 要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前； 大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大， 一般 也需先加工。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按 此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切 削力较大，工主件要易内容发生变形。先铣面后镗孔，使其有 一段时间恢复，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 高加工效率。
2.1 数控加工工艺基础
2）零件各加工部位的结构工艺性应符合 数控加工的特点 （1）统一几何类型或尺寸。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角 半径不应过小。
16
2.1 数控加工工艺基础
（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。
图2.6 零件底面圆弧对结构工艺性的影响
（4）应采用统一的基准定位。
数控技术及应用
1
数控技术及应用
目录
第一章 绪论 第二章 数控加工工艺 第三章 数控加工编程 第四章 数字控制原理 第五章 计算机数控装置 第六章 数控机床检测装置 第七章 数控机床伺服系统 第八章 数控机床的机械结构 第九章 数控机床故障诊断与维修
数控机床技能实训：第三章 数控车床的加工工艺基础与编程
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第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
范围很大，并可无级调速，加工时可选用最佳的切削速度和进 给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这就 大大地提高了生产率，降低了加工成本，尤其对大批量生产的 零件，批量越大，加工成本越低。
中体现并由机床自动完成加工，因此，数控加工工艺 的正确与 否将直接影响到数控车床的加工精度和效率。 一、数控车削加工零件的类型
数控车床车削的主运动是工件装卡在主轴上的旋转运动， 配合刀具在平面内的运动，加工的类型主要是回转体零件。
回转体零件分为轴套类、轮盘类和其他类几种。轴套类和 轮盘类零件的区分在于长径比，一般将长径比大于1的零件视为 轴套类零件；长径比小于1的零件视为轮盘类零件。
第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
3.1数控车削加工工艺基础知识 3.2数控车削加工工艺的相关内容 3.3数控车削加工编程基础
第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
3.1数控车削加工工艺基础知识
数控车床与普通车床相比，加工效率和精度更高，可以加 工的零件形状更加复杂，加工工件的一致性好，可以完成普通 车床无法加工的具有复杂曲面的高精度的零件。
端面，端面的轮廓也可以是直线、斜线、圆弧、曲线或端面螺 纹、锥面螺纹等。
(3)其他类零件 数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘就可以加工偏心
轴，或在箱体、板材上加工孔或圆柱。
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第三章 数控车床的加工工艺基础 与编程
二、数控车削的加工特点 数控车削是数控加工中使用最广泛的加工方法之一，同常
机床数控技术及应用课后答案
机床数控技术及应用课后答案【篇一：课后习题答案(数控技术)】>第一章绪论1．数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？答：数控机床由输入装置、cnc装置、伺服系统和机床的机械部件构成。
2．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？答：（1）开环控制的数控机床；其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。
（2）闭环控制系统；其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。
（3）半闭环控制系统：其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。
应用最普及。
3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。
如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。
（2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。
b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。
如：简易数控车床和简易数控铣床等。
（3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。
具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。
4．数控机床有哪些特点？答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。
适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等第二章数控加工编程基础1．什么是“字地址程序段格式”，为什么现代数控系统常用这种格式？答：字地址程序段的格式：nxxgxxxxxyxxzxxsxxfxxtxxmxx；特点是顺序自由。
数控加工工艺与编程习题答案完整版
第1章数控机床基础知识1-1数控机床具有哪些特点？1、具有柔性化和灵活性。
当改变加工工件时，只要改变数控程序即可，所以合适产品更新换代快的要求。
2、可以采用较高的切削速度和进给速度（或进给量）。
3、加工精度高，质量稳定。
数控机床本身精度高，此外还可以利用参数的修改进行。
精度校正和补偿。
1-2数控机床由哪几部分组成？1、程序及程序载体。
数控装置由数控机床自动加工工件的工作指令组成。
包括切靴过程中所需要的机械运动，工件，轮廓，尺寸。
工艺参数等加工信息。
2、输入装置。
输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转化成相映的电脉冲信号。
并传送至数控装置的储存器。
3、数控装置。
数控装置是数控机床的核心。
包括微型计算机，各种接口电路，显示器。
和硬件及相应软件。
4、强电控制装置。
5、伺服控制装置。
6、机床的机械部件。
1-3伺服控制装置的主要作用是什么？伺服控制装置主要完成机床的运动，其运动控制。
包括进给运动主轴，运动位置控制等。
1-4先进制造技术包括哪些内容？1-5数控机床按伺服控制系统和加工运动轨迹方式分为哪几类，各有什么特点？一、按控制方式分最常用的数控机床可分为以下三类:1、开环数控机床，这类机床通常为经济型、中小型数控机床。
具有结构简单，价格低廉，调试方便等优点。
但通常输出的转距大小受到限制，而且当输入的频率较高时，容易湿不男女，实现运动部件的控制，因此已不能完全满足数控机床提高功率。
运动速度和加工精度的要求。
2、闭环数控机床，相比开环数控机床，闭环数控机床的精度更高。
速度更快，驱动功率更大，但是这类机床价格昂贵，对机床结构及传动链依然提出了严格的要求。
3、半闭环数控机床。
半闭环数控机床可以获得比开环系统更高的加工精度。
但由于机械传动链的误差无法得到消除或校正。
因此它的位移精度比闭环系统低，大多数数控机床采用半闭环控制系统。
二、按机械加工运动轨迹方式分类1、点位控制数控机床（孔加工）点位控制数控机床的要求点在空间的位置准确。
数控车床编程基础
第3章数控车床编程基础数控机床是在普通机床的基础上，经发展和演变而成的。
在普通机床上完成零件加工的整个过程是：技术人员根据零件图样及工艺文件要求，事先编制好加工工艺卡，操作人员则按照该工艺卡的规定，并通过自己的操作技能，以手工控制的方式完成其各工序和工步的加工。
在该工艺卡中，不仅规定了加工的路线和方法，还规定了所有的工艺参数，如刀具形式、切削用量、刀具位移的各种数据，以及其他有关的技术要求。
该工艺卡所规定的工艺流程等内容，即加工中所必需的“程序”。
数控机床加工不需要通过手工去进行直接操作，而是严格按照一套特殊的命令(简称指令)，并经机床数控系统处理后，使机床自动完成零件加工。
这一套特殊命令的作用，除了与工艺卡的作用相同外，还能被数控装置(即计算机)所“接收”。
这种能被机床数控系统所接受的指令集合，就是数控机床加工中所必需的加工程序。
由于加工程序是人的意图与数控加工之间的桥梁，所以，掌握加工程序的编制过程，是整个数控加工的关键，也是综合能力的体现。
程序的格式与分类为了使机床运动，给予CNC指令的集合称为程序。
按着指令使刀具沿着直线、圆弧运动，或使主轴，停转。
在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。
3．1．1．程序编制的概念在数控机床上加工零件时，需要把加工零件的全部工艺过程和工艺参数，以信息代码的形式记录在控制介质上，并用控制介质上的信息控制机床动作，实现零件的全部加工过程。
从分析零件图样到获得数控机床所需控制介质(加工程序单或数控带等)的全过程，称为程序编制。
主要内容有：工艺处理、数学处理、填写(打印)加工程序单及制备控制介质等。
3．1．2．程序的格式3．1．2．1 程序的构成N：顺序号G：准备功能X，Z：运动尺寸M：辅助功能S：主轴功能T：刀具功能CR：程序段结束一个程序段开头是表示CNC运动顺序的顺序号，末尾是表示这个程序段结束的CR代码。
2．程序加工程序是能被机床数控系统所接受的指令集合。
机床数控技术第3章数控加工程序的编制
6. 程序校验和首件试切
程序送入数控系统后，通常需要经过试运行和首 件试切两步检查后，才能进行正式加工。通过试运行， 校对检查程序，也可利用数控机床的空运行功能进行 程序检验，检查机床的动作和运动轨迹的正确性。对 带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床可进行数 控模拟加工，以检查刀具轨迹是否正确；通过首件试 切可以检查其加工工艺及有关切削参数设定得是否合 理，加工精度能否满足零件图要求，加工工效如何， 以便进一步改进，直到加工出满意的零件为止。
1—脚踏开关 2—主轴卡盘 3—主轴箱 4—机床防护门 5—数控装置 6—对刀仪 7—刀具8—编程与操作面板 9—回转刀架 10—尾座 11—床身
3.2 数控车削加工程序编制
数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、 圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零 件可进行钻、扩、铰、镗孔等加工。数控车床还可以 完成车端面、切槽等加工。
3. 程序名
FANUC数控系统要求每个程序有一个程序名，
程序名由字母O开头和4位数字组成。如O0001、 O1000、O9999等
3.2.3 基本编程指令
1. 快速定位指令G00
格式：G00 X(U)＿ Z(W)＿；
说明：
(1) G00指令使刀具在点位控制方式下从当前点以快移速度 向目标点移动，G00可以简写成G0。绝对坐标X、Z和其增 量坐标U、W可以混编。不运动的坐标可以省略。
3.2.1 数控车床的编程特点
（1）在一个程序段中，可以用绝对坐标编程，也可用 增量坐标编程或二者混合编程。
（2）由于被加工零件的径向尺寸在图样上和在测量时 都以直径值表示，所以直径方向用绝对坐标(X)编程时 以直径值表示，用增量坐标(U)编程时以径向实际位移 量的2倍值表示，并附上方向符号。
数控车床编程基本学习
第三章 数控机床编程实例
2、锥面切削循环指令 （G90）
指令格式 G90 X（U）_ Z（W）_ R _ F_ 指令说明 X、Z 表示切削终点坐标值；
执行G27指令之后，如欲使机床停止，须加入一辅助功能 指令M00，否则，机床将继续执行下一个程序段。
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第三章 数控机床编程实例
2) 自动返回参考点指令G28 G28指令可以使刀具从任何位置以快速点定位方式经过中间 点返回参考点。 格式：G28 X _Z _； 其中，X、Z是中间点的坐标值。 执行该指令时，刀具先快速移动到指令值所指定的中间点， 然后自动返回参考点，相应坐标轴指示灯亮。 和G27指令相同，执行G28指令前，应取消刀具补偿功能。 G28指令的执行过程如图3-5所示。
R编程只适用于非整圆的圆弧插补 4）圆弧中心地址I、K确定
无论是绝对坐标，还是增量坐标， I、K都采用增量值
12
第三章 数控机床编程实例
圆心坐标I、K是起点至圆心的矢量在X轴和 Z轴上的分矢量，方向一致取正，相反为负
O B
中心
A I K
-K O1
B
Z
-I A
+I +K O2
X
13
第三章 数控机床编程实例
确定工件坐标系原点在机床坐标系的位置
4
第三章 数控机床编程实例
4、加工程序原点偏置（ G92） 格式 G92 X_ Z_
工件坐标系原点设定在工件左端面位置 G92 X200 Z210 工件坐标系原点设定在工件右端面位置 G92 X200 Z100 工件坐标系原点设定在卡爪前端面位置 G92 X200 Z190
δ1=2~5mm
δ2=0.5 ~1mm
例：如图所示，走刀路线为A-B-C-D-A，切削圆锥螺纹，
数控机床编程技术习题答案
全国高等职业教育示范专业规划教材数控技术专业国家精品课程配套教材《数控机床编程技术》课后习题答案董兆伟主编机械工业出版社第1章数控机床编程基础1.数控加工的过程如何？首先对零件图纸进行工艺性分析，根据零件的形状、尺寸和技术要求等，确定加工方案。
编制数控加工程序，输入到数控机床的数控装置中，数控装置对程序进行译码、运算和逻辑处理后，以脉冲的形式对伺服机构和辅助装置发出各种动作指令，伺服机构将来自数控装置的脉冲指令进行放大并转换成机床移动部件的运动，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊地工作，从而加工出零件。
2.数控机床是由哪几个部分组成的？各部分的作用是什么？数控机床是典型的机电一体化产品，主要由程序载体、输入/输出装置、数控装置、伺服系统、反馈装置和机床本体等几部分组成。
⑴程序载体人和数控机床联系的媒介物(也称程序介质、输入介质、信息载体)控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体，有些直接集成在CAD/CAM 中。
⑵输入输出装置输入输出装置是机床与外部设备的接口，主要有纸带阅读机、软盘驱动器、RS232C串行通信口、MDI方式等。
⑶数控装置数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。
数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。
⑷伺服系统其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。
其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。
⑸检测反馈系统其作用是对机床的实际运动速度、方向、位移量以及加工状态进行检测，将测量结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较,计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出纠正误差指令。
⑹机床本体机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。
参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控车床分册)习题册》-A02-3584
（缺少半径 R 值）
……
N150 GOTO 15；
（检索不到 N15 程序段）
N160 G00 X100.0 Y100.0； （程序中的 Y 坐标应改为 Z 坐标）
N170 M05；
N180 M99；
（主程序用 M30 结束）
4．
绝对坐标
增量坐标
坐标点
…
…
…
G00 X0 Z0；
G00 X0 Z0；
O点
…
…
坐标点 … O点 A点 B点 C点 …
第六节 基础编程综合实例
1．
执行的 起点坐标 终点坐标 圆弧半径
程序段
mm
(X、Y)
(X、Y)
号
N50 100.0,100.0 52.0,2.0
N60
52.0,2.0 20.0,2.0
N70
20.0,2.0 20.0,-15.0
进给速度
mm/min
1500 1500 1500
4
C 点相对于 A 点的增量坐标 U 15.0 W 15.0 。 五、简答及计算题 1．相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量，又称最小 设定单位。 2．所谓指令分组，就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编程 号区别。 3．56.52m/min。 4．约 1194r/min。
5
G03：表示逆时针圆弧插补。
X Z ：为圆弧的终点坐标值，其值可以是绝对坐标，也可以是增量坐标。
在增量方式下，其值为圆弧终点坐标相对于圆弧起点的增量值。
R 为圆弧半径。在 SIEMENS 系统中，圆弧半径用符号“CR=”表示。
I J K 为圆弧的圆心相对其起点并分别在 X、Y 和 Z 坐标轴上的增量值。
机床数控技术 第三章 数控加工编程
Z轴的确定
• 平行于机床主轴（传递切削动力）轴线的刀具运动作为Z轴。 • 对于卧式车床和铣床等有主轴的机床，以机床主轴轴线作为Z轴。 • 对于没有主轴的机床如牛头刨床，规定垂直于装夹工件的工作台
的方向为Z轴方向。 • 对于有几根主轴的机床如龙门铣床，选择其中一个与工作台面相
垂直的主轴为主要主轴，并以它来确定Z轴方向。
机床坐标系进行加工。
Y′
工件原点偏置
Y WX
Y向偏置值
X′ M X向偏置值
（b）
X′
X
工件原点偏置Leabharlann MZ′（a）
WZ
第二节 数控编程基础
3.2.1 数控机床的坐标系(续) ☆ 绝对坐标系与相对坐标系
绝对坐标系：
• 刀具（或机床）运动轨迹的坐标值均是以固定的坐标 原点为基准来计量的坐标系。
Y 50 V 40
无论是刀具相对于工件运动，还 是工件相对于刀具运动，都假定工件 是静止的，而刀具相对于静止的工件 而运动；并且，以刀具远离工件的运 动方向为正方向。 ☆ 坐标轴的命名
遵照：右手定则的笛卡儿坐标系
第二节 数控编程基础
3.2.1 数控机床的坐标系(续) ☆ 坐标轴的确定
遵照：先确定Z轴，再确定X轴，最 后确定Y轴
主讲：
第三章 数控加工编程
目录
课 程 内 容
第一章 绪论 第二章 数控加工工艺基础 第三章 数控加工编程 第四章 数控机床轮廓控制原理 第五章 计算机数控装置 第六章 数控机床伺服系统 第七章 数控机床机械结构 第八章 数控机床故障诊断
第三章 数控加工编程
本 章 内 容
第一节 概述 第二节 数控编程基础 第三节 数控系统的指令 第四节 数控车床程序编制 第五节 数控铣床程序编制 第六节 加工中心程序编制 第七节 自动编程简介 第八节 数控机床对刀方法
第三章 数控编程基础知识—数控编程工艺及指令代码
30 2020年5月21日
第三节 数控加工工艺过程
（3）采用寻边器（仪）对刀 光电式：
数控铣 床对刀
机械式：上下两部分、中间由弹簧连成整体，上部分夹持在机 床主轴上，当主轴回转时，由于离心力的作用，上下部分将会 出现偏心，当下部分逐渐靠近工件时，其偏心将会逐渐减小。
对刀点可设在被加工的零件上，也可以设在夹具上，但 均须与零件编程原点有坐标尺寸联系；
对刀点既可与编程原点重合，也可以不重合； 对刀时应使对刀点与刀位点重合。
27 2020年5月21日
第三节 数控加工工艺过程
加工中心: 1) 对刀点最好与工件坐标系重合，最少在X、Y方向上重
合，有利于保证对刀精度，减少对刀误差，适合单件试切法 加工；
2) 对刀点也可以和定位基准重合，直接利用定位元件 进行对刀，可以避免批量加工时工件尺寸误差影响对刀精度 ，适合调整法加工成批工件。 刀位点：是指刀具的定位基准点。铣刀，球头刀，车刀，钻头。
2）换刀点：为加工中心、数控车床等多刀机床编程而设 置的。常设置在被加工零件的外面。
28 2020年5月21日
第三节 数控加工工艺过程
3）常用对刀方法 （1）用百分表（或千分表）对刀
①用磁性表座将百分表（千分表）吸 在机床主轴端面上，并低速转动主轴；
②用手动操作，使旋转的表头分别靠 近X、Y方向的孔壁上，并使表针产生一 个预压量；
③在X、Y方向上微量移动工作台，使表头旋转一周时，指针 摆动量控制在允许的误差范围内，可认为主轴回转轴线与工件 孔中心线重合。记下此时机床的X、Y值，用坐标设定指令就可 以设定工件坐标系。
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第五章 数控铣床加工工艺与编程
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
数控铣床及其加工对象 铣削加工及数控铣削工艺分析 数控铣削加工工艺装备选用 数控铣削系统简化编程的方法和应用 典型结构的数控铣削加工方法及编程 数控铣削加工综合实例
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第六章 加工中心加工工艺与编程
第一节
工表面金属层受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹而产 生塑性变形的区域。 切削变形的大小，主要取决于第一变形区及第二变形区的挤压和摩擦 情况，其主要影响因素及规律如下： ⑴ 工件材料 实验证明，工件材料强度和硬度越高，变形系数越小； 而塑性大的金属材料变形大，塑性小的金属材料变形小。 ⑵ 刀具前角 刀具前角越大，变形系数越小。这是因为增大刀具前角， 可使剪切角增大，从而使切削变形减小。 ⑶ 切削速度 切削速度vc与切削变形系数ξ的实验曲线如图1-7所示 ⑷ 切削厚度 由图1-7可知，当进给量增加（切削厚度增加）时，切 削变形系数减小。
材料的体积。相当于切削层横截面积以vc值沿切削速度方向 运动一个单位时间所包含的空间体积(单位：mm3)，它是反映 切削效率高低的一个指标。其计算公式为 Q＝1000vcαpƒ
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第二节 金属切削过程的一般规律
1.2.1 金属切削过程中的变形
被切削金属层在刀具前面的挤压力作用下，首先产生弹性变 形，当最大切应力达到材料的屈服极限时，即沿图1-6中的 0A-OM曲线发生剪切滑移，并依次由位置1移至位置2，22‘之间的距离就是它的滑移量。
第二节 序
第三节
第四节
第五节
第六节 性分析
加工中心概述 加工中心的自动换刀及典型换刀程
数控铣床、加工中心的孔加工刀具 孔加工固定循环 典型结构的加工工艺及编程例析 数控铣床、加工中心对刀方案合理
机床数控技术第三章
第二节 CNC系统的硬件结构
三、开放式数控系统结构 1．美国的NGC和OMAC计划及其结构 2．欧共体的OSACA计划及其结构 3．日本的OSEC计划及其结构
第三节 CNC系统的软件结构
一、 CNC系统的软件结构 CNC系统的软件是为完成CNC系统的各项功能而专门设计和编制的，是数控加工系 统的一种专用软件，又称为系统软件（系统程序）。 在CNC系统中，软件和硬件在逻辑上是等价的，即由硬件完成的工作原则上也可 以由软件来完成。但是它们各有特点：硬件处理速度快，造价相对较高，适应性 差；软件设计灵活、适应性强，但是处理速度慢。因此，CNC系统中软、硬件的 分配比例是由性能价格比决定的。
图3-2 CNC系统的系统平台
第一节 概述
一、CNC系统的工作过程
1．输入 2．译码处理 3．数据处理(刀具长度补偿、半 径补偿、反向间隙补偿、丝杠 螺距补偿、过象限及进给方向 的判断、进给速度换算、加减 速控制及机床辅助功能处理等) 4．插补运算与位置控制 5．输入/输出（I/O）处理 6．显示 7．诊断
零件 程序
第一种: 硬件 第二种：硬件 第三种：硬件
输入
软件
插补 准备
插补
硬件
位置 控制
速度 控制 位置 检测
硬件
执行 电机
机床
软件 软件
硬件
CNC中三种典型的软硬件功能界面
第三节 CNC系统的软件结构
二、 CNC软件结构特点
1．CNC系统的多任务性
CNC系统的任务
管理
控制
输 入
I/O 处 理
显 示
第二节 CNC系统的硬件结构
二、大板式结构和功能模块式结构
从组成CNC系统的电路板的结构特点来看，有两种常见的结构，即大板式结构 和模块化结构
数控机床编程基础
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第二节 手工编程与自动编程
2．用CAM（计算机辅助制造）软件编程 将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值
计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹并及时修改，再通 过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工 。 自动编程可以大大减轻编程人员的劳动强度，将编程效率提 高几十倍甚至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的复杂 零件的编程难题。
段。 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、
G指令或G代码。它是数控机床准备好某种运动方式的指令。 3）坐标尺寸字 坐标尺寸字是用来指令机床在各坐标轴上的
移动方向和位移量，由尺寸地址符和带正、负号的数字组成。
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第三节 程序的结构与格式
4）进给功能字 进给功能字又称F功能或F指令，由地址符F和 若干位数字组成。
绝对值编程，U、V、W表示增量值编程。
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第五节 常用编程指令
2．设定工件坐标系指令——G50 G50指令（有些数控系统采用G92指令）是将工件坐标系设定
在相对于刀具起始点的某一空间位置上，并把这个设定值寄 存在数控系统的存储器中，作为后续各程序段绝对尺寸的基 点。 ３．选择机床坐标系指令——G53 在建立机床坐标系后，如果某程序段需要使用机床坐标系作 为坐标值的基准，可用G53指令选定。
3．编写程序单 根据所计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的切削用量以
及辅助动作，按数控系统规定使用的指令代码及程序段格式， 编写零件加工程序单。 4．制作控制介质 程序单编写好之后，需要制作成控制介质，以便将加工信息 输入给数控系统。 5．程序检验和试切 编制好的程序必须经过检验和试切才能正式使用。
数控加工与编程技术 编程基础PPT课件
4
3.1 数控编程的基本概念 二、坐标轴的命名及方向
1.坐标轴的正方向
ISO标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工 件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件 相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离 工件的方向作为坐标轴的正方向。
5
3.1 数控编程的基本概念 二、坐标轴的命名及方向
2) 工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点，可用程序指
令来设置和改变;
3) 根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次设定或改
变工件原点(编程坐标系、编程原点)。
12
3.1 数控编程的基本概念 三、机床坐标系与工件坐标系
主要内容
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。
2.快速点定位 G00
Y
100
例如：G00 X100 Y100
3.直线插补指令G01
60
例如：G01 X100 Y100 F100
40
4.圆弧插补指令G02/G03
O
B
R50
C D
R60
90 120 140
A
X
200
例如：G02/G03 X100 Z100 R50 F100 直线插补、圆弧插补
G02顺时针圆弧插补、G03逆时针圆弧插补
机床参考点是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测 量系统进行标定和控制的点，一般设在机床各轴正向极限的 位置。 采用增量式测量系统的数控机床开机后，都必须做回零操 作，使刀具或工作台回到参考点，将会显示出机床参考点在 机床坐标系中的坐标值。
4、工件坐标系 工件进行数控编程时的坐标系原点
1) 由编程人员确定,用于编程;
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2 编程特点
能采用缩放、镜 像、旋转等功能 简化编程。
具备刀具半径补偿 和长度补偿功能， 可直接按零件实际 尺寸进行编程。
4
3
能够运用宏程 序编程。
第 七 节 数 控 程镗 序铣 编床 制（ 加 工 中 心 ） 的
第三章 数控机床加工与编程
7.2 数控镗铣床（加工中心）的典型编程指令
缩放功能（G50、G51） 镜像功能（G24、G25） 坐标系旋转指令（G68、G69）
7.3 固定循环指令
固定循环的基本动作 固定循环的指令格式
7.4 子程序格式及应用
子程序指令书写格式实例来自第三章 数控机床加工与编程
复 习 思 考 题
3.1 数控程序编制包括哪些内容？ 3.2 分析零件图样时具体要关注哪些内容？ 3.3 常用的数控程序清单输入方法有哪些？ 3.4 成批零件在进行加工前进行首件试切的目的是什么？ 3.5 分析数控加工工艺时要考虑哪些影响因素？ 3.6 一般采用哪种原则划分数控加工工序？ 3.7 数控刀具具有哪些特点？ 3.8 请归纳总结数控车床和数控铣床、加工中心常用的刀具类型。 3.9 数控加工中常用的夹具有哪几类？分别归纳其适用的场合。 3.10 数控程序的基本结构包含哪几部分？ 3.11 程序段一般包含哪些内容？ 3.12 数控程序中常用的功能字有哪些？各代表什么功能？ 3.13 机床坐标系的判定方法是什么？请分别分析各典型机床的坐标系位置。 3.14 如何在加工零件前建立机床坐标系？ 3.15 绝对编程和增量编程有哪些不同之处？ 3.16 请归纳基本移动指令使用时的注意事项有哪些。 3.17 什么是刀具补偿指令？ 3.18 总结归纳数控车床、铣床、加工中心各典型编程指令的用法。
主要用于装夹不对 称和形状复杂的工 件，装夹工件时需 反复校正和平衡
第三章 数控机床加工与编程
3.3 数控铣床、加工中心常用夹具
第 三 节 数 控 机 床 夹 具
数控铣床常用夹具是平口钳、液压平口钳、卡盘等，平口钳固定在
工作台上，使用时先找正钳口，再把工件装夹在台虎钳上，这种方 式装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型工件。
刀尖圆弧自动补偿功能
车削加工中经常遇到圆柱、圆锥螺纹及端面螺纹等内容，可以用 G32指令来实现这些功能。
第三章 数控机床加工与编程
6.3 车削加工循环指令
第 六 节 数 控 车 床 的 程 序 编 制
车削加工循环指令
单一固定循环 指令是将一组 连续的、具有 固定重复特点 的动作，用一 个循环指令来 完成，从而简 化程序。
第三章 数控机床加工与编程
2.3 数控铣床、加工中心常用刀具
第 二 节 数 控 机 床 刀 具
铣削用刀具
孔加工用刀具 最常用的有数控钻 头、数控铰刀、镗 刀、丝锥、扩（锪） 孔刀和组合孔加工 数控刀具等。
面铣刀 键槽铣刀
立铣刀
模具铣刀
鼓形铣刀
成形铣刀
锯片铣刀
第三章 数控机床加工与编程
3.1 数控机床夹具要求及选用方法
第三章 数控机床加工与编程
4.1 程序与编程
第 四 节 数 控 编 程 基 础
数控程序是由一系列机床数控装置能辨识的指令有序结合而构成的，可
分为程序名、程序段和程序结束三部分。
4.2 程序组成与结构
程序段是由地址字、符号等组成。
4.3 程序主要功能字
尺寸字 刀具功能 准备功能 辅助功能 进给功能 主轴转速功能
第三章 数控机床加工与编程
5.1 坐标系建立与选择
第 五 节 数 控 基 本 编 程 指 令
机床坐标系
图3-13 坐标轴确定
第三章 数控机床加工与编程
5.1 坐标系建立与选择
第 五 节 数 控 基 本 编 程 指 令
工件坐标系的建立
1
应尽量选择在零 件的设计基准或 工艺基准上
工件原点的一 般选用原则 对于有对称几何 特征的零件，工 件原点一般选择 在对称中心上
支持绝对值编程 和增量值编程， 也支持两种方式 的混用
第三章 数控机床加工与编程
6.2 数控车床的典型编程指令
第 六 节 数 控 车 床 的 程 序 编 制
自动倒角与倒圆指令
G01除了用于指令直线切削外，还可以完成自动倒角与倒圆操作 。
刀尖圆弧自动补偿功能
刀尖圆弧自动补偿功能的程序格式与刀具半径补偿功能的程序格 式一致。即G41为左补偿，G42为右补偿。其使用注意事项参见 刀具半径补偿功能。
工序集中原则是指在工件的一次装夹中可以安排完成 多个表面的多种加工，甚至可在工作台上装夹几个相同 或相似的工件进行加工，从而缩短了加工工艺路线和生
产周期、减少加工设备、工装和工件的运输工作量。
第三章 数控机床加工与编程
2.1 数控刀具特点
第 二 节 数 控 机 床 刀 具
高强度、高刚性
1
具有较完善的工 5 具系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
数控加工的工艺特点 数控机床刀具 数控机床夹具
数控编程基础
数控基本编程指令 数控车床的程序编制 数控镗铣床（加工中心）的程序编制
第三章 数控机床加工与编程
1.1 数控加工过程
第 一 节 数 控 加 工 的 工 艺 特 点
数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、 数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统、程序调试及首件试切， 如图3-1所示。
2
3
工件原点应选择 方便对刀操作， 便于工件装夹、 测量和检验的位 置
第三章 数控机床加工与编程
5.2 绝对、增量编程方式
第 五 节 数 控 基 本 编 程 指 令
绝对尺寸指令
增量尺寸指令
5.3 基本移动指令
G00快速点定位指令
G02顺时针圆弧插补
G01直线插补指令
G03逆时针圆弧插补
5.4 刀具补偿功能指令
2
数控刀具 特点
高精度
能快速换刀
4
3
高可靠性和 耐用度
第三章 数控机床加工与编程
2.2 数控车床常用刀具
第 二 节 数 控 机 床 刀 具
数控车床最常 用的刀具是车刀。 按加工表面特征可 分为外圆车刀、端 面车刀、切断车刀、 螺纹车刀和内孔车 刀等。图3-2所示
为数控车床常用车
刀的类型和用途。 图3-2 数控车床常用车刀的类型和用途
G41 G41刀具半径补偿
第三章 数控机床加工与编程
6.1 数控车床的编程特点
第 六 节 数 控 车 床 的 程 序 编 制
X坐标常采用直 径值编程方式， 即X坐标值采用 实际移动值的两 倍
具备不同形式 的固定循环功 能，可大幅度 简化编程
数控车床 编程特点
常采用对刀方式 建立加工坐标系， 并具备刀尖圆弧 半径补偿功能， 可直接按轮廓尺 寸进行编程
图3-1 数控程序编制的过程
第三章 数控机床加工与编程
1.2 零件图纸的数控工艺分析
第 一 节 数 控 加 工 的 工 艺 特 点
确定加工工艺 规程
工装的设计和 选择
数控工艺分析
正确选择编程 坐标系
选择合理的走 刀路线
第三章 数控机床加工与编程
1.3 数控加工工序划分
第 一 节 数 控 加 工 的 工 艺 特 点
第 三 节 数 控 机 床 夹 具
数控机床常用的夹具有三类：通用 夹具、组合夹具和专用夹具。通用 夹具一般作为机床自带的附件被提 供，使用时经过简单操作就能适应 多种工件的装夹。组合夹具是由一 套预先制造好的标准组件组装而成 的专用夹具。专用夹具是为某一特 定工件的特定工序专门设计制造的， 其结构紧凑、操作方便、快速、省 力，生产效率高，特别是在成批大 量生产中优势明显。
图3-6 孔用组合夹具图
第三章 数控机床加工与编程
3.2 数控车床常用夹具
第 三 节 数 控 机 床 夹 具
数控车床常用夹具
三爪自定心卡盘
四爪单动卡盘 四个爪都可单独移 动，安装工件时需 找正，夹紧力大， 适用于装夹毛坯及 截面形状不规则和 不对称的较重、较 大工件
花盘
可自动定心，装夹 方便，应用较广， 但夹紧力小，不便 于加持外形不规则 的工件
复合固定循环 指令是指用一 个指令来完成 从粗加工到精 加工的全过程 。
第 七 节 数 控 程镗 序铣 编床 制（ 加 工 中 心 ） 的
第三章 数控机床加工与编程
7.1 数控镗铣床（加工中心）的编程特点
孔类加工是其加工的主要内容，系统提供了多种孔加工固定 循环指令，简化编程 。 1
支持绝对值编程 和增量值编程， 5 也支持两种方式 的混用。