【正文】 外形（不包括螺紋），一次成形，不留加工余量。在一個零件的程序中或一個程序段中，可以按絕對坐標編程或增量坐標編程，也可用絕對坐標與增量坐標混合編程。（3）X和Z坐標指令 在按絕對坐標編程時使用代碼X和Z，按增量坐標編程時使用代碼U和W。對于數(shù)控車削加工中心，其參考點為換刀位置。（2）數(shù)控車削加工的程序原點 一般取工件裝夾端面（定位面）的中心位置為程序原點，工件坐標系的坐標方向與車床坐標系一致，當工件裝在車床上時，其程序原點與工件坐標素如圖所示。（1）坐標的取法及坐標指令 數(shù)控車床以徑向為X軸，縱向為Z軸。數(shù)控車削加工與普通車削加工的工藝和刀具選擇沒有本質的區(qū)別。這類指令主要是用于機床加工操作時的工藝性指令。常用的G指令如下：a、坐標快速定位與插補指令這是一組模態(tài)指令，即同時只能有一個有效，缺省為G00。 、常用的編程指令（1）準備功能指令準備功能指令由字符G和其后的1~3位數(shù)字組成，常用的從G00~G99，很多現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的準備功能已擴大到G150。第二章 、手工編程第一節(jié) 、數(shù)控編程常用指令及其格式 、程序段的一般格式一個程序段中各指令的格式為：N35 G01 Y32. F152.其中N35為程序段號，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中很多都不要求程序段號，即程度段號可有可無；G代碼為準備功能；X、Y、Z為刀具運動的終點坐標位置；F為進給速度代碼。CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程的主要特點是零件的幾何形狀可在零件設計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設計模塊在圖形方式下進行定義、顯示和修改，最終得到零件的幾何模型。⑶CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程是以待加工零件CAD模型為基礎的一種集加工工藝規(guī)劃及數(shù)控編程為一體的自動編程方法。⑵APT語言自動編程APT是一種自動編程工具（Automatically Programmed Tool）的簡稱，是一種對工件、刀具的幾何形狀及刀具相對于工件的運動等進行定義時所用的一種接近于英語的符號語言。（由圖123說明）圖123 數(shù)控編程過程 、數(shù)控編程的方法數(shù)控編程的分類方法有多種，大致可歸納為：根據(jù)編程地點進行分類：辦公室和車間；根據(jù)變成計算機進行分類：CNC內(nèi)部計算機，個人計算機（PC）或工作站；根據(jù)變成軟件進行分類：CNC內(nèi)部編程軟件，APT語言或CAD/CAM集成數(shù)控編程軟件。采用計算機輔助數(shù)控編程需要一套專用的數(shù)控編程軟件，現(xiàn)代數(shù)控編程軟件主要分為以批處理命令方式為住的各種類型的APT語言和以CAD軟件為基礎的交互式CAD/CAM—NC編程集成系統(tǒng)。 、三維刀具半徑補償⑴若干概念加工表面上切觸點坐標及單位矢量（由圖118說明）刀具類型及刀具參數(shù)（由圖119說明）刀具中心（由圖119說明）⑵三維刀具補償原理（由圖112122說明）設刀具與加工表面切觸點的坐標為，加工表面在點的單位法矢向量為，對于環(huán)形刀，其刀心坐標為： 對于端銑刀，其刀心坐標為： 對于球形刀，其刀心坐標為： 需要注意的是：當時，其刀心坐標為： 第四節(jié) 、數(shù)控編程概述 、數(shù)控編程的定義生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控空編程（NC programming），有時也稱為零件編程（part programming）。二維刀具半徑補償僅在指定的二維走刀平面內(nèi)進行，走刀平面由G17（XY平面）、G18（YZ平面）和G19（ZX平面）指定，刀具半徑或刀刃半徑值則通過調(diào)用相應的刀具半徑偏置寄存器（用H或D指定）來取得。（由圖117說明）與銑削加工刀具半徑補償一樣，車削加工刀尖半徑補償也分為左補償（G41指令）和右補償（用G42指令）。⑵車削加工刀尖半徑補償對于車削數(shù)控加工，由于車刀的刀尖通常是一段半徑很小的圓弧，而假設的刀尖點并不是刀刃圓弧上的一點，因此，在車削錐面、倒角或圓弧時，可能會切削不足或切削過量的現(xiàn)象。b、刀具半徑補償進行——一旦建立了刀具半徑補償狀態(tài)，則一直維持該狀態(tài)，直到取消刀具半徑補償為止。根據(jù)ISO標準，當?shù)毒咧行能壽E沿前進方向位于零件輪廓右邊時稱為刀具半徑右補償；反之稱為刀具半徑左補償；當不需要進行刀具半徑補償時，則用G40取消刀具半徑補償。當?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時，不需要修改零件程序，只需修改存放在刀具半徑偏置寄存器中的刀具半徑值或者選用存放在另一個刀具半徑寄存器中的刀具半徑所對應的刀具即可。數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償（cutter radius pensation）就是將計算刀具中心軌跡的過程交由CNC系統(tǒng)執(zhí)行，編程員假設刀具半徑為零，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進行編程，因此，這種編程方法也稱為對零件的編程（programming the part），而實際的刀具半徑則存放在一個可變成刀具半徑偏置寄存器中。因此，這一編程方法也稱為對刀具的編程（programming the tool）。⑴銑削加工刀具半徑補償在二維輪廓數(shù)控銑削加工過程中，由于旋轉刀具具有一定的刀具半徑，刀具中心的運動軌跡并不等于所需加工零件的實際輪廓，而是偏移零件輪廓表面一個刀具半徑值。值得進一步說明的是，數(shù)控編程員則應記住：零件數(shù)控加工程序假設的是刀尖（或刀心）相對于工件的運動，刀具長度補償?shù)膶嵸|是將刀具相對于工件的坐標由刀具長度基準點（或稱刀具安裝定位點）移到刀尖（或刀心）位置。（由圖111說明）程序命令方式由刀具長度補償指令G43和G44實現(xiàn)：G43為刀具長度正補償或離開工件補償，G44為刀具長度負步長或趨向工件補償。在加工過程中，為了控制切削深度，或進行試切加工，也經(jīng)常使用刀具長度補償。在現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中，用MDI方式進行刀具長度補償?shù)倪^程是：機床操作者在完成零件裝夾、程序原點設置之后，根據(jù)刀具長度測量基準采用對刀儀測量刀具長度，然后在相應的刀具長度偏置寄存器中，寫入相應的刀具長度參數(shù)值。刀具長度補償也要視情況而定，一般而言，刀具長度補償對于二坐標和三坐標聯(lián)動數(shù)控加工是有效的，但對于刀具擺動的四、五坐標聯(lián)動數(shù)控加工，刀具長度補償則無效，在進行刀位計算時可以不考慮刀具長度，但后置處理計算過程中必須考慮刀具長度。在現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中，有的已具備三維刀具半徑補償功能。第三節(jié) 、現(xiàn)代數(shù)控機床的刀具補償為了簡化零件的數(shù)控加工編程，使數(shù)控程序與刀具形狀和刀具尺寸盡量無關，CNC系統(tǒng)一般都具有刀具長度和刀具半徑補償功能。絕對坐標編程——在程序中用G90指定，刀具運動過程中所有的刀具位置坐標是以一個固定的編程原點為基準給出的，即刀具運動的指令數(shù)值（刀具運動的位置坐標），與某一固定的編程原點之間的距離給出的。數(shù)控機床的原點偏移，實質上是機床參考點向編程員定義在工件上的程序原點的偏移。對于程序員而言，一般只要知道工件上的程序原點就夠了，與機床原點、機床參考點及裝夾原點無關，也與所選用的數(shù)控機床型號無關。機床參考點和機床原點之間的偏移值存放在機床常數(shù)中。裝夾原點常見于帶回轉（或擺動）工作臺的數(shù)控機床或加工中心，一般是機床工作臺上的一個固定點，比如回轉中心，與機床參考點的偏移量可通過測量存入CNC系統(tǒng)的原點偏移寄存器（origin offset register）中，供CNC系統(tǒng)原點偏移計算用。程序原點一般用G92或G54~G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）指定。一般來說，加工中心的參考點為機床的自動換刀位置。 、坐標原點機床原點——現(xiàn)代數(shù)控機床一般都有一個基準位置（set location），稱為機床原點（machine origin 或home position）或機床絕對原點（machine absolute origin），是機床制造商設置在機床上的一個物理位置，其作用是使機床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機床運動坐標的起始點。（由圖116說明）ISO對數(shù)控機床的坐標軸及其運動方向均有一定的規(guī)定：Z軸定義為平行于機床主軸的坐標軸，如果機床有一系列主軸，則選盡可能垂直于工件裝夾面的主要軸為Z軸，其正方向定義為從工作臺到刀具夾持的方向，即刀具遠離工作臺的運動方向；X軸作為水平的，平行于工件裝夾平面的坐標軸，它平行于主要的切削方向，且以此方向為主方向；Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。 、坐標系數(shù)控機床的坐標系采用右手直角坐標系，其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標，相對于每個坐標軸的旋轉運動坐標為A、B、C。第二節(jié) 、數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)，包括坐標系、坐標原點和運動方向，對于數(shù)控加工及編程，是一個十分重要的概念。數(shù)控程序（NC Program）——輸入NC或CNC機床，執(zhí)行一個確定的加工任務的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。三維輪廓控制數(shù)控機床又可進一步分為三坐標聯(lián)動、四坐標聯(lián)動和五坐標聯(lián)動數(shù)控機床。二維輪廓控制數(shù)控機床也稱為兩坐標聯(lián)動數(shù)控機床。這類機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖孔機床等。數(shù)控加工理論與編程技術第一節(jié) 、數(shù)控機床的基本概念 、數(shù)控機床分類數(shù)控機床的種類、型號繁多，按機床的運動方式進行分類，現(xiàn)代數(shù)控機床可分為點位控制（Position Control）、二維輪廓控制（2D Contour Control）和三維輪廓控制（3D Contour Control）數(shù)控機床三大類。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置只能控制刀具從一個位置精確地移動到另一個位置，在移動過程中不作任何加工。二維輪廓控制數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)能同時對兩個坐標軸進行連續(xù)軌跡控制，加工時不僅要控制刀具運動的起點和終點，而且要控制整個加工過程中的走刀路線和速度。三維輪廓控制數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)能同時對三個或三個以上的坐標軸進行連續(xù)軌跡控制。 、數(shù)控加工及數(shù)控編程數(shù)控加工（NC Machining）——根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制零件數(shù)控加工程序（簡稱為數(shù)控程序），輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制數(shù)控機床中刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。數(shù)控編程（NC Programming）——生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控編程。每一個數(shù)控編程員和數(shù)控機床的操作者，都必須對數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)有一個完整且正確的理解，否則，程序編制將發(fā)生混亂，操作時更會發(fā)生事故。 、坐標軸及其運動方向不論機床的具體結構是工件靜止、刀具運動，還是工件運動、刀具靜止，數(shù)控機床的坐標運動指的是刀具相對靜止的工件坐標系的運動。旋轉坐標軸A、B、C相應地在X、Y、Z坐標軸正方向上，按右手螺紋前進方向來確定。機床參考點——與機床原點相對應的還有一個機床參考點（reference point），它也是機床上的一個固定點，一般不同于機床原點。程序原點——對于數(shù)控編程和數(shù)控加工來說，還有一個重要的原點就是程序原點（program origin），是編程人員在數(shù)控編程過程中定義在工件上的幾何基準點，有時也稱為工件原點（part origin）。裝夾原點——除了上述三個基本原點以外，有的機床還有一個重要的原點，即裝夾原點（fixture origin）。 、原點偏移（由圖18說明）現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都要求機床在回零操作，即使機床回到機床原點或機床參考點之后，通過手動或程序命令（比如G92X0 Y0 Z0）初始化控制系統(tǒng)后，才能啟動。初始化控制系統(tǒng)是指設置機床運動坐標X，Y，Z，A，B等的顯示為零。但對于機床操作者來說，必須十分清楚所選用的數(shù)控機床上上述各原點及其之間的偏移關系。 、絕對坐標編程及增量坐標編程數(shù)控系統(tǒng)的位置/運動控制指令可采用兩種編程坐標系統(tǒng)進行編程，即絕對坐標編程（absolute programming）和增量坐標編程（incremental programming）。增量坐標編程——在程序中用G91指定，刀具運動的指令數(shù)值是按刀具當前所在位置到下一個位置之間的增量給出的。前者可使刀具垂直于走刀平面（比如XY平面，由G17指定）偏移一個刀具長度修正值；后者可使刀具中心軌跡在走刀平面內(nèi)偏移零件輪廓一個刀具半徑修正值，兩者均是對二坐標數(shù)控加工情況下的刀具補償。對于四、五坐標聯(lián)動數(shù)控加工，還不具備刀具半徑補償功能，必須在刀位計算時考慮刀具半徑。 、刀具長度補償?shù)毒唛L度補償可由數(shù)控機床操作者通過手動數(shù)據(jù)輸入方式實現(xiàn)，也可通過程序命令方式實現(xiàn)，前者一般用于定長刀具的刀具長度補償，后者則用于由于夾具高度、刀具長度、加工深度等的變化而需要對切削深度用刀具長度補償?shù)姆椒ㄟM行調(diào)整。當程序運行時，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)刀具長度基準使刀具自動離開工件一個刀具長度距離，從而完成刀具長度補償。采用的方法是：加工之前在實際刀具長度上加上退刀長度，存入刀具長度偏置寄存器中，加工時使用同一把刀具，而調(diào)整加長后的刀具長度值，從而可以控制切削深度，而不用修正零件加工程序。使用非零的Hnn代碼選擇正確的刀具長度偏置寄存器號，正補償將刀具長度值加到指令的軸坐標位置，負補償則將刀具長度值從指令的軸坐標位置減去。 、二維刀具半徑補償對于銑削和車削數(shù)控加工，盡管二維刀具半徑補償?shù)脑硐嗤捎诘毒咝螤詈图庸し椒▍^(qū)別較大，刀具半徑補償方法仍有一定的區(qū)別。如果之間采用刀心軌跡編程（cutter centerline programming），則需要根據(jù)零件的輪廓形狀及刀具半徑采用一定的計算方法計算刀具中心軌跡。當?shù)毒甙霃礁淖儠r，需要重新計算刀具中心軌跡；當計算量較大時，也容易產(chǎn)生計算錯誤。在加工過程中，CNC系統(tǒng)根據(jù)零件程序和刀具半徑自動計算刀具中心軌跡，完成對零件的加工。（由圖113說明）銑削加工刀具半徑補償分為刀具半徑左補償，用G41定義，和刀具半徑右補償，用G42定義，使用非零的Dnn代碼選擇正確的刀具半徑偏置寄存器。（由圖114說明）在實際輪廓加工過程中，刀具半徑補償執(zhí)行過程一般分為三步：a、刀具半徑補償建立——刀具由起刀點以進給速度接近工件，刀具半徑補償偏置方向由G41（左補償）或G42（右補償）確定。c、刀具半徑補償取消——刀具撤離工件，回到退刀點，取消刀具半徑補償。因此，當使用車刀來切削加工錐面時，必須將假設的刀尖點的路徑作適當?shù)男拚?，使之切削加工出來的工件?