【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(biāo)編程或增量坐標(biāo)編程，也可用絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)混合編程。（3）X和Z坐標(biāo)指令 在按絕對坐標(biāo)編程時使用代碼X和Z，按增量坐標(biāo)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(diǎn)為換刀位置。（2）數(shù)控車削加工的程序原點(diǎn) 一般取工件裝夾端面（定位面）的中心位置為程序原點(diǎn)，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向與車床坐標(biāo)系一致，當(dāng)工件裝在車床上時，其程序原點(diǎn)與工件坐標(biāo)素如圖所示。（1）坐標(biāo)的取法及坐標(biāo)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(zhì)的區(qū)別。這類指令主要是用于機(jī)床加工操作時的工藝性指令。常用的G指令如下：a、坐標(biāo)快速定位與插補(bǔ)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(zhǔn)備功能指令準(zhǔn)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(zhǔn)備功能已擴(kuò)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(zhǔn)備功能；X、Y、Z為刀具運(yùn)動的終點(diǎn)坐標(biāo)位置；F為進(jìn)給速度代碼。CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程的主要特點(diǎn)是零件的幾何形狀可在零件設(shè)計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計模塊在圖形方式下進(jìn)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(chǔ)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(yùn)動等進(jìn)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(diǎn)進(jìn)行分類：辦公室和車間；根據(jù)變成計算機(jī)進(jìn)行分類：CNC內(nèi)部計算機(jī)，個人計算機(jī)（PC）或工作站；根據(jù)變成軟件進(jìn)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(jī)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(chǔ)的交互式CAD/CAM—NC編程集成系統(tǒng)。 、三維刀具半徑補(bǔ)償⑴若干概念加工表面上切觸點(diǎn)坐標(biāo)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(bǔ)償原理（由圖112122說明）設(shè)刀具與加工表面切觸點(diǎn)的坐標(biāo)為，加工表面在點(diǎn)的單位法矢向量為，對于環(huán)形刀，其刀心坐標(biāo)為： 對于端銑刀，其刀心坐標(biāo)為： 對于球形刀，其刀心坐標(biāo)為： 需要注意的是：當(dāng)時，其刀心坐標(biāo)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(jī)床進(jìn)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(bǔ)償僅在指定的二維走刀平面內(nèi)進(jìn)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(yīng)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(bǔ)償一樣，車削加工刀尖半徑補(bǔ)償也分為左補(bǔ)償（G41指令）和右補(bǔ)償（用G42指令）。⑵車削加工刀尖半徑補(bǔ)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(shè)的刀尖點(diǎn)并不是刀刃圓弧上的一點(diǎn)，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(bǔ)償進(jìn)行——一旦建立了刀具半徑補(bǔ)償狀態(tài)，則一直維持該狀態(tài)，直到取消刀具半徑補(bǔ)償為止。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)毒咧行能壽E沿前進(jìn)方向位于零件輪廓右邊時稱為刀具半徑右補(bǔ)償；反之稱為刀具半徑左補(bǔ)償；當(dāng)不需要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時，則用G40取消刀具半徑補(bǔ)償。當(dāng)?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(yīng)的刀具即可。數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)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(shè)刀具半徑為零，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進(jìn)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(bǔ)償在二維輪廓數(shù)控銑削加工過程中，由于旋轉(zhuǎn)刀具具有一定的刀具半徑，刀具中心的運(yùn)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(jìn)一步說明的是，數(shù)控編程員則應(yīng)記住：零件數(shù)控加工程序假設(shè)的是刀尖（或刀心）相對于工件的運(yùn)動，刀具長度補(bǔ)償?shù)膶嵸|(zhì)是將刀具相對于工件的坐標(biāo)由刀具長度基準(zhǔn)點(diǎn)（或稱刀具安裝定位點(diǎn)）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(bǔ)償指令G43和G44實現(xiàn)：G43為刀具長度正補(bǔ)償或離開工件補(bǔ)償，G44為刀具長度負(fù)步長或趨向工件補(bǔ)償。在加工過程中，為了控制切削深度，或進(jìn)行試切加工，也經(jīng)常使用刀具長度補(bǔ)償。在現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中，用MDI方式進(jìn)行刀具長度補(bǔ)償?shù)倪^程是：機(jī)床操作者在完成零件裝夾、程序原點(diǎn)設(shè)置之后，根據(jù)刀具長度測量基準(zhǔn)采用對刀儀測量刀具長度，然后在相應(yīng)的刀具長度偏置寄存器中，寫入相應(yīng)的刀具長度參數(shù)值。刀具長度補(bǔ)償也要視情況而定，一般而言，刀具長度補(bǔ)償對于二坐標(biāo)和三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工是有效的，但對于刀具擺動的四、五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工，刀具長度補(bǔ)償則無效，在進(jìn)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(bǔ)償功能。第三節(jié) 、現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的刀具補(bǔ)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(guān)，CNC系統(tǒng)一般都具有刀具長度和刀具半徑補(bǔ)償功能。絕對坐標(biāo)編程——在程序中用G90指定，刀具運(yùn)動過程中所有的刀具位置坐標(biāo)是以一個固定的編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)給出的，即刀具運(yùn)動的指令數(shù)值（刀具運(yùn)動的位置坐標(biāo)），與某一固定的編程原點(diǎn)之間的距離給出的。數(shù)控機(jī)床的原點(diǎn)偏移，實質(zhì)上是機(jī)床參考點(diǎn)向編程員定義在工件上的程序原點(diǎn)的偏移。對于程序員而言，一般只要知道工件上的程序原點(diǎn)就夠了，與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)及裝夾原點(diǎn)無關(guān)，也與所選用的數(shù)控機(jī)床型號無關(guān)。機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移值存放在機(jī)床常數(shù)中。裝夾原點(diǎn)常見于帶回轉(zhuǎn)（或擺動）工作臺的數(shù)控機(jī)床或加工中心，一般是機(jī)床工作臺上的一個固定點(diǎn)，比如回轉(zhuǎn)中心，與機(jī)床參考點(diǎn)的偏移量可通過測量存入CNC系統(tǒng)的原點(diǎn)偏移寄存器（origin offset register）中，供CNC系統(tǒng)原點(diǎn)偏移計算用。程序原點(diǎn)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(diǎn)為機(jī)床的自動換刀位置。 、坐標(biāo)原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)——現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都有一個基準(zhǔn)位置（set location），稱為機(jī)床原點(diǎn)（machine origin 或home position）或機(jī)床絕對原點(diǎn)（machine absolute origin），是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點(diǎn)。（由圖116說明）ISO對數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動方向均有一定的規(guī)定：Z軸定義為平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸，如果機(jī)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(yuǎn)離工作臺的運(yùn)動方向；X軸作為水平的，平行于工件裝夾平面的坐標(biāo)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(yùn)動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。 、坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用右手直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對于每個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)為A、B、C。第二節(jié) 、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)，包括坐標(biāo)系、坐標(biāo)原點(diǎn)和運(yùn)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(jī)床，執(zhí)行一個確定的加工任務(wù)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(jī)床又可進(jìn)一步分為三坐標(biāo)聯(lián)動、四坐標(biāo)聯(lián)動和五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床。二維輪廓控制數(shù)控機(jī)床也稱為兩坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床。這類機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖孔機(jī)床等。數(shù)控加工理論與編程技術(shù)第一節(jié) 、數(shù)控機(jī)床的基本概念 、數(shù)控機(jī)床分類數(shù)控機(jī)床的種類、型號繁多，按機(jī)床的運(yùn)動方式進(jìn)行分類，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床可分為點(diǎn)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(jī)床三大類。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)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(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)能同時對兩個坐標(biāo)軸進(jìn)行連續(xù)軌跡控制，加工時不僅要控制刀具運(yùn)動的起點(diǎn)和終點(diǎn)，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(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)能同時對三個或三個以上的坐標(biāo)軸進(jìn)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(jī)床中刀具與工件的相對運(yùn)動，從而完成零件的加工。數(shù)控編程（NC Programming）——生成用數(shù)控機(jī)床進(jìn)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(jī)床的操作者，都必須對數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)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(biāo)軸及其運(yùn)動方向不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動，還是工件運(yùn)動、刀具靜止，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)運(yùn)動指的是刀具相對靜止的工件坐標(biāo)系的運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B、C相應(yīng)地在X、Y、Z坐標(biāo)軸正方向上，按右手螺紋前進(jìn)方向來確定。機(jī)床參考點(diǎn)——與機(jī)床原點(diǎn)相對應(yīng)的還有一個機(jī)床參考點(diǎn)（reference point），它也是機(jī)床上的一個固定點(diǎn)，一般不同于機(jī)床原點(diǎn)。程序原點(diǎn)——對于數(shù)控編程和數(shù)控加工來說，還有一個重要的原點(diǎn)就是程序原點(diǎn)（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(zhǔn)點(diǎn)，有時也稱為工件原點(diǎn)（part origin）。裝夾原點(diǎn)——除了上述三個基本原點(diǎn)以外，有的機(jī)床還有一個重要的原點(diǎn)，即裝夾原點(diǎn)（fixture origin）。 、原點(diǎn)偏移（由圖18說明）現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般都要求機(jī)床在回零操作，即使機(jī)床回到機(jī)床原點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)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(shè)置機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)X，Y，Z，A，B等的顯示為零。但對于機(jī)床操作者來說，必須十分清楚所選用的數(shù)控機(jī)床上上述各原點(diǎn)及其之間的偏移關(guān)系。 、絕對坐標(biāo)編程及增量坐標(biāo)編程數(shù)控系統(tǒng)的位置/運(yùn)動控制指令可采用兩種編程坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行編程，即絕對坐標(biāo)編程（absolute programming）和增量坐標(biāo)編程（incremental programming）。增量坐標(biāo)編程——在程序中用G91指定，刀具運(yùn)動的指令數(shù)值是按刀具當(dāng)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(biāo)數(shù)控加工情況下的刀具補(bǔ)償。對于四、五坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工，還不具備刀具半徑補(bǔ)償功能，必須在刀位計算時考慮刀具半徑。 、刀具長度補(bǔ)償?shù)毒唛L度補(bǔ)償可由數(shù)控機(jī)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(bǔ)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(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)整。當(dāng)程序運(yùn)行時，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)刀具長度基準(zhǔn)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(bǔ)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(bǔ)償將刀具長度值加到指令的軸坐標(biāo)位置，負(fù)補(bǔ)償則將刀具長度值從指令的軸坐標(biāo)位置減去。 、二維刀具半徑補(bǔ)償對于銑削和車削數(shù)控加工，盡管二維刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑硐嗤?，但由于刀具形狀和加工方法區(qū)別較大，刀具半徑補(bǔ)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(dāng)?shù)毒甙霃礁淖儠r，需要重新計算刀具中心軌跡；當(dāng)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(bǔ)償分為刀具半徑左補(bǔ)償，用G41定義，和刀具半徑右補(bǔ)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(bǔ)償執(zhí)行過程一般分為三步：a、刀具半徑補(bǔ)償建立——刀具由起刀點(diǎn)以進(jìn)給速度接近工件，刀具半徑補(bǔ)償偏置方向由G41（左補(bǔ)償）或G42（右補(bǔ)償）確定。c、刀具半徑補(bǔ)償取消——刀具撤離工件，回到退刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償。因此，當(dāng)使用車刀來切削加工錐面時，必須將假設(shè)的刀尖點(diǎn)的路徑作適當(dāng)?shù)男拚?，使之切削加工出來的工件?