数控编程技术
为了准确地判断数控机床的运动方向，特规定永远假设刀具相对于（静止的工件）坐标而运动。 目前，数控编程所采用的格式为（字－地址）程序段格式。 用于编写程序段号码的字为（N ）
尺寸字U 、V 、W 表示增量（增量）坐标，A 、B 、C 表示（ 旋转 ）坐标。
数控系统通常分为车削和铣削两种，用于车削的数控系统在系列号后加字母（T ） 用于铣削的数控系统在系列号后加字母（M ）
制定孔系加工时的刀具路径主要遵循（加工路线最短_、_加工精度最高）两种原则。
数控加工工艺文件包括（_数控加工工序卡_、_数控刀具调整单__、机床调整单_、零件加工程序单）
对工件进行车削时，若工件的直径为D （mm ），则主轴转速n （r/min ）与切削速度v （m/min ）的关系表达式是（v =60000D
n πm/s ）或n=1000V/πD （r/min 切削用量中，对刀具耐用度影响最大的因素是（切削深度） 各几何要素之间的连接点称为基点
用若干直线段或圆弧来逼近给定的非圆曲线，逼近线段的交点称为节点 在列表点中给出的点坐标称为型值点。
用于控制开关量的功能指令是 （辅助功能指令M ） T0400的含义是（04号刀具，取消刀补）
采用恒线速度控制车削带锥度的外圆时，若线速度为200米/分钟，最高转速限定在1300转/分钟，正确的编程格式为（G96 S200 G50 1300） 直线进给率的单位为（mm/min ）；旋转进给率的单位为（mm/r ）
只有当机床操作面板上的“选择停止键”被按下，才能生效的暂停指令是（M01） 用于进行平面选择的G 代码是（G17 G18 G19）
在编写圆弧插补程序时，若用半径R 指定圆心位置，不能描述（整圆）
在程序中，第一次出现G01、G02、G03等插补指令时，必须编写（F ）指令。
在FANUC 数控系统中，程序段G04 P2000 的含义是（暂停2秒）而G04 X3.0的含义是（暂停3秒） 圆心坐标I 、J 、K 表示圆弧（起点）到圆弧（圆心）所作矢量分别在X 、Y 、Z 轴上的分矢量。 指令G41的含义是（左刀补）；指令G42的含义是（右刀补）
刀具半径补偿分为（建立刀补、执行刀补、取消刀补）3个步骤。 取消刀具半径补偿的2种编程方式是（G00 G43、G01G43） 取消刀具长度补偿的2种编程方式是（G00 G49、G01G49） 在铣削加工中，采用顺铣时刀具半径补偿为（G41）；采用逆铣时刀具半径补偿为（G42） 在铣削固定循环中结束后，要使刀具返回R 点平面，必须编程 G99 指令。 子程序的嵌套是 子程序调用子程序 。
在进行盘类零件的端面粗加工时，应选择的粗车固定循环指令是 G94 。
在FANUC 数控系统中，用于旋转的指令是 G68 G69 用于镜像的指令是G50 G51 。
在轮廓表面车削时，当直径尺寸变化较大时，采用（G96恒线速度） 控制有利于保证零件的表面加工质量。 车削加工时，其径向尺寸采用（ 直径）编程更方便。 数控车床的工件坐标系习惯设定在（工件右端面的中心） 螺纹加工的进刀方式有 （G32/G33 、 G76 、G92）
在进行螺纹加工时，为了防止乱牙，主轴上必须安装 （主轴编码器） 数控铣床适宜按（刀具划分工序） 法安排加工工序，以减少换刀次数。 立式铣床通常进行插补的平面是 （X 、Y ）
铣削加工的Z 轴通常需要进行刀具 （长度） 补偿。
加工中心的T 功能只能用于（ 准备） 刀具，若要换刀需用 （M06） 指令
若加工行腔要素，需要刀具在Z 方向进行切削进给，应选择的刀具是 （立铣刀） FANUC 数控系统中，Ｇ65指令的含义是 （调用宏程序）
表达式可以用于指定变量号。此时，表达式必须封闭在 （封闭的括号内） 宏程序中变量的类型有（空变量、局部变量、公共变量、系统变量） 四种 引导变量E 对应于局部变量的 （ ＃8） 引导变量J7对应于局部变量的 （＃23）
加工03
0032.+φ内孔时，合理的工序是钻-扩-铰
铣削工件内腔时，一般采用立铣刀侧刃切削，铣刀的切入和切出应尽量沿轮廓切线方向
刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线，是编写程序的依据之一。下列叙述中对于既有铣面又有镗孔的零件， 可先铣面后镗孔，不属于确定加工路线时应遵循的原则。
制订加工方案的一般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，走刀路线最短及特殊情况特殊处理。
选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置精度符合零件图要求。
切削用量的选择原则是：粗加工时，一般应首先选择尽可能大的背吃刀量ap ，其次选择较大的进给量f ，最后确定一个合适的切削速度v 。 在要求允许误差不变的情况下，非圆曲线的曲率越大，则逼近线段的数量越多。 非圆曲线节点坐标的计算，主要是由计算机完成。
目前对非圆曲线进行节点坐标计算的方法很多，当用直线段逼近非圆曲线时，将某一坐标轴划分成相等间距的计算方法为等间距法 G53指令与其它三个指令不属于同组G 代码。
在同一程序段中使用两个同组G 指令，则最后一个有效 FANUC 系统中，通过中间点返回参考点指令是G28
执行程序段G91 G0 X100 Y0 F100时，刀具以100 mm/min 的速度在X 方向移动100 mm ，Y 向不动 在G55中设置的数值是工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 数控系统中，G01、F 指令在加工过程中是模态的。
在使用G54~G59指令建立工件坐标系时，就不再用G92指令。
程序段G17 G01 G41 X0 Y0 D01 F150中的D01的含义是刀具补偿偏置寄存器的编号
具有刀具半径补偿功能的数控系统，可以利用刀具半径补偿功能，简化编程计算；对于大多数数控系统， 只有在G00或G01移动指令下，才能实现刀具半径补偿的建立和取消。
在下列程序段中，能够建立刀具长度补偿似G01 G43 X100 Z20 H01 F200的程序段。
在数控铣削加工中，刀具补偿功能除对刀具半径进行补偿外，在用同一把刀进行粗、精加工时，还可进行加工余量的补偿，设刀具半径为r ，精加工时半径方向余量为△，则最后一次粗加工走刀的半径补偿量为r+△ 刀具长度补偿值的地址用H ××
执行G90 G01 G44 H02 Z －50 F100（H02为2mm ）程序段后，刀具的实际移动距离为52 mm 。 有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状,可采用子程序调用 采用固定循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存
在FANUC 数控系统中，指令M98 P51020表示的含义为调用程序号为1020的子程序连续调用5次 用固定循环G98 G81…钻削一个孔，钻头的钻削过程是持续不提刀钻削
初始平面是为安全进刀切削而规定的一个平面。
下列代码中，不能用于螺纹加工的指令是G85。
G71 P04 Q15 U1.0 W0.5 D2.0 F0.3 S500，该固定循环的粗加工吃刀深度的是2.0 mm
在选择车削加工刀具时，若用一把刀既能加工轮廓、又能加工端面，则车刀的主偏角应大于90o。
影响数控车削加工精度的因素很多，要提高工件的加工质量，有很多措施，但将绝对编程改变为增量编程不能提高加工精度。
试切对刀法如图8.1所示，由图可以看出：左图完成X向对刀，右图完成Z向对刀。
宏程序中的#110属于公共变量
WHILE [#3 LE #5] DO 2 语句的含义是如果#3小于等于#5时，循环2继续
当编制用户宏程序时，经常用到转移和循环语句。下列程序段中，属于无条件转移的语句是GOTO #10
数控车床既可以按装夹顺序划分工序，又可以按粗、精加工划分工序√
铣削加工型腔时，内腔圆弧半径越小，限制所用的刀具直径越小，加工时的切削效率越低，但零件的加工精度会提高×
型腔加工时，采用行切法加工效率最高，但型腔的加工质量最差√
数控机床目前主要采用机夹式刀具√
对刀点和换刀点通常为同一个点×
G90/G91是用于绝对/增量尺寸选择的代码，无论什么数控系统，都必须用这两个代码进行绝对/增量尺寸的模式转换×
在平面内任意两点移动，用G00与G01编程的刀具运动轨迹相同，只是运动速度不同×
G00指令下的移动速度可以由F代码改变×
用R指定圆弧半径大小时，当R为“－”值时，说明该圆弧的圆心角小于180?×
使用快速定位指令G00时，刀具运动轨迹可能是折线，因此，要注意防止出现刀具与工件干涉现象√
对于FANUC系统，G43与G44的刀具长度偏置补偿方向是一致的×
对于没有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，可按零件轮廓编程×
轮廓铣削时，刀具补偿的建立与取消一定在轮廓上才能生效×
G81与G82的区别在于G82指令使刀具在孔底有暂停动作。√
要调用子程序，必须在主程序中用M98指令编程，而在子程序结束时用M99返回主程序√
FANUC粗车固定循环指令G71中的粗车深度的地址码是R×××
铣削固定循环中，在R点平面确定以后，采用绝对、增量编程时，Z轴的坐标编程值是不同的√
需要多次进给，每次进给一个Q量，然后将刀具回退到R点平面的孔加工固定循环指令是G73。×
宏指令既可以在主程序体中使用，也可以当作子程序来调用√
条件语句WHILE [ ] DO，当省略WHILE，则产生从DO 到END的无限循环√
WHILE语句比GOTO 语句的处理速度慢。×
# i = ROUND [# j ] 表示取整运算√
利用假象刀尖点编出的程序，在进行倒角、锥面及圆弧切削时，会产生欠切或过切现象√
数控车床适宜加工轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、箱体类零件、精度要求高的回转体类零件、特殊的螺旋类零件√
程序G33 X35.2 Z－22 F1.5为单一螺纹加工指令，执行过程中进给速度为1.5mm/min.×
编制数控加工程序的主要步骤有哪些？分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、输入数控程序及程序检验
数控编程有哪些种类？分别适合什么场合？手工编程、自动编程（CAM）；手工编程：简单零件，节点计算简单；自动编程：复杂零件
什么是模态代码？什么是非模态代码？举例说明。模态代码是在整个程序段有效，非模态代码只在当前程序段有效。 G01是模态代码，G04是非模态代码。
数控机床的运动方向是如何确定的？
数控机床坐标系按右手笛卡尔坐标系规则。为了正确确定机床的运动方向，做了两点假设：一、永远假定刀具相对于静止的工件而运动。二、假定刀具远离工件方向为坐标正方向。确定坐标（运动）方向的方法是：（1）先定Z轴，Z坐标的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线；平行的坐标轴即为Z坐标。
Z坐标的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。（2）再定其他直线轴。另两个直线轴按右手直角坐标系来判断。
（3）旋转运动A/B/C。分别表示绕X、Y和Z坐标的旋转运动。其正方向按照右螺旋前进的方向。
按“定位精度最高”的原则，制定孔系加工路线的好处是什么？可以消除进给机构反向传动间隙，提高孔系的定位精度。
设计螺纹加工刀具路径时，为什么要留引入δ1、引出距离δ2？
在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。为此要有引入距离δ1和超越距离δ2。
什么是刀位点？它有何作用？举例说明。
数控加工中控制刀具运动轨迹的点为刀位点，不同的刀具其刀位点不同，可转位车刀的刀位点为刀尖圆弧中心，立铣刀为刀具回转中心与端面交点处，钻头的刀位点在钻尖处，球头刀的刀位点在球心位
在铣削加工轮廓时，为什么经常采用切向切入、切向切出的辅助程序段？
在对零件的轮廓进行加工时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度要求，应合理设计进退刀路径，所以尽量选择切向进、退刀。
指令M00和M01有什么相同点？区别是什么？M00是程序停止，M01是选择性程序停止
在M功能代码中，与主轴相关的代码是哪些？M03 M04 M05 M02
若某一程序没有指定T功能，该程序能够正常使用吗？为什么？在不需要换刀（以当前刀具）进行单刀加工时，该程序能够正常使用。可有，有默认刀具
配置前置刀架和后置刀架的数控车床，加工圆弧时它的顺逆方向有何区别？
前置刀架的数控车床，加工圆弧时G02为顺时针圆弧，G03为逆时针圆弧；后置刀架的数控车床，G02为逆时针圆弧，G03为顺时针圆弧
指令G00和G01有何区别？
G00为快速移动指令，进给速度不需编程，由机床参数指定，刀具实际运动路线不是直线，而是折线。G01 为直线插补指令，刀具实际运动路线为在两坐标点间插补运动，按指定的进给速度作任意直线运动。
简述刀具补偿的作用？
具有刀具半径补偿的数控系统，可以利用刀具半径补偿功能，简化编程计算，使程序具有通用性，方便编程。具有刀具长度补偿的数控系统，当使用不同规格的刀具或刀具磨损后，可以利用刀具长度补偿功能补偿刀具尺寸的变化，而不需要重新调整刀具或重新对刀。
当立铣刀的长度磨损后，刀具长度补偿值取正值还是取负值？通常取“+”值。用G43编程
FANUC车削固定循环G71、G72、G73指令分别应用什么场合？
G71为外径粗车固定循环，适用于圆柱毛坯料粗车内径G72为端面粗车固定循环，适用于圆柱毛坯端面方向粗车
G73为固定形状粗车循环，适用于毛坯轮廓形状与零件形状基本接近时的粗车
FANUC铣削固定循环G73、G81、G82、G83指令各适用于什么场合？
G73为高速深孔钻循环，该循环执行高速深孔钻——不易断屑的孔加工。它执行间歇切削进给直到孔的底部，同时从孔中排出切屑。
G81为普通钻孔循环。该循环用作正常钻孔。切削进给执行到孔底，然后刀具从孔底快速移动退回。
G82为锪孔循环。该循环用于锪孔加工。孔切削进给到孔底时执行暂停，然后刀具从孔底快速移动退回。
G83为排屑钻孔循环。该循环执行深孔钻——适宜不易排屑的孔加工。间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除切屑。
铣削固定循环的六个动作是什么？
① X轴和Y轴的快速定位；②刀具快速从初始点进给到R点；③以切削进给的方式执行孔加工的动作；
④在孔底相应的动作；⑤返回到R点；⑥快速返回到初始点。
R点平面的含义是什么？应如何确定？
R点平面又叫R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。
分别按“加工路线最短”和“定位精度最高的” 原则，编排图2.1 所示零件的孔系刀具路径。
根据图2.2、图2.3所示零件的技术要求，分别填写零件的数控加工工艺卡片。
答：该零件加工需要二次装夹完成。
计算图3.1、图3.2所示零件的各基点坐标，并将结果填入表中。
加工图3.3所示零件轮廓，材料毛坯尺为80×63×6mm ，工件坐标系设定在零件的左下角，按图中所给条件，计算出X3、X4、X5和Y1、Y5的坐标值，若采用直径为8mm 的立铣刀进行轮廓加工，计算刀位点轨迹各基点的坐标值。
Y1=19×tan30°=10.97 Y5=22+34×sin45°=46.04 X3=(57-45) ×tan40°=10.069 X4=X5-(57-22-34×sin45°)= 54.08 X5=75-(34-34×sin45°)=65.042
G01指令按刀具轨迹（虚线为快速移动轨迹）写出加工程序，并填入程序单中。
图5.1 车削零件轮廓
2的程序单
R S
3、根据图5.3所示零件的轮廓尺寸，在G90方式，用G00、G01、G02/G03指令按刀具轨迹（虚线为快速移动轨迹）写出加工程序，并填入程序单中。若用91方式编程，程序需做那些改动。
图5.3 试题3的零件轮廓
4、零件的形状、尺寸及刀具路线如图5.4所示。在G90
方式，用G00
、G01、G02/G03指令写出刀具运行轨迹的NC 程序，填入程序清单。
S
1. 程序单
G90方式 X Z I
K
F X25 Z1 Z-12.5
F160 X50 Z-25 I0
K-12.5
Z-45
X62.5 Z-50 I5
K0
X75 Z-62.5 Z-75
X100 Z-87.5 I12.5
K0
Z-100 X101 X125
Z25
2. 程序 S
图5.4 题4的零件轮廓
1、刀具起点在（－40，0），法向切入（－20，0）点，切一个φ40 mm 的整圆工件，并法向切出返回点（－40，0），刀具轨迹如图1所示。利用刀具半径补偿指令，编写零件的轮廓加工程序。
g00 g41 x-20 y0 g02 I20 K0 g00 g40 x-40 y0答：
通常取“+”值。用G43编程
图6.1 轮廓铣削刀具轨迹
2、用φ16的立铣刀精铣 φ34mm 的孔，孔深为12 mm ，工件坐标系原点为孔的中心与上表面的交点处，要求切向进退刀和刀具半径补偿功能，试编写加工程序。 222
3、如图2所示。零件的左端外圆φ64尺寸已加工完毕，利用刀尖圆弧半径补偿功能，编写零件右端外轮廓的精加工程序。
图6.2 车削典型零件
g54 t0101 g00 g42 x0 z3 g01 z0
g03 x40 z-58.17 r36 g02 w-30 r25 g01 w-20
（0，0）
R15
x64
5、画出铣削固定循环G73、G83的动作步序。
P113 图5-27
五、编程题
1、加工图7.1所示零件的孔系，若零件的厚度为8mm，Z轴工件坐标系原点定义在上表面。利用固定循环指令，编写孔系加工程序。具体要求：
（1）按“走刀路线最短”原则编程；
（2）按“定位精度最高”原则编程。
加工路线最短
N10 G54 S800 M03 T01
N20 G00 X0 Y0
X-10 Y20
Z5
G91 G81 G99 X30 Z-10 R5 K5
X15 Y 15
X-30 K4
X-15 Y15
X30 K4
X15 Y15
X-30 K4
X-15 Y 15
X30 K4
X15 Y15 加工精度最高
N10 G54 S800 M03 T01
N20 G00 X0 Y0
X-10 Y20
Z5
G91 G81 G99 X30 Z-10 R5 K5 X－105 Y 15
X30 K4
X-135 Y15
X30 K4
X－105 Y15
X30 K4
X-135 Y 15
X30 K4
X－105 Y15
X30 K4
X-135 Y15
X-30 K4
X-15 Y15
X30 K4
X15 Y15
X-30 K4
X-15 Y15
X30 K4
X15 Y15
X-30 K4
GOO X0 Y0
Z100
M02
图7.1 孔系零件
2、某工件顶部有两个形状相同、高度为10mm方凸台，坐标如图7.2所示，利用子程序编写其精加工程序。
图7.2 要素坐标
第8章数控车削加工编程
一、填空题
二、选择题
三、判断题图8.1 试切对刀法
四、编程题
1、加工如图8.2所示零件，毛坯尺寸为 65×105mm，材料为45#钢。仔细阅读图纸，计算出基点坐标，并编写零件的醋、精加工程序。
8.2 车削加工编程实训零件1
2、加工图8.3 所示零件右端各要素。 62尺寸已加工完成，并用三爪卡盘垫铜皮夹紧。在进行外圆精车前应采用外圆粗车指令G71去除大部分毛坯余量，粗车后留0.3 mm余量（单边）。刀具及其加工参数如表8-1所示，编写零件右端的加工程序。
（a）零件图（b）刀具编号
图8.3 车削加工编程实训零件1
O01
N10 G54 M03 S630 T0101
N20 G00 X65 Z3
N30 G71 U2 R2
G71 P40 Q50 U0.3 W0 F0.15
N40 G00 X26.8 Z1.5
G01 X29.8 Z-1.5
Z-25
X40
Z-40
G02 X50 Z-45 R5
G03 X60 Z-50 R5
G01 Z-55
X62
N50 Z-75
N60 G00 X100 Z100 M05
N70 M03 S315 T0202
N80 G70 P40 Q50
N90 G00 X100 Z100 M05
N100 M03 S315 T0303
N110 G00 X 42 Z-25
N120 G01 X20 F0.16 N130 G00 X100 N140 Z100 N150 M05
N160 M03 S200 T0404 N170 G00 X32 Z3 N180 G92 X29 Z-22 K1.5 N190 X28.5 N200 X28.2 N210 X28.05 N220 G00 X100 Z100 N230 M05 N240 M02
3、加工如图8.4所示零件，毛坯尺寸为 50×85mm ，材料为45#钢。仔细阅读图纸，进行工艺分析，并按零件的装夹顺序，编写零件的加工程序。
图8.4 车削加工编程实训零件2
三、编程题
1、如图9.1所示，在XY平面内使用半径补偿功能进行轮廓切削，设起始点在X0、Y0，高度100 mm处，切削深度为10 mm，Z轴进给速度为F100，X、Y轴进给速度为F200，程序如下：
O0001
N1 G90 G54 G17 G00 X0.0 Y0.0 S1000 M03
N2 Z100
N3 G41 X20.0 Y10.0 D01
N4 Z2
N5 G01 X－10.0 F100
N6 Y50.0 F200
N7 X50.0
N8 Y20.0
N9 X10.0
N10 G00 Z100.0 图9.1 加工要素坐标
N10 G00 Z100.0
N11 G40 X0.0 Y0.0 M05
N12 M30
（1）程序能否加工出图示轮廓。不能
（2）会出现什么情况，分析原因。、，因为没有下刀，切削不到工件。正确程序如下：
（3）写出正确的程序。
O0001
N1 G90 G54 G17 G00 X0.0 Y0.0 S1000 M03
N2 Z100
N3 G41 G00 X20.0 Y10.0 D01
N4 Z2
N5 G01Z-10 F100
N6 Y50.0 F200
N7 X50.0
N8 Y20.0
N9 X10.0
2、加工如图9.2所示零件，仔细阅读图纸，完成下列内容。
（1）进行加工工艺分析，包括选择刀具、装卡与定位方法、切削参数、走刀路径等，编制工艺卡片。
（2）编写孔系加工程序。
（1）孔系加工程序
01
N10 G54 G90 G80
N20 G00 X8 Y22 Z10 S800 M03 T01
N30 G81 G99 Z-26 R5
N40 X92
N50 Y-22
N60 G98 X8
N70 G28 X0 Y0 Z0 M05
N80 T02 H02 M06
N90 G00 X8 Y22 Z10 S500 M03
N100 G82 G99 Z-26 R5
N110 X92
N120 Y-22
N130 G98 X8
N140 G00 X100 Y100
N150 M02
（3）按图b所示刀具路径，编写凹槽的精加工程序。
（2）凹槽的精加工程序
O2
N10 G54 G90 G80
N20 G00 G41 X70 Y0 Z10 S800 M03 T01
N30 G01 Z-15 F0.2
N40 G01 X55.86 Y14.14
N50 X8
N60 G03 X5 Y11.14 R3
N70 G01 Y-11.14
N80 G03 X8 Y-14.14 R3
N90 G01 X55.86
N100 G03 Y14.14 R-20
N110 G01G40 X70 Y0
N120 G00 Z100
N130 X100 Y100
N140 M05 M02
（a）零件图
图9.2 典型铣削加工零件
3、加工如图9.3所示零件，仔细阅读图纸，完成下列内容。
（1）进行加工工艺分析，包括选择刀具、装卡与定位方法、切削参数、走刀路径等，编制工艺卡片。（2）编写孔系加工程序。
（3）编写凹槽的精加工程序。
（4）编写凸台（面1）轮廓的加工程序。
（5）若使用加工中心，在一次装夹下，完成凸台、凹槽、孔系的加工，试编写其加工程序。
图9.3 典型零件