2020年数控加工编程的基础知识参照模板
加工中心编程实例【范本模板】
数控铣床编程实例（参考程序请看超级链接）实例一毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材,六面已粗加工过，要求数控铣出如图3—23所示的槽，工件材料为45钢。
1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面,台虎钳固定于铣床工作台上。
2)工步顺序①铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。
②每次切深为2㎜，分二次加工完.2．选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。
故选用XKN7125型数控立式铣床。
3．选择刀具现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
4．确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序. 5．确定工件坐标系和对刀点在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点,建立工件坐标系，如图2-23所示。
采用手动对刀方法(操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点O作为对刀点。
6．编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
考虑到加工图示的槽，深为4㎜,每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便,同时减少指令条数,可采用子程序.该工件的加工程序如下(该程序用于XKN7125铣床）：N0010 G00 Z2 S800 T1 M03N0020 X15 Y0 M08N0030 G20 N01 P1.-2 ;调一次子程序,槽深为2㎜N0040 G20 N01 P1.—4 ；再调一次子程序，槽深为4㎜N0050 G01 Z2 M09N0060 G00 X0 Y0 Z150N0070 M02 ；主程序结束N0010 G22 N01 ;子程序开始N0020 G01 ZP1 F80N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0N0040 G01 X20N0050 G03 X20 YO I-20 J0N0060 G41 G01 X25 Y15 ；左刀补铣四角倒圆的正方形N0070 G03 X15 Y25 I-10 J0N0080 G01 X—15N0090 G03 X—25 Y15 I0 J—10N0100 G01 Y-15N0110 G03 X-15 Y—25 I10 J0N0120 G01 X15N0130 G03 X25 Y-15 I0 J10N0140 G01 Y0N0150 G40 G01 X15 Y0 ；左刀补取消N0160 G24 ；主程序结束实例二毛坯为120㎜×60㎜×10㎜板材，5㎜深的外轮廓已粗加工过，周边留2㎜余量,要求加工出如图2-24所示的外轮廓及φ20㎜的孔。
数控加工编程与操作重要知识点
数控加工编程与操作重要知识点一、数控加工编程基础知识1.数控加工的概念和发展历程2.数控系统的组成和分类3.数控编程的基本要求和格式4.数控编程语言及其分类5.刀具半径补偿和刀具长度补偿的概念及应用二、数控加工操作技能1.机床操作前的准备工作2.机床各部件的名称、结构和功能3.加工工艺流程及注意事项4.刀具安装、夹紧和调整方法5.切削参数的选择和调整方法三、常用数控加工编程技巧1.坐标系选择及坐标系变换方法2.插补方式及插补指令的使用方法3.循环指令及其应用场景4.子程序编写与调用方法5.G代码与M代码的使用场景及常见指令解析四、高级数控编程技术1.CAD/CAM软件在数控加工中的应用2.高速铣削技术及其优势与局限性分析3.APT语言在数控编程中的应用4。
五轴联动加工技术原理与应用5。
智能化制造在数控加工中的应用五、数控加工质量控制1.数控加工中常见质量问题及原因分析2.数控加工质量检测方法及标准3.机床精度检测方法及标准4.刀具磨损与寿命的评估和管理方法5.数控加工过程中的安全问题及应对策略六、数控加工行业发展趋势1.智能化制造技术在数控加工行业中的应用前景2.数字化生产模式对数控加工行业的影响C技术在航空、汽车、电子等领域中的应用4.人工智能技术在数控编程和操作中的应用5.新材料、新技术和新设备对数控加工行业的影响七、结语总结以上内容，指出学习数控编程与操作需要具备的基本素质和必要技能，以及今后学习和发展方向。
同时，还需要强调实践操作与理论知识相结合，不断提高自身素质和能力。
数控加工编程基础知识
数控加工编程基础
第一节 概述 第二节 编程的基础知识 第三节 常用准备功能指令的编程方法 第四节 数控编程的工艺处理 第五节 程序编制中的数值计算
第一节 概
述
一、数控编程的基本概念 普通机床加工：
①由工艺员制定要加工零件的工艺文件 （包括：机床、刀具的选择，装夹的方法， 加工顺序和尺寸，切削参数等）； ②操作员按工艺文件加工。
机床坐标系是数控机床中所建立 的工件坐标系的参考坐标系。
注意：
机床坐标系一般不作为 编程坐标系，仅作为工件坐 标系的参考坐标系。
（2）工件坐标系和工件原点
工件原点：为编程方便在零件、工装
夹具上选定的某一点或与之相关的点。 该点也可以是对刀点重合。
工件座标系：以工件原点为零点建立
的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都 基于此坐标系计算。
在摆动的范围内只与标准坐标系 中的某一坐标平行时，则这个坐 标便是Z坐标；
若在摆动的范围内与多个坐标平 行，则取垂直于工件装夹面的方 向为Z坐标。
2）X轴一般是水平的，且与工件装夹面平行。
在工件旋转
的机体上（如车
X
Z
床），Ｘ运动方
向是径向的，与
横向导轨平行。
刀具离开工件旋
转中心的方向是
十Ｘ方面；
Ｍ07－２号冷却液开，雾状冷却液开； Ｍ08－１号冷却液开，液状冷却液开； Ｍ09－冷却液关
Ｍ10 －夹紧 Ｍ11－ 松开
Ｍ13－主轴顺转、冷却液开； Ｍ14－主轴逆转，冷却液开;
3、F、S、T 指令
（1）F指令 作用：
指定刀具的进给速度。是模态代码。
格式：
代码法F后 ：跟二位数字， 速是 度进 的给 序号
数控加工工艺与编程基础知识(PPT 145页)
分为不转位和可转位两种； 通常数控刀具采用机夹式！
特殊型式：如复合式
刀具，减震式刀具等。
阶梯式刀 具
舍弃式刀具/电脑锣刀具
1. 根据制造刀具所用 的材料可分为：
高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方 氮化硼和陶瓷刀具等。
数
按照切削工艺分：
控
刀 具
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等
10000
3000
0.2
背吃刀量 (mm)
10
57
陶瓷刀具
数
控 刀 具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、 刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；
的 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；
材 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加 料 工中的换刀次数；
1972年
美国 德国 瑞典
美国
德古萨公司
瑞典山特维克 钢厂
通用电气公司
采用可转位刀片
生产陶瓷刀具 生产碳化钛涂层硬质合金刀片
聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片
发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速 1972年 美国 邦沙和拉古兰 钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层
数控刀具的选择
为了保证数控机床的正常运行，只有配置了与数控机 床性能相适应的刀具才能使其性能得到充分发挥，也可说配 置刀具的优异（合理性、先进性）直接影响到数控机床功能 和作用的发挥。
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控加工基础知识
8、5大功能指令 1）辅助功能指令（M指令） M03: 主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M06: 换刀 M08: 切削液打开 M09: 切削液关闭 M30: 程序结束
2）进给功能指令（F指令）：指定进给速 度的大小。 有两种控制方式： 每分钟进给方式：（mm/min) 如：F100 每转进给方式：(mm/r) 如：F0.1 一般的数控系统默认为每分钟进给方式。 3）刀具功能指令（T指令） 车床一般用四位数字。如：T0101，前两位 表示刀具号，后两位表示刀补号。 铣床一般用两位数字。如：T02，表示刀具 号为02.
2、数控技术的发展
1952年在美国麻省理工学院诞生了世界上第一台三 坐标联动的数控铣床 第一代 电子管NC
第二代 晶体管NC
第三代 小规模集成电路NC
CNC
第四代 小型计算机NC
MNC
第五代 微机NC
二、数控机床的组成
机床本体 数控机床 数控系统 输入输出装置 数控装置（核心） 伺服驱动系统 位置检测反馈装置 可编程逻辑控制器（PLC)
3）工件原点（编程原点） 工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形 状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点 数控车床上加工工件时，工件原点一般设在 主轴中心线与工件右端面(或左端面)的交点处。 数控铣床上加工工件时，工件原点一般设在 进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称 中心上。
2）机床参考点 机床原点相对应的还有一个机床参考点， 它也是机床上的一个固定点，通常不同于机 床原点。一般来说，加工中心的参考点设在 工作台位于极限位置时的一基准点上。该极 限位置通过机械挡块来调整和确定，但必须 位于各坐标轴的移动范围内。为了在机床工 作时建立机床坐标系，要通过参数来指定参 考点到机床原点的距离，此参数通过精确测 量来确定。一般，机床工作前，必须先进行 回参考点动作，各坐标轴回零，才可建立机 床坐标系
数控加工基础知识
用选取对象的包络外形来定义工件的大小。 在 Mastercam 铣 床 加 工 系 统 中 ， 工 件 坐 标 原 点 可 以 直 接 在
“ Stock Origin” 输 入 框 中 输 入 工 件 原 点 的 坐 标 ， 也 可 单 击 “Select origin”按扭，在绘图区选取一点作为工件的原点。 在 “Job setup”对话框中选Display stock复选框后，将在屏 幕中显示出毛坯边界。进行全屏显示时毛坯边界不作为图形显示。 选中Fit screen to stock复选框后，在进行全屏显示操作时，显示 对象包括毛坯边界。
（5）在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模。钻深孔时， 可采用固定循环指令，多次自动进退，以利于冷却和排屑。 钻孔前最好先用中心钻钻一个中心孔或采用一个刚性好的 短钻头锪孔引正，锪窝除了可以解决毛坯表面钻孔引正问 题外，还可以替代孔口倒角。
Mastercam
18
粗、精加工时切削用量的选择原 则如下：
编制
审核
批准
Mastercam
共页 第页
23
MasterCam 加工
由MasterCam生成NC加工程序，首先要生成NCI刀具 路径文件，即含有刀具轨迹数据以及辅助加工数据的 文件，它是由已建立的工件几何模型生成的，然后由 后处理器将零件的NCI文件翻译成具体的NC加工程序。
在数控机床加工系统中，生成刀具路径之前首先需 要对加工工件的大小、材料及刀具等参数进行设置。
加工表面
零件图号 刀尖半径/mm 备注
编制
审核
数控加工编程的基础知识
§2-1 数控加工编程概述
二、手工编程的步骤和方法
图纸工艺分析 这一步与普通机床
加工零件时的工艺分 析相同，即在对图纸 进行工艺分析的基础 上，选定机床、刀具 与夹具；确定零件加 工的工艺线路、工步 顺序及切削用量等工 2021/7艺/16 参数等。
零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
，若按通常的方法编程，则有一定量的连续程序段在 几处完全重复的出现，则可以将这些重复的程序串， 单独地担出来按一定格式做成子程序，程序中子程序 以处的部分便称为主程序。
子程序可以被多次重复调用。而且有些数控系统中可 以进行子程序的“多层嵌套”，子程序可以调用其它 子程序，从而可以大大地简化编程工作，缩短程序长 度，节约程序存贮器的容量。
2021/7/16
§2-2 数控机床的坐标系
2021/7/16
§2-2 数控机床的坐标系
三.绝对坐标和相对坐标
1．绝对坐标系 所有的坐标值均从同一固定坐标点计量的坐标系。 2．相对坐标系 运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系 （或增量坐标系）。
2021/7/16
以绝对坐标计算：XA=12, YA=15, XB=30, YB=35
2021/7/16
图2-3 卧式升降台铣床
§2-2 数控机床的坐标系
2021/7/16
图2-4 卧式镗床
§2-2 数控机床的坐标系
②当Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）时
a．对于单立柱机床，X 轴的正方向指向右边。
2021/7/16
图2-5 数控铣床
§2-2 数控机床的坐标系
b．对于双立柱机床 （如龙门机床），当 站在操作台一侧从主 轴向左侧立柱看时， X轴的正方向指向右 边。
数控车床编程实例【范本模板】
如图2-16所示工件，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，数控车削端面、外圆.1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线1）对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ45外圆,使工件伸出卡盘80㎜，一次装夹完成粗精加工.2）工步顺序①粗车端面及φ40㎜外圆，留1㎜精车余量。
②精车φ40㎜外圆到尺寸。
2．选择机床设备根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。
故选用CK0630型数控卧式车床. 3．选择刀具根据加工要求，选用两把刀具，T01为90°粗车刀,T03为90°精车刀。
同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
4．确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点,建立XOZ工件坐标系，如前页图2—16所示。
采用手动试切对刀方法（操作与前面介绍的数控车床对刀方法基本相同）把点O作为对刀点。
换刀点设置在工件坐标系下X55、Z20处。
6．编写程序（以CK0630车床为例)按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
该工件的加工程序如下：N0010 G59 X0 Z100 ；设置工件原点N0020 G90N0030 G92 X55 Z20 ;设置换刀点N0040 M03 S600N0050 M06 T01 ；取1号90°偏刀，粗车N0060 G00 X46 Z0N0070 G01 X0 Z0N0080 G00 X0 Z1N0090 G00 X41 Z1N0100 G01 X41 Z-64 F80 ；粗车φ40㎜外圆，留1㎜精车余量N0110 G28N0120 G29 ；回换刀点N0130 M06 T03 ；取3号90°偏刀,精车N0140 G00 X40 Z1N0150 M03 S1000N0160 G01 X40 Z—64 F40 ;精车φ40㎜外圆到尺寸N0170 G00 X55 Z20N0180 M05N0190 M02实例二如图2-17所示变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材,材料为45钢，完成数控车削。
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§2-1 数控加工编程的概述 §2-2 数控机床的坐标系 §2-3 数控系统的指令代码
2020/8/4
§2-1 数控加工编程概述
一.数控程序的定义
数控加工程序编制(与传统加工的区别） ：
从零件图纸到制成控制介质的全过程。 将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓 轨迹 尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作 （变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等） 等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一 定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变 成控制介质的整个过程。
2020/8/4
1）对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标是 工件的径向且平行于横向拖板，刀具远离回转中心是 正向；
2020/8/4
图2-2 卧式数控车床
§2-2 数控机床的坐标系
2）对于刀具旋转的机床 （如铣、钻、镗床）
① 当Z轴水平 时，沿刀具主轴 向工件看，X轴 的正方向指向右 边。
程序编制
改
制备控制介质
校验和试切
错误
§2-1 数控加工编程概述
计算运动轨迹 根据零件图纸上尺寸及工
艺线路的要求，在选定的坐标 系内计算零件轮廓和刀具运动 轨迹的坐标值，并且按NC机床 修
改
的规定编程单位（脉冲当量） 换算为相应的数字量，以这些 坐标值作为编程尺寸。
2020/8/4
零件图纸 图纸工艺分析
2020/8/4
§2-1 数控加工编程概述
程序编制分为：手工编程和自动编程两种。
手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人 员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且 还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）
自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求， 按照某个自动编程系统的规定， 将零件的加工信息 用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序 的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介 质。
计算运动轨迹 程序编制
制备控制介质 校验和试切
§2-1 数控加工编程概述
编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量 、刀具号码、刀具补偿、辅助动 作及刀具运动轨迹，按照数控系 修
改
统规定指令代码及程序格式，编 写零件加工程序，并进行校核、 检查上述两个步骤的错误。
2020/8/4
零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹 程序编制
制备控制介质 校验和试切
错误
§2-1 数控加工编程概述
制备控制介质 将程序单上的内容，
经转换记录在控制介质 上，作为数控系统的输 入信息，若程序较简单， 也可直接通过键盘输入。
2020/8/4
零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
修
程序编制
改
制备控制介质
校验和试切
错误
§2-1 数控加工编程概述
2.工件原点与工件坐标系
工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上 选定的某一点或与之相关的点。该点也可以 是对刀点重合。
工件座标系：以工件原点为零点建立的一个 坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标 系计算。
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。
§2-2 数控机床的坐标系
2. 各坐标轴的确定
（1）Z轴的确定 Z轴是传递切削力的主轴所规定的主轴轴向。对于铣床 、镗床、钻床等是带动刀具旋转的轴；对于车床、磨 床等是带动工件旋转的轴。其方向是平行于主轴轴线 ，远离工件方向为正方向。 (2)x轴的确定 X轴一般是水平的，平行于工件的装夹平面。它平行 于主要的切削方向，且以此方向为主方向。
2020/8/4
§2-1 数控加工编程概述
二、手工编程的步骤和方法
Байду номын сангаас
图纸工艺分析 这一步与普通机
床加工零件时的工艺 分析相同，即在对图 纸进行工艺分析的基 础上，选定机床、刀 具与夹具；确定零件 加工的工艺线路、工 步顺序及切削用量等 2020/8工/4 艺参数等。
零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
修
2020/8/4
§2-2 数控机床的坐标系
二.数控机床的两种坐标系
机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚
数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是 至关重要的。 1.机床原点与机床坐标系 机床原点 ➢ 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成
后便 确定了，是机床上固有的点。 ➢ 机床原点的建立：用回零方式建立。 ➢ 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程
程序的校验和试切
所制备的控制介质，必须经 过进一步的校验和试切削，证明
修
是正确无误，才能用于正式加工 改 。如有错误，应分析错误产生的 原因，进行相应的修改。
2020/8/4
零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹 程序编制
制备控制介质 校验和试切
错误
§2-2 数控机床的坐标系
一.数控机床的坐标系及运动方向
2020/8/4
图2-3 卧式升降台铣床
§2-2 数控机床的坐标系
2020/8/4
图2-4 卧式镗床
§2-2 数控机床的坐标系
②当Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）时
a．对于单立柱机床，X 轴的正方向指向右边。
2020/8/4
图2-5 数控铣床
§2-2 数控机床的坐标系
b．对于双立柱机床 （如龙门机床），当 站在操作台一侧从主 轴向左侧立柱看时， X轴的正方向指向右 边。
1. 定义 机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离 的坐标系。 标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标 系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐 标轴的旋转运动坐标为A、B、C。
2020/8/4
+X´、+Y ´、 +Z ´表示工件 的正移动方向。
2020/8/4
图2-1 右手笛卡尔直角坐标系
2020/8/4
§2-2 数控机床的坐标系
机床坐标系 ➢ 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有 的座标系，它具有唯一性。 ➢ 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的 参考坐标系。
注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅 作为工件坐标系的参考坐标系。
2020/8/4
§2-2 数控机床的坐标系
2020/8/4
图2-6龙门式轮廓铣床
§2-2 数控机床的坐标系
（3）Y轴的确定 Y轴的运动方向则根据X轴和Z轴按右手法则确定。
（4）转动方向的确定 围绕X、Y、Z轴的转动分别用A、B、C表示，它们的正
方向为右旋螺纹前进的方向。 3．机床原点
机床原点是指机床坐标系的原点，即X=0, Y=0, Z=0的 点，一般在机床上是固定的。