第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
第 1章 数控加工实用基础
1.1 数控加工概述
1.2 数控系统控制原理
1.3 数控机床及其坐标系统
1.4 数控编程基础
1.5 数控加工的工艺处理
1.6 数控加工的工艺指令和工艺文件
思考与练习题
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1 数控加工概述
1.1.1 数控加工原理和特点
1．数控加工原理
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和
工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序
代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后
转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件
协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，
只需要重新编写程序代码。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控加工的原理如图 1-1所示。
数值计算
程
序
校
核
工艺分析 制备控制介质
编程序清单
零件
图纸
输入装置
工
作
台
数控装置 输出装置
伺服机构
毛坯
工件
编程部分 机床控制部分
图 1-1 数控加工原理框图
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
从图 1-1可以看出，数控加工过程总体上可分
为数控程序编制和机床加工控制两大部分。
数控机床的控制系统一般都能按照数字程序
指令控制机床实现主轴自动启停、换向和变速，
能自动控制进给速度、方向和加工路线，进行加
工，能选择刀具并根据刀具尺寸调整吃刀量及行
走轨迹，能完成加工中所需要的各种辅助动作。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．数控加工的特点
(2) 对加工对象的适应性强。改变加工对象时，除
了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可。
(1) 自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工
装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动
完成。
(3) 加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在
0.005～ 0.01 mm之间，不受零件复杂程度的影响。
(4) 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1.2 数控加工常用术语
1．坐标联动加工
数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以坐
标数据来进行控制的。像数控车床、数控线切割机床
等是属于两坐标控制的，数控铣床则是三坐标控制的
(如图 1-2所示 )，还有四坐标轴、五坐标轴甚至更多的
坐标轴控制的加工中心等。
坐标联动加工是指数控机床的几个坐标轴能够同
时进行移动，从而获得平面直线、平面圆弧、空间直
线和空间螺旋线等复杂加工轨迹的能力 (如图 1-3所示 )。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-2 数控机床的控制坐标数
(a) 两坐标数控车床； (b) 三坐标数控铣床
X
X
Z
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-3 坐标联动加工
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．脉冲当量、进给速度与速度修调
数控机床各轴采用步进电机、伺服电机或直线电
机驱动，是用数字脉冲信号进行控制的。每发送一个
脉冲，电机就转过一个特定的角度，通过传动系统或
直接带动丝杠，从而驱动与螺母副连结的工作台移动
一个微小的距离。
单位脉冲作用下工作台移动的距离就称之为 脉冲
当量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
手动操作时数控坐标轴的移动通常是采用按键触
发或采用手摇脉冲发生器 (手轮方式 )产生脉冲的，采
用倍频技术可以使触发一次的移动量分别为 0.001 mm、
0.01 mm,0.1 mm,1 mm等多种控制方式，相当于触
发一次分别产生 1,10,100,1000个脉冲。
进给速度是指单位时间内坐标轴移动的距离，也即
是切削加工时刀具相对于工件的移动速度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如某步进电机驱动的数控轴，其脉冲当量为 0.002
mm，若数控装置在 0.5分钟内发送出 20 000个进给指令
脉冲，那么其进给速度应为,20 000× 0.002/0.5=80
mm/min。
加工时的进给速度由程序代码中的 F指令控制，但
实际进给速度还是可以根据需要作适当调整的，这就
是进给速度修调。修调是按倍率来进行计算的，如程
序中指令为 F80，修调倍率调在 80%挡上，则实际进给
速度为 80× 80%=64 mm/min。同样地，有些数控机床
的主轴转速也可以根据需要进行调整，那就是主轴转
速修调。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．插补与刀补
如图 1-4(a),(b)所示，各轴就以趋近这些点为目标
实施配合移动，这就称之为插补。这种计算插补点的
运算称为插补运算。
刀心轨迹
编程轨迹
刀具0
Y B
R
X
A
0 1 2 3 4 5
1
2
3
4
X
A
Y
( a ) ( b ) ( c )
刀具半径
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
刀补 是指数控加工中的刀具半径补偿和刀具长度
补偿功能。
刀心轨迹
编程轨迹
刀具0
Y B
R
X
A
0 1 2 3 4 5
1
2
3
4
X
A
Y
( a ) ( b ) ( c )
刀具半径
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1.3 数控加工技术的发展
1．数控加工技术的发展历程
1949年美国研制出能进行三轴控制的数控铣床样
机，取名,Numerical Control”。
1953年开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，
即可生成 NC程序的自动编程语言。
1959年美国 K&T公司开发成功了带刀库，能自动
进行刀具交换，一次装夹中即能进行多种加工功能的
数控机床，这就是数控机床的新种类 —— 加工中心。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1968年英国首次推出柔性制造系统 FMS。
1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从
此 CNC快速发展。
1976年美国 Lockhead公司开始使用图像编程。利
用 CAD(计算机辅助设计 )绘出加工零件的模型，在显
示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，
即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获
得 NC程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
DNC(直接数控 ) 是使用一台通用计算机，直接控
制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、
多工序的自动加工。
DNC群控技术是 FMS柔性制造技术的基础，现代
数控机床上的 DNC接口就是机床数控装置与通用计算
机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床
之间实现通讯用的接口。随着 DNC数控技术的发展，
数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
我国在 20世纪 70年代初期，当时是采用分立元件，
性能不稳定，可靠性差。
1980年在引进、消化、吸收国外先进技术的基础
上，北京机床研究所又开发出 BS03经济型数控和
BS04全功能数控系统，航天部 706所研制出 MNC864
数控系统。
20世纪 90年代末，华中数控自主开发出基于 PC-NC
的 HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数
控机床在国际上的竞争力度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
现代数控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、
高一体化、网络化和智能化等方向发展。
1) 高速切削
2．数控加工技术的发展方向
2) 高精度控制
它包括机床制造的几何精度和机床使用的加工精
度控制两方面。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3) 高柔性化
柔性是指机床适应加工对象变化的能力。
4) 高一体化
CNC系统与加工过程作为一个整体，实现机电光声综合
控制。
5) 网络化
实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足
FMS(柔性制造系统 ),CIMS(计算机集成制造系统 )对基
层设备的要求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
6) 智能化
21世纪的 CNC系统将是一个高度智能化的系统。
具体是指系统应在局部或全部实现加工过程的自适应、
自诊断和自调整；多媒体人机接口使用户操作简单，
智能编程使编程更加直观，可使用自然语言编程；加
工数据的自生成及智能数据库；智能监控；采用专家
系统以降低对操作者的要求等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2 数控系统控制原理
1.2.1 CNC硬件组成与控制原理
CNC即计算机数控系统 (Computerized Numerical
Control)的缩写，它是在硬线数控 (NC)系统的基础上发
展起来的，由一台计算机完成早期 NC机床数控装置的
所有功能，并用存储器实现了零件加工程序的存储。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-5是小型计算机 CNC系统构成。数控系统的核
心是计算机数字控制装置，即 CNC装置。它由硬件 (数
控系统本体器件 )和软件 (系统控制程序如编译、中断、
诊断、管理、刀补和插补等 )组成。系统中的一种功能，
可用硬件电路实现，也可用软件实现。新一代的 CNC
系统，大都采用软件来实现数控系统的绝大部分功能。
要增加或更新系统功能时，则只需要更换控制软件即
可，因此,CNC系统较之 NC系统具有更好的通用性和
灵活性。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-5 CNC系统构成
程序 输入设备
输出设备
可编程
控制器
( P L C )
主轴控制单元 主轴电机
速度控制单元 进给电机
位置检测器
机
床
C N C 装置
控制软件
( 软件功能 )
硬件电路
( 硬件功能 )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-6是典型的微处理器数控系统框图。其各组成部
分功用如下所述：
(1) 微处理器 CPU及其总线。它是 CNC装置的核心，
由运算器及控制器两大部分组成。运算器负责数据运算；
而控制器则是将存储器中的程序指令进行译码并向 CNC装
置的各部分发出执行操作的控制信号，且根据所接收的反
馈信息决定下一步的命令操作。总线则是由物理导线构成
的，分成数据线、地址线和控制线等三组。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-6 微处理器数控系统框图
E P R O M
存储器
R A M
存储器
数据输入输出
I / O 接口
P L C 接口
手动数据输入 /
显示单元接口
纸带输入 /
穿孔输出接口
位置控制单元
模拟主轴输出
CRT
穿孔机
放大器
M数模转换 速度控制单元
C P U
辅助
控制
机床强电柜
存 储
零件程序
存 储
控制软件
总
线
操作面板和显示器
读带机
纸带
电机
数模转换
测速
位置检测
主轴
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 存储器。它用以存放 CNC装置的数据、参数和程
序。它包括存放系统控制软件的只读存储器 EPROM和存
放中间运算结果的随机读写存储器 RAM和存放零件加工
程序信息的磁泡存储器或带后备电池的 CMOS RAM。
(3) MDI/CRT接口。 MDI即手动数据输入单元,CRT
为显示器。由数控操作面板上的键盘输入、修改数控程
序和设定加工数据，同时通过 CRT显示出来。 CRT常用
于显示字符或图形信息。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 输入装置 (纸带读入和穿孔输出接口 )。光电阅
读机可将由其他纸带凿孔机所制作的纸带上的程序信
息读入到 CNC装置中，可直接用于控制加工或将程序
转存到存储器中。有的机床还备有穿孔输出的纸带凿
孔机，可将本机上编好的程序制成纸带，用于其他数
控系统中。纸带输入 /输出曾经是数控机床和其他计算
机控制系统交换信息的主要媒介。也有的机床采用磁
带机或磁盘驱动器等媒介，较之纸带输入 /输出更方便。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(5) 数据输入 /输出 (I/O)接口。它是 CNC装置和机床驱
动部件之间来往传递信息的接口，主要用于接收机械操作
面板上的各种开关、按钮以及机床上各行程限位开关等信
号；或将 CNC装置发出的控制信号送到强电柜，以及将各
工作状态指示灯信号送到操作面板等。
(6) 位置控制及主轴控制。它将插补运算后的坐标位
置与位置检测器测得的实际位置值进行比较、放大后得到
速度控制指令，去控制速度控制单元，驱动进给电机，修
正进给误差，保证精度，主要在闭环或半闭环数控机床上
使用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(7) 可编程控制器 (PLC)接口。它用来代替传统机床强电部分
的继电器控制，利用逻辑运算实现各种开关量的控制。
当操作者按下机床操作面板上的“循环启动”按钮后，
就向 CNC装置发出中断请求。一旦 CNC装置所处状态符合
启动条件，则 CNC装置就响应中断，控制程序转入相应的
控制机床运动的中断服务程序。进行插补运算，逐段计算
出各轴的进给速度、插补轨迹等，并将结果输出到进给伺
服控制接口及其他输出接口，控制工作台 (或刀具 )的位移
或其他辅助动作。这样机床就自动地按照零件加工程序的
要求进行切削运动。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.2 CNC系统的软件结构
CNC系统软件是为实现 CNC系统各项功能所编制的
专用软件，也叫控制软件，存放在计算机 EPROM中。
各种 CNC系统的功能设置和控制方案各不相同，它们的
系统软件在结构和规模上差别很大，但是一般都包括输
入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理
程序和诊断程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．输入数据处理程序
它接收输入的零件加工程序，将标准代码表示的加工
指令和数据进行译码、数据处理，并按规定的格式存放。
有的系统还要进行补偿计算，或为插补运算和速度控制等
进行预计算。
(1) 输入程序。它主要有两个任务，一个任务是从光
电阅读机或键盘输入零件加工程序，并将其存放在零件程
序存储器中；另一任务是从零件程序存储器中把零件程序
逐段往外调出，送入缓冲区，以便译码时使用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 译码程序。在输入的零件加工程序中含有零件的
轮廓信息、加工速度和其他辅助功能信息。在计算机作
插补运算与控制操作前，这些信息必须翻译成计算机内
部能识别的语言，译码程序就承担着此项任务。
(3) 数据处理程序。它一般包括刀具半径补偿计算、
速度计算和辅助功能的处理等。刀具半径补偿计算是把
零件轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹。速度计算是解决该
加工数据段以什么样的速度运动。此外，诸如换刀、主
轴启停和切削液开停等辅助功能也在此程序中处理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．插补计算程序
CNC系统根据零件加工程序中提供的数据，如线段
轨迹的种类、起点和终点坐标等进行运算。根据运算结
果，分别向各坐标轴发出进给脉冲。进给脉冲通过伺服
系统驱动工作台或刀具作相应的运动，完成程序规定的
加工任务。
CNC系统的工作方式是一边进行插补运算，一边进
行加工，是一种典型的实时控制方式，所以插补运算的
快慢直接影响机床的进给速度，因此要尽可能地缩短运
算时间，这是插补运算程序的关键。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．速度控制程序
速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的频
率，以保证预定的进给速度。在速度变化较大时，需要
进行自动加减速控制，以避免因速度突变而造成驱动系
统失步。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
4．管理程序
管理程序负责对数据输入、数据处理和插补运算等
为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程序还
要对由面板命令、时钟信号和故障信号等引起的中断进
行处理。有的管理程序可以使多道程序并行工作，如在
插补运算与速度控制的空闲时间进行数据输入处理，即
调用各种功能子程序，完成下一数据段的读入、译码和
数据处理工作，并且保证在数据段加工过程中将下一数
据段准备完毕，一旦本数据段加工完毕，就立即开始下
一数据段的插补加工。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
5．诊断程序
诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故
障，并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发生后，
检查系统各主要部件 (如 CPU、存储器、接口、开关和伺
服系统等 )的功能是否正常，并指出发生故障的部位。
在整体结构上,CNC系统软件可有前后台型和中断
型两种不同的处理方式。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
前后台型结构是将整个 CNC系统软件分为前台程序和
后台程序。前台程序为实时中断程序，承担了几乎全部实
时任务，实现插补、位置控制，即数控机床开关逻辑控制
等实时功能。后台程序又称背景程序，实现零件程序的输
入、预处理和管理等各项任务。通常情况下是在背景程序
控制中，需要实时加工等操作时就调用前台程序，前台程
序完成或强行中断后，即返回背景程序控制状态。
中断型结构将 CNC的各功能模块分别安排在不同级别
的中断程序中，无前、后台之分。但中断程序有不同的中
断级别，级别高的可以打断级别低的中断程序，系统通过
各级中断服务程序间的通信来进行处理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.3 插补原理
插补是在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点
之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一
些中间点。
数控加工中就是,CNC装置根据程序中给定的线段
方式和端点信息进行相应的数学计算，以插补运算出的
中间密化点为趋近目标，不断地向各个坐标轴发出相互
协调的进给脉冲或数据，使被控机械部件按趋近指定的
路线移动，从而最大限度地保证加工轨迹与理想轨迹相
一致。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
插补运算可有硬件插补 (插补器 )和软件插补两种。
而按插补计算方法又分为逐点比较法、数字积分法、
时间分割法和样条插补法等多种。
下面以逐点比较法介绍一下插补运算的原理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
逐点比较法是以区域判别为特征，每走一步都要将
加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判
别一下偏差，然后决定下一步的走向。如果走到外面去
了，下一步就向里面走；反之亦，以缩小偏差，这样得
到一个接近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个脉
冲当量。
如图 1-7所示的直线 OA，取起点 O为坐标原点，终点
为 A(Xe,Ye)。已知 M(Xm,Ym)点为动态加工点，若 m点
正好在 OA直线上，则有：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-7 逐点比较插补法及其工作节拍
1
2
3
4
1 2 3 4 5 X
Y
F
m
＜ 0
M ( X
m
,Y
m
)
A ( X
e
,Y
e
)
0
B
A
F
m
＜ 0
F
m
＞ 0
R
0
X
Y
起 始
初始化
X
e
,Y
e
,E
F
m
≥0
＋ Y 走一步
F
m
←F
m
＋ X
e
＋ X 走一步
F
m
←F
m
－ Y
e
E ←E － 1
E ＝ 0
结 束
Y N
N
Y
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别
终点到
插补结束
未到
插补开始
F
m
＞ 0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
e
e
m
m
Y
X
Y
X ?
即
XeYm ? XmYe = 0
可取 Fm = XeYm ? XmYe 作为直线插补的偏差判别式。
若 Fm = 0，表明 m点正好在直线上；
若 Fm ＞ 0，表明 m点在直线的上方；
若 Fm ＜ 0，表明 m点在直线下方。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
由于 Fm计算处理复杂，因此实际中常采用迭代法或
递推法进一步推算。
若某处有 Fm ＜ 0，应沿 +Y方向走一步到达新点
m+1(Xm,Ym+1)，则新偏差为：
若某处有 Fm ≥0，应沿 +X方向走一步到达新点
m+1(Xm+1,Ym)，则新偏差为：
Fm+1 = XeYm ? Xm+1Ye?=?XeYm ? (Xm+1)Ye?= Fm ? Ye
Fm+1 = XeYm+1 ? XmYe = Xe(Ym +1) ? XmYe= Fm + Xe
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
这样偏差计算式中只要将前一点的偏差值与已知的
终点坐标值相加或相减, 即可求得新的偏差值 。
对于其他三个象限的直线插补运算, 可用相同的原
理获得 。
在如图 1-7中所示的圆弧的插补运算与直线插补运算
法类似, 只是其偏差判别式有所不同 。 圆弧的偏差判别
式为 Fm = Xm2 + Ym2 ?R2。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
逐点比较法能实现直线、圆弧和非圆二次曲线的
插补，插补精度较高，在我国和日本数控机床中多用
逐点比较法；在欧美则多用数字积分法；而对于闭环
控制的机床中，则多采用时间分割法。
现代数控机床大都是在编程计算时先采用拟合逼
近方法将曲线转化为直线或圆弧后再进行加工的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.4 典型数控系统
1．日本 FANUC系列数控系统
FANUC公司生产的 CNC产品主要有 FS3,FS6、
FS0,FS10/11/12,FS15,FS16,FS18和 FS21/210等系
列。目前，我国用户主要使用的有 FS0系列,FS15、
FS16,FS18和 FS21/210等系列。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．德国 SIEMENS公司的 SINUMERIK系列数
控系统
SINUMERIK系列数控系统主要有 SINUMERIK3、
SINUMERIK8,SINUMERIK810/820、
SINUMERIK850/880和 SINUMERIK840等产品。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．华中数控系统 HNC
HNC是武汉华中数控研制开发的国产型数控系统。
(1) 华中 1型数控系统。该数控系统有 HNC－ 1M铣
床、加工中心数控系统,HNC－ 1T车床数控系统,HNC
－ 1Y齿轮加工数控系统,HNC－ 1P数字化仿形加工数控
系统,HNC－ 1L激光加工数控系统,HNC－ 1G五轴联
动工具磨床数控系统和 HNC－ 1FP锻压、冲压加工数控
系统,HNC－ 1ME多功能小型数控铣系统,HNC－ 1TE
多功能小型数控车系统和 HNC－ 1S高速珩缝机数控系统
等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 华中 2000型数控系统。 HNC－ 2000型是在 HNC－
1型数控系统的基础上开发的高档数控系统。该系统采用
通用工业 PC,TFT真彩液晶显示，具有多轴多通道控制
功能和内装式 PC，可与多种伺服驱动单元配套使用，具
有开放性好，结构紧凑，集成度高，性价比高和操作维
护方便等优点。同样，它也有系列派生的数控系统 HNC
－ 2000M,HNC－ 2000T,HNC－ 2000Y,HNC－ 2000L、
HNC－ 2000G等。
此外，国产的数控系统还有航天 I型和蓝天 I型，它
们采用前后台结构，为多机数控系统。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3 数控机床及其坐标系统
1.3.1 数控机床及其分类
比较：驱动坐标工作台的电机已经由传统的三相交
流电机换成了步进电机或交、直流伺服电机；由于电机
的速度容易控制，所以传统的齿轮变速机构已经很少采
用了。还有很多机床取消了坐标工作台的机械式手摇调
节机构，取而代之的是按键式的脉冲触发控制器或手摇
脉冲发生器。坐标读数也已经是精确的数字显示方式，
而且加工轨迹及进度也能非常直观地通过显示器显示出
来。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．按加工工艺方法分类
按传统的加工工艺方法来分有：数控车床、数控钻
床、数控镗床、数控铣床、数控磨床、数控齿轮加工机
床、数控冲床、数控折弯机、数控电加工机床、数控激
光与火焰切割机和加工中心等。其中，现代数控铣床基
本上都兼有钻镗加工功能。当某数控机床具有自动换刀
功能时，即可称之为“加工中心”。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．按加工控制路线分类
有点位控制机床、直线控制机床和轮廓控制机床。
(1) 点位控制机床。它如图 1-8(a)所示，只控制刀
具从一点向另一点移动，而不管其中间行走轨迹的控
制方式。属于点位控制的典型机床有数控钻床、数控
镗床和数控冲床等。这类机床的数控功能主要用于控
制加工部位的相对位置精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-8 按加工控制路线分类
(a) 点位控制； (b) 直线控制； (c) 轮廓控制
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 直线控制机床。它如图 1-8(b)所示，可控制刀具
相对于工作台以适当的进给速度，沿着平行于某一坐标
轴方向或与坐标轴成 45° 的斜线方向作直线轨迹的加工。
这种方式是一次同时只有某一轴在运动，或让两轴以相
同的速度同时运动以形成 45度的斜线，所以其控制难度
不大，系统结构比较简单。
一般地，都是将点位与直线控制方式结合起来，组
成点位直线控制系统而用于机床上。这种形式的典型机
床有车阶梯轴的数控车床、数控镗铣床和简单加工中心
等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 轮廓控制机床。它又称连续控制机床。如图 1-
8(c)所示，可控制刀具相对于工件作连续轨迹的运动，
能加工任意斜率的直线，任意大小的圆弧，配以自动编
程计算，可加工任意形状的曲线和曲面。
典型的轮廓控制型机床有数控铣床、功能完善的数
控车床、数控磨床和数控电加工机床等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．按机床所用进给伺服系统不同分类
有开环伺服系统型、闭环伺服系统型和半闭环伺服
系统型，见 1.3.2节。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
4．按所用数控装置的不同分类
有 NC硬线数控和 CNC软线数控机床。
(1) NC硬线数控机床。其计算控制多采用逻辑电
路板等专用硬件的形式。要改变功能时，需要改变硬
件电路，因此通用性差，制造维护难，成本高。
(2) CNC软线数控机床。其计算控制的大部分功能
都是通过小型或微型计算机的系统控制软件来实现的。
不同功能的机床其系统软件就不同。当需要扩充功能时，
只需改变系统软件即可。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
5．按控制坐标轴数目分类
按机床数控装置能同时联动控制的坐标轴的数目
来分，有两坐标联动数控机床、三坐标联动数控机床
和多坐标联动数控机床。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.2 数控机床的进给伺服系统
数控机床的进给伺服系统由伺服电路、伺服驱动装
置、机械传动机构和执行部件组成。
它的作用是：接受数控系统发出的进给速度和位移
指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经
伺服驱动装置 (直流、交流伺服电机，电液动脉冲马达和
功率步进电机等 )和机械传动机构，驱动机床的工作台等
执行部件实现工件进给和快速运动。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．开环伺服系统
开环伺服系统的伺服驱动装置主要是步进电机、
功率步进电机和电液脉冲马达等。如图 1-9所示。每给
一脉冲信号，步进电机就转过一定的角度，工作台就
走过一个脉冲当量的距离。数控装置按程序加工要求
控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序，达到控制执
行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。
由于它没有检测和反馈系统，故称之为开环。 其
特点是结构简单，维护方便，成本较低。但加工精度
不高，如果采取螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施，
定位精度可稍有提高。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-9 开环伺服系统
螺 母
步 进 电 机
功 率
放 大
环 形
分 配
C N C
丝 杠
滑 板 （ 工 作 台 ）
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．半闭环伺服系统
半闭环伺服系统具有检测和反馈系统，如图 1-10所
示。测量元件 (脉冲编码器、旋转变压器和圆感应同步器
等 )装在丝杠或伺服电机的轴端部，通过测量元件检测丝
杠或电机的回转角。间接测出机床运动部件的位移，经
反馈回路送回控制系统和伺服系统，并与控制指令值相
比较。
由于只对中间环节进行反馈控制，丝杠和螺母副部
分还在控制环节之外，故称半闭环。 对丝杠螺母副的机
械误差，需要在数控装置中用间隙补偿和螺距误差补偿
来减小。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-10 半闭环伺服系统
螺 母
丝 杠
滑 板 （ 工 作 台 ）
伺 服
放 大 器
C N C 比 较 器
角 位 移
测 量 装 置
反 馈 信 号
指 令 信 号
伺 服 电 机
丝杠
螺母
伺服电机
滑板 ( 工作台 )
角位移
测量装置
伺 服
放大器
比较器C N C
指令信号
反馈信号
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．闭环伺服系统
闭环伺服系统如图 1-11所示。它的工作原理和半闭
环伺服系统相同，但测量元件 (直线感应同步器、长光
栅等 )装在工作台上，可直接测出工作台的实际位置。
该系统将所有部分都包含在控制环之内，可消除机
械系统引起的误差，精度高于半闭环伺服系统，但系统
结构较复杂，控制稳定性较难保证，成本高，调试维修
困难。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-11 闭环伺服系统
螺 母
丝 杠
伺 服
放 大 器
C N C 比 较 器
反 馈 信 号
指 令 信 号
直 线 位 移
测 量 装 置
滑 板 （ 工 作 台 ）
伺 服 电 机
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.3 数控机床的主轴驱动
1．对主轴驱动的要求
(1) 数控机床主传动要有较宽的调速范围并尽可能实
现无级变速。
(2) 较高的回转精度和良好的动态响应性能。应能
对主轴负载进行检测控制，有过载报警功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 有旋转进给轴 (C轴 )的控制功能。要求主轴能与其
他进给轴同时实现联动控制，如在车螺纹、攻丝等加工。
(4) 具有恒线速切削功能。如在端面车削加工时，这
就要求主轴转速能随着车削直径的改变而自动变化。
(5) 主轴准停控制功能。在加工中心上自动换刀时或
执行某些特定的加工动作时，要求主轴需停在一个固定
不变的方位上，这就需要主轴有高精度的准停控制功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．主轴调速与驱动
主轴驱动的调速电机主要有直流电动机和交流电动
机两大类。
直流电动机可采用改变电枢电压 (降压调速 )或改变
励磁电流 (弱磁调速 )的方法实现无级调速，降压调速可
获得恒转矩，弱磁调速可获得恒功率输出。
交流电动机目前广泛采用矢量控制的变频调速方法，
变频器应同时有调频兼调压的功能以适应负载特性的要
求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
仅采用无级调速，虽然可使主轴齿轮箱大为简化，
但其低速段输出扭矩常常无法满足机床强力切削的要
求。
数控机床常用机电结合的方法，即同时 采用电动
机无级调速和机械齿轮变速 两种方法，按照控制指令
自动调速，以同时满足对主传动调速和输出大扭矩的
要求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控机床的主轴驱动主要有以下四种配置方式。
(1) 带有变速齿轮的主传动，如图 1-12(a)所示。通过
少数几对齿轮降速，增大输出扭矩，可以满足主轴低速
时有足够的扭矩输出。
(2) 通过带传动的主传动，如图 1-12(b)所示。电动机
与主轴通过形带或同步齿形带传动，不用齿轮传动，可
避免振动和噪声。适用于高速、低转矩特性要求的主轴。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-12 数控机床的主轴驱动方式
电 动 机
电 动 机
电 动 机
电 动 机
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 用两个电动机分别驱动主轴，如图 1-12(c)所示。
高速时，通过皮带直接驱动主轴旋转；低速时，另一个
电动机通过齿轮传动驱动主轴旋转。
(4) 内装电动机主轴传动结构，如图 1-12(d)所示。这
种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，提高
了主轴部件的刚度；但输出扭矩小，电动机发热对主轴
的影响较大。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．主轴准停装置
加工中心的主轴部件上的主轴准停装置，就是使主
轴每次都能准确地停在固定不变的周向位置上，以保证
自动换刀时主轴上的端面键能对准刀柄上的键槽。
主轴准停装置一般分为机械式和电气式两种。如图
1-13所示是一电气式准停装置的原理图。当主轴需要停
转换刀时，数控装置发出主轴准停的指令，电机降速，
在主轴以最低转速慢转几圈且永久磁铁对准磁传感器时，
磁传感器发出回应信号，经放大后，有定向电路控制主
轴电机停在规定的周向位置上。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-13 主轴准停装置
定 向 电 路
放 大 器
主 轴
电 动 机
传 动 带
带 轮
主 轴
垫 片
永 久 磁 铁
磁 传 感 器
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.4 数控机床的坐标轴与运动方向
数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标
系。如图 1-14所示,X,Y,Z直线进给坐标系按右手定
则规定，而围绕 X,Y,Z轴旋转的圆周进给坐标轴 A、
B,C则按右手螺旋定则判定。机床各坐标轴及其正方
向的确定原则是：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-14 笛卡尔直角坐标系统
+ Z
+ Y
+ Z
+ C
+ X
+ Y
+ B
+ X
+ A
+ A, + B
或 + C
+ X, + Y 或 + Z
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 先确定 Z轴。 以平行于机床主轴的刀具运动坐标为
Z轴,若有多根主轴，则可选垂直于工件装夹面的主轴为
主要主轴,Z坐标则平行于该主轴轴线。若没有主轴，则
规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为 Z轴。
Z轴正方向是使刀具远离工件的方向 。如立式铣床，
主轴箱的上、下或主轴本身的上、下即可定为 Z轴，且是
向上为正；若主轴不能上下动作，则工作台的上、下便
为 Z轴，此时工作台向下运动的方向定为正向。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 再确定 X轴。 X轴为水平方向且垂直于 Z轴并平行
于工件的装夹面。 在工件旋转的机床 (如车床、外圆磨床 )
上,X轴的运动方向是径向的，与横向导轨平行。刀具离
开工件旋转中心的方向是正方向。
对于刀具旋转的机床，若 Z轴为水平 (如卧式铣床、
镗床 )，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方
向为 X轴正向，若 Z轴为垂直 (如立式铣、镗床，钻床 )，
则从刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为 X轴
正向。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 最后确定 Y轴。在确定了 X,Z轴的正方向后，即可按右
手定则定出 Y轴正方向。
图 1-15 数控机床坐标系示例
(a) 卧式车床； (b) 立式铣床
Y
Z
Z
X
X
Z
X
X
Z
X
Z
X
Z
Y
( a ) ( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
上述坐标轴正方向, 均是假定工件不动, 刀具相对
于工件作进给运动而确定的方向, 即刀具运动坐标系 。
但在实际机床加工时, 有很多都是刀具相对不动,
而工件相对于刀具移动实现进给运动的情况 。 此时, 应
在各轴字母后加上, ?’ ?” 表示工件运动坐标系 。 按相
对运动关系, 工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方
向相反, 即有：
+X = ?X’ +Y = ?Y’ +Z = ?Z’ +A = ?A’ +B =??B’
+C=?C’
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
事实上，不管是刀具运动还是工件运动，在进行编
程计算时，一律都是假定工件不动，按刀具相对运动的
坐标来编程。
机床操作面板上的轴移动按钮所对应的正负运动方
向，也应该是和编程用的刀具运动坐标方向相一致。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此外，如果在基本的直角坐标轴 X,Y,Z之外，还有其他轴线平
行于 X,Y,Z，则附加的直角坐标系指定为 U,V,W和 P,Q,R，如
图 1-16所示。
图 1-16 多轴数控机床坐标系示例
(a) 卧式镗铣床； (b) 六轴加工中心
+ X
B
+ X '
+ W
+ Z
+ Y
+ Y
B
+ Z
C
+ X
+ W
＋ Y
＋ Z
＋ W
＋ X′
B
＋ X
＋ Z
＋ W
B
＋ Y
＋ X
C
( a ) ( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.5 机床原点、参考点和工件原点
机床原点就是机床坐标系的原点 。它是机床上的一
个固定的点，由制造厂家确定。机床坐标系是通过回参
考点操作来确立的，参考点是确立机床坐标系的参照点。
数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数
控铣床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处，
但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用
户手册。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
参考点 (或机床原点 )是用于对机床工作台 (或滑板 )
与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点,一般
都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。该位置是在
每个轴上用挡块和限位开关精确地预先调整好的，它相
对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。
每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动
等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，
进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
在对零件图形进行编程计算时，必须要建立用于编
程的坐标系，其坐标原点即为程序原点。
而要把程序应用到机床上，程序原点应该放在工件
毛坯的什么位置，其在机床坐标系中的坐标是多少，这
些都必须让机床的数控系统知道，这一操作就是对刀。
编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系，坐标原
点就称之为工件原点。工件原点一般按如下原则选取：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 工件原点应选在工件图样的尺寸基准上。
(2) 能使工件方便地装夹、测量和检验。
(3) 尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面
上，这样可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致
性。
(4) 对于有对称几何形状的零件，工件原点最好选
在对称中心点上。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定
在工件的左端面或右端面。
铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一
个角上或工件对称中心处，进刀深度方向上的零点，
大多取在工件表面，如图 1-17所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-17 坐标原点与参考点
X
WM
参 考 点
定 位 开 关
X
Z
X
Z X
Y
Z
M
R
W
Z
机 床 原 点
参 考 点
程 序 原 点
M
W
P
工 件 原 点
R
R
M
X
Z
M
R
Z
X
X
Z
参 考 点
定位开关
工件原点
程序原点
参考点
机床原点
R
Z
W
P
R
X
Y
Z
M
R
W
P W
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于编程和操作加工采取分开管理机制的生产单
位，编程人员只需要将其编程坐标系和程序原点填写
在相应的工艺卡片上即可。
而操作加工人员则应根据工件装夹情况适当调整
程序上建立工件坐标系的程序指令，或采用原点预置
的方法调整修改原点预置值，以保证程序原点与工件
原点的一致性。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.6 绝对坐标编程和相对坐标编程
当运动轨迹的终点坐标是相对于线段的起点来计
量的话，称为相对坐标编程。
当所有坐标点的坐标值均从某一固定的坐标原点
计量的话，即为绝对坐标编程。
例如，要从图 1-18中的 A点走到 B点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-18 绝对坐标和相对坐标
Y
A
B
X18
30
120
15
20
35
用绝对坐标编程为,X12.0 Y15.0；
若用相对坐标编程则为,X-18.0 Y-20.0。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
采用绝对坐标编程时，程序指令中的坐标值随着程
序原点的不同而不同；而采用相对坐标编程时，程序指
令中的坐标值则与程序原点的位置没有关系。
同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程，
但有时候，采用恰当的编程方式，可以大大简化程序的
编写。因此，实际编程时应根据使用状况选用合适的编
程方式。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4 数控编程基础
1.4.1 数控加工程序的格式
数控程序按程序段 (行 )的表达形式可分为固定顺序
格式、表格顺序格式和地址数字格式三种。
固定顺序格式属于早期采用的数控程序格式，因其
可读性差、编程不直观等原因，现已基本不用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表格顺序格式程序的每个程序行都具有统一的格式，
加工用数据间用固定的分隔符分隔，其编程工作类似于
填表。国产数控快走丝线切割机床所采用的 3B,4B程序
格式就是。
地址数字格式程序是 ISO。其组成程序的最基本的单
位称之为“字”，每个字由地址字符 (英文字母 )加上带
符号的数字组成。各种指令字组合而成的一行即为程序
段，整个程序则由多个程序段组成。即,字母 +符号 +数
字 → 指令字 → 程序段 → 程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
一般地，一个程序行可按如下形式书写：
N04 G02 X43 Y43…F32 S04 T02 M02
程序行中：
N04—— N表示程序段号,04表示其后最多可跟 4位
数，数字最前的 0可省略不写。
G02—— G为准备功能字,02表示其后最多可跟 2位
数，数字最前的 0可省略不写。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
X ± 43,Y ± 43—— 坐标功能字,± 表示后跟的
数字值有正负之分，正号可省略，负号不能省略。 43表
示小数点前取 4位数，小数点后可跟 3位数。程序中第一
坐标系的 X,Y,Z；第二坐标字 U,V,W；第三坐标
字 P,Q,R以及表示圆弧圆心相对位置的坐标字 I,J、
K；还用到绕 X,Y,Z旋转的对应坐标字 A,B,C等。
F32—— F为进给速度指令字,32表示小数点前取 3
位数，小数点后可跟 2位数。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
S04--S为主轴转速指令字,04表示其后最多可跟 4
位数，数字最前的 0可省略不写。
T02--T为刀具功能字,02表示其后最多可跟 2位数，
数字最前的 0可省略不写。
M02--M为辅助功能字,02表示其后最多可跟 2位
数，数字最前的 0可省略不写。
总体来说，在地址数字格式程序中代码字的排列
顺序没有严格的要求，不需要的代码字可以不写。整
个程序的书写相对来说是比较自由的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-19 编程图例
X
Y
Z
Z
X
Y
如图 1-19所示，要铣削一个轨迹为长 10 mm、宽 8
mm的长方形，其程序可简单编写如下：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
O 0 0 1 1
N 1 G 9 2 X 1 0,0 Y 5,0 Z5 0,0
N 2 S2 0 0 T 0 1 M0 3
N 3 G 9 0 G 0 0 Z 1 0,0
G 0 1 Z? 5,0 F1 0 0 M0 8
G 9 1 G 4 1 Y 5,0 D 01
G 0 1 Y 8,0
X? 1 0,0
Y? 8,0
X? 1 0,0
G 0 0 G 4 0 Y? 5,0 M0 9
Z50,0
M0 2
主程序番号
建立工件坐标系
选刀，让主轴正转
快速下刀到上表面附近
工进下刀，同时开切削液
切入，同时加刀补
铣短边
铣长边
铣短边
铣长边
切出，取消刀补，关切削液
提刀
停机结束
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此外，为了方便程序编写，有时也往往将一些多次
重复用到的程序段，单独抽出做成子程序存放，这样就
将整个加工程序做成了 主 -子程序 的结构形式。
在执行主程序的过程中，如果需要，可多次重复调
用子程序，有的还允许在子程序中再调用另外的子程序，
即所谓,多层嵌套”,从而大大简化了编程工作。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
即使是广为应用的地址数字程序格式，不同的生
产厂家，不同的数控系统，由于其各种功能指令的设
定不同，所以对应的程序格式也有所差别。
在加工编程时，一定要先了解清楚机床所用的数控
系统及其编程格式后才能着手进行。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4.2 程序编制的过程及方法
1．程序编制过程
(1) 分析零件图纸。要分析零件的材料、形状、尺寸、
精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否
适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。
有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序
或哪几个表面。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 确定工艺过程。确定零件的加工方法 (如采用的
工夹具、装夹定位方法等 )和加工路线 (如对刀点、走刀
路线 )，并确定加工用量等工艺参数 (如切削进给速度、
主轴转速、切削宽度和深度等 )。
(3) 数值计算。根据零件图纸和确定的加工路线，
算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素
的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何
元素的交点和切点等的计算。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 编写程序单。根据加工路线计算出的数据和已确
定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加
工程序单。
(5) 制备控制介质。按程序单将程序内容记录在控制
介质 (如穿孔纸带 )上作为数控装置的输入信息。
(6) 程序调试和检验。可通过模拟软件来模拟实际加
工过程，或将程序送到机床数控装置后进行空运行等，
发现错误则应及时修正，一直到程序能正确执行为止。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．程序编制方法
数控程序的编制方法有手工编程和自动编程两种。
(1) 手工编程。从零件图样分析及工艺处理、数值
计算、书写程序单、制穿孔纸带直至程序的校验等各
个步骤，均由人工完成，则属手工编程。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 自动编程。编程工作的大部分或全部由计算机
完成的过程称自动编程。
编程人员只要根据零件图纸和工艺要求，用规定
的语言编写一个源程序或者将图形信息输入到计算机
中，由计算机自动地进行处理，计算出刀具中心的轨
迹，编写出加工程序清单，并自动制成所需控制介质。
由于走刀轨迹可由计算机自动绘出，所以可方便地对
编程错误作及时修正。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4.3 程序传送的载体
1．穿孔纸带
穿孔纸带是早期数控机床上常用的控制介质。把数
控程序按一定的规则制成穿孔纸带，数控机床通过纸带
阅读装置把纸带上的孔位信息代码转换成数控装置可以
识别的电信号，经识别和译码后分别输送到相应的寄存
器，以这些指令作为控制与运算的原始依据，控制器根
据指令控制运算及输出装置，达到对机床控制的目的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-20 八单位数控纸带
1
2
3
φ 1, 8 3 ± 0, 0 1
信 号 孔
信 号 孔
φ 1, 8 3 ± 0, 0 1
4
5
6
7
8
2
.5
4
2
,5
4
同 步 孔
φ 1, 1 7 ± 0, 0 1
1
G
0
X
-
5
.
2
Y
0
G 0 1 X - 5, 2 Y 0
4
5
6
7
8
信号孔
? 1, 8 3 ± 0, 0 1
? 1, 7 ± 0, 0 1
同步孔
2
.54
2
.54
信号孔
? 1, 8 3 ± 0, 0 1
G 0 1 X- 5, 2 Y 0
1
2
3
0
1
X
-
.
2
Y
0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．数据磁带
3．软磁盘或联机控制 (dnc)
4,MDI手动输入
它是利用数控机床操作面板上的键盘，将编好的
程序直接输入到数控系统中，并可以通过 CRT显示器
显示有关内容，以便发现错误时能及时修改。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5 数控加工的工艺处理
数控加工工艺处理的主要内容有：
(1) 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内
容。
(2) 分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求，
在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路
线，如工序的划分、加工顺序的安排与传统加工工序的
衔接等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 调整数控加工工序的程序。如对刀点和换刀点
的选择，加工路线的确定和刀具的补偿。
(3) 设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定
位与夹具、刀具的选择和切削用量的确定等。
(5) 分配数控加工中的容差。
(6) 处理数控机床上部分工艺指令。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.1 数控加工零件及加工方法的选定
一般来说，数控机床最适合加工具有如下特点的零件：
(1) 多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零
件，短期急需的零件。
(2) 轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。
(3) 用普通机床加工较困难或无法加工 (需昂贵的工
艺装备 )的零件。
(4) 价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度
和表面粗糙度的要求。由于获得同样精度所用的加工
方法很多，因而实际选择时，要结合零件的形状、尺
寸大小和热处理要求等全面考虑。
例如，对 IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等
加工方法均可达到要求，但箱体上的孔一般采用镗削
或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择
铰孔；当孔径较大时，则应选择镗孔。此外，还应考
虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实
际情况。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
一般地，数控车床适合于加工形状比较复杂的
轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔；
立式数控铣床适合于加工平面凸轮、样板、形状
复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等；
卧式数控铣床则适合于加工箱体、泵体和壳体
类零件；
多坐标联动的加工中心还可以用于加工各种复
杂的曲线、曲面、叶轮和模具等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
零件上比较精确表面的加工，常常是通过粗加工、
半精加工和精加工逐步达到的。
确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表
面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需的加工
方法。
表 1-1列出了钻、镗、铰等几种加工方法所能达到的
精度等级及其工序，可供参考。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-1 H13～ H7孔加工方式 (孔深 /孔径 ≤5)
孔 的 毛 坯 性 质
孔的精度
在实体材料上加工孔 预先铸出或热冲出的孔
H 1 3,H 1 2 一次钻孔 用扩孔钻钻孔或镗刀镗孔
H 1 1
孔径≤ 10,一次钻孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔或扩孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、扩、镗
孔径≤ 80,粗扩、精扩；或用镗刀
粗镗、精镗；或根据余量一次镗孔或
扩孔
H 1 0
H9
孔径≤ 10,钻孔或铰孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔、扩孔或铰孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、镗、铰 ( 或镗 )
孔径≤ 80,用镗刀粗镗 ( 一次或二次，
根据余量而定 ) ；铰孔 ( 或精镗 )
H8
H7
孔径≤ 10,钻孔、扩孔、铰孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔或扩孔；一、二次铰孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、扩、镗
孔径≤ 80, 用镗刀粗镗 ( 一次或二次，
根据余量而定 ) 或半精镗；精镗或精铰
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.2 加工工序的划分
1．按零件装夹定位方式与加工部位划分
由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也
有所不同，故加工时其定位方式各有差异。一般在加工
外形时，以内形定位；在加工内形时，则以外形定位。
因而可 根据定位方式的不同来划分工序 。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
第一道工序可在普通机床上进行，以外圆表面和 B平面定位，
加工端面 A和 ?22H7的内孔；然后，再加工端面 B和 ? 4H7的工艺孔。
A
B
R 3 8
φ 2 2 H 7 φ 4 H 7
2 - R 1 1
R 2 2
2 5
6 0 °
3 0
第二道工序以已加工过的两个孔和一个端面定位，在数控铣上
铣削凸轮外表面曲线。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
先铣平面后，经一段时间释放残余变形，然后再加
工孔，可保证加工出高精度的孔。
所以，应先加工平面、定位面，再加工孔；先加工
形状简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工
低精度部位，再加工高精度部位。
一般地，为提高机床寿命，保证精度、降低成本，
通常把粗加工特别是零件的基准面、定位面在普通机床
上加工。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．按粗、精加工方式划分
根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工
序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗
加工再精加工。
粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零
件的变形能得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件
的加工精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．按所用刀具划分工序
为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的
定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件。即在一
次装夹中，尽可能用同一把刀具加工完成所有可能加工
到的部位，然后再换另一把刀具加工其他部位。
在专用数控机床和加工中心上常采用此法。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.3 工件的安装与夹具的选择
1．定位装夹的基本原则
(1) 力求设计、工艺与编程计算的基准统一。
(2) 尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，
加工出全部待加工表面。
(3) 避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发
挥数控机床的效能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是
要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二
是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还
要考虑以下几点：
(1) 当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、
可调式夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间，节
省生产费用。当达到一定批量生产时才考虑用专用夹具，
并力求结构简单。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的
加工。
此外，为提高数控加工的效率，在成批生产中，还
可采用多位、多件夹具。
(2) 零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床
的停顿时间。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.4 对刀点与换刀点的确定
在进行数控加工编程时，往往是将整个刀具浓缩视
为一个点，那就是“刀位点”。它是在刀具上用于表现
刀具位置的参照点。
一般来说，立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具轴线与
刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点为球心；镗刀、车
刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头
底面中心；线切割的刀位点则是线电极的轴心与零件面
的交点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对刀操作就是要测定出在程序起点处刀具刀位
点 (即对刀点，也称起刀点 )相对于机床原点以及工件
原点的坐标位置。
如图 1-23所示，对刀点相对于机床原点为 (X0，
Y0)，相对于工件原点为 (X1,Y1)，据此便可明确地
表示出机床坐标系、工件坐标系和对刀点之间的位置
关系。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-23 对刀点与换刀点
X
2
X
0
X
1
Y
1
Y
0
Y
2
X机床
原点
对刀点
工件原点
换刀点
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控机床对刀时常采用千分表、对刀测头或对刀瞄
准仪进行找正对刀，具有很高的对刀精度。对有原点预
置功能的 CNC系统，设定好后，数控系统即将原点坐标
存储起来。在编程时，应正确地选择“对刀点”的位置。
其大致选择原则是：
(1) 便于数学处理和简化程序编制。
(2) 在机床上找正容易，加工中便于检查。
(3) 引起的加工误差小。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面，尽可
能设在零件的设计基准或工艺基准上。
对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。
成批生产时，为减少多次对刀带来的误差，常将对
刀点既作为程序的起点，也作为程序的终点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
换刀点则是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位
置点。
换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰
撞工件和其他部件为准。
如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中
心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，
则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些
点，都是便于计算的相对固定点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.5 加工路线的确定
加工路线是指刀具刀位点相对于工件运动的轨迹和方向。
其主要确定原则如下：
(1) 加工方式、路线应保证被加工零件的精度和表面
粗糙度。如铣削轮廓时，应尽量采用顺铣。
(2) 尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间，尽量使
加工路线最短。
(3) 进、退刀位置应选在不大重要的位置，并且使刀
具尽量沿切线方向进、退刀，避免采用法向进、退刀和
进给中途停顿而产生刀痕。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对点位控制机床，只要求定位精度较高，定位过程
尽可能快，而刀具相对于工件的运动路线无关紧要。因
此，这类机床应按空程最短来安排加工路线。
但对孔位精度要求较高的孔系加工，还应注意在安
排孔加工顺序时，防止将机床坐标轴的反向间隙带入而
影响孔位精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-24所示零件
图 1-24 点位加工路线
P
5
6
43
2
1
X
Y
对刀点
( b )
对刀点
Y
X
( a )
1
2
3 4
5
6
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
分析图 1-24所示零件
若按 (a)图所示路线加工时，由于 5,6孔与 1,2、
3,4孔定位方向相反,Y方向反向间隙会使定位误差
增加，影响 5,6孔与其他孔的位置精度。
按 (b)图路线，加工完 4孔后往上多移动一段距离
到 P点，然后再折回来加工 5,6孔，使方向一致，可
避免引入反向间隙。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于车削，可考虑将毛坯件上过多的余量，特别
是含铸、锻硬皮层的余量安排在普通车床上加工。
如必须用数控车加工时，则要注意程序的灵活安排。
可用一些子程序 (或粗车循环 )对余量过多的部位先作一
定的切削加工。在安排粗车路线时，应让每次切削所留
的余量相等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-25 90° 主偏刀车外圆的情况
e
e
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-25所示，若以 90° 主偏刀分层车外圆，合理
的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离 e(e可
取 0.05 mm)。这样就可防止主切削刃在每次切削终点处
受到瞬时重负荷的冲击。
当刀具的主偏角大于但仍接近 90° 时，也宜作出层
层递退的安排，经验表明，这对延长粗加工刀具的寿命
是有利的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
铣削平面零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。
为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，应对刀具的切入
和切出程序精心设计。
如图 1-26(a)所示，铣削外表面轮廓时，铣刀的切入、
切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出零
件表面，而不应沿法线方向直接切入零件，引入点选在
尖点处较妥。
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
引入
引出
( a )
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
切向引入
法向引入
切向引出
( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-26(b)所示，铣削内轮廓表面时，切入和切出
无法外延，这时铣刀可沿法线方向切入和切出或加引入
引出弧改向，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何
元素的交点处。但是，在沿法线方向切入 /切出时，还应
避免产生过切的可能性。
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
引入
引出
( a )
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
切向引入
法向引入
切向引出
( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于槽形铣削，若为通槽，可采用行切法来回铣切，
走刀换向在工件外部进行，如图 1-27(a)所示。
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
图 1-27 铣槽方案
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若为封闭凹槽，可有图示 (b),(c),(d)三种走刀
方案。图 (b)为行切法，图 (c)为环切法，图 (d)为先用
行切法，最后用环切法一刀光整轮廓表面。这三种方
案中,(b)图方案最差,(d)图方案最好。
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于带岛屿的槽形铣削，如图 1-28所示
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
对于带岛屿的槽形铣削，如图 1-28所示，若封闭凹
槽内还有形状凸起的岛屿，则以保证每次走刀路线与轮
廓的交点数不超过两个为原则，按图 (a)方式将岛屿两侧
视为两个内槽分别进行切削，最后用环切方式对整个槽
形内外轮廓精切一刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若按图 (b)方式，来回地从一侧顺次铣切到另一侧，
必然会因频繁地抬刀和下刀而增加工时。
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 (c)所示，当岛屿间形成的槽缝小于刀具直径，
则必然将槽分隔成几个区域，若以最短工时考虑，可将
各区视为一个独立的槽，先后完成粗、精加工后再去加
工另一个槽区。若以预防加工变形考虑，则应在所有的
区域完成粗铣后，再统一对所有的区域先后进行精铣。
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于曲面铣削，常用球头铣刀采用“行切法”进行
加工。如图 1-29所示大叶片类零件，当采用图 1-29(a)所
示沿纵向来回切削的加工路线时，每次沿母线方向加工，
刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，
可以准确保证母线的直线度。
Y
X
O
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
Z
X
Z
X
?
X
（ 平 面 曲 线 ）
（ 空 间 曲 线 ）
切 削 点 轨 迹 摆 角 联 动
切 削 点 轨 迹
刀 心 轨 迹
（ 平 面 曲 线 ）
刀 心 轨 迹
（ 空 间 曲 线 ）
Y
( b )
( a ) 两 维 半 坐 标 加 工( a )
三 坐 标 加 工( b )
P y z
P y z
四 坐 标 加 工( c )
刀心轨迹 ( 平面曲线 )
切削点轨迹
( 空间曲线 )P y z
刀心轨迹
( 空间曲线 )
P y z
切削点轨迹
( 平面曲线 )
?
X
O 摆角联动
( a )
( b )
( a )
( b )
( c )
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
当采用图 1-29(b)所示沿横向来回切削的加工路线时，
符合这类零件数据给出情况，便于加工后的检验，叶形
准确度高，但程序较多。
Y
X
O
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
Z
X
Z
X
?
X
（ 平 面 曲 线 ）
（ 空 间 曲 线 ）
切 削 点 轨 迹 摆 角 联 动
切 削 点 轨 迹
刀 心 轨 迹
（ 平 面 曲 线 ）
刀 心 轨 迹
（ 空 间 曲 线 ）
Y
( b )
( a ) 两 维 半 坐 标 加 工( a )
三 坐 标 加 工( b )
P y z
P y z
四 坐 标 加 工( c )
刀心轨迹 ( 平面曲线 )
切削点轨迹
( 空间曲线 )P y z
刀心轨迹
( 空间曲线 )
P y z
切削点轨迹
( 平面曲线 )
?
X
O 摆角联动
( a )
( b )
( a )
( b )
( c )
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对边界敞开的曲面，球头刀可由边界外开始加工。
曲面加工若用两坐标联动的三坐标铣床，则采用任意两
轴联动插补，第三轴作单独的周期性进刀的“两维半”
联动加工方法，如图 1-30(a)。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此时，刀具中心轨迹为等距曲面与行切面的交线，
是一条平面曲线，编程计算比较简单，但由于球头刀与
曲面切削点的位置随曲率而不断改变，故切削刃形成的
轨迹则是空间曲线，曲面上有较明显的扭曲的残留沟纹。
因此，这种方法常用于曲率变化不大及精度要求不
高的粗加工中。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若用三坐标联动插补的行切加工方法，如图 1-30(b)所
示，切削刃形成的轨迹为曲面与行切面的交线即平面曲线，
但此时刀具中心轨迹则是一空间曲线，其编程计算较为复
杂，且要求机床必须具备三轴联动功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
有些空间曲面零件的曲
面形成较为复杂，但根据其
曲面形成规律，旋转变动一
下坐标方向后其轨迹曲线则
比较简单，如图 1-30(c)，据
此可采用能进行相应调整的
四坐标或五坐标联动的数控
机床进行加工控制，可以获
得较高的加工质量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.6 刀具与切削用量的选择
1．刀具的选择
选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容和
工件材料等因素。数控加工不仅要求刀具的精度高、刚
度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
由于数控加工一般不用钻模，钻孔刚度较差。所以
要求孔的高径比应不大于 5，钻头两主刀刃应刃磨得对
称以减少侧向力。
钻孔前应用大直径钻头先锪一个内锥坑或顶窝，作
为钻头切入时的定心锥面，同时也作为孔口的倒角。钻
大孔时，可采用刚度较大的硬质合金扁钻；钻浅孔时，
宜用硬质合金的浅孔钻，以提高效率和质量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
用加工中心铰孔可达 IT7～ IT9级精度，表面粗糙度
Ra1.6～ 0.8 (m。铰前要求小于 Ra6.3 (m。精铰可采用浮
动铰刀，但铰前孔口要倒角。
铰刀两刀刃对称度要控制在 0.02～ 0.05 mm之内。镗
孔则是悬臂加工，应采用对称的两刃或两刃以上的镗刀
头进行切削，以平衡径向力，减轻镗削振动。振动大时
可采用减振镗杆。
对阶梯孔的镗削加工采用组合镗刀，以提高镗削效
率。精镗宜采用微调镗刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控车床兼作粗精车削。粗车时，要选强度高、耐
用度好的刀具，以便满足粗车时大吃刀量、大进给量的
要求。
精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加
工精度的要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，应
尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择
得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
铣削加工选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工
件的表面尺寸和形状相适应。
在生产中加工平面零件周边轮廓时，常采用立铣刀。
铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽
时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可
选镶硬质合金的立铣刀或玉米铣刀；
对一些立体形面和变斜角轮廓外形的加工，常采用
球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
曲面加工时常采用球头铣刀；但在加工曲面较平坦
部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因
而应采用环形刀。
在单件或小批量生产中，为取代多坐标联动机床，
常采用鼓形刀或锥形刀来加工一些变斜角零件。若加镶
齿盘铣刀，适用于在五坐标联动的数控机床上加工一些
球面，其效率比用球头铣刀高近 10倍，并可获得好的加
工精度，如图 1-31所示。
常用立铣刀具的有关参数，可按下述经验数据选取。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-31 铣刀类型及其尺寸关系
?
L
球 头 刀
环 形 刀 鼓 形 刀 锥 形 刀
盘 形 刀
粗D
D
D
D
O
O
r
R e
m a x
R
d
1, 6 1, 2 0
~
O
e
r
r l
r
r
e
?
?
? ?
?
D
D D
0
0 0
r
r
e
Re r
m a x
R
d
1, 6 ～ 1, 2 0
盘形刀
锥形刀鼓形刀环形刀
球头刀
r
e
D
r l
L
D
粗
D
?
?
1
?
1
?
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 刀具半径 r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径 ?
(，一般取 r =(0.8～ 0.9) ?。
(2) 零件的加工高度 H =(1/4～ 1/6)r，以保证刀具有足
够的刚度。
(3) 对深槽孔，选取 l = H+(5～ 10)mm。 l为刀具切削
部分长度,H为零件高度。
(4) 加工外形及通槽时，选取 l =H+re+(5～ 10)mm。 re
为刀尖转角半径。
(5) 粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径 D粗可按下式
计算
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
DD ?
?
?
??
2
s i n1
2
s i n
2
1
?
?
?
?
粗
式中：
D—— 轮廓的最小凹圆角半径；
?—— 圆角邻边夹角等分线上的精加工余量；
?1—— 精加工余量；
??—— 圆角两邻边的最小夹角。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(6) 加工肋时，刀具直径为 D =(5～ 10)b (b为肋的厚度 )
在加工中心上，各种刀具分别安装在刀库上，按程
序规定随时进行选刀和换刀工作。因此，必须有一套连
接普通刀具的接杆，以便使钻、镗、扩、铰、铣削等工
序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上
去。
目前，我国的加工中心采用 TSG工具系统，其柄部
有直柄 (三种规格 )和锥柄 (四种规格 )两类，共包括 16种不
同用途的刀具。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．切削用量的确定
切削用量包括主轴转速 (切削速度 )、背吃刀量和进给
量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，
并应编入程序单内。
粗加工时，考虑经济性和加工成本，通常选择较大
的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工
和精加工时，通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选
用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能
提高切削速度。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合
经验而定。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 背吃刀量阿 ap (mm)，亦称切削深度。主要根据机
床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。
精加工时，则应着重考虑如何保证加工质量，并在此
基础上尽量提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小
于普通机床，一般取 (0.2～ 0.5) mm。
在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般
取 (0.2～ 0.5) mm。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 主轴转速 n(r/min)主要根据允许的切削速度 ?c(m/min)选取。
Dπ
v1 0 0 0 C?n
式中：
vc———— 切削速度，由刀具的耐用度决定；
D—— 工件或刀具直径 (mm)。
主轴转速 n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，
并填入程序单中。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 进给量 (进给速度 )f(mm/min或 mm/r)是数控机床切
削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面
粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。最大进给量
则受机床刚度和进给系统的性能限制并与脉冲当量有关。
当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度 (进给
量 )应选小些。粗加工时，一般进给量就取得大些。工件
材料较软时，可选用较大；反之，应选较小的。
车、铣、钻等加工方式下的切削用量可参考表 1-2、
1-3,1-4和 1-5选取。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-2 数控车削用量推荐表
工件材料 加工方式 背吃刀量 / mm 切削速度 / (m / m i n ) 进给量 / (m m / r) 刀具材料
粗加工 5 ～ 7 6 0 ～ 80 0, 2 ～ 0, 4
粗加工 2 ～ 3 8 0 ～ 120 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 2 ～ 0, 3 1 2 0 ～ 150 0, 1 ～ 0, 2
车螺纹 7 0 ～ 100 导程
YT 类
钻中心孔 500 ～ 8 0 0 r/ m i n
钻 孔 ～ 30 0, 1 ～ 0, 2
W 1 8 Cr4 V
碳素钢
?
b
> 6 0 0 M P
a
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 7 0 ～ 1 1 0 0,1 ～ 0, 2 YT 类
粗加工 2 ～ 3 5 0 ～ 80 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 6 0 ～ 100 0, 1 ～ 0, 2
合金钢
?
b
= 1 4 7 0 M P
a
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 4 0 ～ 70 0, 1 ～ 0, 2
YT 类
粗加工 2 ～ 3 5 0 ～ 70 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 7 0 ～ 100 0, 1 ～ 0, 2
铸 铁
2 0 0 H BS
以 下
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 5 0 ～ 70 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
粗加工 2 ～ 3 6 0 0 ～ 1000 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 2 ～ 0, 3 8 0 0 ～ 1200 0, 1 ～ 0, 2 铝
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 6 0 0 ～ 1000 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
粗加工 2 ～ 4 4 0 0 ～ 500 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 4 5 0 ～ 600 0, 1 ～ 0, 2 黄铜
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 4 0 0 ～ 500 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-3 铣刀的切削速度 (m/min)
铣 刀 材 料 工 件
材 料 碳素钢 高速钢 超高速钢 S t e l l i t e YT YG
铝 75 ～ 150 150 ～ 300 240 ～ 460 300 ～ 600
黄铜 12 ～ 25 20 ～ 50 45 ～ 75 100 ～ 180
青铜 ( 硬 ) 10 ～ 20 20 ～ 40 30 ～ 50 60 ～ 130
青铜 ( 最硬 ) 10 ～ 15 15 ～ 20 40 ～ 60
铸铁 ( 软 ) 10 ～ 12 15 ～ 25 18 ～ 35 28 ～ 40 75 ～ 100
铸铁 ( 硬 ) 10 ～ 15 10 ～ 20 18 ～ 28 45 ～ 60
铸铁 ( 冷硬 ) 10 ～ 15 12 ～ 28 30 ～ 60
可锻铸铁 10 ～ 15 20 ～ 30 25 ～ 40 35 ～ 45 75 ～ 1 1 0
铜 ( 软 ) 10 ～ 14 18 ～ 28 20 ～ 30 45 ～ 75
铜 ( 中 ) 10 ～ 15 15 ～ 25 18 ～ 28 40 ～ 60
铜 ( 硬 ) 10 ～ 15 12 ～ 20 30 ～ 45
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-4 铣刀进给量 (mm/每齿 )
工件材料
圆柱
铣刀
面铣刀 立铣刀 杆铣刀 成形铣刀
高速钢
嵌齿铣刀
硬质合金
嵌齿铣刀
铸铁 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 1
软 ( 中硬 ) 钢 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 0 9
硬钢 0, 1 5 0, 1 5 0, 0 6 0, 0 4 0, 0 3 0, 2 0, 0 8
镍铬钢 0, 1 0, 1 0, 0 5 0, 0 2 0, 0 2 0, 1 5 0, 0 6
高镍铬钢 0, 1 0, 1 0, 0 4 0, 0 2 0, 0 2 0, 1 0, 0 5
可锻铸铁 0, 2 0, 1 5 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 0 9
铸铁 0, 1 5 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 0 8
青铜 0, 1 5 0, 1 5 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 1
黄铜 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 2 1
铝 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 1
Al - Si 合金 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 1 8 0, 0 8
Mg - Al - Zn 合金 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 4 0, 0 3 0, 1 5 0, 0 8
Al - Cu - Mg 合金
Al - Cu - Si 合金
0, 1 5 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 1
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-5 高速钢钻头的切削用量 (v,m/mm,f,mm/r)
钻头直径 ( mm )
2 ～ 5 6 ～ 11 12 ～ 18 19 ～ 25 26 ～ 50
工件
材料
?
b
(M P a )
v f v f v f v f v f
< 4 9 0 20 ～ 25 0, 1 20 ～ 25 0, 2 30 ～ 35 0, 2 30 ～ 35 0, 3 25 ～ 30 0, 4
490 ～ 686 20 ～ 25 0, 1 20 ～ 25 0, 2 20 ～ 25 0, 2 25 ～ 30 0, 2 25 0, 2
686 ～ 882 15 ～ 18 0, 0 5 15 ～ 18 0, 1 15 ～ 18 0, 2 18 ～ 22 0, 3 15 ～ 20 0, 3 5
钢
882 ～ 1078 10 ～ 14 0, 0 5 10 ～ 14 0, 1 12 ～ 18 0, 1 5 16 ～ 20 0, 2 14 ～ 16 0, 3
1 1 8 ～ 176 25 ～ 30 0, 1 30 ～ 40 0, 2 25 ～ 30 0, 3 5 20 0, 6 20 1, 0
铸铁
176 ～ 294 15 ～ 18 0, 1 14 ～ 18 0, 1 5 16 ～ 20 0, 2 16 ～ 0, 3 16 ～ 18 0, 4
黄铜 软 < 5 0 0, 0 5 < 5 0 0, 1 5 < 5 0 0, 3 < 5 0 0, 4 5 < 5 0 —
青铜 软 < 3 5 0, 0 5 < 3 5 0, 1 < 3 5 0, 2 < 3 5 0, 3 5 < 3 5 —
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.6 数控加工的工艺指令和工艺文件
1.6.1 程序中常用的工艺指令
1．准备功能 G指令
G指令是用来规定刀具和工件的相对运动轨迹 (即指
令插补功能 )、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标
偏置等多种加工操作。它由字母 G及其后面的两位数字组
成，从 G00～ G99共有 100种代码。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-6 常用 G指令代码
代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 代 码 组 意 义
G 0 0 快速点定位 G 2 0 英制单位 G 8 0 固定循环取消
G 0 1 直线插补 G 2 1
b
公制单位 固 定
G 0 2 顺圆插补 G 2 7 回参考点检查
G 8 1 ～ G 8 9
e
循 环
G 0 3 逆圆插补 G 2 8 回参考点 G 9 0 绝对坐标编程
G 2 9
g
参考点返回 G 9 1
i
增量坐标编程
G 3 2 ～ G 3 3
aa
螺纹切削
G 4 0 刀补取消 G 9 2 00 预置寄存
G 0 4 00 暂停延时 G 4 1 左刀 补
G 1 7 XY 平面选择 G 4 2
d
右刀补
G 1 8 ZX 平面选择
G 1 9
c
YZ 平面选择
G 5 4 ～ G 5 9 f 零点偏置
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2,辅助功能 M指令
M指令也是由字母 M和两位数字组成 。 该指令与控
制系统插补器运算无关, 一般书写在程序段的后面, 是
加工过程中对一些辅助器件进行操作控制用的工艺性指
令 。
例如, 机床主轴的启动, 停止, 变换；冷却液的开
关；刀具的更换；部件的夹紧或松开等；在从 M00～ M99
的 100种代码中, 同样也有些因机床系统而异的代码, 也
有相当一部分代码是不指定的 。 常用 M指令代码见表 1-7。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-7 常用 M指令代码
代
码
作用
时间
组
别
意 义
代
码
作用
时间
组
别
意 义
代
码
作用
时间
组
别
意 义
M 0 0 ★ 00 程序暂停 M 0 6 00 自动换刀 M 1 9 ★ 主轴准停
M 0 1 ★ 00 条件暂停 M 0 7 ＃ 开切削液
①
M 3 0 ★ 00 程序结束并返回
M 0 2 ★ 00 程序结束 M 0 8 ＃ 开切削液
②
M 6 0 ★ 00 更换工件
M 0 3 ＃ 主轴正转 M 0 9 ★
b
关切削液 M 9 8 00 子程序调用
M 0 4 ＃ 主轴反转 M 1 0 夹紧 M 9 9 00 子程序返回
M 0 5 ★
a
主轴停转 M 1 1
c
松开
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
② 作用时间为“★”号者，表示该指令功能在程序
段指令运动完成后开始作用；为“＃”号者，则表示该
指令功能与程序段指令运动同时开始。
注：① 组别为,00”的属非模态代码；其余为模态
代码，同组可相互取代。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3,F,S,T指令
F指令为进给速度指令，是表示刀具向工件进给的
相对速度，单位一般为 mm/min，当进给速度与主轴转速
有关 (如车螺纹 )时，单位为 mm/r。进给速度一般有如下
两种表示方法。
● 代码法：即 F后跟的两位数字并不直接表示进给
速度的大小，而是机床进给速度序列的代号，可以是算
术级数，也可以是几何级数。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
● 直接指定法：即 F后跟的数字就是进给速度的大
小。如 F100表示进给速度是 100 mm/min。这种方法较为
直观，目前大多数数控机床都采用此方法。
S指令为主轴转速指令，用来指定主轴的转速，单位
为 r/min。同样也可有代码法和直接指定法两种表示方法。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
T指令为刀具指令，在加工中心机床中，该指令用以
自动换刀时选择所需的刀具。在车床中，常为 T后跟 4位
数，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。在铣镗床
中,T后常跟两位数，用于表示刀具号，刀补号则用 H代
码或 D代码表示。
在上述这些工艺指令代码中，有相当一部分属于模
态代码 (又称续效代码 )。这种代码一经在一个程序段中
指定，便保持有效到被以后的程序段中出现同组类的另
一代码所替代。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
在某一程序段中，一经应用某一模态代码，如果其
后续的程序段中还有相同功能的操作，且没有出现过同
组类代码时，则在后续的程序段中可以不再指令和书写
这一功能代码。
比如，接连几段直线的加工，可在第一段直线加工
时用 G01指令，后续几段直线就不需再书写 G01指令，直
到遇到 G02圆弧加工指令或 G00快速空走等指令。
另一部分非模态代码功能只对当前程序段有效，如
果下一程序段还需要使用此功能则还需要重新书写。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.6.2 数控加工的工艺文件
既是数控加工、产品验收的依据，又是操作者要遵
守、执行的规程，同时还为产品零件重复生产作了技术
上的必要工艺资料积累和储备。
目前数控加工工艺文件尚未制定国家统一标准，各
企业一般都根据本单位的特点制定了一些必要的工艺文
件，主要包括数控加工工序卡、数控刀具调整单、机床
调整单和零件加工程序单等。现以图 1-32所示零件加工为
例作简单介绍，以供参考。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-32 座架零件图样
1
5
5
1
03
8
1
6
2 - φ 1 4
6 - φ 6
2 2
4 0
7 2
1
5
1
5
A B
5
0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．数控加工工件安装和零点设定卡片
它应表示出数控加工零件定位方法和夹紧方法，并
应标明工件零点设定位置和坐标方向、使用的夹具名称
和编号等。
假设上图座架零件的下台阶面已在其他机床上加工
出，现需要在数控机床上一次装夹后加工剩下的表面和
各个孔，采用通用台钳作为夹具，其工件装夹和零点设
定卡如表 1-8所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-8 工件安装和零点设定卡片
零件图号 WD? 9901 工 序 号
零件名称 座 架
数控加工工件安装和零点设定卡
装夹次数
Z
X
Y
X
2
1
2 台 钳
编 制 审 核 批 准 第 页 1 紧定螺栓
共 页 序 号 夹具名称 夹具图号
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．工序卡
由编程员根据图纸和加工任务书编制数控加工工艺
和作业内容，并反映使用的辅具、刃具和切削参数、切
削液等，工序卡中应按已确定的工步顺序填写。不同的
数控机床，其工序卡也有差别。
上述座架零件在数控机床上的加工安排是：先用端面
铣刀铣出上表面，再用立铣刀铣四周侧面及 A,B工作面，
最后用钻头分别钻 6个小孔和两个大孔。填写工序卡如表
1-9所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-9 数控加工工序卡片
产品名称代号 零件名称 零件图号
xxx 厂 数控加工工序卡片
座 架 WD? 9901
工艺序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车 间
台 钳
Z J K 7 5 3 2? 1 数 控
工步号 工步作业内容 加工面 刀具号 刀具规格
主轴
转速
进给
速度
切削
深度
备 注
1
? 50 面铣刀铣上表面 上表面
T 0 1
? 50 面铣刀
1000 200 + 1 5
2
? 20 立铣刀铣四周侧面 四侧面
T 0 2
? 20 立铣刀
1000 200
11
3
? 20 立铣刀铣 A, B 台阶面 A, B 面
T 0 2
? 20 立铣刀
1000 200 0
4
? 6 钻头钻 6 个小孔 小孔 6
T 0 3
? 6 钻头
800 100
22
5
? 14 钻头钻 2 个大孔 大孔 2
T 0 4
? 14 钻头
500 80
22
编 制
审 核
批 准
年 月 日 共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．数控刀具调整单
数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片和数控刀具明
细表 (简称刀具表 )两部分。
数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机
外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要
反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、
刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。
其格式如表 1-10所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-10 数控刀具卡片
零件图号 WD? 9901 使用设备
刀具名称 立铣刀
数控刀具卡片
Z J K 7 5 3 2? 1
刀具编号
T 0 2
换刀方式 手 动 程序编号
序号 编 号 刀具名称 规 格 数 量 备 注
1
v fd, 1 7 5 5 0 × 4 拉 钉
2
G B 1 1 0 6? 85 刀 柄
3
铣 刀 ? 20 × 80
1
切削液：柴油
刀
具
组
成
4
1
3
D
2
备 注
编 制
审 核
批 准
共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-11 数控刀具明细表
零件图号 零件名称 材 料 数 控 刀 具 程序编号 车间 使用设备
WD? 9901 座 架 20# 明 细 表 数控 Z J K 7 5 3 2? 1
刀 具 刀 补 换 刀
直径 ( mm ) 长度 地 址 方 式 刀号 刀位号
刀 具
名 称
刀 具
图 号
设定 补偿 设定 直径 长度 自动 / 手动
加工
部位
T 0 1 面铣刀 ? 50 40 H 0 1 手动
T 0 2 立铣刀 ? 20 ? 20 75 D 0 2 H 0 2 手动
T 0 3 钻头 ? 6 95 H 0 3 手动
T 0 4 钻头 ? 14 130 H 0 4 手动
编 制 审 核 批 准 年 月 日 共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
思考与练习题
1．数控机床与普通机床加工的过程有什么区别？
2．数控系统主要组成部分有哪些？功用如何？
3．说说 NC与 CNC的区别。
4．什么是插补？试由直线的逐点比较工作节拍说明
其插补过程。
5．某机床允许使用的程序格式为,N04 G02 X± 053
Y± 053 F32 M02。试解释其含义。
6．试区别一下手工编程和自动编程的过程以及适用
场合。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
7．数控机床常用的程序输入方法有哪些？
8．华中 1型数控系统的组成有什么特点？其程序传送、
存储有何优势？
9,MDI是什么？为什么说 MDI输入是每种数控系统
不可缺少的？
10．数控加工机床按加工控制路线应分为哪几类？其
控制过程有何不同？
11．数控加工机床按使用的进给伺服系统不同应分为
哪几类？哪类的控制质量高，为什么？
12．简要说明数控机床坐标轴的确定原则。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
13．试标出题图 1-1中各机床的坐标系。
题图 1-1
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
14．数控车床、数控铣床的机械原点和参考点之间
的关系各如何？
15．试画出表示数控机床各坐标系零点及参考点的
图形符号。
16．绝对值编程和增量值编程有什么区别？
17．数控加工工艺处理的内容有哪些？
18．数控加工的工序可有哪几种划分方法？
19．对刀点、换刀点指的是什么？一般应如何设置？
常用刀具的刀位点怎么规定？
20．加工路线的确定应遵循哪些主要原则？
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
21．槽形铣削有哪些方法？
22．什么是二维半坐标加工和三坐标加工？分别用于
什么加工场合？
23．说说常用立铣刀具参数的确定原则。
24．粗、精加工时选用切削用量的原则有什么不同？
25．程序中常用的工艺指令有哪些？什么叫模态指令
和非模态指令？
26．数控加工常用的工艺文件有哪些？
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
第 1章 数控加工实用基础
1.1 数控加工概述
1.2 数控系统控制原理
1.3 数控机床及其坐标系统
1.4 数控编程基础
1.5 数控加工的工艺处理
1.6 数控加工的工艺指令和工艺文件
思考与练习题
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1 数控加工概述
1.1.1 数控加工原理和特点
1．数控加工原理
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和
工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序
代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后
转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件
协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，
只需要重新编写程序代码。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控加工的原理如图 1-1所示。
数值计算
程
序
校
核
工艺分析 制备控制介质
编程序清单
零件
图纸
输入装置
工
作
台
数控装置 输出装置
伺服机构
毛坯
工件
编程部分 机床控制部分
图 1-1 数控加工原理框图
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
从图 1-1可以看出，数控加工过程总体上可分
为数控程序编制和机床加工控制两大部分。
数控机床的控制系统一般都能按照数字程序
指令控制机床实现主轴自动启停、换向和变速，
能自动控制进给速度、方向和加工路线，进行加
工，能选择刀具并根据刀具尺寸调整吃刀量及行
走轨迹，能完成加工中所需要的各种辅助动作。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．数控加工的特点
(2) 对加工对象的适应性强。改变加工对象时，除
了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可。
(1) 自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工
装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动
完成。
(3) 加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在
0.005～ 0.01 mm之间，不受零件复杂程度的影响。
(4) 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1.2 数控加工常用术语
1．坐标联动加工
数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以坐
标数据来进行控制的。像数控车床、数控线切割机床
等是属于两坐标控制的，数控铣床则是三坐标控制的
(如图 1-2所示 )，还有四坐标轴、五坐标轴甚至更多的
坐标轴控制的加工中心等。
坐标联动加工是指数控机床的几个坐标轴能够同
时进行移动，从而获得平面直线、平面圆弧、空间直
线和空间螺旋线等复杂加工轨迹的能力 (如图 1-3所示 )。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-2 数控机床的控制坐标数
(a) 两坐标数控车床； (b) 三坐标数控铣床
X
X
Z
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-3 坐标联动加工
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．脉冲当量、进给速度与速度修调
数控机床各轴采用步进电机、伺服电机或直线电
机驱动，是用数字脉冲信号进行控制的。每发送一个
脉冲，电机就转过一个特定的角度，通过传动系统或
直接带动丝杠，从而驱动与螺母副连结的工作台移动
一个微小的距离。
单位脉冲作用下工作台移动的距离就称之为 脉冲
当量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
手动操作时数控坐标轴的移动通常是采用按键触
发或采用手摇脉冲发生器 (手轮方式 )产生脉冲的，采
用倍频技术可以使触发一次的移动量分别为 0.001 mm、
0.01 mm,0.1 mm,1 mm等多种控制方式，相当于触
发一次分别产生 1,10,100,1000个脉冲。
进给速度是指单位时间内坐标轴移动的距离，也即
是切削加工时刀具相对于工件的移动速度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如某步进电机驱动的数控轴，其脉冲当量为 0.002
mm，若数控装置在 0.5分钟内发送出 20 000个进给指令
脉冲，那么其进给速度应为,20 000× 0.002/0.5=80
mm/min。
加工时的进给速度由程序代码中的 F指令控制，但
实际进给速度还是可以根据需要作适当调整的，这就
是进给速度修调。修调是按倍率来进行计算的，如程
序中指令为 F80，修调倍率调在 80%挡上，则实际进给
速度为 80× 80%=64 mm/min。同样地，有些数控机床
的主轴转速也可以根据需要进行调整，那就是主轴转
速修调。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．插补与刀补
如图 1-4(a),(b)所示，各轴就以趋近这些点为目标
实施配合移动，这就称之为插补。这种计算插补点的
运算称为插补运算。
刀心轨迹
编程轨迹
刀具0
Y B
R
X
A
0 1 2 3 4 5
1
2
3
4
X
A
Y
( a ) ( b ) ( c )
刀具半径
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
刀补 是指数控加工中的刀具半径补偿和刀具长度
补偿功能。
刀心轨迹
编程轨迹
刀具0
Y B
R
X
A
0 1 2 3 4 5
1
2
3
4
X
A
Y
( a ) ( b ) ( c )
刀具半径
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.1.3 数控加工技术的发展
1．数控加工技术的发展历程
1949年美国研制出能进行三轴控制的数控铣床样
机，取名,Numerical Control”。
1953年开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，
即可生成 NC程序的自动编程语言。
1959年美国 K&T公司开发成功了带刀库，能自动
进行刀具交换，一次装夹中即能进行多种加工功能的
数控机床，这就是数控机床的新种类 —— 加工中心。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1968年英国首次推出柔性制造系统 FMS。
1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从
此 CNC快速发展。
1976年美国 Lockhead公司开始使用图像编程。利
用 CAD(计算机辅助设计 )绘出加工零件的模型，在显
示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，
即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获
得 NC程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
DNC(直接数控 ) 是使用一台通用计算机，直接控
制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、
多工序的自动加工。
DNC群控技术是 FMS柔性制造技术的基础，现代
数控机床上的 DNC接口就是机床数控装置与通用计算
机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床
之间实现通讯用的接口。随着 DNC数控技术的发展，
数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
我国在 20世纪 70年代初期，当时是采用分立元件，
性能不稳定，可靠性差。
1980年在引进、消化、吸收国外先进技术的基础
上，北京机床研究所又开发出 BS03经济型数控和
BS04全功能数控系统，航天部 706所研制出 MNC864
数控系统。
20世纪 90年代末，华中数控自主开发出基于 PC-NC
的 HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数
控机床在国际上的竞争力度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
现代数控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、
高一体化、网络化和智能化等方向发展。
1) 高速切削
2．数控加工技术的发展方向
2) 高精度控制
它包括机床制造的几何精度和机床使用的加工精
度控制两方面。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3) 高柔性化
柔性是指机床适应加工对象变化的能力。
4) 高一体化
CNC系统与加工过程作为一个整体，实现机电光声综合
控制。
5) 网络化
实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足
FMS(柔性制造系统 ),CIMS(计算机集成制造系统 )对基
层设备的要求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
6) 智能化
21世纪的 CNC系统将是一个高度智能化的系统。
具体是指系统应在局部或全部实现加工过程的自适应、
自诊断和自调整；多媒体人机接口使用户操作简单，
智能编程使编程更加直观，可使用自然语言编程；加
工数据的自生成及智能数据库；智能监控；采用专家
系统以降低对操作者的要求等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2 数控系统控制原理
1.2.1 CNC硬件组成与控制原理
CNC即计算机数控系统 (Computerized Numerical
Control)的缩写，它是在硬线数控 (NC)系统的基础上发
展起来的，由一台计算机完成早期 NC机床数控装置的
所有功能，并用存储器实现了零件加工程序的存储。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-5是小型计算机 CNC系统构成。数控系统的核
心是计算机数字控制装置，即 CNC装置。它由硬件 (数
控系统本体器件 )和软件 (系统控制程序如编译、中断、
诊断、管理、刀补和插补等 )组成。系统中的一种功能，
可用硬件电路实现，也可用软件实现。新一代的 CNC
系统，大都采用软件来实现数控系统的绝大部分功能。
要增加或更新系统功能时，则只需要更换控制软件即
可，因此,CNC系统较之 NC系统具有更好的通用性和
灵活性。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-5 CNC系统构成
程序 输入设备
输出设备
可编程
控制器
( P L C )
主轴控制单元 主轴电机
速度控制单元 进给电机
位置检测器
机
床
C N C 装置
控制软件
( 软件功能 )
硬件电路
( 硬件功能 )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-6是典型的微处理器数控系统框图。其各组成部
分功用如下所述：
(1) 微处理器 CPU及其总线。它是 CNC装置的核心，
由运算器及控制器两大部分组成。运算器负责数据运算；
而控制器则是将存储器中的程序指令进行译码并向 CNC装
置的各部分发出执行操作的控制信号，且根据所接收的反
馈信息决定下一步的命令操作。总线则是由物理导线构成
的，分成数据线、地址线和控制线等三组。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-6 微处理器数控系统框图
E P R O M
存储器
R A M
存储器
数据输入输出
I / O 接口
P L C 接口
手动数据输入 /
显示单元接口
纸带输入 /
穿孔输出接口
位置控制单元
模拟主轴输出
CRT
穿孔机
放大器
M数模转换 速度控制单元
C P U
辅助
控制
机床强电柜
存 储
零件程序
存 储
控制软件
总
线
操作面板和显示器
读带机
纸带
电机
数模转换
测速
位置检测
主轴
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 存储器。它用以存放 CNC装置的数据、参数和程
序。它包括存放系统控制软件的只读存储器 EPROM和存
放中间运算结果的随机读写存储器 RAM和存放零件加工
程序信息的磁泡存储器或带后备电池的 CMOS RAM。
(3) MDI/CRT接口。 MDI即手动数据输入单元,CRT
为显示器。由数控操作面板上的键盘输入、修改数控程
序和设定加工数据，同时通过 CRT显示出来。 CRT常用
于显示字符或图形信息。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 输入装置 (纸带读入和穿孔输出接口 )。光电阅
读机可将由其他纸带凿孔机所制作的纸带上的程序信
息读入到 CNC装置中，可直接用于控制加工或将程序
转存到存储器中。有的机床还备有穿孔输出的纸带凿
孔机，可将本机上编好的程序制成纸带，用于其他数
控系统中。纸带输入 /输出曾经是数控机床和其他计算
机控制系统交换信息的主要媒介。也有的机床采用磁
带机或磁盘驱动器等媒介，较之纸带输入 /输出更方便。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(5) 数据输入 /输出 (I/O)接口。它是 CNC装置和机床驱
动部件之间来往传递信息的接口，主要用于接收机械操作
面板上的各种开关、按钮以及机床上各行程限位开关等信
号；或将 CNC装置发出的控制信号送到强电柜，以及将各
工作状态指示灯信号送到操作面板等。
(6) 位置控制及主轴控制。它将插补运算后的坐标位
置与位置检测器测得的实际位置值进行比较、放大后得到
速度控制指令，去控制速度控制单元，驱动进给电机，修
正进给误差，保证精度，主要在闭环或半闭环数控机床上
使用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(7) 可编程控制器 (PLC)接口。它用来代替传统机床强电部分
的继电器控制，利用逻辑运算实现各种开关量的控制。
当操作者按下机床操作面板上的“循环启动”按钮后，
就向 CNC装置发出中断请求。一旦 CNC装置所处状态符合
启动条件，则 CNC装置就响应中断，控制程序转入相应的
控制机床运动的中断服务程序。进行插补运算，逐段计算
出各轴的进给速度、插补轨迹等，并将结果输出到进给伺
服控制接口及其他输出接口，控制工作台 (或刀具 )的位移
或其他辅助动作。这样机床就自动地按照零件加工程序的
要求进行切削运动。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.2 CNC系统的软件结构
CNC系统软件是为实现 CNC系统各项功能所编制的
专用软件，也叫控制软件，存放在计算机 EPROM中。
各种 CNC系统的功能设置和控制方案各不相同，它们的
系统软件在结构和规模上差别很大，但是一般都包括输
入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理
程序和诊断程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．输入数据处理程序
它接收输入的零件加工程序，将标准代码表示的加工
指令和数据进行译码、数据处理，并按规定的格式存放。
有的系统还要进行补偿计算，或为插补运算和速度控制等
进行预计算。
(1) 输入程序。它主要有两个任务，一个任务是从光
电阅读机或键盘输入零件加工程序，并将其存放在零件程
序存储器中；另一任务是从零件程序存储器中把零件程序
逐段往外调出，送入缓冲区，以便译码时使用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 译码程序。在输入的零件加工程序中含有零件的
轮廓信息、加工速度和其他辅助功能信息。在计算机作
插补运算与控制操作前，这些信息必须翻译成计算机内
部能识别的语言，译码程序就承担着此项任务。
(3) 数据处理程序。它一般包括刀具半径补偿计算、
速度计算和辅助功能的处理等。刀具半径补偿计算是把
零件轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹。速度计算是解决该
加工数据段以什么样的速度运动。此外，诸如换刀、主
轴启停和切削液开停等辅助功能也在此程序中处理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．插补计算程序
CNC系统根据零件加工程序中提供的数据，如线段
轨迹的种类、起点和终点坐标等进行运算。根据运算结
果，分别向各坐标轴发出进给脉冲。进给脉冲通过伺服
系统驱动工作台或刀具作相应的运动，完成程序规定的
加工任务。
CNC系统的工作方式是一边进行插补运算，一边进
行加工，是一种典型的实时控制方式，所以插补运算的
快慢直接影响机床的进给速度，因此要尽可能地缩短运
算时间，这是插补运算程序的关键。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．速度控制程序
速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的频
率，以保证预定的进给速度。在速度变化较大时，需要
进行自动加减速控制，以避免因速度突变而造成驱动系
统失步。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
4．管理程序
管理程序负责对数据输入、数据处理和插补运算等
为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程序还
要对由面板命令、时钟信号和故障信号等引起的中断进
行处理。有的管理程序可以使多道程序并行工作，如在
插补运算与速度控制的空闲时间进行数据输入处理，即
调用各种功能子程序，完成下一数据段的读入、译码和
数据处理工作，并且保证在数据段加工过程中将下一数
据段准备完毕，一旦本数据段加工完毕，就立即开始下
一数据段的插补加工。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
5．诊断程序
诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故
障，并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发生后，
检查系统各主要部件 (如 CPU、存储器、接口、开关和伺
服系统等 )的功能是否正常，并指出发生故障的部位。
在整体结构上,CNC系统软件可有前后台型和中断
型两种不同的处理方式。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
前后台型结构是将整个 CNC系统软件分为前台程序和
后台程序。前台程序为实时中断程序，承担了几乎全部实
时任务，实现插补、位置控制，即数控机床开关逻辑控制
等实时功能。后台程序又称背景程序，实现零件程序的输
入、预处理和管理等各项任务。通常情况下是在背景程序
控制中，需要实时加工等操作时就调用前台程序，前台程
序完成或强行中断后，即返回背景程序控制状态。
中断型结构将 CNC的各功能模块分别安排在不同级别
的中断程序中，无前、后台之分。但中断程序有不同的中
断级别，级别高的可以打断级别低的中断程序，系统通过
各级中断服务程序间的通信来进行处理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.3 插补原理
插补是在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点
之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一
些中间点。
数控加工中就是,CNC装置根据程序中给定的线段
方式和端点信息进行相应的数学计算，以插补运算出的
中间密化点为趋近目标，不断地向各个坐标轴发出相互
协调的进给脉冲或数据，使被控机械部件按趋近指定的
路线移动，从而最大限度地保证加工轨迹与理想轨迹相
一致。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
插补运算可有硬件插补 (插补器 )和软件插补两种。
而按插补计算方法又分为逐点比较法、数字积分法、
时间分割法和样条插补法等多种。
下面以逐点比较法介绍一下插补运算的原理。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
逐点比较法是以区域判别为特征，每走一步都要将
加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判
别一下偏差，然后决定下一步的走向。如果走到外面去
了，下一步就向里面走；反之亦，以缩小偏差，这样得
到一个接近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个脉
冲当量。
如图 1-7所示的直线 OA，取起点 O为坐标原点，终点
为 A(Xe,Ye)。已知 M(Xm,Ym)点为动态加工点，若 m点
正好在 OA直线上，则有：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-7 逐点比较插补法及其工作节拍
1
2
3
4
1 2 3 4 5 X
Y
F
m
＜ 0
M ( X
m
,Y
m
)
A ( X
e
,Y
e
)
0
B
A
F
m
＜ 0
F
m
＞ 0
R
0
X
Y
起 始
初始化
X
e
,Y
e
,E
F
m
≥0
＋ Y 走一步
F
m
←F
m
＋ X
e
＋ X 走一步
F
m
←F
m
－ Y
e
E ←E － 1
E ＝ 0
结 束
Y N
N
Y
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别
终点到
插补结束
未到
插补开始
F
m
＞ 0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
e
e
m
m
Y
X
Y
X ?
即
XeYm ? XmYe = 0
可取 Fm = XeYm ? XmYe 作为直线插补的偏差判别式。
若 Fm = 0，表明 m点正好在直线上；
若 Fm ＞ 0，表明 m点在直线的上方；
若 Fm ＜ 0，表明 m点在直线下方。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
由于 Fm计算处理复杂，因此实际中常采用迭代法或
递推法进一步推算。
若某处有 Fm ＜ 0，应沿 +Y方向走一步到达新点
m+1(Xm,Ym+1)，则新偏差为：
若某处有 Fm ≥0，应沿 +X方向走一步到达新点
m+1(Xm+1,Ym)，则新偏差为：
Fm+1 = XeYm ? Xm+1Ye?=?XeYm ? (Xm+1)Ye?= Fm ? Ye
Fm+1 = XeYm+1 ? XmYe = Xe(Ym +1) ? XmYe= Fm + Xe
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
这样偏差计算式中只要将前一点的偏差值与已知的
终点坐标值相加或相减, 即可求得新的偏差值 。
对于其他三个象限的直线插补运算, 可用相同的原
理获得 。
在如图 1-7中所示的圆弧的插补运算与直线插补运算
法类似, 只是其偏差判别式有所不同 。 圆弧的偏差判别
式为 Fm = Xm2 + Ym2 ?R2。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
逐点比较法能实现直线、圆弧和非圆二次曲线的
插补，插补精度较高，在我国和日本数控机床中多用
逐点比较法；在欧美则多用数字积分法；而对于闭环
控制的机床中，则多采用时间分割法。
现代数控机床大都是在编程计算时先采用拟合逼
近方法将曲线转化为直线或圆弧后再进行加工的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.2.4 典型数控系统
1．日本 FANUC系列数控系统
FANUC公司生产的 CNC产品主要有 FS3,FS6、
FS0,FS10/11/12,FS15,FS16,FS18和 FS21/210等系
列。目前，我国用户主要使用的有 FS0系列,FS15、
FS16,FS18和 FS21/210等系列。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．德国 SIEMENS公司的 SINUMERIK系列数
控系统
SINUMERIK系列数控系统主要有 SINUMERIK3、
SINUMERIK8,SINUMERIK810/820、
SINUMERIK850/880和 SINUMERIK840等产品。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．华中数控系统 HNC
HNC是武汉华中数控研制开发的国产型数控系统。
(1) 华中 1型数控系统。该数控系统有 HNC－ 1M铣
床、加工中心数控系统,HNC－ 1T车床数控系统,HNC
－ 1Y齿轮加工数控系统,HNC－ 1P数字化仿形加工数控
系统,HNC－ 1L激光加工数控系统,HNC－ 1G五轴联
动工具磨床数控系统和 HNC－ 1FP锻压、冲压加工数控
系统,HNC－ 1ME多功能小型数控铣系统,HNC－ 1TE
多功能小型数控车系统和 HNC－ 1S高速珩缝机数控系统
等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 华中 2000型数控系统。 HNC－ 2000型是在 HNC－
1型数控系统的基础上开发的高档数控系统。该系统采用
通用工业 PC,TFT真彩液晶显示，具有多轴多通道控制
功能和内装式 PC，可与多种伺服驱动单元配套使用，具
有开放性好，结构紧凑，集成度高，性价比高和操作维
护方便等优点。同样，它也有系列派生的数控系统 HNC
－ 2000M,HNC－ 2000T,HNC－ 2000Y,HNC－ 2000L、
HNC－ 2000G等。
此外，国产的数控系统还有航天 I型和蓝天 I型，它
们采用前后台结构，为多机数控系统。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3 数控机床及其坐标系统
1.3.1 数控机床及其分类
比较：驱动坐标工作台的电机已经由传统的三相交
流电机换成了步进电机或交、直流伺服电机；由于电机
的速度容易控制，所以传统的齿轮变速机构已经很少采
用了。还有很多机床取消了坐标工作台的机械式手摇调
节机构，取而代之的是按键式的脉冲触发控制器或手摇
脉冲发生器。坐标读数也已经是精确的数字显示方式，
而且加工轨迹及进度也能非常直观地通过显示器显示出
来。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．按加工工艺方法分类
按传统的加工工艺方法来分有：数控车床、数控钻
床、数控镗床、数控铣床、数控磨床、数控齿轮加工机
床、数控冲床、数控折弯机、数控电加工机床、数控激
光与火焰切割机和加工中心等。其中，现代数控铣床基
本上都兼有钻镗加工功能。当某数控机床具有自动换刀
功能时，即可称之为“加工中心”。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．按加工控制路线分类
有点位控制机床、直线控制机床和轮廓控制机床。
(1) 点位控制机床。它如图 1-8(a)所示，只控制刀
具从一点向另一点移动，而不管其中间行走轨迹的控
制方式。属于点位控制的典型机床有数控钻床、数控
镗床和数控冲床等。这类机床的数控功能主要用于控
制加工部位的相对位置精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-8 按加工控制路线分类
(a) 点位控制； (b) 直线控制； (c) 轮廓控制
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 直线控制机床。它如图 1-8(b)所示，可控制刀具
相对于工作台以适当的进给速度，沿着平行于某一坐标
轴方向或与坐标轴成 45° 的斜线方向作直线轨迹的加工。
这种方式是一次同时只有某一轴在运动，或让两轴以相
同的速度同时运动以形成 45度的斜线，所以其控制难度
不大，系统结构比较简单。
一般地，都是将点位与直线控制方式结合起来，组
成点位直线控制系统而用于机床上。这种形式的典型机
床有车阶梯轴的数控车床、数控镗铣床和简单加工中心
等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 轮廓控制机床。它又称连续控制机床。如图 1-
8(c)所示，可控制刀具相对于工件作连续轨迹的运动，
能加工任意斜率的直线，任意大小的圆弧，配以自动编
程计算，可加工任意形状的曲线和曲面。
典型的轮廓控制型机床有数控铣床、功能完善的数
控车床、数控磨床和数控电加工机床等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．按机床所用进给伺服系统不同分类
有开环伺服系统型、闭环伺服系统型和半闭环伺服
系统型，见 1.3.2节。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
4．按所用数控装置的不同分类
有 NC硬线数控和 CNC软线数控机床。
(1) NC硬线数控机床。其计算控制多采用逻辑电
路板等专用硬件的形式。要改变功能时，需要改变硬
件电路，因此通用性差，制造维护难，成本高。
(2) CNC软线数控机床。其计算控制的大部分功能
都是通过小型或微型计算机的系统控制软件来实现的。
不同功能的机床其系统软件就不同。当需要扩充功能时，
只需改变系统软件即可。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
5．按控制坐标轴数目分类
按机床数控装置能同时联动控制的坐标轴的数目
来分，有两坐标联动数控机床、三坐标联动数控机床
和多坐标联动数控机床。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.2 数控机床的进给伺服系统
数控机床的进给伺服系统由伺服电路、伺服驱动装
置、机械传动机构和执行部件组成。
它的作用是：接受数控系统发出的进给速度和位移
指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经
伺服驱动装置 (直流、交流伺服电机，电液动脉冲马达和
功率步进电机等 )和机械传动机构，驱动机床的工作台等
执行部件实现工件进给和快速运动。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．开环伺服系统
开环伺服系统的伺服驱动装置主要是步进电机、
功率步进电机和电液脉冲马达等。如图 1-9所示。每给
一脉冲信号，步进电机就转过一定的角度，工作台就
走过一个脉冲当量的距离。数控装置按程序加工要求
控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序，达到控制执
行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。
由于它没有检测和反馈系统，故称之为开环。 其
特点是结构简单，维护方便，成本较低。但加工精度
不高，如果采取螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施，
定位精度可稍有提高。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-9 开环伺服系统
螺 母
步 进 电 机
功 率
放 大
环 形
分 配
C N C
丝 杠
滑 板 （ 工 作 台 ）
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．半闭环伺服系统
半闭环伺服系统具有检测和反馈系统，如图 1-10所
示。测量元件 (脉冲编码器、旋转变压器和圆感应同步器
等 )装在丝杠或伺服电机的轴端部，通过测量元件检测丝
杠或电机的回转角。间接测出机床运动部件的位移，经
反馈回路送回控制系统和伺服系统，并与控制指令值相
比较。
由于只对中间环节进行反馈控制，丝杠和螺母副部
分还在控制环节之外，故称半闭环。 对丝杠螺母副的机
械误差，需要在数控装置中用间隙补偿和螺距误差补偿
来减小。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-10 半闭环伺服系统
螺 母
丝 杠
滑 板 （ 工 作 台 ）
伺 服
放 大 器
C N C 比 较 器
角 位 移
测 量 装 置
反 馈 信 号
指 令 信 号
伺 服 电 机
丝杠
螺母
伺服电机
滑板 ( 工作台 )
角位移
测量装置
伺 服
放大器
比较器C N C
指令信号
反馈信号
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．闭环伺服系统
闭环伺服系统如图 1-11所示。它的工作原理和半闭
环伺服系统相同，但测量元件 (直线感应同步器、长光
栅等 )装在工作台上，可直接测出工作台的实际位置。
该系统将所有部分都包含在控制环之内，可消除机
械系统引起的误差，精度高于半闭环伺服系统，但系统
结构较复杂，控制稳定性较难保证，成本高，调试维修
困难。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束图 1-11 闭环伺服系统
螺 母
丝 杠
伺 服
放 大 器
C N C 比 较 器
反 馈 信 号
指 令 信 号
直 线 位 移
测 量 装 置
滑 板 （ 工 作 台 ）
伺 服 电 机
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.3 数控机床的主轴驱动
1．对主轴驱动的要求
(1) 数控机床主传动要有较宽的调速范围并尽可能实
现无级变速。
(2) 较高的回转精度和良好的动态响应性能。应能
对主轴负载进行检测控制，有过载报警功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 有旋转进给轴 (C轴 )的控制功能。要求主轴能与其
他进给轴同时实现联动控制，如在车螺纹、攻丝等加工。
(4) 具有恒线速切削功能。如在端面车削加工时，这
就要求主轴转速能随着车削直径的改变而自动变化。
(5) 主轴准停控制功能。在加工中心上自动换刀时或
执行某些特定的加工动作时，要求主轴需停在一个固定
不变的方位上，这就需要主轴有高精度的准停控制功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．主轴调速与驱动
主轴驱动的调速电机主要有直流电动机和交流电动
机两大类。
直流电动机可采用改变电枢电压 (降压调速 )或改变
励磁电流 (弱磁调速 )的方法实现无级调速，降压调速可
获得恒转矩，弱磁调速可获得恒功率输出。
交流电动机目前广泛采用矢量控制的变频调速方法，
变频器应同时有调频兼调压的功能以适应负载特性的要
求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
仅采用无级调速，虽然可使主轴齿轮箱大为简化，
但其低速段输出扭矩常常无法满足机床强力切削的要
求。
数控机床常用机电结合的方法，即同时 采用电动
机无级调速和机械齿轮变速 两种方法，按照控制指令
自动调速，以同时满足对主传动调速和输出大扭矩的
要求。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控机床的主轴驱动主要有以下四种配置方式。
(1) 带有变速齿轮的主传动，如图 1-12(a)所示。通过
少数几对齿轮降速，增大输出扭矩，可以满足主轴低速
时有足够的扭矩输出。
(2) 通过带传动的主传动，如图 1-12(b)所示。电动机
与主轴通过形带或同步齿形带传动，不用齿轮传动，可
避免振动和噪声。适用于高速、低转矩特性要求的主轴。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-12 数控机床的主轴驱动方式
电 动 机
电 动 机
电 动 机
电 动 机
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 用两个电动机分别驱动主轴，如图 1-12(c)所示。
高速时，通过皮带直接驱动主轴旋转；低速时，另一个
电动机通过齿轮传动驱动主轴旋转。
(4) 内装电动机主轴传动结构，如图 1-12(d)所示。这
种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，提高
了主轴部件的刚度；但输出扭矩小，电动机发热对主轴
的影响较大。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．主轴准停装置
加工中心的主轴部件上的主轴准停装置，就是使主
轴每次都能准确地停在固定不变的周向位置上，以保证
自动换刀时主轴上的端面键能对准刀柄上的键槽。
主轴准停装置一般分为机械式和电气式两种。如图
1-13所示是一电气式准停装置的原理图。当主轴需要停
转换刀时，数控装置发出主轴准停的指令，电机降速，
在主轴以最低转速慢转几圈且永久磁铁对准磁传感器时，
磁传感器发出回应信号，经放大后，有定向电路控制主
轴电机停在规定的周向位置上。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-13 主轴准停装置
定 向 电 路
放 大 器
主 轴
电 动 机
传 动 带
带 轮
主 轴
垫 片
永 久 磁 铁
磁 传 感 器
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.4 数控机床的坐标轴与运动方向
数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标
系。如图 1-14所示,X,Y,Z直线进给坐标系按右手定
则规定，而围绕 X,Y,Z轴旋转的圆周进给坐标轴 A、
B,C则按右手螺旋定则判定。机床各坐标轴及其正方
向的确定原则是：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-14 笛卡尔直角坐标系统
+ Z
+ Y
+ Z
+ C
+ X
+ Y
+ B
+ X
+ A
+ A, + B
或 + C
+ X, + Y 或 + Z
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 先确定 Z轴。 以平行于机床主轴的刀具运动坐标为
Z轴,若有多根主轴，则可选垂直于工件装夹面的主轴为
主要主轴,Z坐标则平行于该主轴轴线。若没有主轴，则
规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为 Z轴。
Z轴正方向是使刀具远离工件的方向 。如立式铣床，
主轴箱的上、下或主轴本身的上、下即可定为 Z轴，且是
向上为正；若主轴不能上下动作，则工作台的上、下便
为 Z轴，此时工作台向下运动的方向定为正向。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 再确定 X轴。 X轴为水平方向且垂直于 Z轴并平行
于工件的装夹面。 在工件旋转的机床 (如车床、外圆磨床 )
上,X轴的运动方向是径向的，与横向导轨平行。刀具离
开工件旋转中心的方向是正方向。
对于刀具旋转的机床，若 Z轴为水平 (如卧式铣床、
镗床 )，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方
向为 X轴正向，若 Z轴为垂直 (如立式铣、镗床，钻床 )，
则从刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为 X轴
正向。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 最后确定 Y轴。在确定了 X,Z轴的正方向后，即可按右
手定则定出 Y轴正方向。
图 1-15 数控机床坐标系示例
(a) 卧式车床； (b) 立式铣床
Y
Z
Z
X
X
Z
X
X
Z
X
Z
X
Z
Y
( a ) ( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
上述坐标轴正方向, 均是假定工件不动, 刀具相对
于工件作进给运动而确定的方向, 即刀具运动坐标系 。
但在实际机床加工时, 有很多都是刀具相对不动,
而工件相对于刀具移动实现进给运动的情况 。 此时, 应
在各轴字母后加上, ?’ ?” 表示工件运动坐标系 。 按相
对运动关系, 工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方
向相反, 即有：
+X = ?X’ +Y = ?Y’ +Z = ?Z’ +A = ?A’ +B =??B’
+C=?C’
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
事实上，不管是刀具运动还是工件运动，在进行编
程计算时，一律都是假定工件不动，按刀具相对运动的
坐标来编程。
机床操作面板上的轴移动按钮所对应的正负运动方
向，也应该是和编程用的刀具运动坐标方向相一致。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此外，如果在基本的直角坐标轴 X,Y,Z之外，还有其他轴线平
行于 X,Y,Z，则附加的直角坐标系指定为 U,V,W和 P,Q,R，如
图 1-16所示。
图 1-16 多轴数控机床坐标系示例
(a) 卧式镗铣床； (b) 六轴加工中心
+ X
B
+ X '
+ W
+ Z
+ Y
+ Y
B
+ Z
C
+ X
+ W
＋ Y
＋ Z
＋ W
＋ X′
B
＋ X
＋ Z
＋ W
B
＋ Y
＋ X
C
( a ) ( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.5 机床原点、参考点和工件原点
机床原点就是机床坐标系的原点 。它是机床上的一
个固定的点，由制造厂家确定。机床坐标系是通过回参
考点操作来确立的，参考点是确立机床坐标系的参照点。
数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数
控铣床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处，
但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用
户手册。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
参考点 (或机床原点 )是用于对机床工作台 (或滑板 )
与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点,一般
都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。该位置是在
每个轴上用挡块和限位开关精确地预先调整好的，它相
对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。
每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动
等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，
进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
在对零件图形进行编程计算时，必须要建立用于编
程的坐标系，其坐标原点即为程序原点。
而要把程序应用到机床上，程序原点应该放在工件
毛坯的什么位置，其在机床坐标系中的坐标是多少，这
些都必须让机床的数控系统知道，这一操作就是对刀。
编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系，坐标原
点就称之为工件原点。工件原点一般按如下原则选取：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 工件原点应选在工件图样的尺寸基准上。
(2) 能使工件方便地装夹、测量和检验。
(3) 尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面
上，这样可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致
性。
(4) 对于有对称几何形状的零件，工件原点最好选
在对称中心点上。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定
在工件的左端面或右端面。
铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一
个角上或工件对称中心处，进刀深度方向上的零点，
大多取在工件表面，如图 1-17所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-17 坐标原点与参考点
X
WM
参 考 点
定 位 开 关
X
Z
X
Z X
Y
Z
M
R
W
Z
机 床 原 点
参 考 点
程 序 原 点
M
W
P
工 件 原 点
R
R
M
X
Z
M
R
Z
X
X
Z
参 考 点
定位开关
工件原点
程序原点
参考点
机床原点
R
Z
W
P
R
X
Y
Z
M
R
W
P W
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于编程和操作加工采取分开管理机制的生产单
位，编程人员只需要将其编程坐标系和程序原点填写
在相应的工艺卡片上即可。
而操作加工人员则应根据工件装夹情况适当调整
程序上建立工件坐标系的程序指令，或采用原点预置
的方法调整修改原点预置值，以保证程序原点与工件
原点的一致性。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.3.6 绝对坐标编程和相对坐标编程
当运动轨迹的终点坐标是相对于线段的起点来计
量的话，称为相对坐标编程。
当所有坐标点的坐标值均从某一固定的坐标原点
计量的话，即为绝对坐标编程。
例如，要从图 1-18中的 A点走到 B点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-18 绝对坐标和相对坐标
Y
A
B
X18
30
120
15
20
35
用绝对坐标编程为,X12.0 Y15.0；
若用相对坐标编程则为,X-18.0 Y-20.0。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
采用绝对坐标编程时，程序指令中的坐标值随着程
序原点的不同而不同；而采用相对坐标编程时，程序指
令中的坐标值则与程序原点的位置没有关系。
同样的加工轨迹，既可用绝对编程也可用相对编程，
但有时候，采用恰当的编程方式，可以大大简化程序的
编写。因此，实际编程时应根据使用状况选用合适的编
程方式。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4 数控编程基础
1.4.1 数控加工程序的格式
数控程序按程序段 (行 )的表达形式可分为固定顺序
格式、表格顺序格式和地址数字格式三种。
固定顺序格式属于早期采用的数控程序格式，因其
可读性差、编程不直观等原因，现已基本不用。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表格顺序格式程序的每个程序行都具有统一的格式，
加工用数据间用固定的分隔符分隔，其编程工作类似于
填表。国产数控快走丝线切割机床所采用的 3B,4B程序
格式就是。
地址数字格式程序是 ISO。其组成程序的最基本的单
位称之为“字”，每个字由地址字符 (英文字母 )加上带
符号的数字组成。各种指令字组合而成的一行即为程序
段，整个程序则由多个程序段组成。即,字母 +符号 +数
字 → 指令字 → 程序段 → 程序。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
一般地，一个程序行可按如下形式书写：
N04 G02 X43 Y43…F32 S04 T02 M02
程序行中：
N04—— N表示程序段号,04表示其后最多可跟 4位
数，数字最前的 0可省略不写。
G02—— G为准备功能字,02表示其后最多可跟 2位
数，数字最前的 0可省略不写。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
X ± 43,Y ± 43—— 坐标功能字,± 表示后跟的
数字值有正负之分，正号可省略，负号不能省略。 43表
示小数点前取 4位数，小数点后可跟 3位数。程序中第一
坐标系的 X,Y,Z；第二坐标字 U,V,W；第三坐标
字 P,Q,R以及表示圆弧圆心相对位置的坐标字 I,J、
K；还用到绕 X,Y,Z旋转的对应坐标字 A,B,C等。
F32—— F为进给速度指令字,32表示小数点前取 3
位数，小数点后可跟 2位数。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
S04--S为主轴转速指令字,04表示其后最多可跟 4
位数，数字最前的 0可省略不写。
T02--T为刀具功能字,02表示其后最多可跟 2位数，
数字最前的 0可省略不写。
M02--M为辅助功能字,02表示其后最多可跟 2位
数，数字最前的 0可省略不写。
总体来说，在地址数字格式程序中代码字的排列
顺序没有严格的要求，不需要的代码字可以不写。整
个程序的书写相对来说是比较自由的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-19 编程图例
X
Y
Z
Z
X
Y
如图 1-19所示，要铣削一个轨迹为长 10 mm、宽 8
mm的长方形，其程序可简单编写如下：
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
O 0 0 1 1
N 1 G 9 2 X 1 0,0 Y 5,0 Z5 0,0
N 2 S2 0 0 T 0 1 M0 3
N 3 G 9 0 G 0 0 Z 1 0,0
G 0 1 Z? 5,0 F1 0 0 M0 8
G 9 1 G 4 1 Y 5,0 D 01
G 0 1 Y 8,0
X? 1 0,0
Y? 8,0
X? 1 0,0
G 0 0 G 4 0 Y? 5,0 M0 9
Z50,0
M0 2
主程序番号
建立工件坐标系
选刀，让主轴正转
快速下刀到上表面附近
工进下刀，同时开切削液
切入，同时加刀补
铣短边
铣长边
铣短边
铣长边
切出，取消刀补，关切削液
提刀
停机结束
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此外，为了方便程序编写，有时也往往将一些多次
重复用到的程序段，单独抽出做成子程序存放，这样就
将整个加工程序做成了 主 -子程序 的结构形式。
在执行主程序的过程中，如果需要，可多次重复调
用子程序，有的还允许在子程序中再调用另外的子程序，
即所谓,多层嵌套”,从而大大简化了编程工作。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
即使是广为应用的地址数字程序格式，不同的生
产厂家，不同的数控系统，由于其各种功能指令的设
定不同，所以对应的程序格式也有所差别。
在加工编程时，一定要先了解清楚机床所用的数控
系统及其编程格式后才能着手进行。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4.2 程序编制的过程及方法
1．程序编制过程
(1) 分析零件图纸。要分析零件的材料、形状、尺寸、
精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否
适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。
有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序
或哪几个表面。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 确定工艺过程。确定零件的加工方法 (如采用的
工夹具、装夹定位方法等 )和加工路线 (如对刀点、走刀
路线 )，并确定加工用量等工艺参数 (如切削进给速度、
主轴转速、切削宽度和深度等 )。
(3) 数值计算。根据零件图纸和确定的加工路线，
算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素
的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何
元素的交点和切点等的计算。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 编写程序单。根据加工路线计算出的数据和已确
定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加
工程序单。
(5) 制备控制介质。按程序单将程序内容记录在控制
介质 (如穿孔纸带 )上作为数控装置的输入信息。
(6) 程序调试和检验。可通过模拟软件来模拟实际加
工过程，或将程序送到机床数控装置后进行空运行等，
发现错误则应及时修正，一直到程序能正确执行为止。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．程序编制方法
数控程序的编制方法有手工编程和自动编程两种。
(1) 手工编程。从零件图样分析及工艺处理、数值
计算、书写程序单、制穿孔纸带直至程序的校验等各
个步骤，均由人工完成，则属手工编程。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 自动编程。编程工作的大部分或全部由计算机
完成的过程称自动编程。
编程人员只要根据零件图纸和工艺要求，用规定
的语言编写一个源程序或者将图形信息输入到计算机
中，由计算机自动地进行处理，计算出刀具中心的轨
迹，编写出加工程序清单，并自动制成所需控制介质。
由于走刀轨迹可由计算机自动绘出，所以可方便地对
编程错误作及时修正。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.4.3 程序传送的载体
1．穿孔纸带
穿孔纸带是早期数控机床上常用的控制介质。把数
控程序按一定的规则制成穿孔纸带，数控机床通过纸带
阅读装置把纸带上的孔位信息代码转换成数控装置可以
识别的电信号，经识别和译码后分别输送到相应的寄存
器，以这些指令作为控制与运算的原始依据，控制器根
据指令控制运算及输出装置，达到对机床控制的目的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-20 八单位数控纸带
1
2
3
φ 1, 8 3 ± 0, 0 1
信 号 孔
信 号 孔
φ 1, 8 3 ± 0, 0 1
4
5
6
7
8
2
.5
4
2
,5
4
同 步 孔
φ 1, 1 7 ± 0, 0 1
1
G
0
X
-
5
.
2
Y
0
G 0 1 X - 5, 2 Y 0
4
5
6
7
8
信号孔
? 1, 8 3 ± 0, 0 1
? 1, 7 ± 0, 0 1
同步孔
2
.54
2
.54
信号孔
? 1, 8 3 ± 0, 0 1
G 0 1 X- 5, 2 Y 0
1
2
3
0
1
X
-
.
2
Y
0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．数据磁带
3．软磁盘或联机控制 (dnc)
4,MDI手动输入
它是利用数控机床操作面板上的键盘，将编好的
程序直接输入到数控系统中，并可以通过 CRT显示器
显示有关内容，以便发现错误时能及时修改。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5 数控加工的工艺处理
数控加工工艺处理的主要内容有：
(1) 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内
容。
(2) 分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求，
在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路
线，如工序的划分、加工顺序的安排与传统加工工序的
衔接等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(4) 调整数控加工工序的程序。如对刀点和换刀点
的选择，加工路线的确定和刀具的补偿。
(3) 设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定
位与夹具、刀具的选择和切削用量的确定等。
(5) 分配数控加工中的容差。
(6) 处理数控机床上部分工艺指令。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.1 数控加工零件及加工方法的选定
一般来说，数控机床最适合加工具有如下特点的零件：
(1) 多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零
件，短期急需的零件。
(2) 轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。
(3) 用普通机床加工较困难或无法加工 (需昂贵的工
艺装备 )的零件。
(4) 价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度
和表面粗糙度的要求。由于获得同样精度所用的加工
方法很多，因而实际选择时，要结合零件的形状、尺
寸大小和热处理要求等全面考虑。
例如，对 IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等
加工方法均可达到要求，但箱体上的孔一般采用镗削
或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择
铰孔；当孔径较大时，则应选择镗孔。此外，还应考
虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实
际情况。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
一般地，数控车床适合于加工形状比较复杂的
轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔；
立式数控铣床适合于加工平面凸轮、样板、形状
复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等；
卧式数控铣床则适合于加工箱体、泵体和壳体
类零件；
多坐标联动的加工中心还可以用于加工各种复
杂的曲线、曲面、叶轮和模具等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
零件上比较精确表面的加工，常常是通过粗加工、
半精加工和精加工逐步达到的。
确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表
面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需的加工
方法。
表 1-1列出了钻、镗、铰等几种加工方法所能达到的
精度等级及其工序，可供参考。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-1 H13～ H7孔加工方式 (孔深 /孔径 ≤5)
孔 的 毛 坯 性 质
孔的精度
在实体材料上加工孔 预先铸出或热冲出的孔
H 1 3,H 1 2 一次钻孔 用扩孔钻钻孔或镗刀镗孔
H 1 1
孔径≤ 10,一次钻孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔或扩孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、扩、镗
孔径≤ 80,粗扩、精扩；或用镗刀
粗镗、精镗；或根据余量一次镗孔或
扩孔
H 1 0
H9
孔径≤ 10,钻孔或铰孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔、扩孔或铰孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、镗、铰 ( 或镗 )
孔径≤ 80,用镗刀粗镗 ( 一次或二次，
根据余量而定 ) ；铰孔 ( 或精镗 )
H8
H7
孔径≤ 10,钻孔、扩孔、铰孔
孔径＞ 10 ～ 30,钻孔或扩孔；一、二次铰孔
孔径＞ 30 ～ 80,钻、扩或钻、扩、镗
孔径≤ 80, 用镗刀粗镗 ( 一次或二次，
根据余量而定 ) 或半精镗；精镗或精铰
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.2 加工工序的划分
1．按零件装夹定位方式与加工部位划分
由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也
有所不同，故加工时其定位方式各有差异。一般在加工
外形时，以内形定位；在加工内形时，则以外形定位。
因而可 根据定位方式的不同来划分工序 。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
第一道工序可在普通机床上进行，以外圆表面和 B平面定位，
加工端面 A和 ?22H7的内孔；然后，再加工端面 B和 ? 4H7的工艺孔。
A
B
R 3 8
φ 2 2 H 7 φ 4 H 7
2 - R 1 1
R 2 2
2 5
6 0 °
3 0
第二道工序以已加工过的两个孔和一个端面定位，在数控铣上
铣削凸轮外表面曲线。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
先铣平面后，经一段时间释放残余变形，然后再加
工孔，可保证加工出高精度的孔。
所以，应先加工平面、定位面，再加工孔；先加工
形状简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工
低精度部位，再加工高精度部位。
一般地，为提高机床寿命，保证精度、降低成本，
通常把粗加工特别是零件的基准面、定位面在普通机床
上加工。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．按粗、精加工方式划分
根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工
序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗
加工再精加工。
粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零
件的变形能得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件
的加工精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．按所用刀具划分工序
为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的
定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件。即在一
次装夹中，尽可能用同一把刀具加工完成所有可能加工
到的部位，然后再换另一把刀具加工其他部位。
在专用数控机床和加工中心上常采用此法。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.3 工件的安装与夹具的选择
1．定位装夹的基本原则
(1) 力求设计、工艺与编程计算的基准统一。
(2) 尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，
加工出全部待加工表面。
(3) 避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发
挥数控机床的效能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是
要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二
是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还
要考虑以下几点：
(1) 当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、
可调式夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间，节
省生产费用。当达到一定批量生产时才考虑用专用夹具，
并力求结构简单。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的
加工。
此外，为提高数控加工的效率，在成批生产中，还
可采用多位、多件夹具。
(2) 零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床
的停顿时间。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.4 对刀点与换刀点的确定
在进行数控加工编程时，往往是将整个刀具浓缩视
为一个点，那就是“刀位点”。它是在刀具上用于表现
刀具位置的参照点。
一般来说，立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具轴线与
刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点为球心；镗刀、车
刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头
底面中心；线切割的刀位点则是线电极的轴心与零件面
的交点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对刀操作就是要测定出在程序起点处刀具刀位
点 (即对刀点，也称起刀点 )相对于机床原点以及工件
原点的坐标位置。
如图 1-23所示，对刀点相对于机床原点为 (X0，
Y0)，相对于工件原点为 (X1,Y1)，据此便可明确地
表示出机床坐标系、工件坐标系和对刀点之间的位置
关系。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-23 对刀点与换刀点
X
2
X
0
X
1
Y
1
Y
0
Y
2
X机床
原点
对刀点
工件原点
换刀点
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控机床对刀时常采用千分表、对刀测头或对刀瞄
准仪进行找正对刀，具有很高的对刀精度。对有原点预
置功能的 CNC系统，设定好后，数控系统即将原点坐标
存储起来。在编程时，应正确地选择“对刀点”的位置。
其大致选择原则是：
(1) 便于数学处理和简化程序编制。
(2) 在机床上找正容易，加工中便于检查。
(3) 引起的加工误差小。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面，尽可
能设在零件的设计基准或工艺基准上。
对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。
成批生产时，为减少多次对刀带来的误差，常将对
刀点既作为程序的起点，也作为程序的终点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
换刀点则是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位
置点。
换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰
撞工件和其他部件为准。
如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中
心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，
则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些
点，都是便于计算的相对固定点。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.5 加工路线的确定
加工路线是指刀具刀位点相对于工件运动的轨迹和方向。
其主要确定原则如下：
(1) 加工方式、路线应保证被加工零件的精度和表面
粗糙度。如铣削轮廓时，应尽量采用顺铣。
(2) 尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间，尽量使
加工路线最短。
(3) 进、退刀位置应选在不大重要的位置，并且使刀
具尽量沿切线方向进、退刀，避免采用法向进、退刀和
进给中途停顿而产生刀痕。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对点位控制机床，只要求定位精度较高，定位过程
尽可能快，而刀具相对于工件的运动路线无关紧要。因
此，这类机床应按空程最短来安排加工路线。
但对孔位精度要求较高的孔系加工，还应注意在安
排孔加工顺序时，防止将机床坐标轴的反向间隙带入而
影响孔位精度。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-24所示零件
图 1-24 点位加工路线
P
5
6
43
2
1
X
Y
对刀点
( b )
对刀点
Y
X
( a )
1
2
3 4
5
6
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
分析图 1-24所示零件
若按 (a)图所示路线加工时，由于 5,6孔与 1,2、
3,4孔定位方向相反,Y方向反向间隙会使定位误差
增加，影响 5,6孔与其他孔的位置精度。
按 (b)图路线，加工完 4孔后往上多移动一段距离
到 P点，然后再折回来加工 5,6孔，使方向一致，可
避免引入反向间隙。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于车削，可考虑将毛坯件上过多的余量，特别
是含铸、锻硬皮层的余量安排在普通车床上加工。
如必须用数控车加工时，则要注意程序的灵活安排。
可用一些子程序 (或粗车循环 )对余量过多的部位先作一
定的切削加工。在安排粗车路线时，应让每次切削所留
的余量相等。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-25 90° 主偏刀车外圆的情况
e
e
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-25所示，若以 90° 主偏刀分层车外圆，合理
的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离 e(e可
取 0.05 mm)。这样就可防止主切削刃在每次切削终点处
受到瞬时重负荷的冲击。
当刀具的主偏角大于但仍接近 90° 时，也宜作出层
层递退的安排，经验表明，这对延长粗加工刀具的寿命
是有利的。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
铣削平面零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。
为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，应对刀具的切入
和切出程序精心设计。
如图 1-26(a)所示，铣削外表面轮廓时，铣刀的切入、
切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出零
件表面，而不应沿法线方向直接切入零件，引入点选在
尖点处较妥。
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
引入
引出
( a )
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
切向引入
法向引入
切向引出
( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 1-26(b)所示，铣削内轮廓表面时，切入和切出
无法外延，这时铣刀可沿法线方向切入和切出或加引入
引出弧改向，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何
元素的交点处。但是，在沿法线方向切入 /切出时，还应
避免产生过切的可能性。
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
引入
引出
( a )
切 向 引 入
法 向 引 入
切 向 引 出
( a ) ( b )
( c ) ( d )
引 出
引 入
( a )
( b )
切向引入
法向引入
切向引出
( b )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于槽形铣削，若为通槽，可采用行切法来回铣切，
走刀换向在工件外部进行，如图 1-27(a)所示。
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
图 1-27 铣槽方案
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若为封闭凹槽，可有图示 (b),(c),(d)三种走刀
方案。图 (b)为行切法，图 (c)为环切法，图 (d)为先用
行切法，最后用环切法一刀光整轮廓表面。这三种方
案中,(b)图方案最差,(d)图方案最好。
( a ) ( b ) ( c ) ( d )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于带岛屿的槽形铣削，如图 1-28所示
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
对于带岛屿的槽形铣削，如图 1-28所示，若封闭凹
槽内还有形状凸起的岛屿，则以保证每次走刀路线与轮
廓的交点数不超过两个为原则，按图 (a)方式将岛屿两侧
视为两个内槽分别进行切削，最后用环切方式对整个槽
形内外轮廓精切一刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若按图 (b)方式，来回地从一侧顺次铣切到另一侧，
必然会因频繁地抬刀和下刀而增加工时。
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
如图 (c)所示，当岛屿间形成的槽缝小于刀具直径，
则必然将槽分隔成几个区域，若以最短工时考虑，可将
各区视为一个独立的槽，先后完成粗、精加工后再去加
工另一个槽区。若以预防加工变形考虑，则应在所有的
区域完成粗铣后，再统一对所有的区域先后进行精铣。
R 铣 刀 半 径
岛 屿
抬 刀 空 走
岛 屿
轮 廓 精 铣 路 线
( b ) ( c )
( a )
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对于曲面铣削，常用球头铣刀采用“行切法”进行
加工。如图 1-29所示大叶片类零件，当采用图 1-29(a)所
示沿纵向来回切削的加工路线时，每次沿母线方向加工，
刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，
可以准确保证母线的直线度。
Y
X
O
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
Z
X
Z
X
?
X
（ 平 面 曲 线 ）
（ 空 间 曲 线 ）
切 削 点 轨 迹 摆 角 联 动
切 削 点 轨 迹
刀 心 轨 迹
（ 平 面 曲 线 ）
刀 心 轨 迹
（ 空 间 曲 线 ）
Y
( b )
( a ) 两 维 半 坐 标 加 工( a )
三 坐 标 加 工( b )
P y z
P y z
四 坐 标 加 工( c )
刀心轨迹 ( 平面曲线 )
切削点轨迹
( 空间曲线 )P y z
刀心轨迹
( 空间曲线 )
P y z
切削点轨迹
( 平面曲线 )
?
X
O 摆角联动
( a )
( b )
( a )
( b )
( c )
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
当采用图 1-29(b)所示沿横向来回切削的加工路线时，
符合这类零件数据给出情况，便于加工后的检验，叶形
准确度高，但程序较多。
Y
X
O
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
Z
X
Z
X
?
X
（ 平 面 曲 线 ）
（ 空 间 曲 线 ）
切 削 点 轨 迹 摆 角 联 动
切 削 点 轨 迹
刀 心 轨 迹
（ 平 面 曲 线 ）
刀 心 轨 迹
（ 空 间 曲 线 ）
Y
( b )
( a ) 两 维 半 坐 标 加 工( a )
三 坐 标 加 工( b )
P y z
P y z
四 坐 标 加 工( c )
刀心轨迹 ( 平面曲线 )
切削点轨迹
( 空间曲线 )P y z
刀心轨迹
( 空间曲线 )
P y z
切削点轨迹
( 平面曲线 )
?
X
O 摆角联动
( a )
( b )
( a )
( b )
( c )
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Z
Y
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
对边界敞开的曲面，球头刀可由边界外开始加工。
曲面加工若用两坐标联动的三坐标铣床，则采用任意两
轴联动插补，第三轴作单独的周期性进刀的“两维半”
联动加工方法，如图 1-30(a)。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
此时，刀具中心轨迹为等距曲面与行切面的交线，
是一条平面曲线，编程计算比较简单，但由于球头刀与
曲面切削点的位置随曲率而不断改变，故切削刃形成的
轨迹则是空间曲线，曲面上有较明显的扭曲的残留沟纹。
因此，这种方法常用于曲率变化不大及精度要求不
高的粗加工中。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
若用三坐标联动插补的行切加工方法，如图 1-30(b)所
示，切削刃形成的轨迹为曲面与行切面的交线即平面曲线，
但此时刀具中心轨迹则是一空间曲线，其编程计算较为复
杂，且要求机床必须具备三轴联动功能。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
有些空间曲面零件的曲
面形成较为复杂，但根据其
曲面形成规律，旋转变动一
下坐标方向后其轨迹曲线则
比较简单，如图 1-30(c)，据
此可采用能进行相应调整的
四坐标或五坐标联动的数控
机床进行加工控制，可以获
得较高的加工质量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.5.6 刀具与切削用量的选择
1．刀具的选择
选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容和
工件材料等因素。数控加工不仅要求刀具的精度高、刚
度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
由于数控加工一般不用钻模，钻孔刚度较差。所以
要求孔的高径比应不大于 5，钻头两主刀刃应刃磨得对
称以减少侧向力。
钻孔前应用大直径钻头先锪一个内锥坑或顶窝，作
为钻头切入时的定心锥面，同时也作为孔口的倒角。钻
大孔时，可采用刚度较大的硬质合金扁钻；钻浅孔时，
宜用硬质合金的浅孔钻，以提高效率和质量。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
用加工中心铰孔可达 IT7～ IT9级精度，表面粗糙度
Ra1.6～ 0.8 (m。铰前要求小于 Ra6.3 (m。精铰可采用浮
动铰刀，但铰前孔口要倒角。
铰刀两刀刃对称度要控制在 0.02～ 0.05 mm之内。镗
孔则是悬臂加工，应采用对称的两刃或两刃以上的镗刀
头进行切削，以平衡径向力，减轻镗削振动。振动大时
可采用减振镗杆。
对阶梯孔的镗削加工采用组合镗刀，以提高镗削效
率。精镗宜采用微调镗刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
数控车床兼作粗精车削。粗车时，要选强度高、耐
用度好的刀具，以便满足粗车时大吃刀量、大进给量的
要求。
精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加
工精度的要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，应
尽可能采用机夹刀和机夹刀片。夹紧刀片的方式要选择
得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
铣削加工选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工
件的表面尺寸和形状相适应。
在生产中加工平面零件周边轮廓时，常采用立铣刀。
铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽
时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可
选镶硬质合金的立铣刀或玉米铣刀；
对一些立体形面和变斜角轮廓外形的加工，常采用
球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
曲面加工时常采用球头铣刀；但在加工曲面较平坦
部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因
而应采用环形刀。
在单件或小批量生产中，为取代多坐标联动机床，
常采用鼓形刀或锥形刀来加工一些变斜角零件。若加镶
齿盘铣刀，适用于在五坐标联动的数控机床上加工一些
球面，其效率比用球头铣刀高近 10倍，并可获得好的加
工精度，如图 1-31所示。
常用立铣刀具的有关参数，可按下述经验数据选取。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-31 铣刀类型及其尺寸关系
?
L
球 头 刀
环 形 刀 鼓 形 刀 锥 形 刀
盘 形 刀
粗D
D
D
D
O
O
r
R e
m a x
R
d
1, 6 1, 2 0
~
O
e
r
r l
r
r
e
?
?
? ?
?
D
D D
0
0 0
r
r
e
Re r
m a x
R
d
1, 6 ～ 1, 2 0
盘形刀
锥形刀鼓形刀环形刀
球头刀
r
e
D
r l
L
D
粗
D
?
?
1
?
1
?
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 刀具半径 r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径 ?
(，一般取 r =(0.8～ 0.9) ?。
(2) 零件的加工高度 H =(1/4～ 1/6)r，以保证刀具有足
够的刚度。
(3) 对深槽孔，选取 l = H+(5～ 10)mm。 l为刀具切削
部分长度,H为零件高度。
(4) 加工外形及通槽时，选取 l =H+re+(5～ 10)mm。 re
为刀尖转角半径。
(5) 粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径 D粗可按下式
计算
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
DD ?
?
?
??
2
s i n1
2
s i n
2
1
?
?
?
?
粗
式中：
D—— 轮廓的最小凹圆角半径；
?—— 圆角邻边夹角等分线上的精加工余量；
?1—— 精加工余量；
??—— 圆角两邻边的最小夹角。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(6) 加工肋时，刀具直径为 D =(5～ 10)b (b为肋的厚度 )
在加工中心上，各种刀具分别安装在刀库上，按程
序规定随时进行选刀和换刀工作。因此，必须有一套连
接普通刀具的接杆，以便使钻、镗、扩、铰、铣削等工
序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上
去。
目前，我国的加工中心采用 TSG工具系统，其柄部
有直柄 (三种规格 )和锥柄 (四种规格 )两类，共包括 16种不
同用途的刀具。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．切削用量的确定
切削用量包括主轴转速 (切削速度 )、背吃刀量和进给
量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，
并应编入程序单内。
粗加工时，考虑经济性和加工成本，通常选择较大
的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工
和精加工时，通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选
用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能
提高切削速度。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合
经验而定。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(1) 背吃刀量阿 ap (mm)，亦称切削深度。主要根据机
床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。
精加工时，则应着重考虑如何保证加工质量，并在此
基础上尽量提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小
于普通机床，一般取 (0.2～ 0.5) mm。
在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般
取 (0.2～ 0.5) mm。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(2) 主轴转速 n(r/min)主要根据允许的切削速度 ?c(m/min)选取。
Dπ
v1 0 0 0 C?n
式中：
vc———— 切削速度，由刀具的耐用度决定；
D—— 工件或刀具直径 (mm)。
主轴转速 n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，
并填入程序单中。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
(3) 进给量 (进给速度 )f(mm/min或 mm/r)是数控机床切
削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面
粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。最大进给量
则受机床刚度和进给系统的性能限制并与脉冲当量有关。
当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度 (进给
量 )应选小些。粗加工时，一般进给量就取得大些。工件
材料较软时，可选用较大；反之，应选较小的。
车、铣、钻等加工方式下的切削用量可参考表 1-2、
1-3,1-4和 1-5选取。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-2 数控车削用量推荐表
工件材料 加工方式 背吃刀量 / mm 切削速度 / (m / m i n ) 进给量 / (m m / r) 刀具材料
粗加工 5 ～ 7 6 0 ～ 80 0, 2 ～ 0, 4
粗加工 2 ～ 3 8 0 ～ 120 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 2 ～ 0, 3 1 2 0 ～ 150 0, 1 ～ 0, 2
车螺纹 7 0 ～ 100 导程
YT 类
钻中心孔 500 ～ 8 0 0 r/ m i n
钻 孔 ～ 30 0, 1 ～ 0, 2
W 1 8 Cr4 V
碳素钢
?
b
> 6 0 0 M P
a
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 7 0 ～ 1 1 0 0,1 ～ 0, 2 YT 类
粗加工 2 ～ 3 5 0 ～ 80 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 6 0 ～ 100 0, 1 ～ 0, 2
合金钢
?
b
= 1 4 7 0 M P
a
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 4 0 ～ 70 0, 1 ～ 0, 2
YT 类
粗加工 2 ～ 3 5 0 ～ 70 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 7 0 ～ 100 0, 1 ～ 0, 2
铸 铁
2 0 0 H BS
以 下
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 5 0 ～ 70 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
粗加工 2 ～ 3 6 0 0 ～ 1000 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 2 ～ 0, 3 8 0 0 ～ 1200 0, 1 ～ 0, 2 铝
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 6 0 0 ～ 1000 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
粗加工 2 ～ 4 4 0 0 ～ 500 0, 2 ～ 0, 4
精加工 0, 1 ～ 0, 1 5 4 5 0 ～ 600 0, 1 ～ 0, 2 黄铜
切断 ( 宽度 < 5 m m ) 4 0 0 ～ 500 0, 1 ～ 0, 2
YG 类
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-3 铣刀的切削速度 (m/min)
铣 刀 材 料 工 件
材 料 碳素钢 高速钢 超高速钢 S t e l l i t e YT YG
铝 75 ～ 150 150 ～ 300 240 ～ 460 300 ～ 600
黄铜 12 ～ 25 20 ～ 50 45 ～ 75 100 ～ 180
青铜 ( 硬 ) 10 ～ 20 20 ～ 40 30 ～ 50 60 ～ 130
青铜 ( 最硬 ) 10 ～ 15 15 ～ 20 40 ～ 60
铸铁 ( 软 ) 10 ～ 12 15 ～ 25 18 ～ 35 28 ～ 40 75 ～ 100
铸铁 ( 硬 ) 10 ～ 15 10 ～ 20 18 ～ 28 45 ～ 60
铸铁 ( 冷硬 ) 10 ～ 15 12 ～ 28 30 ～ 60
可锻铸铁 10 ～ 15 20 ～ 30 25 ～ 40 35 ～ 45 75 ～ 1 1 0
铜 ( 软 ) 10 ～ 14 18 ～ 28 20 ～ 30 45 ～ 75
铜 ( 中 ) 10 ～ 15 15 ～ 25 18 ～ 28 40 ～ 60
铜 ( 硬 ) 10 ～ 15 12 ～ 20 30 ～ 45
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-4 铣刀进给量 (mm/每齿 )
工件材料
圆柱
铣刀
面铣刀 立铣刀 杆铣刀 成形铣刀
高速钢
嵌齿铣刀
硬质合金
嵌齿铣刀
铸铁 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 1
软 ( 中硬 ) 钢 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 0 9
硬钢 0, 1 5 0, 1 5 0, 0 6 0, 0 4 0, 0 3 0, 2 0, 0 8
镍铬钢 0, 1 0, 1 0, 0 5 0, 0 2 0, 0 2 0, 1 5 0, 0 6
高镍铬钢 0, 1 0, 1 0, 0 4 0, 0 2 0, 0 2 0, 1 0, 0 5
可锻铸铁 0, 2 0, 1 5 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 0 9
铸铁 0, 1 5 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 0 8
青铜 0, 1 5 0, 1 5 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 1
黄铜 0, 2 0, 2 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 3 0, 2 1
铝 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 1
Al - Si 合金 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 1 8 0, 0 8
Mg - Al - Zn 合金 0, 1 0, 1 0, 0 7 0, 0 4 0, 0 3 0, 1 5 0, 0 8
Al - Cu - Mg 合金
Al - Cu - Si 合金
0, 1 5 0, 1 0, 0 7 0, 0 5 0, 0 4 0, 2 0, 1
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-5 高速钢钻头的切削用量 (v,m/mm,f,mm/r)
钻头直径 ( mm )
2 ～ 5 6 ～ 11 12 ～ 18 19 ～ 25 26 ～ 50
工件
材料
?
b
(M P a )
v f v f v f v f v f
< 4 9 0 20 ～ 25 0, 1 20 ～ 25 0, 2 30 ～ 35 0, 2 30 ～ 35 0, 3 25 ～ 30 0, 4
490 ～ 686 20 ～ 25 0, 1 20 ～ 25 0, 2 20 ～ 25 0, 2 25 ～ 30 0, 2 25 0, 2
686 ～ 882 15 ～ 18 0, 0 5 15 ～ 18 0, 1 15 ～ 18 0, 2 18 ～ 22 0, 3 15 ～ 20 0, 3 5
钢
882 ～ 1078 10 ～ 14 0, 0 5 10 ～ 14 0, 1 12 ～ 18 0, 1 5 16 ～ 20 0, 2 14 ～ 16 0, 3
1 1 8 ～ 176 25 ～ 30 0, 1 30 ～ 40 0, 2 25 ～ 30 0, 3 5 20 0, 6 20 1, 0
铸铁
176 ～ 294 15 ～ 18 0, 1 14 ～ 18 0, 1 5 16 ～ 20 0, 2 16 ～ 0, 3 16 ～ 18 0, 4
黄铜 软 < 5 0 0, 0 5 < 5 0 0, 1 5 < 5 0 0, 3 < 5 0 0, 4 5 < 5 0 —
青铜 软 < 3 5 0, 0 5 < 3 5 0, 1 < 3 5 0, 2 < 3 5 0, 3 5 < 3 5 —
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.6 数控加工的工艺指令和工艺文件
1.6.1 程序中常用的工艺指令
1．准备功能 G指令
G指令是用来规定刀具和工件的相对运动轨迹 (即指
令插补功能 )、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标
偏置等多种加工操作。它由字母 G及其后面的两位数字组
成，从 G00～ G99共有 100种代码。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-6 常用 G指令代码
代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 代 码 组 意 义
G 0 0 快速点定位 G 2 0 英制单位 G 8 0 固定循环取消
G 0 1 直线插补 G 2 1
b
公制单位 固 定
G 0 2 顺圆插补 G 2 7 回参考点检查
G 8 1 ～ G 8 9
e
循 环
G 0 3 逆圆插补 G 2 8 回参考点 G 9 0 绝对坐标编程
G 2 9
g
参考点返回 G 9 1
i
增量坐标编程
G 3 2 ～ G 3 3
aa
螺纹切削
G 4 0 刀补取消 G 9 2 00 预置寄存
G 0 4 00 暂停延时 G 4 1 左刀 补
G 1 7 XY 平面选择 G 4 2
d
右刀补
G 1 8 ZX 平面选择
G 1 9
c
YZ 平面选择
G 5 4 ～ G 5 9 f 零点偏置
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2,辅助功能 M指令
M指令也是由字母 M和两位数字组成 。 该指令与控
制系统插补器运算无关, 一般书写在程序段的后面, 是
加工过程中对一些辅助器件进行操作控制用的工艺性指
令 。
例如, 机床主轴的启动, 停止, 变换；冷却液的开
关；刀具的更换；部件的夹紧或松开等；在从 M00～ M99
的 100种代码中, 同样也有些因机床系统而异的代码, 也
有相当一部分代码是不指定的 。 常用 M指令代码见表 1-7。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-7 常用 M指令代码
代
码
作用
时间
组
别
意 义
代
码
作用
时间
组
别
意 义
代
码
作用
时间
组
别
意 义
M 0 0 ★ 00 程序暂停 M 0 6 00 自动换刀 M 1 9 ★ 主轴准停
M 0 1 ★ 00 条件暂停 M 0 7 ＃ 开切削液
①
M 3 0 ★ 00 程序结束并返回
M 0 2 ★ 00 程序结束 M 0 8 ＃ 开切削液
②
M 6 0 ★ 00 更换工件
M 0 3 ＃ 主轴正转 M 0 9 ★
b
关切削液 M 9 8 00 子程序调用
M 0 4 ＃ 主轴反转 M 1 0 夹紧 M 9 9 00 子程序返回
M 0 5 ★
a
主轴停转 M 1 1
c
松开
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
② 作用时间为“★”号者，表示该指令功能在程序
段指令运动完成后开始作用；为“＃”号者，则表示该
指令功能与程序段指令运动同时开始。
注：① 组别为,00”的属非模态代码；其余为模态
代码，同组可相互取代。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3,F,S,T指令
F指令为进给速度指令，是表示刀具向工件进给的
相对速度，单位一般为 mm/min，当进给速度与主轴转速
有关 (如车螺纹 )时，单位为 mm/r。进给速度一般有如下
两种表示方法。
● 代码法：即 F后跟的两位数字并不直接表示进给
速度的大小，而是机床进给速度序列的代号，可以是算
术级数，也可以是几何级数。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
● 直接指定法：即 F后跟的数字就是进给速度的大
小。如 F100表示进给速度是 100 mm/min。这种方法较为
直观，目前大多数数控机床都采用此方法。
S指令为主轴转速指令，用来指定主轴的转速，单位
为 r/min。同样也可有代码法和直接指定法两种表示方法。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
T指令为刀具指令，在加工中心机床中，该指令用以
自动换刀时选择所需的刀具。在车床中，常为 T后跟 4位
数，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。在铣镗床
中,T后常跟两位数，用于表示刀具号，刀补号则用 H代
码或 D代码表示。
在上述这些工艺指令代码中，有相当一部分属于模
态代码 (又称续效代码 )。这种代码一经在一个程序段中
指定，便保持有效到被以后的程序段中出现同组类的另
一代码所替代。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
在某一程序段中，一经应用某一模态代码，如果其
后续的程序段中还有相同功能的操作，且没有出现过同
组类代码时，则在后续的程序段中可以不再指令和书写
这一功能代码。
比如，接连几段直线的加工，可在第一段直线加工
时用 G01指令，后续几段直线就不需再书写 G01指令，直
到遇到 G02圆弧加工指令或 G00快速空走等指令。
另一部分非模态代码功能只对当前程序段有效，如
果下一程序段还需要使用此功能则还需要重新书写。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1.6.2 数控加工的工艺文件
既是数控加工、产品验收的依据，又是操作者要遵
守、执行的规程，同时还为产品零件重复生产作了技术
上的必要工艺资料积累和储备。
目前数控加工工艺文件尚未制定国家统一标准，各
企业一般都根据本单位的特点制定了一些必要的工艺文
件，主要包括数控加工工序卡、数控刀具调整单、机床
调整单和零件加工程序单等。现以图 1-32所示零件加工为
例作简单介绍，以供参考。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
图 1-32 座架零件图样
1
5
5
1
03
8
1
6
2 - φ 1 4
6 - φ 6
2 2
4 0
7 2
1
5
1
5
A B
5
0
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
1．数控加工工件安装和零点设定卡片
它应表示出数控加工零件定位方法和夹紧方法，并
应标明工件零点设定位置和坐标方向、使用的夹具名称
和编号等。
假设上图座架零件的下台阶面已在其他机床上加工
出，现需要在数控机床上一次装夹后加工剩下的表面和
各个孔，采用通用台钳作为夹具，其工件装夹和零点设
定卡如表 1-8所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-8 工件安装和零点设定卡片
零件图号 WD? 9901 工 序 号
零件名称 座 架
数控加工工件安装和零点设定卡
装夹次数
Z
X
Y
X
2
1
2 台 钳
编 制 审 核 批 准 第 页 1 紧定螺栓
共 页 序 号 夹具名称 夹具图号
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
2．工序卡
由编程员根据图纸和加工任务书编制数控加工工艺
和作业内容，并反映使用的辅具、刃具和切削参数、切
削液等，工序卡中应按已确定的工步顺序填写。不同的
数控机床，其工序卡也有差别。
上述座架零件在数控机床上的加工安排是：先用端面
铣刀铣出上表面，再用立铣刀铣四周侧面及 A,B工作面，
最后用钻头分别钻 6个小孔和两个大孔。填写工序卡如表
1-9所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-9 数控加工工序卡片
产品名称代号 零件名称 零件图号
xxx 厂 数控加工工序卡片
座 架 WD? 9901
工艺序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车 间
台 钳
Z J K 7 5 3 2? 1 数 控
工步号 工步作业内容 加工面 刀具号 刀具规格
主轴
转速
进给
速度
切削
深度
备 注
1
? 50 面铣刀铣上表面 上表面
T 0 1
? 50 面铣刀
1000 200 + 1 5
2
? 20 立铣刀铣四周侧面 四侧面
T 0 2
? 20 立铣刀
1000 200
11
3
? 20 立铣刀铣 A, B 台阶面 A, B 面
T 0 2
? 20 立铣刀
1000 200 0
4
? 6 钻头钻 6 个小孔 小孔 6
T 0 3
? 6 钻头
800 100
22
5
? 14 钻头钻 2 个大孔 大孔 2
T 0 4
? 14 钻头
500 80
22
编 制
审 核
批 准
年 月 日 共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
3．数控刀具调整单
数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片和数控刀具明
细表 (简称刀具表 )两部分。
数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机
外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要
反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、
刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。
其格式如表 1-10所示。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-10 数控刀具卡片
零件图号 WD? 9901 使用设备
刀具名称 立铣刀
数控刀具卡片
Z J K 7 5 3 2? 1
刀具编号
T 0 2
换刀方式 手 动 程序编号
序号 编 号 刀具名称 规 格 数 量 备 注
1
v fd, 1 7 5 5 0 × 4 拉 钉
2
G B 1 1 0 6? 85 刀 柄
3
铣 刀 ? 20 × 80
1
切削液：柴油
刀
具
组
成
4
1
3
D
2
备 注
编 制
审 核
批 准
共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
表 1-11 数控刀具明细表
零件图号 零件名称 材 料 数 控 刀 具 程序编号 车间 使用设备
WD? 9901 座 架 20# 明 细 表 数控 Z J K 7 5 3 2? 1
刀 具 刀 补 换 刀
直径 ( mm ) 长度 地 址 方 式 刀号 刀位号
刀 具
名 称
刀 具
图 号
设定 补偿 设定 直径 长度 自动 / 手动
加工
部位
T 0 1 面铣刀 ? 50 40 H 0 1 手动
T 0 2 立铣刀 ? 20 ? 20 75 D 0 2 H 0 2 手动
T 0 3 钻头 ? 6 95 H 0 3 手动
T 0 4 钻头 ? 14 130 H 0 4 手动
编 制 审 核 批 准 年 月 日 共 页 第 页
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
思考与练习题
1．数控机床与普通机床加工的过程有什么区别？
2．数控系统主要组成部分有哪些？功用如何？
3．说说 NC与 CNC的区别。
4．什么是插补？试由直线的逐点比较工作节拍说明
其插补过程。
5．某机床允许使用的程序格式为,N04 G02 X± 053
Y± 053 F32 M02。试解释其含义。
6．试区别一下手工编程和自动编程的过程以及适用
场合。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
7．数控机床常用的程序输入方法有哪些？
8．华中 1型数控系统的组成有什么特点？其程序传送、
存储有何优势？
9,MDI是什么？为什么说 MDI输入是每种数控系统
不可缺少的？
10．数控加工机床按加工控制路线应分为哪几类？其
控制过程有何不同？
11．数控加工机床按使用的进给伺服系统不同应分为
哪几类？哪类的控制质量高，为什么？
12．简要说明数控机床坐标轴的确定原则。
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
13．试标出题图 1-1中各机床的坐标系。
题图 1-1
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
14．数控车床、数控铣床的机械原点和参考点之间
的关系各如何？
15．试画出表示数控机床各坐标系零点及参考点的
图形符号。
16．绝对值编程和增量值编程有什么区别？
17．数控加工工艺处理的内容有哪些？
18．数控加工的工序可有哪几种划分方法？
19．对刀点、换刀点指的是什么？一般应如何设置？
常用刀具的刀位点怎么规定？
20．加工路线的确定应遵循哪些主要原则？
第 1章 数控加工实用基础
《
数
控
加
工
与
编
程
》
讲
稿
上
一
页
下
一
页
结
束
21．槽形铣削有哪些方法？
22．什么是二维半坐标加工和三坐标加工？分别用于
什么加工场合？
23．说说常用立铣刀具参数的确定原则。
24．粗、精加工时选用切削用量的原则有什么不同？
25．程序中常用的工艺指令有哪些？什么叫模态指令
和非模态指令？
26．数控加工常用的工艺文件有哪些？
