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第七章
数控车床的编程
第一节 坐标系及坐标方向
第二节 基本编程指令
第三节 简化编程和补偿功能
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第一节 坐标系及坐标方向
一、标准坐标系
数控车床的坐标系是以径向
为Ｘ轴方向，纵向为Ｚ轴方向。
指向主轴箱的方向为Ｚ轴的负方
向，而指向尾座的方向为Ｚ轴的
正方向。Ｘ轴是以操作者面向的
方向为Ｘ轴正方向。故，根据右
手法则，Ｙ轴正方向指向地（数
控车床编程中不涉及 Y轴坐标）。
数控车床坐标系如右图所示。
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二、机床坐标系
机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系；是机床本身所固
有的坐标系；是机床生产厂家设计时自定的，其位臵由机械挡块决定，
不能随意改变。
三、工件坐标系
１、工件原点
编制加工程序的基准点（零点）称为
工件原点。数控车床的工件原点一般定为
零件精加工右端面与轴心线的交处。
２、工件坐标系
以程序原点为原点，所构成的坐标系称为工件坐标系 。
X
Z
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第二节 基本编程指令
一、编程常识,
1、程序的构成
在数控装臵中，程序的记录是由程序号来辩别的，调用某
个程序可通过程序号来调出，编辑程序也要首先调出程序号。
程序号由字母, O”接 4位数（ 1～ 9999）表示。
程序编号方式为,O ；
2、程序段的构成
程序段的构成主要是由程序段序号和各种功能指令构成的,
N__ G __ X（ U） __ Z（ W） __ F __ M __ S__ T __；
其中,N__为程序段序号；
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G 为准备功能；
X（ U） Z（ W） 为工件坐标系中 X,Z轴移动终点位臵；
F 为进给功能指令；
M 为辅助功能指令；
S 为主轴功能指令 ；
T 为刀具功能指令。
3、坐标的选取,
绝对坐标,X,Z
相对坐标,U,W
注,
X,Z与 U,W在一个程序段内可以混用
X方向坐标值使用直径值
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二、插补功能
1、快速点定位（ G00）
格式,G00 X __Z __；
G00 U __W __；
其中（ X,Z）（ U,W）为定位点
例：如图所示快速进刀指令
G00 X50.0 Z6.0；
或 G00 U-70.0 W-84.0；
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2,G01（直线插补指令）
格式, G01 X__ Z __F __；
G01 U __ W __ F __ ；
其中（ X,Z）（ U,W）为直线终点位臵
F进给指令单位,mm/r（毫米 /转）
例：如图所示 G01外圆柱切削
G01 X60.0 Z-80.0 F0.3；
或 G01 U0 W-80.0 F0.3；
*此例为单轴切削，故 X,U指令可省略不
写
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3、倒角指令
C__,倒 45o 角
R__,倒 1/4圆角
格式,
(1)倒角,G01 X__C__；
或 G01 Z__C__；
例：如图所示倒角部分的程序如下,
G01 Z-20.0 C4.0 F0.4；
X50.0 C-2.0；
Z-40.0；
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（ 2） 倒圆,G01 X__R__；
或 G01 Z__R__；
例：如图所示倒圆部分的程序如下
G01 Z-20.0 R4.0 F0.4；
X50.0 R-2.0；
Z-40.0；
注,
其中 X,Z是倒角或倒圆切削后的位臵；
＋、－是倒圆或倒角终点相对于起点的方向。
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４,G02/G03（圆弧插补指令）
格式,G02为顺时针圆弧插补指令；
G02 X__Z__I__K__F__；
或 G02 X__Z__R__F__；
G03为逆时针圆弧插补指令。
G03 X__Z__I__K__F__；
或 G03 X__Z__R__F__；
其中 X,Z为圆弧终点位臵坐标,
也可使用增量坐标 U,W；
I,K为圆弧起点到圆心在 X,Z轴方向上的增量；
R为圆弧的半径值，当圆弧 ≤ 180o 时 R取正值；
当圆弧 >180o 时 R取负值。
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５,G32（螺纹切削指令）
格式,
G32 Z__F__； 圆柱螺纹
G32 X__Z__F__； 圆锥螺纹
其中 F指定螺纹的螺距。
例：如图所示圆柱螺纹切削部分的程序如下
G32 Z-40.0 F3.5； 绝对坐标
G32 W-45.0 F3.5； 相对坐标
图中 δ １和 δ2 表示由于伺服系统的延迟而产生的不完全螺纹。这些不完全螺纹部分的螺
距也不均匀。
经验公式,δ １ =R?L/400； δ2= R ?L/1800；
R：主轴转速（ r/min）； L：螺纹导程 。
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三、暂停指令 （ G04）
格式,G04 X__；
G04 U__；
G04 P__； *使用 P不能有小数点
（ G99） G04 __； 指令暂停进刀的主轴回转数；
（ G98） G04 __； 指令暂停进刀的时间（秒数）；
例,（ G99） G04 X（ U） 1.0；
或 （ G99） G04 P1000；
主轴停转一转后执行下一个程序段
（ G98） G04 X（ U） 1.0；
或 （ G98） G04 P1000；
主轴停转一秒钟后执行下一个程序段
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四、自动回原点（ G28）
格式,G28 X（ U） __Z（ W） __ ；
该指令使刀具自动返回机械原点或经过某一中间位臵,
再回到机械原点；
X,Z（或 U,W）为中间点坐标；
该指令以 G00的速度运动 。
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五、进给功能指 （ F功能）
1,G99：每转进给量
格式,G99____（ F____）；
G99使进给量 F的单位为 mm/r。如图所示。
2,G98：每分钟进给量
格式,G98____（ F____）；
G98使进给量 F的单位为 mm/min。如图所示。
*数控车床中，当接入电源时，机床进给方式默认 G99。
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六、主轴转动功能 (S功能 )
G50：主轴最高转速设定
格式,(G50)____S____；
其中 S指令给出主轴最高转速；
G97：主轴转速直接设定
格式,(G97)____S____(M38或 M39)；
设定主轴转数恒定（ r/min）；
G96：主轴转速线速度恒定设定
格式,(G96)____S____(M38或 M39)；
设定主轴线速度，即切削速度恒定（ m/min)。
其中 M38设定主轴在低速范围内变化 (粗加工 )；
M39设定主轴在高速范围内变化 (精加工 )。
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七、刀具功能指令 (T功能 )
该指令可指定刀具号及刀具补偿号。
格式,
T_ _ _ _；
前两位指定刀具序号；
后两位指定刀具补偿号。
*刀具序号尽量与刀塔上的刀位号相对应；
*刀具补偿包括几何补偿和磨损补偿；
*为使用方便，尽量使刀具序号和刀具补偿号保持一致；
*取消刀具补偿,T指令格式为,
T _ _或 T _ _ 00。
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八、辅助功能指令（ M功能）
M代码 功能 M代码 功能
M00 程序停止 M12 尾顶尖伸出
M01 计划停止 M13 尾顶尖缩回
M02 程序结束 M21 门打开可执行程序
M03 主轴顺时针转动 M22 门打开无法执行程序
M04 主轴逆时针转动 M30 程序结束返回程序头
M05 主轴停止 M98 调用子程序
M08 冷却液开 M99 子程序结束
M09 冷却液关
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第三节 简化编程和补偿功能
一、单一固定循环指令
1、内、外径切削循环指令（ G90）
格式,
切削圆柱面,
G90 X（ U） __ Z（ W） __（ F__）；
其中 X,Z（ U,W）为外径、内径切削
终点坐标
如图所示,G90指令循环动作
G90 X50.0 Z-30.0 F__；
相当于 G00 X50.0；
G01 Z-30.0 F__；
X65.0；
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2、端面切削循环指令（ G94）
格式,
G94 X（ U） __ Z（ W） __（ F__）；
其中 X,Z（ U,W）为端面切削终点坐标
例：如图所示的程序
…… ；
G00 X85.0 Z10.0 T0101 M03；
G01 G96 Z5.0 F3.0 S120；
G94 X30.0 Z-5.0 F0.2； ①
Z-10.0； ② 循环部分
Z-15.0； ③
G00 G97 X200.0 Z200.0 S450 T0100；
M01；
…… ；
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3、螺纹切削循环指令（ G92）
格式,
圆柱螺纹,G92 X（ U） __ Z（ W） __F__；
锥螺纹,G92 X（ U） __ Z（ W） __R__ F__；
其中 X,Z（ U,W）为螺纹切削终点坐标；
R为螺纹的锥度，其方向及尺寸的判定同 G90中 R值。
例：如图所示的程序
…… ；
G00 X40.0 Z5.0；
G92 X29.3 Z-42.0 F2.0；
X28.42；
X27.82；
X27.62；
G00 X150.0 Z200.0；
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二、复合固定循环指令
1、外径、内径粗加工循环指令（ G71）
格式,G71 U △ d R e ；
G71 P ns Q nf U △ u W △ w（ F __ S __ T__）；
其中
△ d：每次切削深度（半径值，无正负值符号）
e：每次切削的退刀量
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ u,X向的精加工余量
△ w,Z向的精加工余量
G71循环指令的刀具切削路径如图所示,
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2、精加工循环指令（ G70）
格式,G70 P ns Q nf ；
其中 ns：循环开始的第一个程序段的序号
n循环结束最后一个程序段的序号
注,﹡ 在 G71,G72程序段中的 F,S,T指令都无效，只有在
ns-nf之间的程序段中的 F,S,T指令有效；
﹡ G70切削后刀具会回到 G71-G73的开始切削点；
﹡ G71,G72循环切削之后必须使用 G70指令执行精加工，以
达到所要求的尺寸；
﹡ 在没有使用 G71,G72指令时,G70指令不能使用。
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3、端面粗加工循环指令（ G72）
格式,G72 W △ d Re；
G72 P ns Q nf U △ u W △ w（ F__S__ T__）；
其中
△ d：每次 Z向切削深度（无正负值符号）
e：每次切削的退刀量
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ u,X向的精加工余量
△ w,Z向的精加工余量
G72循环指令的刀具切削路径如图所示,
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4、闭环切削循环指令（ G73）
格式,G73 U △ i W △ k R d；
G73 P ns Q nf U △ u W △ w（ F__S__ T__） ；
其中
△ i,X方向粗加工毛坯的预留量（半径值）
△ k,Z方向粗加工毛坯的预留量（半径值）
d：切削次数
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ U,X向的精加工余量
△ W,Z向的精加工余量
G73循环指令的刀具切削路径如图所示,
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5、外径切槽循环指令（ G75）
格式,G75 R e ；
G75 X（ U） Z（ W） P △ i Q △ k R △ d F f ；
其中 e：退刀量
X,B点的 X坐标
U,B点至 C点的增量值
Z,C点的 Z坐标
W,A点至 B点的增量值
△ i,X方向的切削深度（半径值）
△ k,Z方向的移动量
△ d：切削至底部时的退刀量
f：进给量
注意：△ i和△ k不需要正负号
G75循环指令的刀具切削路径如图所示,
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三、刀具半径补偿功能
在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考
虑（即假想刀尖位臵），但实际上刀尖部分
是带有圆角的（如图所示） 。
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我们编程时所指定的刀具轨迹就是假想刀尖的轨迹。在
实际当中，以假想刀尖编程在加工端面或外圆时没有误差，
但在进行倒角、斜面、圆弧面切削时就会产生欠切或过切，
造成零件加工精度误差（如图所示）。
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G40：取消刀补，通常写在程序开始的第一个程序段及取消
刀具半径补偿的程序段；
G41：刀具左补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿左侧进
给，使用该指令；
G42：刀具右补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿右侧进
给，使用该指令。
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不同的数控车床用刀具在工作中假想刀尖的位臵不同，
故要输入假想刀尖位臵序号。假想刀尖位臵序号共有 10个，
如图所示。
如图所示为几种数控车床用刀具的假想刀尖位臵。
第七章
数控车床的编程
第一节 坐标系及坐标方向
第二节 基本编程指令
第三节 简化编程和补偿功能
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第一节 坐标系及坐标方向
一、标准坐标系
数控车床的坐标系是以径向
为Ｘ轴方向，纵向为Ｚ轴方向。
指向主轴箱的方向为Ｚ轴的负方
向，而指向尾座的方向为Ｚ轴的
正方向。Ｘ轴是以操作者面向的
方向为Ｘ轴正方向。故，根据右
手法则，Ｙ轴正方向指向地（数
控车床编程中不涉及 Y轴坐标）。
数控车床坐标系如右图所示。
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二、机床坐标系
机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系；是机床本身所固
有的坐标系；是机床生产厂家设计时自定的，其位臵由机械挡块决定，
不能随意改变。
三、工件坐标系
１、工件原点
编制加工程序的基准点（零点）称为
工件原点。数控车床的工件原点一般定为
零件精加工右端面与轴心线的交处。
２、工件坐标系
以程序原点为原点，所构成的坐标系称为工件坐标系 。
X
Z
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第二节 基本编程指令
一、编程常识,
1、程序的构成
在数控装臵中，程序的记录是由程序号来辩别的，调用某
个程序可通过程序号来调出，编辑程序也要首先调出程序号。
程序号由字母, O”接 4位数（ 1～ 9999）表示。
程序编号方式为,O ；
2、程序段的构成
程序段的构成主要是由程序段序号和各种功能指令构成的,
N__ G __ X（ U） __ Z（ W） __ F __ M __ S__ T __；
其中,N__为程序段序号；
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G 为准备功能；
X（ U） Z（ W） 为工件坐标系中 X,Z轴移动终点位臵；
F 为进给功能指令；
M 为辅助功能指令；
S 为主轴功能指令 ；
T 为刀具功能指令。
3、坐标的选取,
绝对坐标,X,Z
相对坐标,U,W
注,
X,Z与 U,W在一个程序段内可以混用
X方向坐标值使用直径值
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二、插补功能
1、快速点定位（ G00）
格式,G00 X __Z __；
G00 U __W __；
其中（ X,Z）（ U,W）为定位点
例：如图所示快速进刀指令
G00 X50.0 Z6.0；
或 G00 U-70.0 W-84.0；
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2,G01（直线插补指令）
格式, G01 X__ Z __F __；
G01 U __ W __ F __ ；
其中（ X,Z）（ U,W）为直线终点位臵
F进给指令单位,mm/r（毫米 /转）
例：如图所示 G01外圆柱切削
G01 X60.0 Z-80.0 F0.3；
或 G01 U0 W-80.0 F0.3；
*此例为单轴切削，故 X,U指令可省略不
写
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3、倒角指令
C__,倒 45o 角
R__,倒 1/4圆角
格式,
(1)倒角,G01 X__C__；
或 G01 Z__C__；
例：如图所示倒角部分的程序如下,
G01 Z-20.0 C4.0 F0.4；
X50.0 C-2.0；
Z-40.0；
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（ 2） 倒圆,G01 X__R__；
或 G01 Z__R__；
例：如图所示倒圆部分的程序如下
G01 Z-20.0 R4.0 F0.4；
X50.0 R-2.0；
Z-40.0；
注,
其中 X,Z是倒角或倒圆切削后的位臵；
＋、－是倒圆或倒角终点相对于起点的方向。
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４,G02/G03（圆弧插补指令）
格式,G02为顺时针圆弧插补指令；
G02 X__Z__I__K__F__；
或 G02 X__Z__R__F__；
G03为逆时针圆弧插补指令。
G03 X__Z__I__K__F__；
或 G03 X__Z__R__F__；
其中 X,Z为圆弧终点位臵坐标,
也可使用增量坐标 U,W；
I,K为圆弧起点到圆心在 X,Z轴方向上的增量；
R为圆弧的半径值，当圆弧 ≤ 180o 时 R取正值；
当圆弧 >180o 时 R取负值。
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５,G32（螺纹切削指令）
格式,
G32 Z__F__； 圆柱螺纹
G32 X__Z__F__； 圆锥螺纹
其中 F指定螺纹的螺距。
例：如图所示圆柱螺纹切削部分的程序如下
G32 Z-40.0 F3.5； 绝对坐标
G32 W-45.0 F3.5； 相对坐标
图中 δ １和 δ2 表示由于伺服系统的延迟而产生的不完全螺纹。这些不完全螺纹部分的螺
距也不均匀。
经验公式,δ １ =R?L/400； δ2= R ?L/1800；
R：主轴转速（ r/min）； L：螺纹导程 。
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三、暂停指令 （ G04）
格式,G04 X__；
G04 U__；
G04 P__； *使用 P不能有小数点
（ G99） G04 __； 指令暂停进刀的主轴回转数；
（ G98） G04 __； 指令暂停进刀的时间（秒数）；
例,（ G99） G04 X（ U） 1.0；
或 （ G99） G04 P1000；
主轴停转一转后执行下一个程序段
（ G98） G04 X（ U） 1.0；
或 （ G98） G04 P1000；
主轴停转一秒钟后执行下一个程序段
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四、自动回原点（ G28）
格式,G28 X（ U） __Z（ W） __ ；
该指令使刀具自动返回机械原点或经过某一中间位臵,
再回到机械原点；
X,Z（或 U,W）为中间点坐标；
该指令以 G00的速度运动 。
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五、进给功能指 （ F功能）
1,G99：每转进给量
格式,G99____（ F____）；
G99使进给量 F的单位为 mm/r。如图所示。
2,G98：每分钟进给量
格式,G98____（ F____）；
G98使进给量 F的单位为 mm/min。如图所示。
*数控车床中，当接入电源时，机床进给方式默认 G99。
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六、主轴转动功能 (S功能 )
G50：主轴最高转速设定
格式,(G50)____S____；
其中 S指令给出主轴最高转速；
G97：主轴转速直接设定
格式,(G97)____S____(M38或 M39)；
设定主轴转数恒定（ r/min）；
G96：主轴转速线速度恒定设定
格式,(G96)____S____(M38或 M39)；
设定主轴线速度，即切削速度恒定（ m/min)。
其中 M38设定主轴在低速范围内变化 (粗加工 )；
M39设定主轴在高速范围内变化 (精加工 )。
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七、刀具功能指令 (T功能 )
该指令可指定刀具号及刀具补偿号。
格式,
T_ _ _ _；
前两位指定刀具序号；
后两位指定刀具补偿号。
*刀具序号尽量与刀塔上的刀位号相对应；
*刀具补偿包括几何补偿和磨损补偿；
*为使用方便，尽量使刀具序号和刀具补偿号保持一致；
*取消刀具补偿,T指令格式为,
T _ _或 T _ _ 00。
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八、辅助功能指令（ M功能）
M代码 功能 M代码 功能
M00 程序停止 M12 尾顶尖伸出
M01 计划停止 M13 尾顶尖缩回
M02 程序结束 M21 门打开可执行程序
M03 主轴顺时针转动 M22 门打开无法执行程序
M04 主轴逆时针转动 M30 程序结束返回程序头
M05 主轴停止 M98 调用子程序
M08 冷却液开 M99 子程序结束
M09 冷却液关
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第三节 简化编程和补偿功能
一、单一固定循环指令
1、内、外径切削循环指令（ G90）
格式,
切削圆柱面,
G90 X（ U） __ Z（ W） __（ F__）；
其中 X,Z（ U,W）为外径、内径切削
终点坐标
如图所示,G90指令循环动作
G90 X50.0 Z-30.0 F__；
相当于 G00 X50.0；
G01 Z-30.0 F__；
X65.0；
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2、端面切削循环指令（ G94）
格式,
G94 X（ U） __ Z（ W） __（ F__）；
其中 X,Z（ U,W）为端面切削终点坐标
例：如图所示的程序
…… ；
G00 X85.0 Z10.0 T0101 M03；
G01 G96 Z5.0 F3.0 S120；
G94 X30.0 Z-5.0 F0.2； ①
Z-10.0； ② 循环部分
Z-15.0； ③
G00 G97 X200.0 Z200.0 S450 T0100；
M01；
…… ；
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3、螺纹切削循环指令（ G92）
格式,
圆柱螺纹,G92 X（ U） __ Z（ W） __F__；
锥螺纹,G92 X（ U） __ Z（ W） __R__ F__；
其中 X,Z（ U,W）为螺纹切削终点坐标；
R为螺纹的锥度，其方向及尺寸的判定同 G90中 R值。
例：如图所示的程序
…… ；
G00 X40.0 Z5.0；
G92 X29.3 Z-42.0 F2.0；
X28.42；
X27.82；
X27.62；
G00 X150.0 Z200.0；
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二、复合固定循环指令
1、外径、内径粗加工循环指令（ G71）
格式,G71 U △ d R e ；
G71 P ns Q nf U △ u W △ w（ F __ S __ T__）；
其中
△ d：每次切削深度（半径值，无正负值符号）
e：每次切削的退刀量
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ u,X向的精加工余量
△ w,Z向的精加工余量
G71循环指令的刀具切削路径如图所示,
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2、精加工循环指令（ G70）
格式,G70 P ns Q nf ；
其中 ns：循环开始的第一个程序段的序号
n循环结束最后一个程序段的序号
注,﹡ 在 G71,G72程序段中的 F,S,T指令都无效，只有在
ns-nf之间的程序段中的 F,S,T指令有效；
﹡ G70切削后刀具会回到 G71-G73的开始切削点；
﹡ G71,G72循环切削之后必须使用 G70指令执行精加工，以
达到所要求的尺寸；
﹡ 在没有使用 G71,G72指令时,G70指令不能使用。
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3、端面粗加工循环指令（ G72）
格式,G72 W △ d Re；
G72 P ns Q nf U △ u W △ w（ F__S__ T__）；
其中
△ d：每次 Z向切削深度（无正负值符号）
e：每次切削的退刀量
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ u,X向的精加工余量
△ w,Z向的精加工余量
G72循环指令的刀具切削路径如图所示,
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4、闭环切削循环指令（ G73）
格式,G73 U △ i W △ k R d；
G73 P ns Q nf U △ u W △ w（ F__S__ T__） ；
其中
△ i,X方向粗加工毛坯的预留量（半径值）
△ k,Z方向粗加工毛坯的预留量（半径值）
d：切削次数
ns：精加工程序第一个程序段的序号
nf：精加工程序最后一个程序段的序号
△ U,X向的精加工余量
△ W,Z向的精加工余量
G73循环指令的刀具切削路径如图所示,
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5、外径切槽循环指令（ G75）
格式,G75 R e ；
G75 X（ U） Z（ W） P △ i Q △ k R △ d F f ；
其中 e：退刀量
X,B点的 X坐标
U,B点至 C点的增量值
Z,C点的 Z坐标
W,A点至 B点的增量值
△ i,X方向的切削深度（半径值）
△ k,Z方向的移动量
△ d：切削至底部时的退刀量
f：进给量
注意：△ i和△ k不需要正负号
G75循环指令的刀具切削路径如图所示,
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三、刀具半径补偿功能
在编程时，通常将车刀刀尖作为一点考
虑（即假想刀尖位臵），但实际上刀尖部分
是带有圆角的（如图所示） 。
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我们编程时所指定的刀具轨迹就是假想刀尖的轨迹。在
实际当中，以假想刀尖编程在加工端面或外圆时没有误差，
但在进行倒角、斜面、圆弧面切削时就会产生欠切或过切，
造成零件加工精度误差（如图所示）。
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G40：取消刀补，通常写在程序开始的第一个程序段及取消
刀具半径补偿的程序段；
G41：刀具左补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿左侧进
给，使用该指令；
G42：刀具右补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿右侧进
给，使用该指令。
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不同的数控车床用刀具在工作中假想刀尖的位臵不同，
故要输入假想刀尖位臵序号。假想刀尖位臵序号共有 10个，
如图所示。
如图所示为几种数控车床用刀具的假想刀尖位臵。
