《数控加工基础》第二章 程序编制的基本概念

(一)组织教学:(考勤、学习准备等) (二)复习旧课:数控机床的分类以及数控机床的发展 (三)讲授新课:2—1程序编制的内容 程序编制的基本概念 1、数控加工程序的定义 数控机床能按照事先编制包括加工轨迹和路线以及所有工艺参数 和其他有关技术要求在内的加工程序,并经机床数控装置“接受”和“处 理”后,对整个加工过程进行自动控制。 数控加工程序的定义 按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集 2、程序编制的分类 主要分为手工编程和自动编程两类。 (1)手工编程 由操作者或程序员以人工方式完成整个加工程序编制工作的方法。 (2)自动编程 在做好各种有关的准备工作后,主要由计算机及其外围设备组成的 自动 编程系统完成加工程序编制工作的方法。 序编制的过程和步骤

(一) 组织教学：(考勤、学习准备等) (二) 复习旧课：数控机床的分类以及数控机床的发展 (三) 讲授新课： §2—1 程序编制的内容 一、 程序编制的基本概念 1、 数控加工程序的定义 数控机床能按照事先编制包括加工轨迹和路线以及所有工艺参数 和其他有关技术要求在内的加工程序，并经机床数控装置“接受”和“处 理”后，对整个加工过程进行自动控制。 数控加工程序的定义： 按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。 2、 程序编制的分类 主要分为手工编程和自动编程两类。 （1）手工编程 由操作者或程序员以人工方式完成整个加工程序编制工作的方法。 （2）自动编程 在做好各种有关的准备工作后，主要由计算机及其外围设备组成的 自动 编程系统完成加工程序编制工作的方法。 3、 序编制的过程和步骤

如图P13图2-1所示。 手工编程的步骤: (1)、图样分析: 对零件形状、标注、材料、热处理等进行分析 (2)、辅助准备: 确定机床和夹具、机床坐标系、编程坐标系、对刀方法等编程的方法 (3)、制定加工工艺 包括一一加工路线、加工余量、刀具运动方向、程序编制的允许误差。 (4)、数值计算 尺寸分析与作图、选择计算方法、数值计算、对误差的分析与计算等 (5)、填写加工程序单 按照数控系统规定格式和要求填写零件的加工程序单及加工条件等。 (6)、制备控制介质: 这些控制介质是以代码信息表示加工的一种方式。 (7)、程序校验 检验程序是否正确、首件是否合格等综合校验。 、数控机床的基本功能指令 在数控机床加工程序中,体现数控机床各项功能的指令是以地址字所规 定的代码。 1、准备功能指令

如图 P13 图 2—1 所示。 手工编程的步骤： （1）、图样分析： 对零件形状、标注、材料、热处理等进行分析。 （2）、辅助准备： 确定机床和夹具、机床坐标系、编程坐标系、对刀方法等编程的方法。 （3）、制定加工工艺： 包括――加工路线、加工余量、刀具运动方向、程序编制的允许误差。 （4）、数值计算： 尺寸分析与作图、选择计算方法、数值计算、对误差的分析与计算等。 （5）、填写加工程序单： 按照数控系统规定格式和要求填写零件的加工程序单及加工条件等。 （6）、制备控制介质： 这些控制介质是以代码信息表示加工的一种方式。 （7）、程序校验： 检验程序是否正确、首件是否合格等综合校验。 二、数控机床的基本功能指令 在数控机床加工程序中，体现数控机床各项功能的指令是以地址字所规 定的代码。 1、准备功能指令

是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种指令。地址符规定为 又称G功能或G指令,后跟两位数字组成 G00、G0l、G02、G03、G04、G33、G90、G91、 2、辅助功能指令 是指令数控机床中各种辅助装置的开关动作或状态的一种指令。地址符 规定为M,又称M功能或M指令,后跟两位数字组成。 M00、M02、M03、M04、M05、M06、M30 3、进给功能指令 主要用于切削加工过程中指令进给速度的一种指令。地址符规定为 F,又称F功能或F指令,后跟0~999的数字组成。常用的是每分钟 进给。F指令还用在螺纹切削程序段中指令其螺距或导程,以及在暂停 程序段指令其延时时间等。 4、主轴转速功能指令 主要用于指令其主轴的转速。地址符规定为S,又称S功能或S指 令,后跟1~4位数字组成。 5、刀具功能指令 指令加工中心所用刀具的刀号及刀具自动补偿的编组号。地址符规 定为T,又称T功能或T指令。后续两位和四位数多。内容有:刀位编 差、刀具长度和刀具半径补偿。 (1)两位数的规定 首位数字表示刀具或刀位的编号,末位数字表示刀具自动补偿的编组

是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种指令。地址符规定为 G， 又称 G 功能或 G 指令，后跟两位数字组成。 G00、G01、G02、G03、G04、G33、G90、G91、 2、辅助功能指令 是指令数控机床中各种辅助装置的开关动作或状态的一种指令。地址符 规定为 M，又称 M 功能或 M 指令，后跟两位数字组成。 M00、M02、M03、M04、M05、M06、M30 3、进给功能指令 主要用于切削加工过程中指令进给速度的一种指令。地址符规定为 F，又称 F 功能或 F 指令，后跟 0~9999 的数字组成。常用的是每分钟 进给。F 指令还用在螺纹切削程序段中指令其螺距或导程，以及在暂停 程序段指令其延时时间等。 4、 主轴转速功能指令 主要用于指令其主轴的转速。地址符规定为 S，又称 S 功能或 S 指 令，后跟 1~4 位数字组成。 5、刀具功能指令 指令加工中心所用刀具的刀号及刀具自动补偿的编组号。地址符规 定为 T，又称 T 功能或 T 指令。后续两位和四位数多。内容有：刀位编 差、刀具长度和刀具半径补偿。 （1） 两位数的规定 首位数字表示刀具或刀位的编号，末位数字表示刀具自动补偿的编组

(2)四位数的规定 当数控机床上所用刀具超过9把并少于100把时,通常采用这种规定, 前两位数为刀号,后两位数表示刀具自动补偿的编组号,该后两位数既可用 于共 同表示某种自动的编组号,也用于依次先后表示其两种自动补偿的编组号 (四)小结 数控机床的基本指令和程序编制的基本概念 (五)布置作业习题册 (六)辅导答疑

号。 （2） 四位数的规定 当数控机床上所用刀具超过 9 把并少于 100 把时，通常采用这种规定， 前两位数为刀号，后两位数表示刀具自动补偿的编组号，该后两位数既可用 于共 同表示某种自动的编组号，也用于依次先后表示其两种自动补偿的编组号。 （四）小结 数控机床的基本指令和程序编制的基本概念 （五）布置作业 习题册 （六）辅导答疑

组织教学:(考勤、学习准备等) (二)复习旧课:数控机床的基本指令和程序编制的基本概念 (三)讲授新课: 续§2—1程序编制的内容 三、程序的结构和程序段 加工程序的组成 加工程序是数控加工中心的核心组成部分。一个完整的程序必须包 括开始部分、内容部分和结束部分。 程序的开始部分通常用符号“%”或字母“O”表示,结束部分多 用“M02”、“M30”或符号“EM”表示。内容部分由程序格式具体规定 2、加工程序的结构 由引导程序、主程序、子程序组成 (1)引导程序 用以指定将运行的加工程序号、设置一些必要的参数等。 (2)主程序 由指定加工顺序、刀具运动轨迹和各种辅助动作的程序段组,是加 工程序的主体结构。数控机床一般是按主程序的指令执行加工的。 (3)子程序 加工程序中有某些重复出现的内容,可作为子程序,并将编制的子 程序内容存到数控装置中,需要时,由主程序直接调用

（一） 组织教学：(考勤、学习准备等) （二） 复习旧课：数控机床的基本指令和程序编制的基本概念 （三） 讲授新课： 续§2—1 程序编制的内容 三、程序的结构和程序段 1、加工程序的组成 加工程序是数控加工中心的核心组成部分。一个完整的程序必须包 括开始部分、内容部分和结束部分。 程序的开始部分通常用符号“%”或字母“O”表示，结束部分多 用“M02”、“M30”或符号“EM”表示。内容部分由程序格式具体规定。 2、 加工程序的结构 由引导程序、主程序、子程序组成。 (1) 引导程序 用以指定将运行的加工程序号、设置一些必要的参数等。 (2) 主程序 由指定加工顺序、刀具运动轨迹和各种辅助动作的程序段组，是加 工程序的主体结构。数控机床一般是按主程序的指令执行加工的。 (3) 子程序 加工程序中有某些重复出现的内容，可作为子程序，并将编制的子 程序内容存到数控装置中，需要时，由主程序直接调用

3、程序段格式 是程序中的一个单位。在填写程序段时,一般可省略其结束字的书写。 (1)程序段的基本格式如下 N4G2X+5.3Y+5.3Z+-5.3F4.3S2/42/4M2 N4-程序段的段号。 G2一准备功能指令。以地址符后带两位整数表示。 (2)程序段中常用的指令代码 1)准备功能的指令代码 G00:快速点定位指令。使刀具或工件快速到达目标点,一般用于不进行 削、其路径为空行程时使用。 G01:直线插补指令。用于直线加工的指令。 G02/G03:顺逆圆弧插补指令 G04 暂停(延时)指令。 G33:等螺距切削指令 G90/G91:绝对增量尺寸指令。 2)辅助功能代码指令 程序停止指令 M02:程序结束指令 MO3M04:主轴顺逆时针方向指令

3、程序段格式 是程序中的一个单位。在填写程序段时，一般可省略其结束字的书写。 (1) 程序段的基本格式如下： N4 G2 X+-5.3 Y+-5.3 Z+-5.3 F4.3 S2/4 T2/4 M2 N4— 程序段的段号。 G2— 准备功能指令。以地址符后带两位整数表示。 (2) 程序段中常用的指令代码 1) 准备功能的指令代码 G00： 快速点定位指令。使刀具或工件快速到达目标点，一般用于不进行 切 削、其路径为空行程时使用。 G01： 直线插补指令。用于直线加工的指令。 G02/G03： 顺/逆圆弧插补指令 G04： 暂停（延时）指令。 G33： 等螺距切削指令。 G90/G91： 绝对/增量尺寸指令。 2) 辅助功能代码指令 M00： 程序停止指令。 M02： 程序结束指令。 M03/M04： 主轴顺/逆时针方向指令

M30:纸带(程序)结束指令。 三、加工程序段的填写及校验 、常用程序段的填写 ①)设定工件坐标系 1)绝对坐标系 数控车床一般规定其ⅹ坐标轴方向上所有坐标值采用直径量填写。 2)增量坐标系(相对坐标) 当采用增量坐标方式设定其工件坐标系时,机床规定刀具运动的起点 与其对刀点(参考点)重合。可直接填写从程序原点开始执行的第一条运动 程序段 (2)快速点定位程序段 N4 G00XZ F 格式) 填写程序段中的坐标值时,采用增量尺寸方式,则为该条轮廓终点相对 其起点的坐标值;采用绝对尺寸方式,则为终点相对其绝对坐标系原点的坐 标值。(③3)直线插补程序段 N4 GO1 Z F (格式) 所填写的各坐标值是终点的坐标值。 (4)圆弧插补程序段 所填写的各坐标值是终点的坐标值。 N4 G02/03 X Z R (格式) 应注意以下几点:

M30： 纸带（程序）结束指令。 三、 加工程序段的填写及校验 1、常用程序段的填写 (1) 设定工件坐标系 1） 绝对坐标系 数控车床一般规定其 X 坐标轴方向上所有坐标值采用直径量填写。 2) 增量坐标系 （相对坐标） 当采用增量坐标方式设定其工件坐标系时，机床规定刀具运动的起点 与其对刀点（参考点）重合。可直接填写从程序原点开始执行的第一条运动 程序段。 (2) 快速点定位程序段 N4 G00 X Z F (格式) 填写程序段中的坐标值时，采用增量尺寸方式，则为该条轮廓终点相对 其起点的坐标值；采用绝对尺寸方式，则为终点相对其绝对坐标系原点的坐 标值。(3) 直线插补程序段 N4 G01 X Z F (格式) 所填写的各坐标值是终点的坐标值。 (4) 圆弧插补程序段 所填写的各坐标值是终点的坐标值。 N4 G02/03 X Z R F (格式) 应注意以下几点：

1)圆弧的终点坐标 当采用增量尺寸方式填写时,其终点坐标值相对于该圆弧起点的坐标。 圆心的坐标 指其圆心相对于该圆弧起点的增量坐标(不允许用绝对尺寸)。 3)半径编程方法 当采用半径方法填写圆弧插补程序段时,要注意正、负值。 当其圆弧所对应的圆心角小于或等于180度时,取正值 当圆弧所对应的圆心角大于180度时,取负值。 当其圆心角等于360度的整圆弧插补程序段时,不能采用半径编程法 (5)刀具功能程序段 填写Txx即可实现自动换刀功能 (6)程序结束的程序段 程序结束指令有M02、M30,通常单独填写为一条程序段。 2、加工程序单的填写 填写加工程序单时,必须按照所用机床数控系统规定的程序格式和要 求 将准确的坐标计算值和制定的加工工艺等内容意义填入 (1)加工程序单的构成:由加工程序和加工条件说明两部分构成。 (2)加工程序单的格式:一份完整的加工程序单还应有:程序单编号、 零件

1) 圆弧的终点坐标 当采用增量尺寸方式填写时，其终点坐标值相对于该圆弧起点的坐标。 2) 圆心的坐标 指其圆心相对于该圆弧起点的增量坐标（不允许用绝对尺寸）。 3) 半径编程方法 当采用半径方法填写圆弧插补程序段时，要注意正、负值。 当其圆弧所对应的圆心角小于或等于 180 度时，取正值； 当圆弧所对应的圆心角大于 180 度时，取负值。 当其圆心角等于 360 度的整圆弧插补程序段时，不能采用半径编程法。 (5) 刀具功能程序段 填写 Txx 即可实现自动换刀功能。 (6) 程序结束的程序段 程序结束指令有 M02、M30，通常单独填写为一条程序段。 2、加工程序单的填写 填写加工程序单时，必须按照所用机床数控系统规定的程序格式和要 求， 将准确的坐标计算值和制定的加工工艺等内容意义填入。 (1) 加工程序单的构成： 由加工程序和加工条件说明两部分构成。 (2) 加工程序单的格式： 一份完整的加工程序单还应有：程序单编号、 零件

图号或其代号、零件名称;末尾还应有编号日期 及 编程者的签名,以对程序负责。 (3)加工程序单的格式示例:(见书P22表2-3) 3、程序校验 加工程序单编制完成,并不等于程序编制工作的结束。该程序得到编制 无误的可靠信息后,才能进行输入及加工等下步工作。但这种信息的获得, 涉及到若干方面,稍有不慎,将造成加工中的返修或报废损失。如校验工作 不仔细,还可能造成多次编程返工等。 (四)练习、辅导、答疑 (五)小结程序的结构和程序段和加工程序的填写及校验 (六)布置作业:习题册

图号或其代号、零件名称；末尾还应有编号日期 及 编程者的签名，以对程序负责。 (3) 加工程序单的格式示例： (见书 P22 表 2-3) 3、 程序校验 加工程序单编制完成，并不等于程序编制工作的结束。该程序得到编制 无误的可靠信息后，才能进行输入及加工等下步工作。但这种信息的获得， 涉及到若干方面，稍有不慎，将造成加工中的返修或报废损失。如校验工作 不仔细，还可能造成多次编程返工等。 （四） 练习、辅导、答疑 （五） 小结 程序的结构和程序段和加工程序的填写及校验 （六） 布置作业： 习题册

(一)组织教学:(考勤、学习准备等) (二)复习旧课:程序的结构和程序段和加工程序的填写及校验 (三)讲授新课:§2-2工艺分析及处理 工艺分析及处理是加工程序编制工作中较为复杂又非常重要的环节之 在填写加工程序单之前,必须通过零件图样对所示零件的加工工艺性进行周 到、慎密分析,以便选择机床及刀、夹具等工艺装备,正确设计工序内容和 刀具的进给路线,以及合理确定切削用量等参数。 要掌握数控加工中的工艺处理环节,除了应该掌握比普通机床加工更详 细和复杂的工艺规程外,还应具有扎实的普通加工工艺基础知识。一个合格 的编程人员应该是一个较好的工艺员应对机床主体和数控系统的性能、特点 和应用,以及数控加工的工艺方案制定工作等各个方面,都要有比较全面的 了解。 数控加工工艺分析 分析零件图样 分析零件图样是制定加工工艺前的首要工作,将对零件的加工程序编制 及加工结果产生直接影响。包括以下内容: (1)构成加工轮廓的几何条件 对零件图出现的问题,如数据不充分、尺寸模糊不清等缺陷要及时反映和处 (2)尺寸公差要求:

(一) 组织教学：(考勤、学习准备等) (二) 复习旧课：程序的结构和程序段和加工程序的填写及校验 (三) 讲授新课： §2—2 工艺分析及处理 工艺分析及处理是加工程序编制工作中较为复杂又非常重要的环节之 一。 在填写加工程序单之前，必须通过零件图样对所示零件的加工工艺性进行周 到、慎密分析，以便选择机床及刀、夹具等工艺装备，正确设计工序内容和 刀具的进给路线，以及合理确定切削用量等参数。 要掌握数控加工中的工艺处理环节，除了应该掌握比普通机床加工更详 细和复杂的工艺规程外，还应具有扎实的普通加工工艺基础知识。一个合格 的编程人员应该是一个较好的工艺员应对机床主体和数控系统的性能、特点 和应用，以及数控加工的工艺方案制定工作等各个方面，都要有比较全面的 了解。 一、数控加工工艺分析 1、分析零件图样 分析零件图样是制定加工工艺前的首要工作，将对零件的加工程序编制 及加工结果产生直接影响。包括以下内容： （1） 构成加工轮廓的几何条件： 对零件图出现的问题，如数据不充分、尺寸模糊不清等缺陷要及时反映和处 理。 （2） 尺寸公差要求：