第二章 数控加工程序编制
数控加工程序实例
第二章 数控加工程序编制
数控加工程序实例
（1）零件加工工艺性分析
对零件的设计图和技术要求进行综合分析。
（2）加工方法的选择
选择零件具体的加工方法和切削方式。
（3）机床的选择
（4）工装的选择
（5）加工区域规划
对加工对象进行分析，按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象划分
成数个加工区域。对加工区域进行规划可以达到提高加工效率和加工质量的目的。
（6）加工工艺路线规划
合理安排零件从粗加工到精加工的数控加工工艺路线，进行加工余量分配。
（7）刀具的选择
根据加工零件的特点和精度要求，选择合适的刀具以满足零件加工的要求。
（8）切削参数的确定
（9）确定工件坐标系、对刀点和换刀点
（10）基点、节点坐标计算
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数控加工程序实例
钻孔加工程序
1．孔加工程序的特点
（1） 编程中坐标性质（指绝对坐标或相对坐标）的选择应与图纸尺寸
的标注方法一致，这样可以减少尺寸换算和保证加工精度；
（2） 注意提高对刀精度，如程序中需要换刀，在空间允许的情况下，
换刀点应尽量安排在加工点上；
（3） 注意使用刀具补偿功能，可以在刀具长度变化时保证钻孔深度。
（4） 在钻孔量很大时，为了简化编程，应使用固定循环指令和对称功
能；
（5）程序的最后应有返回原点检查，以保证程序的正确性。
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2．．编程实例
手工编写下图零件数控钻削加工程序，选用有刀具长度补偿的数控钻床加工
零件中A、B、C三个孔，材料45#钢。
（1）零件加工工艺性分析
无妨碍刀具运动的部位，无会产生加工干涉或加工不到的区域，零件形状尺寸不大，精
度要求不高，三个空尺寸一样，可用一把刀，零件上下表面平整。
（2）加工方法的选择
一次钻削加工，有沉孔有通孔，沉孔加工到孔底时候需要停留一下保证加工可靠、到位
和质量，通孔需要多钻一段来保证钻通。
（3）机床的选择
根据零件图样要求，选用经济型数控钻床即可达到要求。具体型号查手册。
（4）工装的选择
以已加工过的底面和侧面为定位基准，用通用夹具夹紧工件上面两侧边，夹具固定于钻
床工作台上。
（5）加工区域规划（省）
三个孔
（6）加工工艺路线规划
起刀点——A孔——A孔工进起点——A孔加工——返回A孔工进起点——B孔工进起点
——B孔加工——返回B孔工进起点——C孔工进起点——C孔加工——返回C孔——返
回起刀点。
（7）刀具的选择
选用Φ25的钻头，设为T01，刀具长度补偿值4mm，设在01号补偿寄存器，正补偿。
（8）切削参数的确定
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程
序。
（9）确定工件坐标系、对刀点和换刀点
确定以机床零点为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。 O点作为对刀点。
（10）基点、节点坐标计算
程序清单：
主程序：WM0001;
N01 G54 ； 选择坐标系
N02 G91 G00 ； 定位到A点
N03 G43 T01 D01； 刀具快速移动到工进
起点，刀具长度补偿
N04 S600 M03； 主轴启动
N05 G01 F1000； 加工A孔
N06 G04 P2000； 孔底停留2秒
N07 G00 ； 快速返回到工进起点
N08 ； 定位到B点
N09 G01 ； 加工B孔
N10 G00 ； 快速返回到工进起点
N11 ； 定位到C孔
N12 G01 ； 加工C孔
N13 G04 P2000； 孔底停留2秒钟
N14 G00 D00； Z坐标返回到程序起
点， 取消刀补
N15 ； X、Y坐标返回到程序起点
N16 M05； 主轴停止
N17 M02； 程序结束
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数控加工程序实例
车削程序
1．车削加工程序的特点
（1）关于坐标
• 坐标的取法及坐标指令。数控车床径向为x轴、纵向为z轴；
• x和z坐标指令，在按绝对坐标编程时使用代码X和Z，按增量编程时使用
代码U和W；
• 切削圆弧时，使用I和K表示圆心相对圆弧起点的坐标增量值或者使用半
径R值代替I和K值；
• 在一个零件的程序中或一个程序段中，可以按绝对坐标编程，或增量坐
标编程，也可以用绝对坐标与增量坐标值混合编程；
• X或U坐标值，在数控车床的程序编制中是“直径值”，即按绝对坐标编
程时，X为直径值，按增量坐标编程时，U为径向实际位移值的两倍，并
附上方向符号。
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数控加工程序实例
车削程序
1．车削加工程序的特点
（2）关于刀具补偿
• 由于在实际加工中，刀具会产生磨损，精加工时车刀刀尖需要磨出半径
不大的圆弧，需要刀尖圆弧半径补偿；
• 换刀时，由于安装所引起的刀尖位置差异需要利用刀具长度补偿功能加
以调整。
（3）关于车削固定循环功能
• 数控车床系统中具备各种不同形式的固定切削循环功能。如内、外圆柱
面固定循环，内、外锥面固定循环，端面固定循环，内、外螺纹固定循
环及组合面切削循环等，使用固定循环指令可以简化编程。
• 车削加工一般为大余量多次切除过程，常常需要多次重复几种固定的动
作，因此，还具有粗切循环功能。
第二章 数控加工程序编制
走刀起点
走刀终点
第二章 数控加工程序编制
2．．编程实例
如图所示工件，毛坯为φ25㎜×65㎜棒材，材料为45钢。
1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线
1）对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆，一次装夹完成粗精加工。
2) 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，为编程时数值计算方便，圆弧部分可用同心圆车圆弧法，分三刀切
完。
② 自右向左精车右端面及各外圆面：车右端面→倒角→切削螺纹外圆→车φ16㎜外圆→车R3㎜圆弧→车φ22
㎜外圆。
③ 切槽。
④ 车螺纹。
⑤ 切断。
2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。
3．选择刀具
根据加工要求，选用四把刀具，T01为粗加工刀，选90°外圆车刀，T02为精加工刀，选尖头车刀，T03
为切槽刀，刀宽为4㎜，T04为60°螺纹刀。刀具布置如图2-19所示。
同时把四把刀在四工位自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
4．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点
确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系，如图2-18所示。
采用手动试切对刀方法（操作与前面介绍的数控车床对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在
工件坐标系下X15、Z150处。
6．编写程序（该程序用于CJK6136D车床）
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工
程序如下：（该系统X方向采用半径编程）
N0010 G00 Z2 S500 M03
N0020 X11 ；粗车外圆得φ22㎜
N0030 G01 Z-50 F100
N0040 X15
N0050 G00 Z2
N0060 ；粗车外圆得φ19㎜
N0070 G01 Z-32 F100
N0080 G91 G02 K0 ；粗车圆弧一刀得㎜
N0090 G90 G00 X15
N0100 Z2
N0110 ；粗车外圆得φ17㎜
N0120 G01 Z-32 F100
N0130 G91 G02 K0 ；粗车圆弧二刀得R3㎜
N0140 G90 G00 X15 Z150
N0150 ；精车刀，调精车刀刀偏值
N0160 X0 Z2
N0170 G01 Z0 F50 S800 ；精加工
N0180 X7
N0190 X8 Z-1
N0200 Z-32
N0210 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0
N0220 G90 G01 X11 Z-50
N0230 G00 X15
N0240 Z150
N0250 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值
N0260 G00 X10 Z-19 S250 M03 ；割槽
N0270 G01 F80
N0280 X10
N0290 G00 X15 Z150
N0300 ；换螺纹刀，调螺纹刀刀偏值
N0310 G00 X8 Z5 S200 M03 ；至螺纹循环加工起始点
N0320 G86 Z-17 K2 I6 P9 N1 ；车螺纹循环
N0330 G00 X15 Z150
N0340 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值
N0350 G00 X15 Z-49 S200 M03 ；切断
N0360 G01 X0 F50
N0370 G00 X15 Z150
N0380 M02
第二章 数控加工程序编制
3．．编程实例
试编制下图所示零件的精加工程序。材料为45钢。
解：（1）零件图的分析：这是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面构成的特型
面零件。其￠50 mm 外圆柱面直径处不加工，而￠40 mm 外圆柱面直径处加
工精度较高，其材料为45号钢，选择毛坯尺寸为￠50 mm×L110 mm 。
（2）加工方案及加工路线的确定：以零件右端面中心O作为坐标系原点，
设定工件坐标系。
（3）刀具和切削用量的选择：刀具选择1号刀具为90°硬质合金机夹偏刀。
考虑加工精度并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素。主轴转速n=630r/min
，进给速度精车为F= 。
（4）尺寸计算：R14mm圆弧的圆心坐标是：X=0，Z=-14（mm）；
R5mm圆弧的圆心坐标是： X=50， Z=-（44+20-5）=-59（mm）；
第二章 数控加工程序编制
数控加工程序实例
轮廓铣削程序
1．轮廓铣削编程特点
（1）数控铣床功能各异，品种繁多。选择机床时要考虑如何最大限度地
发挥数控铣床的特点。一般两坐标联动数控铣床用于加工平面零件轮廓，三
坐标以上的数控铣床用于三维复杂曲面加工，铣削加工中心具有多种功能，
可以用于多工位、多工件和多种工艺方法的加工。
（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方法。包括直线插补和圆弧插补，
极坐标插补、抛物线插补和螺旋线插补等。编程时要合理地选择这些功能，
以提高加工精度和效率。
第二章 数控加工程序编制
数控加工程序实例
轮廓铣削程序
1．轮廓铣削编程特点
（3）数控铣床一般都具有刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿
和各种固定循环等功能，合理地使用这些功能可以简化编程。
（4）铣削和由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削数学处理比较简单，可以
手工计算。非圆曲线和曲面轮廓的铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采
用计算机辅助计算和自动编程。
第二章 数控加工程序编制
2．．编程实例
毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图3-23
所示的槽，工件材料为45钢。
1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线
1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工
作台上。
2）工步顺序
① 铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。
② 每次切深为2㎜，分二次加工完。
2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣
床。
3．选择刀具
现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
4．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程
序。
5．确定工件坐标系和对刀点
在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐
标系，如图2-23所示。
采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点O作为对刀点。
6．编写程序
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
考虑到加工图示的槽，深为4㎜，每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便，同时
减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下（该程序用于XKN7125铣床）：
AAAA
N0010 G00 Z2 S800 T1 M03
N0020 X15 Y0 M08
N0030 L01 P1.-2 ；调一次子程序，槽深为2㎜，
N0040 L01 P1.-4 ；再调一次子程序，槽深为4㎜
N0050 G01 Z2 M09
N0060 G00 X0 Y0 Z150
N0070 M02 ；主程序结束
L01 ；子程序开始
N0010 G01 ZP1 F80
N0020 G03 X15 Y0 I-15 J0
N0030 G01 X20
N0040 G03 X20 YO I-20 J0
N0050 G41 G01 X25 Y15 ；左刀补铣四角倒圆的正方形
N0060 G03 X15 Y25 I-10 J0
N0070 G01 X-15
N0080 G03 X-25 Y15 I0 J-10
N0090 G01 Y-15
N0100 G03 X-15 Y-25 I10 J0
N0110 G01 X15
N0120 G03 X25 Y-15 I0 J10
N0130 G01 Y0
N0140 G40 G01 X15 Y0 ；左刀补取消
N0150 RET ；子程序结束
第二章 数控加工程序编制
3．．编程实例
试编制如图所示零件的加工程序。工件材料为45钢。
1）解答思路：遇到编程题时，一定要按编程的步骤，首先将主要的编程思路和中间
的分析结果清晰描述出来，然后再编制程序，程序一定要有注释。
解：根据图纸要求确定加工工艺如下：
（i） 加工方式：立铣。
（ii） 加工设备和材料：HNC-21/22M 数控系统的钻铣床；6mm 厚的铝板或
塑料板。
（iii） 加工刀具：直径Φ12 的立铣刀。
（iv） 切削用量：参照《工艺手册》有关资料选择主轴转速600rpm，进给速
度200mm/min。
（v） 工艺路线：工艺路线如图箭头所示。
（vi） 定位夹紧：过Φ20 孔用螺栓通过垫块安装在工作台上。
用φ30的立铣刀铣削工件轮廓，已知工作原点O（90，60），机床
原点M（0，0），工件尺寸及加工路线如图所示，试按绝对坐标完成
数控铣削手工编程。（主轴转速为300rpm，进给速度为
150mm/min,机床具有刀具半径补偿功能）
2） 加工程序的编制
（i） 确定工件坐标系：选择凸轮大圆的圆心为工件坐标系X、Y 轴零点，工件表面
为Z 轴零点，建立工件坐标系。
（ii） 数学处理：在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值，有了
坐标值方能正式编程。计算过程此处不再赘述，算得的基点坐标分别为:
F (, ），E （,），
D （,−），C （, −）。
3）零件程序编制
根据算得的基点和设定的工件坐标系，编制零件程序。
%2000 ；定义零件程序号
#101=6； φ12 的立铣刀
N01 G92 X0 Y0 Z35 ；建立工件坐标系
N02 G90 G00 X60 Y50 ；快速到S 点上方
N03 G01 Z− M03 F500 S600；到点S
N04 G01 G42 D101 X0 Y50 F200；由点S 到点A，建立刀补
N05 G03 Y−50 J−50；加工圆弧AB
N06 G03 ；加工圆弧BC
N07 G01 ；加工直线CD
N08 G03 ；加工圆弧DE
N09 G01 ；加工直线EF
N10 G03 X0 Y50 R20；加工圆弧FA
N11 G01 X−10；到点G
N12 G01 F500；到G 点上方
N13 G40 X0 Y0；取消刀补，回到对刀点
N14 M05；主轴关
N15 M30；程序结束
怎样才能写出高质量的零件加工程序？
• 了解切削加工过程；
• 熟悉数控机床及数控系统的功能及操作；
• 熟悉工艺、刀具和夹具知识，掌握工艺编制技术，
合理选择刀具、夹具及切削用量等，将工艺等知识
融入程序，提高程序的质量；
• 编程时尽量使用固定循环、宏指令和子程序功能，
以减少主程序的长度；
• 养成良好的编程习惯和风格，如程序中要使用程序
段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使
程序清晰，便于阅读和修改。
练习：
毛坯为Φ48的圆形板材，外轮廓已加工过，要求加工出如图所示的几个
空。工件材料为铝。
练习：
2-1 编写车削图2-27所示零件的加工程序。毛坯为φ18㎜×60㎜的棒料，材料为45钢。
2-2 编写车削图2-28所示零件的加工程序。毛坯为φ25㎜×55㎜的棒料，材料
为45钢。
2-3 编写车削图2-29所示手柄的加工程序。图a毛坯为φ25㎜×100㎜的棒
料，图b毛坯为φ25㎜×45㎜的棒料，材料都为45钢。
2-4 编写车削图2-30所示型盘零件的加工程序。毛坯为φ55㎜×18㎜的盘
料，φ12的内孔及两端面已加工过，材料为45钢。
2-5 编写车削图2-31所示轴类零件的加工程序。图中双点划线表示零件的毛
坯轮廓，材料为45钢。
练习：
毛坯为120㎜×60㎜×10㎜板材，5㎜深的外轮廓已粗加工过，周边留2㎜余
量，要求加工出如图2-24所示的外轮廓及φ20㎜的孔。工件材料为铝。
如图示零件，厚度15mm，编写外轮廓加工程序。
