第二章 数控加工程序的编制
内容提要
本章将讲述数控加工的工艺分析和典型的加 工方法；加工程序的编制、结构及常用算法； 简要介绍自动编程。
第一节 概述
一.程序编制的基本概念
数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过 程。 将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工 艺参数(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启 停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号 组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单 的信息变成控制介质(磁带、磁盘、穿孔带）的整个过程。
第一节 概述
加工线路的确定
寻求最短加工路线 如图a所示零件上的孔系，图b的走刀 路线为先加工完外圈孔后再加工内圈孔。若改用c图的走 刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提 高了加工效率。
制备控制介质 校验和试切
错误
第一节 概述
编制程序及初步校验
根据制定的加工路线
、切削用量、刀具号码、
刀具补偿、辅助动作及刀
具运动轨迹，按照数控系
修 改
统规定指令代码及程序格
式，编写零件加工程序，
并进行校核、检查上述两
个步骤的错误。
零件图纸 图纸工艺分析 计算运动轨迹
程序编制 制备控制介质 校验和试切
上述方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别工 件的加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不 仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加 工精度是否符合要求。 当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单 ，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度 要求为止。
第一节 概述
三、数控加工的工艺分析和数控加工方 法
第二章 数控机床的程序编制
零件 图纸
制订工艺 制备数控带 校
数值计算
验 编写程序
数数 控控 装机 置床
毛坯 成品
程序编制
第一节 概 述
常用的程序编制方法有：手工编程和自动编程两种。
手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求 高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备 机械加工工艺知识和数值计算能力）
1. 数控加工的工艺分析 数控机床加工零件和工艺除按一般方式对
零件进行分析外，还必须注意以下几点： • 选择合适的对刀点
第一节 概述
– 对刀点：确定刀具与工件相对位置的点。由于程序也是从这 一点开始执行，所以对刀点也叫做“程序起点”或起刀点。
– 对刀点 可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测 量的点。
零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
修
程序编制
改
制备控制介质
校验和试切
错误
第一节 概述
常用的校验和试切方法：
对于平面轮廓零件可在机床上用笔代替刀具、坐 标纸代替工件进行空运转空运行绘图。
对于空间曲面零件，可用蜡块、塑料或木料或价 格低的材料作工件，进行试切，以此检查程序的 正确性。
第一节 概述
在具有图形显示功能的机床上，用静态显示（机床 不动）或动态显示（模拟工件的加工过程）的方法 ，则更为方便。
➢ 数控机床不能开动的原因中，有20-30%是 由于加工程序不能及时编制出造成的
编程自动化是当今的趋势！
第一节 概述
二、手工编程的内容和步骤
图纸工艺分析
这一步与普通机床加工零 件时的工艺分析相同，即在
修
对图纸进行工艺分析的基础 改 上，选定机床、刀具与夹具 ；确定零件加工的工艺线路 、工步顺序及切削用量等工 艺参数等。
显示图形 穿控纸带 打印程序单 计算机通讯
第一节 概 述
手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。 自动编程适用于：
➢形状复杂的零件， ➢虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数
千个孔的零件） ➢虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加
工时，非圆曲线的计算）
第一节 概 述
据国外统计：
➢ 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床 实际加工时间之比，平均约为 30：1。
错误
第一节 概述
制备控制介质
零件图纸
将程序单上的内容，经
转换记录在控制介质（穿
孔带、磁带或磁盘、存
储器）上，作为数控系
修 改
统的输入信息，若
程序较简单，也可直接通 过键盘输入。
图纸工艺分析 计算运动轨迹
程序编制 制备控制介质
校验和试切
错误
第一节 概述
程序的校验和试切
所制备的控制介质，必 须经过进一步的校验和试切 削，证明是正确无误，才能 用于正式加工。如有错误， 应分析错误产生的原因，进 行相应的修改。
零件图纸 图纸工艺分析
计算运动轨迹 程序编制
制备控制介质 校验和试切
错误
第一节 概述
零件图纸
计算运动轨迹
图纸工艺分析
根据零件图纸上尺寸及
工艺线路的要求，在选定的
坐标系内计算零件轮廓和刀
具运动轨迹的坐标值，并且
修 改
按NC机床的规定编程单位
（脉冲当量）换算为相应的
数字量，以这些坐标值作为
编程尺寸。
计算运动轨迹 程序编 概述
加工线路的确定 加工线路——加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。
➢ 孔类加工（钻孔、镗孔） 原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程
b
a n个
红线长 = b + 2(n -1)a +切入/出段 黄线长 =（n -1)(a + b) +切入/出段
– 对刀点 确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确 定了。
选择对刀点的原则：
• 选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上。 • 选在对刀方便，便于测量的地方。 • 选在便于坐标计算的地方
第一节 概述
Y
Z
刀具运动轨迹
工件轮廓
R50 f20
C
X R30 R20
第一节 概述
–刀位点:用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的 特定点。
自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个 自动编程系统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方 式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系 统能自动打印出程序单和制备控制介质。
第二章 数控机床的程序编制
修改
零数零 件控件
源 图语程 纸言序
输数后 入学置 编处处 译理理
计算机自动编程系统
镗刀 钻头 立铣刀、端铣刀 面铣刀 指状铣刀 球头铣刀
车刀
第一节 概述
对刀：就是使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。
a)钻头刀位点 b)圆柱铣刀的刀位点 c)车刀的刀位点
d)球头铣刀的刀位点
常用的对刀方法为试切法。
O
fd
L
O
(a) 确定刀尖在Z向的位置
(b) 确定刀尖在X向的位置
数控车床的对刀
根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。