1、 普通高等教育机电类“十三五”规划教材 数控编程技术 杨 亮 汤武初 主 编 王 春 施志辉 主 审 内 容 简 介 本书是作者结合多年数控编程、数控加工工艺的教学、科研实践经验以及上机实践编写而成。本书通过大量的实例，分模块地阐述了数控编程与数控加工工艺的基本知识和运用。本书内容详实、条理清晰、着重于应用与理论相结合。本书可作为高等工科院校、高等职业技术院校、中专、电大等数控专业编程技术课程工程训练的教材和参考书，也可作为企业数控加工职业技能的培训教材。同时也可以作为数控专业英文课程的辅助参考资料。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CI
2、P）数据 数控编程技术/杨亮，汤武初主编北京：电子工业出版社，2017.4 普通高等教育机电类“十三五”规划教材 ISBN 978-7-121-31132-1.数 .杨 汤 .数控机床程序设计高等学校教材 .TG659 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2017）第 057515 号 策划编辑：赵玉山 责任编辑：赵玉山 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编：100036 开 本：7871 092 1/16 印张：15 字数：384 千字 版 次：2017 年 4 月第 1 版 印 次：2017 年 4 月第 1 次印刷 定 价：38.00 元 凡所购
3、买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：。III 前 言 近几年来，数控机床是实现装备制造业现代化的基础装备，以其高速、高效、高精度、高可靠性，以及柔性化、网络化、智能化的卓越性能开创了机械产品向机电一体化发展的先河。随着数控机床的飞速发展，社会对数控人才的需求也越来越大。教育部已将数控技术应用人才确定为国家技能型紧缺人才。数控编程是数控技术的核心，是充分发挥数控机床效率的关键，是连接数控机床与数控加工工艺的纽带，同时也是利用
4、 CAD/CAM 软件进行自动编程加工的基础。学好数控编程技术对充分利用数控机床的功能与效率起着举足轻重的作用。为满足广大读者自学与提高数控编程能力的迫切需求，根据教育部、中国机械工业联合会联合制定的数控技术应用专业人才培养方案的要求，并结合编者在数控加工工艺和数控编程方面的教学经验与工作经验，编写了本书。本书主要作为应用型本科院校的机械工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、机械电子工程等机械类专业的教材，或作为广大自学者及工程技术人员的自学和培训用书，对从事数控技术应用加工和研究的科技人员也有一定的参考价值。本书注重实用性，强调理论联系实际，内容丰富。全书共分 7 章，第 1 章主要介绍数
5、控机床的产生、发展、组成、原理、分类、特点及发展趋势；第 2 章主要介绍数控编程的基础知识；第 3 章主要介绍数控铣削加工的工艺基础知识；第 4 章主要介绍数控铣削编程的基础知识、数控坐标系及常用基本编程指令及实际加工编程举例；第 5 章主要介绍数控钻（镗）削及加工中心的编程；第 6 章主要介绍数控车削加工的工艺基础知识；第 7 章主要介绍数控车床的常用编程指令、刀具补偿及实际加工编程举例。每章的最后一节是英文的阅读材料，以期对读者提高英文专业文献的阅读能力有所帮助。本书的实例由浅入深，以 FANUC 数控系统作为基本编程环境，并利用 Keller 6.0 实训软件完成书中所有实例的仿真实训练
6、习，使读者可以更加明晰地了解编程的环境与运行结果。本书在编写过程中参阅了同行专家学者和一些院校的教材、资料和文献，在此谨致谢意。由于编者水平有限，书中难免存在不足之处和错误，敬请读者批评指正，以便进一步修改完善。V 目 录 第 1 章 数控机床概述 1 1.1 数控机床的产生、发展及特征 1 一、数控机床的产生和发展1 二、当代数控机床发展的特征2 1.2 数控机床加工的特点及应用范围 4 一、数控机床加工的特点 4 二、数控机床的应用范围6 1.3 数控机床的组成与工作原理 7 一、数控机床的组成 7 二、数控机床的工作原理8 1.4 数控机床的分类 8 一、按运动控制方式分类8 二、按加工
7、工艺分类 9 三、按数控系统功能水平分类11 四、按驱动系统的控制方式分类11 1.5 数控机床的发展趋势 12 1.6 阅读材料Numerical Control Machine 13 Lesson 1 Creation and Development of NC Machine13 Lesson 2 Components of NC Machine15 思考与练习 17 第 2 章 数控编程基础 19 2.1 概述 19 一、数控编程的基本概念19 二、数控编程的内容和步骤19 三、数控编程的方法 20 2.2 数控程序 21 一、基本的编程术语 21 二、编程格式22 三、字地址格式22
8、 四、程序头24 五、典型程序结构 25 2.3 主要功能指令 26 一、准备功能指令（G）26 二、辅助功能指令（M）31 VI 三、主轴控制35 四、进给率控制39 五、坐标值与尺寸 40 2.4 阅读材料CNC Programming 45 Lesson 1 Methods of NC Programming 45 Lesson 2 Word Address Programming47 思考与练习 51 第 3 章 数控铣削加工 53 3.1 数控铣床类型 53 3.2 零件的加工工艺分析 54 一、数控铣削主要加工对象54 二、零件图工艺分析 56 三、零件结构工艺性分析56 3.3
9、装夹方案的确定 57 一、定位基准的选择 57 二、夹具的选择57 三、夹具选用原则 58 四、夹具的类型58 3.4 刀具的选择 59 一、数控加工对刀具的要求59 二、数控刀具的特点 60 三、数控铣削刀具 61 四、确定刀具与工件的相对位置65 3.5 加工路线的确定 70 一、铣削方式的确定 71 二、走刀路线的确定 72 3.6 切削用量的选择 75 一、背吃刀量 ap（端铣）或侧吃刀量 ae（圆周铣）的选择76 二、进给速度 vf的选择 76 三、切削速度的选择 76 3.7 铣削加工编程工艺实例 76 一、零件介绍76 二、工艺分析76 三、加工工序卡片和刀具使用卡片 78 3.
10、8 阅读材料NC Milling Machining Process 79 Lesson 1 The Main Contents of NC Milling Machining Process79 Lesson 2 The Selection of NC Milling Cutter 79 思考与练习 82 VII 第 4 章 数控铣削编程技术 85 4.1 铣削编程概论 85 一、铣床坐标系的确定85 二、机床原点87 三、机床参考点88 四、编程坐标系（零件坐标系）88 4.2 数控铣床坐标系指令 89 一、机床坐标系的选择（G53）89 二、工件坐标系选择指令（G54G59）90 三、工
11、件坐标系设定指令（G50/G92）91 四、局部坐标系（G52）93 五、坐标平面选择指令（G17G19）94 4.3 数控铣床插补指令 95 一、快速定位指令（G00）95 二、直线插补指令（G01）96 三、圆（弧）插补指令（G02/G03）97 4.4 刀具补偿指令 99 一、刀具功能指令（T）99 二、刀具长度补偿（G43、G44、G49）100 三、刀具半径补偿（G41、G42、G40）103 4.5 铣削高级编程指令 108 一、子程序编程（M98、M99）108 二、旋转编程指令（G68、G69）109 三、比例缩放指令（G50、G51）111 四、极坐标（G15、G16）112
12、 五、镜像加工指令（M21、M22、M23）114 4.6 阅读材料NC Milling Programming116 思考与练习119 第 5 章 数控钻（镗）削及加工中心编程技术 128 5.1 孔加工概述 128 一、钻孔128 二、镗（扩）孔129 三、锪孔129 四、铰孔129 五、攻螺纹130 5.2 钻孔循环编程指令 130 一、固定循环的动作 130 二、常用指令132 VIII 5.3 加工中心编程 143 一、加工中心概述 143 二、加工中心的特点 144 三、加工中心的编程特点144 四、加工中心选刀（T）145 五、加工中心换刀（M06）147 5.4 阅读材料NC
13、Machining Centers 148 Lesson 1 Introduction to NC Machining Centers148 Lesson 2 Background on NC Machining Centers149 思考与练习 150 第 6 章 数控车削加工 156 6.1 数控车削加工对象的特点 156 6.2 数控车削加工工艺的主要内容 157 一、零件的工艺性分析157 二、结构工艺性分析 157 6.3 数控车削用刀具 158 一、数控加工对刀具的要求158 二、刀具的分类159 三、机夹可转位硬质合金刀片的选择 162 6.4 车削加工工艺方案的拟订 164 一
14、、拟定工艺路线 164 二、确定走刀路线 164 6.5 数控车削加工工序划分与设计 166 一、数控车削加工工序划分方法166 二、数控车削加工工序设计167 6.6 确定切削用量 167 一、选择切削用量的一般原则167 二、背吃刀量 ap的确定167 三、进给量 f 的确定 168 四、主轴转速的确定 168 6.7 车削加工编程工艺实例 168 一、零件图工艺分析 168 二、确定装夹方案 169 三、确定加工顺序 169 四、数值计算169 五、选择刀具169 六、选择切削用量 169 七、数控加工工艺文件的制定170 IX 6.8 阅读材料Numerical Control Lat
15、he 171 Lesson 1 Brief Introduction to NC Lathe 171 Lesson 2 Basic NC Lathe Operation 173 思考与练习 176 第 7 章 数控车削编程技术 178 7.1 数控车削编程基础 178 一、车削刀具178 二、车床坐标系179 7.2 数控车削基本指令 180 一、坐标系相关指令 180 二、参考点相关指令 182 三、数控插补指令 185 四、刀具补偿功能 189 7.3 车削固定循环 193 一、单一固定循环 193 二、复合固定循环 195 7.4 螺纹车削加工指令 207 7.5 阅读材料NC Lath
16、e Programming 214 思考与练习 219 参考文献 228 第 1 章 数控机床概述 随着科学技术和市场经济的不断发展，对机械产品提出了高精度、高效率、通用性和灵活性的要求。虽然许多生产企业（如汽车、家用电器等制造厂）已经采用了自动机床和专用自动生产线，可以提高生产效率、提高产品质量、降低生产成本，但是由于市场竞争日趋激烈，这就要求企业必须不断开发新产品。在频繁开发新产品的生产过程中，使用“刚性”（不可变）的自动化设备，由于其工艺过程的改变极其复杂，因此刚性自动化设备的缺点暴露无遗。另外，在机械制造业中，并不是所有产品零件都具有很大的批量。据统计，单件小批量生产约占加工总量的 75%80%。对于单件、小批、复杂零件的加工，若用“刚性”自动化设备加工，则生产成本高、生产周期长，而且加工精度也很难符合要求。数控机床就是针对这些要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床是机电一体化的重要组成部分，是集精密机械技术、计算机技术、自动控制技术、微电子技术和伺服驱动技术于一体的高度机电一体化的典型产品。数控机床体现了当前世界机床进步的主流，是衡量机械制造工作水平的重要指标。在先进制造技