第1章 概论/1

1.1 数控机床的产生与发展过程/1

1.1.1 数控机床的产生/1

1.1.2 数控机床的发展/2

1.2 数控机床的工作原理与组成/5

1.2.1 数控机床的工作原理/5

1.2.2 数控机床的组成/5

1.3 数控机床的种类与特点/7

1.3.1 数控机床的种类/7

1.3.2 数控机床的工艺特点/12

1.3.3 数控机床的使用要求/13

1.4 数控机床的发展趋势/14

思考与练习/17

第2章 数控机床的操作/18

2.1 数控机床的操作常识/18

2.1.1 数控机床操作的一般常识/18

2.1.2 数控机床操作的安全常识/26

2.1.3 数控机床的维护与保养/27

2.2 数控车床的基本操作/29

2.2.1 概述/29

2.2.2 数控车床的操作界面/30

2.2.3 数控车床的基本操作/33

2.3 加工中心（数控铣）的基本操作/35

2.3.1 概述/35

2.3.2 加工中心（数控铣）的操作界面/35

2.3.3 加工中心（数控铣）的基本操作/41

思考与练习/45

第3章 数控加工工艺设计基础/46

3.1 概述/46

3.1.1 数控加工工艺过程/46

3.1.2 数控加工的工艺特点/48

3.1.3 数控工艺设计的内容与步骤/48

3.2 数控工艺分析/49

3.2.1 数控加工内容选择/49

3.2.2 数控加工工艺性分析/50

3.3 数控工艺方案考虑的主要问题/52

3.3.1 工件装夹方案确定/52

3.3.2 数控加工工序与工步的划分/52

3.3.3 数控加工走刀路线的确定/53

3.4 机床和工艺装备选择/56

3.4.1 机床选择/56

3.4.2 刀具选择/58

3.4.3 装夹方式与夹具的选择/71

3.5 工艺参数选择/77

3.5.1 切削用量确定/77

3.5.2 对刀点和换刀点位置的确定/80

3.6 数学处理/80

3.6.1 编程轨迹与运动轨迹/81

3.6.2 数控处理的任务/81

3.6.3 数学处理的方法/82

3.6.4 数控加工误差的构成/84

3.7 数控工艺文件的填写/84

3.7.1 数控编程任务书/85

3.7.2 工件装夹与原点设定卡/85

3.7.3 数控加工工序卡/86

3.7.4 数控加工走刀路线图/86

3.7.5 数控加工刀具选择卡/86

思考与练习/88

第4章 数控编程与加工基础/90

4.1 数控程序编制的概念/90

4.1.1 数控程序与编制/90

4.1.2 数控程序编制的内容/90

4.1.3 数控程序的编制方法/92

4.2 数控程序的结构/93

4.2.1 主程序与子程序/93

4.2.2 数控程序段/96

4.2.3 字与字的功能/98

4.3 数控机床的坐标系/107

4.3.1 机床坐标系/107

4.3.2 编程坐标系/110

4.3.3 加工坐标系/110

4.4 数控编程与加工中的各种点/111

4.4.1 坐标系原点与参考点/111

4.4.2 刀位点与对刀点/112

4.4.3 起刀点、下刀点和换刀点/113

4.4.4 基点与节点/114

4.5 基本编程指令/114

4.5.1 直线运动控制指令G00、G01/114

4.5.2 圆弧运动控制指令G02、G03/116

4.5.3 坐标系建立指令G50（G92）/118

4.5.4 绝对/增量坐标值转换指令G90/G91/120

4.5.5 坐标平面选择指令G17/G18/G19/121

4.5.6 坐标尺寸公/英制选择指令G20/G21/121

4.5.7 坐标系选择指令G54～G59/121

4.5.8 刀具半径补偿指令G41、G42、G40/123

思考与练习/127

第5章 数控车床编程与加工/128

5.1 概述/128

5.1.1 数控车床的加工特点/128

5.1.2 数控车床的工艺范围/129

5.2 数控车床的常用编程指令/130

5.2.1 数控车削加工的F、S、T功能/130

5.2.2 切削速度控制指令/131

5.2.3 直径/半径编程指令/133

5.2.4 单一固定循环指令/136

5.2.5 复合固定循环指令/140

5.2.6 螺纹切削指令/144

5.3 数控车床的刀具补偿/150

5.3.1 数控车床的刀尖半径补偿/150

5.3.2 数控车床的刀具位置补偿/153

5.3.3 数控车床的编程要点/154

5.4 数控车床加工编程综合举例/154

思考与练习/156

第6章 加工中心（数控铣床）编程与加工/158

6.1 加工中心概述/158

6.1.1 数控加工中心的组成/158

6.1.2 数控加工中心的分类/158

6.1.3 加工中心（数控铣床）的加工特点/161

6.1.4 加工中心（数控铣床）的工艺范围/162

6.2 加工中心常用编程指令/163

6.2.1 加工中心的程序代码/163

6.2.2 加工中心（数控铣床）加工的F、S、T功能/167

6.2.3 孔加工循环指令/167

6.2.4 坐标旋转（G68，G69）编程指令/178

6.2.5 极坐标编程指令G15、G16/180

6.2.6 比例缩放G50/G51/181

6.2.7 镜像编程指令G50.1/G51.1/183

6.3 加工中心刀具补偿与编程要点/185

6.3.1 加工中心的刀具半径补偿/185

6.3.2 加工中心（数控铣床）的刀具长度补偿/190

6.3.3 数控铣床的特点及编程要点/191

6.4 数控加工编程综合举例/193

6.4.1 外形铣削（凸轮加工）/193

6.4.2 挖槽加工/195

6.4.3 孔系加工/200

6.4.4 简单曲面加工/204

思考与练习/206

第7章 数控加工宏编程/207

7.1 概述/207

7.1.1 概念/207

7.1.2 宏编程的技术特点/209

7.1.3 变量及其应用/210

7.2 FANUC系统的A类宏程序及其应用/212

7.2.1 宏调用指令/213

7.2.2 宏功能指令/219

7.2.3 编程实例/224

7.3 FANUC系统的B类宏程序及其应用/228

7.3.1 宏功能基本指令/228

7.3.2 宏功能控制指令/230

7.3.3 编程实例/234

第8章 数控电火花线切割机床编程与加工/249

8.1 概述/249

8.1.1 数控电火花线切割加工原理/249

8.1.2 数控电火花线切割机床及特点/250

8.1.3 坐标系/252

8.2 数控电火花线切割加工工艺/252

8.2.1 工件的装夹与调整/252

8.2.2 电极丝的选择与调整/255

8.2.3 加工参数选择/257

8.3 数控电火花线切割加工的编程方法/258

8.3.1 分隔符格式程序编制/258

8.3.2 地址符格式程序编制/264

8.4 综合加工应用编程举例/267

第9章 数控加工自动编程技术/271

9.1 概述/271

9.1.1 自动编程技术的产生/271

9.1.2 自动编程技术的特点/271

9.1.3 自动编程技术的发展趋势/272

9.2 CAD/CAM技术介绍/272

9.2.1 CAD/CAM与数控加工的关系/273

9.2.2 CAD/CAM软件的技术特点/273

9.2.3 国内外流行的CAD/CAM软件/274

9.2.4 CAD/CAM技术的发展趋势/275

9.3 Pro/NC应用介绍/275

9.3.1 Pro/NC概述/275

9.3.2 Pro/NC数控加工编程实例/285

参考文献/300

数控化制造技术的发展正在引领着传统机械制造业的又一次变革，数控加工、CAD/CAM（计算机辅助设计及制造）和PDM（产品数据管理）已经成为一个现代化制造企业先进制造技术应用的主干，它们代表着一个企业的设计、制造水平，并与产品的质量、成本及生产周期息息相关。

数控加工技术是企业数控技术应用的主干技术。随着数控机床应用的普及与发展，现代企业对掌握数控加工、编程和操作技术的人才需求量将会越来越大，了解和掌握数控技术相关应用知识与技能，是企业对工程技术人员的基本要求，工科机械类院校学生理应未雨绸缪掌握数控应用技术。为适应这种发展的需要，根据高等院校应用型本科培养教学目标和要求，我们编写了这本教材。

本教材立足于数控加工实用技术，以理论知识做引导，以实际应用为目的，融基础知识、工艺技术、编程原理与方法、操作技能于一体，紧扣当前企业对数控人才的实际需求，强调数控应用能力的培养，并使教材内容在系统性、先进性、实用性和完整性上达到统一，更好地反映企业发展的需要。

全书共9章。第1章主要介绍数控机床产生、发展、组成、原理、分类、特点及发展趋势；第2章主要介绍数控机床的操作知识；第3章主要介绍加工的工艺基础知识；第4章主要介绍有关数控程序的基础知识、数控坐标系及常用基本编程指令；第5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；第6章主要介绍加工中心（数控铣床）的常用编程指令、刀具补偿及实际加工编程举例；第7章主要介绍FANUC系统的宏编程基础知识及A、B类宏的编程应用；第8章主要介绍了线切割编程加工的基础知识、工艺知识、编程方法及实际应用编程举例；第9章综述了CAD/CAM基础概念与应用，重点介绍了Pro/E的基础知识，并以实例介绍了Pro/E的自动编程过程。

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。

本教材参考学时60课时，有关章节内容可根据专业要求及学时情况酌情调整。

参加本书编写的院校和教师有：第1章、第2章、第9章由河南科技大学杨丙乾老师编写；第3章由新乡学院姬清华老师编写；第4章由河南理工大学童景琳老师编写；第5章由河南科技学院王占奎老师编写；第6章由河南科技学院王振宁老师编写；第7章由南阳理工学院孙新国老师编写；第8章由南阳理工学院赵玉军老师编写。全书由杨丙乾老师担任主编并完成全书的统稿工作。

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。

编 者

杨丙乾主编的这本《数控编程与加工》立足于数控加工实用技术，以理论知识做引导，以实际应用为目的，融基础知识、工艺技术、编程原理与方法、操作技能于一体。主要内容包括数控机床的基础知识，数控机床的操作，加工的工艺基础，数控程序，数控坐标系及常用编程指令，数控车床的常用编程指令、刀具补偿及实际加工编程举例，加工中心的常用编程指令、刀具补偿及实际加工编程举例，FANUC系统的宏编程基础知识及A、B类宏的编程应用，线切割编程加工的基础知识、工艺知识、编程方法及实际应用编程举例，最后综述了CAD/CAM基础知识与应用。

本书详细阐述和分析了数控加工的最新技术应用成果，精心挑选了当今数控系统作为典型实例。本书内容重点突出，取材新颖、图文结合、实例丰富，汇集了许多编程技术的经验，并强调知识的综合应用，拓宽知识面。书中所选实例具有较强的实用性和代表情，读者可举一反三，是一本针对性和实用性较强的教材。

本书共分7章，第1章数控加工工艺基础，第2章数控编程基础，第3章数控车削工艺与编程，第4章数控铣床和加工中叫工艺与编程，第5章数控电火花线切割加工，第6章宏程序设计，第7章计算机辅助自动编程技术。

读者对象：本书可作为数控技术应用专业、机电一体化专业、机械制造及自动化专业、模具设计与制造专业、计算机辅助设计与制造专业的教学用书、专业教材，也可供有关工程技术人员和数控机床操作人员学习、参考和培训之用。