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| 編輯推薦： |
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《数控编程与加工》在编写过程中坚持“工学结合”理念，实施项目式驱动教学法，紧紧围绕培养学生数控编程与加工工艺技能这一核心目标，以课程建设团队与企业合作为主线，与生产实际联系紧密。教材中的项目实例皆来源于本岗位工作领域、工作过程、工作任务和职业标准所涉及的典型零件数控加工编程，从中提取典型零件的加工方案，其项目内容和相关知识点紧密结合，由浅入深，循序渐进，帮助学生有效地消化所学知识，并融入教学理论知识，将数控理论与技能有机地结合在一起。每个项目内容均包括任务引入、理论知识、案例穿插、任务实施等步骤，详细介绍了数控车削编程与加工工艺、数控铣削编程与加工工艺、数控加工中心编程与加工工艺等内容，实例具有普遍代表性、示范性和显著的企业生产背景，有利于培养学生的职业能力。
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| 內容簡介： |
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《数控编程与加工》编写坚持工学结合理念，主要内容包括数控加工的基本知识，数控车的编程、数控铣的编程；以圆锥销加工、阶梯轴的数控加工、滚轮零件的内孔加工、滚轮零件内沟槽的加工、连接螺杆的数控加工、 支撑座的平面铣削加工、支撑座的轮廓加工、 支撑座型腔的加工、支撑座的槽加工、支撑座的孔加工等项目为载体；将认真仔细、团结协作、创新发展的理念有机融入。本书适合数控技术、机械制造及自动化相关专业和广大社会学习者，既可以是零基础的初学者，也可以是学习过数控编程与加工应用课程后的实训。
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| 關於作者： |
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主讲《数控编程与加工》，《数控加工工艺与工装》，《数控机床与维护》，《数控综合实训》，《专业英语》等专业核心课程教学工作，指导数控技术/机械制与自动化专业毕业设计与顶岗实习学生80余人，年均授课时数220学时，其中《数控编程与加工》课程从2009年至2018年，10年间每年均有此课程的主讲授课，课程年平均授课课时为100学时。
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| 目錄：
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第1单元 数控加工认识
1.1 数控车削简介
1.2 数控车削加工工艺
1.3 数控车床的坐标系
1.4 数控车床基本编程指令
第二单元 圆锥销的数控加工
2.1 任务描述
2.2 知识连接
2.3 任务实施
第三单元 阶梯轴的数控加工
3.1 任务描述
3.2 知识连接
3.3 复合循环指令编程实例
3.4 任务实施
第四单元 滚轮零件的内孔数控加工
4.1 任务描述
4.2 知识连接
4.3 内孔编程实例
4.4 任务实施
第五单元 滚轮零件内沟槽的数控加工
5.1 任务描述
5.2 知识连接
5.3 内沟槽编程实例
5.4 任务实施
第六单元 连接螺杆的数控加工
6.1任务描述
6.2 知识连接
6.3 螺纹编程实例
6.4任务实施
第七单元 支撑座的平面数控加工
7.1 任务描述
7.2 知识链接
7.3平面铣削编程加工实例
7.4 任务实施
第八单元 支撑座的轮廓数控加工
8.1任务描述
8.2 知识链接
8.3 轮廓铣削编程加工实例
8.4 任务实施
第九单元 支撑座型腔的数控加工
9.1 任务描述
9.2 知识链接
9.3 型腔铣削编程加工实例
9.4 任务实施
第十单元 支撑座槽的数控加工
10.1 任务描述
10.2 知识链接
10.3 槽铣削编程加工实例
10.4 任务实施
第十一单元 支撑座孔的数控加工
11.1 任务描述
11.2 知识链接
11.3 孔加工编程实例
11.4 任务实施
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| 內容試閱：
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前 言
本教材在编写过程中坚持“工学结合”理念，实施项目式驱动教学法，紧紧围绕培养学生数控编程与加工工艺技能这一核心目标，以课程建设团队与企业合作为主线，与生产实际联系紧密。教材中的项目实例皆来源于本岗位工作领域、工作过程、工作任务和职业标准所涉及的典型零件数控加工编程，从中提取典型零件的加工方案，其项目内容和相关知识点紧密结合，由浅入深，循序渐进，帮助学生有效地消化所学知识，并融入教学理论知识，将数控理论与技能有机地结合在一起。每个项目内容均包括任务引入、理论知识、案例穿插、任务实施等步骤，详细介绍了数控车削编程与加工工艺、数控铣削编程与加工工艺、数控加工中心编程与加工工艺等内容，实例具有普遍代表性、示范性和显著的企业生产背景，有利于培养学生的职业能力。
本书共分十一个学习单元，第一单元为数控加工认知，第二单元为圆锥销的数控加工，第三单元为阶梯轴的数控加工，第四单元为滚轮零件的内孔数控加工，第五单元为滚轮零件内沟槽的数控加工，第六单元为连接螺杆的数控加工，第七单元为支撑座的平面数控加工，第八单元为支撑座的轮廓数控加工，第九单元为支撑座型腔的数控加工，第十单元为支撑座槽的数控加工，第十一单元为支撑座孔的数控加工。编者分工如下：第一单元由湖南科技职业学院皮杰老师编写，第四、五单元由湖南科技职业学院曾辉藩老师编写，第三、六单元由湖南科技职业学院徐运芳老师编写，第八单元由湖南科技职业学院范润宇老师编写，第九单元由湖南科技职业学院向建军老师编写，第十一单元由湖南科技职业学院邓婷老师编写，第二单元由湖南科技职业学院刘翼老师编写，第七、十单元由湖南科技职业学院陈昕老师编写。谭见君教授担任主审负责对全书进行审核。
本书在编写过程中，得到了职教界专家和学校领导的大力支持，同时借鉴了国内外同行的最新资料和文献，在此一同表示衷心的感谢。
第1单元 数控加工认识
1.1 数控车削简介
数控车削是数控加工中最常用的方法之一，主要用于加工轴类、盘类等回转类零件。可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。尤其数控车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合形状复杂的回转类零件的加工。
1.1.1数控车床的组成及布局
1.数控车床的组成
数控车床与普通车床相比较，其结构上仍然是由床身、主轴箱、刀架、进给传动系统、液压、冷却、润滑系统等部分组成。在数控车床上由于实现了计算机数字控制，伺服电动机驱动刀具作连续纵向和横向进给运动，所以数控车床的进给系统与普通车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。普通车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架实现纵向和横向进给运动。而数控车床是采用伺服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，实现纵向(Z向)和横向(X向)进给运动。可见数控车床进给传动系统的结构大为简化。
2.数控车床的布局
数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与普通车床基本一致。因为刀架和导轨的布局形式直接影响数控车床的使用性能及机床的结构和外观，所以刀架和导轨的布局形式发生了根本的变化。另外，数控车床上都设有封闭的防护装置，有些还安装了自动排屑装置。
1）床身和导轨的布局
数控车床床身导轨与水平面的相对位置如图1-1所示，它有5种布局形式。一般来说，中、小规格的数控车床采用斜床身和卧式床身斜滑板的居多，只有大型数控车床或小型精密数控车床才采用平床身，立床身采用的较少。
2）刀架的布局
刀架作为数控车床的重要部件之一，它对机床整体布局及工作性能影响很大。按换刀方式的不同，数控车床的刀架主要有回转刀架和排式刀架。
（1）回转刀架
回转刀架是数控车床最常用的一种典型刀架系统。回转刀架在机床上的布局有两种形式。一种是适用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴平行；另一种是适用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴垂直，如图1-2所示。
（2）排式刀架
排式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。刀具的典型布置形式如图1-3所示。
1.1.2数控车床的分类
1.按主轴的配置形式分
1）卧式数控车床
卧式数控车床的主轴轴线处于水平设置。卧式数控车床又可分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使数控车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。
2）立式数控车床
立式数控车床的主轴轴线垂直于水平面。主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。
2.按数控系统控制的轴数分
1）两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴联动。
2）四轴控制的数控车床：机床上有两个回转刀架，可实现四坐标轴联动。
3）多轴控制的数控车床：机床上除了控制X、Z两个坐标外，还可控制其它坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。车削加工中心或柔性制造单元，都具有多轴控制功能。
3.按数控系统的功能分
1）经济型数控车床：一般采用步进电机驱动的开环伺服系统，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较低，功能较简单。
2）全功能型数控车床：较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。加工能力强，适于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工。
3）精密型数控车床：采用闭环控制，不但具有全功能型数控车床的全部功能，而且机械系统的动态响应较快，在数控车床基础上增加其他附加坐标轴。适于精密和超精密加工。
1.1.3数控车削的加工对象
数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一。同常规加工相比，数控车削加工对象具有下面特点：
（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件的加工
车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置有某些非圆曲线的插补功能，所以能车削任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件，包括通过拟合计算处理后的、不能用方程描述的列表曲线类零件。
（2）高精度零件的加工
零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置、表面精度要求，其中表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（达0.001mm或更小）的零件；圆柱度要求高的圆柱体零件；素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件；线轮廓要求高的零件（其轮廓形状精度可超过用数控线切割加工的样板精度）；在特种精密数控车床上，还可以加工出几何轮廓精度极高（达0.0001mm）、表面粗糙度极小（Ra达0.02μm）的超精零件，以及通过恒线速切削功能，加工表面粗糙度要求高的各种变径表面类零件等。
（3）特殊的螺旋零件
这些螺旋零件是指特大螺距（或导程）、变（增/减）螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过度的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺旋零件等。
（4）淬硬工件的加工
在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。
（5）高效率加工
为了进一步提高车削加工效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件。
1.2 数控车削加工工艺
1.2.1 数控车削加工工艺的主要内容
数控车削加工工艺制定的合理与否对数控加工程序编制、数控车床加工效率以及工件的加工精度都有重要的影响。因此，根据车削加工的一般工艺原则并结合数控车床的特点，制订零件的数控车削加工工艺显得非常重要。其主要内容包含下面几个方面。
1.零件的工艺性分析
1）零件图分析
零件图分析制定数控车削工艺的首要工作，主要应考虑以下几个方面。
（1）尺寸标注方法分析
在数控车床的编程中，点、线、面的位置一般都是以工件坐标原点为基准的。因此，零件图中尺寸标注根据数控车床编程特点尽量直接给出坐标尺寸，或采用同一基准标注尺寸，减少编程辅助时间，容易满足加工要求。
（2）零件轮廓几何要素分析
在手工编程时需要知道几何要素各节点坐标，在CAD／CAM编程时，要对轮廓所有的几何要素进行定义。因此，在分析零件图样时，要分析几何要素给定条件是否充分。尽量避免由于参数不全或不清，增加编程计算难度，甚至无法编程。
（3）精度和技术要求分析
保证零件精度和各项技术要求是最终目标，只有在分析零件有关精度要求和技术要求的基础上，才能合理选择加工方法、装夹方法、刀具及切削用量等。如对于表面粗糙度要求高的表面，应采用恒线速度切削；若还要采用其它措施（如磨削）弥补，则应给后续工序留有余量。对于零件图上位置精度要求高的表面，应尽量把这些表面在同一次装夹中完成。
2）结构工艺性分析
零件结构工艺性分析是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成形。在数控车床上加工零件时，应根据数控车床的特点，认真分析零件结构的合理性。在结构分析时，若发现问题应及时与设计人员或有关部门沟通并提出相应修改意见和建议。
2.确定数控车削加工内容
在分析零件形状、精度和其他技术要求的基础上，选择在数控车床上加工的内容。选择数控车床加工的内容，应注意以下几个方面：
①优先考虑普通车床无法加工的内容作为数控车床的加工内容。
②重点选择普通车床难加工、质量也很难保证的内容作为数控车床加工内容。
③在普通车床上加工效率低，工人操作劳动强度大的加工内容可以考虑在数控车床上加工。
3.数控车削加工工艺方案的拟订
数控车削加工工艺方案的拟订是制定数控车削加工工艺的重要内容之一，其主要内容包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定刀具的走刀路线等。技术人员应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，结合现场的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。
l）拟定工艺路线
（1）加工方法的选择
回转体零件的结构形状虽然是多种多样的，但它们都是由平面、内圆柱面、外圆柱面、曲面、螺纹等组成。每一种表面都有多种加工方法，实际选择时应结合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素全面考虑。
（2）加工顺序的安排
在选定加工方法后，就是划分工序和合理安排工序的顺序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序。工序安排一般有两种原则，即工序分散和工序集中。在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序。
安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则：
①先粗后精。按照粗车→半精车→精车的顺序进行。
②先近后远。通常在粗加工时，离换刀点近的部位先加工．离换刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间，并且有利于保持坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。如图1-4所示的零件，对这类直径相差不大的台阶轴，当第一刀的切削深度未超限时，刀具宜按￠40mm→￠42mm→￠44mm的顺序加工。如果按￠44mm→￠42mm→￠40mm的顺序安排车削，不仅会增加刀具返回换刀点所需的空行程时间，而且还可能使台阶的外直角处产生毛刺。
图1-4 先近后远
③内外交叉。对既有内表面（内型、腔），又有外表面的零件，安排加工顺序时，应先粗加工内外表面，然后精加工内外表面。加工内外表面时，通常先加工内型和内腔，然后加工外表面。
④刀具集中。尽量用一把刀加工完相应各部位后，再换另一把刀加工相应的其他部位，以减少空行程和换刀时间。
⑤基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来。
2）确定走刀路线
确定走刀路线的主要工作在于确定粗加工及空行程的进给路线等，因为精加工的切削过程的进给路线基本上是沿着零件轮廓顺序进给的。走刀路线一般是指刀具从起刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径为止，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。
（1）刀具引入、切出
在数控车床上进行加工时，尤其是精车，要妥当考虑刀具的引入、切出路线，尽量使刀具沿轮廓的切线方向引入、切出，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。车螺纹时，必须设置升速段和降速段，这样可避免因车刀升降速而影响螺距的稳定。
（2）确定最短的空行程路线
确定最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还善于分析，必要时可辅以一些简单计算。
①灵活设置程序循环起点。在车削加工编程时，许多情况下采用固定循环指令编程，如图1-5所示，是采用矩形循环方式进行外轮廓粗车的一种情况示例。考虑加工中换刀的安全，常将起刀点设在离坯件较远的位置A点处，同时，将起刀点和循环起点重合，其走刀路线如图1-5a图所示。若将起刀点和循环起点分开设置，分别在A点和B点处，其走刀路线如图1-5b图所示。显然，b图所示走刀路线短。
②合理安排返回换刀点。在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，编程者有时将每一刀加工完后的刀具通过执行返回换刀点，使其返回到换刀点位置，然后再执行后续程序。这样会增加走刀路线的距离，从而降低生产效率。因此，在不换刀的前提下，执行退刀动作时，应不用返回到换刀点。安排走刀路线时，应尽量缩短前一刀终点与后一刀起点间的距离，方可满足走刀路线为最短的要求。
（3）确定最短的切削进给路线
切削进给路线短可有效地提高生产效率、降低刀具的损耗。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性要求。
图1-6所示是几种不同切削进给路线的安排示意图，其中，图1-6a表示封闭轮廓复合车削循环的进给路线，图1-6b表示“三角形”进给路线，图1-6c）表示“矩形”进给路线
对以上三种切削进给路线分析和判断可知：矩形循环进给路线的走刀长度总和为最短，即在同等条件下，其切削所需的时间（不含空行程）为最短，刀具的损耗小。另外，矩形循环加工的程序段格式较简单，所以，在制定加工方案时，建议采用“矩形”走刀路线。
（4）零件轮廓精加工一次走刀完成
在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，零件轮廓应由最后一刀连续加工而成，此时，加工刀具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续轮廓中安排切人、切出、换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连续的轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。
总之，在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少不必要的刀具耗损及机床进给滑动部件的磨损等。
1.2.2 数控车削加工工序划分与设计
1.数控车削加工工序划分方法
数控车削加工工序划分常有以下几种方法：
①按安装次数划分工序。以每一次装夹作为一道工序，这种划分方法主要适用于加工内容不多的零件。
②按加工部位划分工序。按零件的结构特点分成几个加工部分，每个部分作为一道工序。
③按所用刀具划分工序。刀具集中分序法是按所用刀具划分工序，即用同一把刀或同一类刀具加工完成零件所有需要加工的部位，以达到节省时间、提高效率的目的。
④按粗、精加工划分工序。对易变形或精度要求较高的零件常用这种方法。这种划分工序一般不允许一次装夹就完成加工，而是粗加工时留出一定的加工余量，重新装夹后再完成精加工。
2.数控车削加工工序设计
数控车削加工工序划分后，对每个加工工序都要进行设计。
1）确定装夹方案
在数控车床上根据工件结构特点和工件加工要求，确定合理装夹方式，选用相应的夹具。如轴类零件的定位方式通常是一端外圆固定，即用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，但此定位方式对工件的悬伸长度有一定的限制。工件的悬伸长度过长在切削过程中会产生较大的变形，严重时将无法切削。对于切削长度过长的工件可以采用一夹一顶或两顶尖装夹。
数控车床常用的装夹方法有以下几种。
（1）三爪自定心卡盘装夹
三爪自定心卡盘（如图1-7所示）是数控车床最常用的卡具。它的特点是可以自定心，夹持工件时一般不需要找正，装夹速度较快，但夹紧力较小，定心精度不高。适于装夹中小型圆柱形、正三边或正六边形工件，不适合同轴度要求高的工件的二次装夹。
三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。数控车床上经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适合于批量生产。
（2）四爪单动卡盘装夹
用四爪单动卡盘装夹时，夹紧力较大，装夹精度较高，不受卡爪磨损的影响，但夹持工件时需要找正（如图1-8所示）。适于装夹偏心距较小、形状不规则或大型的工件等。
（3）软爪装夹
由于三爪自定心卡盘定心精度不高，当加工同轴度要求高的工件二次装夹时，常常使用软爪（如图1-9所示）。软爪是一种可以加工的卡爪，在使用前配合被加工工件特别制造。
（4）中心孔定位装夹
①两顶尖拔盘。两顶尖只对工件起定心和支撑作用，工件安装时要用鸡心夹头或对分夹头夹紧工件的一端，必须通过鸡心夹头或对分夹头带动工件旋转。这种方式适于装夹轴类零件，利用两顶尖定位还可以加工偏心工件。
②拨动顶尖。拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面拨动顶尖两种。内、外拨动顶尖是通过带齿的锥面嵌入?件拨动工件?转。端面拔动顶尖是利用端面的拨爪带动工件旋转，适合装夹直径在￠50mm～￠10mm之间的工件。
用两端中心孔定位，容易保证定位精度，但由于顶尖细小，装夹不够牢靠，不宜用大的切削用量进行加工。
③一夹一顶。一端用三爪或四爪卡盘，通过卡爪夹紧工件并带动工件转动，另一端用尾顶尖支撑。这种方式定位精度较高，装夹牢靠。
（5）心轴与弹簧卡头装夹
以孔为定位基准，用心轴装夹来加工外表面。以外圆为定位基准，采用弹簧卡头装夹来加工内表面。用心轴或弹簧卡头装夹工件的定位精度高，装夹工件方便、快捷，适于装夹内外表面的位置精度要求较高的套类零件。
（6）利用其他工装夹具装夹
数控车削加工中有时会遇到一些形状复杂和不规则的零件，不能用三爪或四爪卡盘等夹具装夹，需要借助其他工装夹具装夹，如花盘、角铁等，对于批量生产时，还要采用专用夹具装夹。
2）选用刀具
刀具选择是数控加工工序设计中的重要内容之一。常用数控车刀的种类、形状和用途如图1-10所示。
图1-10 常用数控车刀的种类、形状和用途
l-切断刀 2-右偏刀 3-左偏刀 4-弯头车刀 5-直头车刀 6-成型车刀 7-宽刃精车刀
8-外螺纹车刀 9-端面车刀 10-内螺纹车刀 11-内切槽刀 12-通孔车刀 13-盲孔车刀
3）确定切削用量
（1）选择切削用量的一般原则
①粗车切削用量选择
粗车时一般以提高生产效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和背吃刀量都能提高生产效率，由于切削速度对刀具使用寿命影响最大，背吃刀量对刀具使用寿命影响最小，所以，在考虑粗车切削用量时，首先尽可能选择大的背吃刀量，其次选择大的进给速度，最后，在保证刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。
②精车、半精车切削用量选择
精车和半精车的切削用量选择要保证加工质量、兼顾。生产效率和刀具使用寿命。精车和半精车的背吃刀量是由零件加工精度和表面粗糙度要求，以及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况一刀切去余量。精车和半精车的背吃刀量较小。产生的切削力也较小，所以，在保证表面粗糙度的情况下，适当加大进给量。
（2）背吃刀量aP的确定
在车床主体、夹具、刀具和零件这一系统刚性允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。
粗加工时，在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量，背吃刀量一般为2～5mm。半精加工时，背吃刀量一般为0.5～1mm。精加工时，背吃刀量为0.1～0.4mm。
（3）进给量f的确定
进给量是指工件每转一周，刀具沿进给方向移动的距离，它与背吃刀量有着密切的关系。粗车时一般取0.3～0.8mm/r，精车时常取0.1～0.3mm/r，切断时宜取0.05～0.2mm/r。
进给速度是指在单位时间里，刀具沿进给方向移动的距离。进给速度可按下式计算：
υf＝f×n
式中:υf—进给速度，mm/min。
n—主轴转速，r/min。
f—进给量，mm/r。
粗加工时，进给量根据工件材料、车刀刀杆直径、工件直径和背吃刀量按表1-1进行选取。从表可以看出，在背吃刀量一定时，进给量随着刀杆尺寸和工件尺寸的增大而增大；加工铸铁时，切削力比加工钢件时小，可以选取较大的进给量。
表1-1 硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量
工件材料 车刀刀杆
尺寸B×H
/（mm×mm） 工件
直径d/mm 背吃刀量aP/mm
≤3 ＞3～5 ＞5～8 ＞8～12
进给量f/(mm/r)
碳素钢
合金钢 16×25 20 0.3～0.4 - - -
40 0.4～0.5 0.3～0.4 - -
60 0.5～0.7 0.4～0.6 0.3～0.5 -
100 0.6～0.9 0.5～0.7 0.5～0.6 0.4～0.5
400 0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～0.8 0.5～0.6
碳素钢
合金钢 20×30
25×25 20 0.3～0.4 - - -
40 0.4～0.5 0.3～0.4 - -
60 0.5～0.7 0.5～0.7 0.4～0.6 -
100 0.8～1.0 0.7～0.9 0.5～0.7 0.4～0.7
400 1.2～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.9
铸铁及
铜合金 16×25 40 0.4～0.5 - - -
60 0.5～0.8 0.5～0.8 0.4～0.6 -
100 0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～0.8 0.5～0.7
400 1.0～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.8
20×30
25×25 40 0.4～0.5 - - -
60 0.5～0.9 0.5～0.8 0.4～0.7 -
100 0.9～1.3 0.8～1.2 0.7～1.0 0.5～0.8
400 1.2～1.8 1.2～1.6 1.0～1.3 0.9～1.1
精加工与半精加工时，进给量可根据加工表面粗糙度要求按表选取，同时考虑切削速度和刀尖圆弧半径因素，如表1-2所示。
表1-2 按表面粗糙度选择进给量的参考值
工件材料 表面粗糙度
Ra/μm 切削速度
υc/（m/min） 刀尖圆弧半径rε/mm
0.5 1.0 2.0
进给量f/(mm/r)
碳钢
硬质合金 ＞1.25～2.5 ＜50 0.10 0.11～0.1 0.1～0.22
50～100 0.11～0.16 0.16～0.25 0.25～0.35
＞100 0.16～0.20 0.20～0.25 0.25～0.35
碳钢
硬质合金 ＞2.5～5 ＜50 0.18～0.25 0.25～0.30 0.30～0.40
＞50 0.25～0.30 0.30～0.35 0.30～0.50
＞5～10 ＜50 0.30～0.50 0.45～0.60 0.55～0.70
＞50 0.40～0.55 0.55～0.65 0.65～0.70
铸铁
青铜
铝合金 ＞5～10 不限 0.25～0.40 0.40～0.50 0.50～0.60
＞2.5～5 0.1～0.25 0.25～0.40 0.40～0.60
＞1.25～2.5 0.10～0.1 0.1～0.20 0.20～0.35
（4）主轴转速的确定
①光车时主轴转速
光车时，主轴转速的确定应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。在实际生产中，主轴转速计算公式为：
n = 1000υc/πd
式中:n─主轴转速，r／min。
υc—切削速度，m／min。
d—零件待加工表面的直径，mm。
在确定主轴转速时，首先需要确定其切削速度，而切削速度又与背吃刀量和进给量有关。切削速度确定方法有计算、查表和根据经验确定。切削速度参考值见表1-3。
表1-3 切削速度参考表
零件材料 刀具材料 aP/mm
0.38～0.13 2.40～0.38 4.70～2.40 9.50～4.70
f/(mm/r)
0.13～0.05 0.38～0.13 0.76～0.38 1.30～0.76
υc/(m/min)
低碳钢 高速钢 90～120 70～90 45～60 20～40
硬质合金 21～365 165～21 120～165 90～120
中碳钢 高速钢 70～90～ 45～60 30～40 1～20
硬质合金 130～165 100～130 75～100 55～75
灰铸铁 高速钢 50～70 35～45 25～35 20～25
硬质合金 135～185 105～135 75～105 60～75
黄铜
青铜 高速钢 105～120 85～105 70～85 45～70
硬质合金 21～245 185～21 10～185 120～10
铝合金 高速钢 105～10 70～105 45～70 30～45
硬质合金 21～300 135～21 90～135 60～90
②车螺纹时主轴转速
车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距（或导程）大小、驱动电机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐有不同的主轴转速选择范围。如大多数经济型车床数控系统推荐车螺纹的主轴转速计算公式为：
n ≤- k
式中：n─主轴转速，r／min。
P—工件螺纹的导程，mm，英制螺纹为相应换算后的毫米值。
k—保险系数，一般取为80。
1.2.3数控车削加工工艺文件
数控加工工艺文件不仅是进行数控加工和产品验收的依据，也是操作者遵守和执行的规程；同时还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，进行技术储备。这些由工艺人员制订的工艺文件是编程员在编制数控加工程序时所依据的相关技术文件。编制数控加工工艺文件是数控加工工艺设计的重要内容之一。
一般来说，数控车床所需工艺文件应包括编程任务书、数控加工工序卡片、数控机床调整卡、数控加工刀具卡、数控加工进给路线图、数控加工程序单等。
其中，以数控加工工序卡片和数控加工刀具卡最为重要，这些卡片暂无国家标准，前者是说明数控加工顺序和加工要素的文件，后者为刀具使用依据。
表1-4、表1-5所示是两种卡片参考格式。
表1-4 数控加工工序卡
单位 数控加工工序卡 产品名称及代号 零件名称 零件图号
工序简图 车间 使用设备
工艺序号 程序编号
夹具名称 夹具编号
工步号 工步作业内容 刀具号 刀补量 主轴
转速 进给
速度 背吃
刀量 备注
编制 审核 批准 年 月 日 共 页 第 页
表1-5 数控刀具卡片
零件图号 数控刀具卡片 使用
设备
刀具名称
刀具编号 换刀
方式 程序
编号
刀具
组成 序号 编号 刀具名称 规格 数量 备注
1
2
3
备注
编制 审校 批准 共 页 第 页
1.3 数控车床的坐标系
1.3.1数控车床坐标系的确定
数控加工是建立在工件轮廓点坐标计算的基础上的。准确把握数控机床坐标轴的定义，运动方向的规定，根据不同坐标原点建立不同坐标系的方法，是正确计算工件轮廓点坐标的关键，并会给程序编制和机床操作带来方便。
1.数控车床坐标系
在数控车床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定数控机床的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这就是数控车床坐标系。
2.数控车床坐标系的建立
数控车床的坐标系统采用右手笛卡尔直角坐标系。
1）Z轴及其正向
Z轴定义为平行于车床主轴的坐标轴，数控车床Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
2）X轴及其正向
对于数控车床，X轴的方向是在工件的径向并平行于横滑板，以刀具远离工件的方向为其正向。
常见数控车床坐标系如图1-11和图1-12所示。
图1-11 斜床身后置刀架数控车床坐标系 图1-12 水平床身前置刀架数控车床坐标系
说明：①后置刀架 刀架布局在操作者和主轴外侧位置，称为后置刀架。
②前置刀架 刀架布局在操作者和主轴之间位置，称为前置刀架。
1.3.2机床原点和参考点
1.机床原点
机床原点（也称机床零点）是机床上设置好的一个固定点，即机床坐标系的原点。机床原点在机床装配、调试时就已设置好，一般不允许用户进行更改。数控车床的原点为主轴轴线与卡盘端面的交点（如图1-13所示），它是车床参考点及工件坐标系的基准点。
2.机床参考点
机床参考点是机床上一个特殊位置的点，与机床原点的相对位置是固定的，如图1-13所示，在机床出厂之前由机床制造商精密测量确定。对于大多数数控车床，开机第一步总是进行返回机床参考点的操作。开机回参考点的目的就是建立机床坐标系，并确定机床坐标系的原点。该坐标系一经建立，在机床不断电的前提下， 将保持不变，并且不能通过编程对它进行修改。
1.3.3工件坐标系与工件原点
1.工件坐标系
工件坐标系（也称编程坐标系）是以工件设计尺寸为依据建立的坐标系。该坐标系的原点可由编程人员根据具体情况设置，其坐标轴的方向与机床坐标系一致。建立工件坐标系的目的主要是为了方便编程。
2.工件原点
工件原点也称编程原点或程序零点，可由编程人员根据具体情况设置，一般是在工件装夹完毕后通过对刀来确定。
从理论上讲，工件原点设在任何位置都可以，但实际上，在加工过程中为了使工件的设计基准与工艺基准统一，即为了使各尺寸直观，从而方便编程，应尽可能把工件原点选得合理些。如图1-14所示，工件原点可选在主轴回转中心与工件右端面的交点O′上，也可选在主轴回转中心与工件左端面的交点O上。当工件原点确定后，工件坐标系也随之确定下来。FANUC系统数控车床工件原点一般用G50或G54～G59设置。
图1-14 工件坐标系与工件原点
1.4 数控车床基本编程指令
1.4.1准备功能G指令
FANUC 0i数控车削系统常用G指令如表1-6所示。
表1-6 FANUC 0i数控车削系统指令表
G代码 组 功能 G代码 组 功能
*G00 01 快速定位 *G54 14 选择工件坐标系1
G01 直线插补 G55 选择工件坐标系2
G02 顺时针圆弧插补 G56 选择工件坐标系3
G03 逆时针圆弧插补 G57 选择工件坐标系4
G04 00 暂停 G58 选择工件坐标系5
G10 可编程数据输入 G59 选择工件坐标系6
*G11 可编程数据输入方式取消 G65 00 宏程序调用
G12.1 21 极坐标插补方式 G66 12 宏程序模态调用
*G13.1 极坐标插补方式取消 *G67 宏程序模态调用取消
G20 06 英寸输入 G70 00 精加工复合循环
*G21 毫米输入 G71 粗车外圆复合循环
G27 00 返回参考点检测 G72 粗车端面复合循环
G28 自动返回第一参考点 G73 固定形状粗加工复合循环
G29 从参考点返回 G74 端面深孔复合钻削
G30 返回第二、三、四参考点 G75 端面切槽复合循环
G31 跳转功能 G76 螺纹切削复合循环
G32 01 螺纹切削 G90 01 外径/内径车削简单循环
G34 变螺距螺纹切削 G92 螺纹简单循环
*G40 07 刀尖半径补偿取消 G94 端面简单循环
G41 刀尖半径左补偿 G96 02 恒线速切削
G42 刀尖半径右补偿 *G97 恒线速切削取消
G50 00 工件坐标系预制 G98 05 每分进给
G52 局部坐标系设定 *G99 每转进给
G53 机床坐标系选择
注：①表中带*的是上电时或复位时各模态G代码所处的状态（可以通过参数设置进行修改）。
②不同组的G代码在同一个程序段中可以指令多个。如果在同一个程序段中指令了多个同组的G代码，仅执行最后的G代码。
③除了G10、G11以外的00组G代码都是非模态G代码。
1.4.2 进给功能F指令
进给功能F指令用来指定刀具相对于工件的合成进给速度，其单位有每分钟进给量（mm/min）和每转进给量（mm/r）两种情况，由准备功能指令G98、G99来设定。
注：在实际操作过程中，可以通过操作机床操作面板上的进给速度倍率开关来对进给速度值进行实时修正。
1.4.3 刀具功能T指令
T功能指令用于选择加工所用刀具。
指令格式：T××××；
T后面通常有四位数字表示所选择的刀具号码。前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。刀具补偿号是刀具偏置补偿寄存器的地址号，该寄存器存放刀具的长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。系统对刀具的补偿或取消都是通过拖板的移动来实现的。
【例1-1】T0303；表示选择3号刀具和3号刀补地址。
T0300；表示取消刀具补偿。
还有一种格式是T××，T后面用两位数，第一位是刀具号，第二是刀具长度补偿号和刀尖圆弧半径补偿号。
【例1-2】T33；表示选择3号刀具和3号刀补地址。
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