前言 1
第1章 编程基础 1
1.1 数控机床的组成及工作原理 1
1.1.1 数控机床的组成 1
目录 1
1.1.2 数控机床的工作原理 2
1.2 零件加工程序的编制方法 2
1.2.1 概述 2
1.2.2 直接编程 3
1.2.3 CAM辅助编程 4
1.2.4 PC辅助编程 4
1.3 坐标系及坐标方向 4
1.3.1 标准坐标系 4
1.3.3 电气坐标系 5
1.3.2 坐标轴及方向的确定 5
1.3.4 机床坐标系 6
1.3.5 工件坐标系 6
1.4 程序编制的工艺处理 7
1.4.1 确定机床和数控系统 7
1.4.2 工件的安装与夹具的确定 7
1.4.3 编程原点的设定 8
1.4.4 刀具的确定 8
1.4.5 确定走刀路线和工步顺序 9
1.4.6 起刀点、选刀点和对刀点的确定 10
1.5 编写数控加工技术文件 11
1.6 编写零件加工程序 12
第2章 基本编程指令 13
2.1 概述 13
2.2 准备功能（G功能） 14
2.3 插补功能 15
2.3.1 插补原理 15
2.3.2 定位（G00） 16
2.3.3 直线插补（G01）（含直线插补算法） 17
2.3.4 圆弧插补（G02、G03）（含圆弧插补算法） 18
2.3.5 等螺距螺纹切削（G32） 28
2.3.6 可变导程螺纹切削（G34） 32
2.3.7 连续螺纹切削 32
2.3.8 多线螺纹切削 32
2.4 进给功能 33
2.4.1 快速进给速度 33
2.4.2 切削进给速度（G98、G99） 33
2.4.3 自动加减速（含加减速算法） 34
2.4.4 程序段拐角处的速度控制指令 39
2.4.5 暂停（G04） 40
2.5 参考点 40
2.5.1 自动返回参考点（G28） 40
2.5.2 返回参考点校验（G27） 41
2.5.3 自动返回第二、三、四参考点（G30） 41
2.6 坐标系 42
2.6.1 工件坐标系设定（G50） 42
2.6.2 工件坐标系的位移（G50、G10） 43
2.6.3 工件坐标系偏移直接输入 45
2.7 坐标尺寸指令 46
2.7.1 绝对值指令和增量值指令 46
2.7.2 英制／米制转换（G20、G21） 47
2.7.3 小数点编程 47
2.7.4 直径编程和半径编程 48
2.8.1 主轴速度指令（S02、S05） 49
2.8 主轴速度功能（S功能） 49
2.8.2 恒周速控制（G96、G97） 51
2.8.3 主轴定位功能 53
2.9 刀具功能（T功能） 54
2.9.1 刀具选择指令 54
2.9.2 刀具寿命管理 55
2.10 辅助功能（M功能） 58
2.11 程序的构成 60
2.11.1 程序纸带的构成 60
2.11.2 程序的构成 65
第3章 简化编程和补偿功能 72
3.1 车削固定循环（G90、G92、G94） 72
3.1.1 外圆、内孔车削循环A（G90） 72
3.1.2 螺纹车削循环（G92） 73
3.1.3 端面车削循环B（G94） 74
3.1.4 固定循环的应用 76
3.2 车削宏指令（G70～G76） 78
3.2.1 外圆粗车宏指令（G71） 78
3.2.2 端面粗车宏指令（G72） 80
3.2.3 平移粗车宏指令（G73） 81
3.2.4 精车宏指令（G70） 82
3.2.5 粗车、精车宏指令编程举例（G70～G73） 82
3.2.6 端面车槽宏指令（G74） 86
3.2.7 外圆、内孔车槽宏指令（G75） 88
3.2.8 螺纹车削宏指令（G76） 89
3.2.9 使用宏指令（G70～G76）的注意事项 93
3.3 轮廓简化编程 94
3.3.1 倒角和圆角的简化编程 94
3.3.2 图样尺寸直接编程 96
3.4.1 刀具位置补偿 100
3.4 刀具补偿功能 100
3.4.2 刀尖R半径补偿（G40～G42） 104
3.4.3 刀尖R半径补偿详述 110
3.4.4 刀尖R半径补偿偏置矢量的计算 126
3.4.5 补偿量的编程输入（G10） 136
3.4.6 刀具位置偏置自动测量（G36、G37） 137
3.5 双刀架的镜像指令（G68、G69） 139
第4章 数控车床ISO代码指令编程应用 141
4.1 零件加工程序的编写 141
4.2 零件加工程序的评价和优化 144
4.3 粗加工的编程 145
4.3.1 车削固定循环的编程（G90、G94） 146
4.3.2 粗车宏指令的编程（G71、G72） 147
4.3.3 用子程序进行粗加工循环的编程 147
4.4.1 精加工循环G70的应用 148
4.4 精加工的编程 148
4.4.2 平移指令G73在精车加工中的应用 149
4.4.3 子程序在精车加工中的应用 149
4.5 螺纹加工的编程 149
4.5.1 用G92实现单侧刃切削时的编程 149
4.5.2 带收尾螺纹切削的编程 150
4.5.3 多头螺纹加工的编程 150
4.5.4 螺纹修理加工的编程 151
4.5.5 螺距小数部分小于最小设定单位时螺纹加工的编程 151
4.6 编程举例 152
4.7 带回转轴轮廓的编程 164
4.8 非圆曲线轮廓的编程 165
4.9 列表曲线轮廓的编程 166
4.10 零件加工程序运行中的安全问题 166
4.10.1 数控机床提供的安全功能 166
4.10.2 加工中的安全问题 169
4.10.3 安全选刀子程序 170
第5章 车（铣）削中心铣削指令及应用 172
5.1 插补功能 172
5.1.1 极坐标插外（G112、G113） 172
5.1.2 圆柱插补（G107） 175
5.2 坐标系 177
5.2.1 机床坐标系（G53） 177
5.2.2 工件坐标系（G54～G59） 178
5.2.3 局部坐标系（G52） 181
5.2.4 平面选择（G17、G18、G19） 182
5.3 辅助功能（M功能、B功能） 183
5.3.1 辅助功能（M功能） 183
5.3.2 第二辅助功能（B功能） 183
5.4.1 固定循环概述 184
5.4 孔加工固定循环（G80～G89） 184
5.4.2 取消固定循环（G80） 187
5.4.3 端面钻孔循环（G83）／外圆钻孔循环（G87） 187
5.4.4 端面攻螺纹循环（G84）／外圆攻螺纹循环（G88） 190
5.4.5 端面镗孔循环（G85）／外圆镗孔循环（G89） 190
5.4.6 注意事项 191
5.5 刚性攻螺纹循环（G84,G88） 191
5.6 编程应用 193
第6章 用户宏程序功能 201
6.1 概述 201
6.2 用户宏程序功能A 201
6.2.1 用户宏指令 201
6.2.1.1 子程序调用（M98） 201
6.2.1.2 用M代码进行子程序调用 201
6.2.2.1 自变量指定的地址和变量的对应关系 202
6.2.2 自变量指定 202
6.2.1.4 宏程序模态调用（G66、G67） 202
6.2.1.3 用T代码进行子程序调用 202
6.2.2.2 G代码组号和自变量号的对应关系 203
6.2.3 用户宏程序本体 203
6.2.3.1 用户宏程序本体的结构 203
6.2.3.2 变量的表示与引用 204
6.2.3.3 变量的种类 204
6.2.3.4 宏程序的运算与控制指令（G65） 208
6.2.3.5 关于用户宏程序本体的注意事项 211
6.2.4 宏程序举例 212
6.2.4.1 螺栓孔循环 212
6.2.4.2 方孔内腔加工 213
6.2.4.3 接口信号 216
6.2.4.4 从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ） 216
6.2.5 模式数据输入功能 217
6.2.5.1 模式名称显示 219
6.2.5.2 模式数据显示 220
6.3 用户宏程序功能B 223
6.3.1 用户宏程序调用指令（用户宏程序命令） 223
6.3.1.1 非模态调用（单一调用）（G65） 223
6.3.1.2 模态调用（G66、G67） 224
6.3.1.3 使用G代码的宏程序调用 225
6.3.1.4 使用M代码的宏程序调用 225
6.3.1.5 用M代码调用子程序 225
6.3.1.6 用T代码调用子程序 226
6.3.1.7 M98（子程序调用）和G65（用户宏程序调用）之间的区别 226
6.3.1.8 多重调用 226
6.3.1.9 用户宏程序的嵌套和局部变量的级 227
6.3.2.2 变量的表示与引用 228
6.3.2 用户宏程序本体 228
6.3.2.1 用户宏程序本体的格式 228
6.3.2.3 变量类型 230
6.3.2.4 运算指令 241
6.3.2.5 控制指令 244
6.3.2.6 用户宏程序语句和NC语句 249
6.3.3 用户宏程序使用限制 252
6.3.4 宏程序举例 253
6.3.4.1 螺栓孔循环 253
6.3.4.2 方孔内腔加工 253
6.3.4.3 接口信号 254
6.3.4.4 从直角坐标系（XYZ）转换成极坐标系（rθZ） 255
6.3.5 外部输出指令 255
6.3.5.1 开始命令POPEN 256
6.3.5.2 数据输出命令BPRNT、DPRNT 256
6.3.5.5 注意事项 257
6.3.5.3 结束命令PCLOS 257
6.3.5.4 使用该功能时要求的设定 257
6.3.5.6 编程举例 258
6.3.6 中断型用户宏程序 259
6.3.6.1 中断指令（M96、M97） 259
6.3.6.2 中断类型 260
6.3.6.3 从宏程序中断返回 261
6.3.6.4 用户宏程序中断和模态信息 261
6.3.6.5 用户宏程序中断和位置信息 262
6.3.6.6 宏程序中断和宏程序模态调用 262
6.3.6.7 宏程序中断和程序起动 262
6.3.6.8 宏程序中断应用举例 262
6.4 跳跃功能（G31） 263
7.1 外圆粗车循环功能的编程 265
第7章 用户宏程序功能的编程应用 265
7.2 端面粗车循环功能的编程 266
7.3 可变切深深孔加工固定循环功能的编程 267
7.4 典型孔位计算宏程序的编程 269
7.4.1 圆弧均布孔位计算宏程序的编程 270
7.4.2 矩阵均布孔位计算宏程序的编程 271
7.5 几何轮廓直接编程（GDP）功能的编程 273
7.5.1 几何轮廓的分析 273
7.5.2 指令中使用的符号和含义 275
7.5.3 直线—直线（含等边倒角、过渡圆弧）的宏功能编程 276
7.5.4 直线—圆弧（含过渡圆弧）的宏功能编程 279
7.5.5 圆弧—直线（含过渡圆弧）的宏功能编程 283
7.5.6 圆弧—圆弧（含过渡圆弧和切线）的宏功能编程 288
7.5.7 应用举例 293
7.5.8.1 直线数据的输入 294
7.5.8 数据输入方式的改进 294
7.5.8.2 圆弧数据的输入 295
7.5.8.3 数据的还原、处理与整理 296
7.5.8.4 编程举例 298
7.6 非圆曲线轮廓的宏程序编程 299
7.6.1 端面非圆曲线轮廓的宏程序编程 299
7.6.2 柱面曲线轮廓的宏程序编程 301
7.7 非球面加工的宏程序编程 305
7.7.1 椭球面加工的宏程序编程 305
7.7.2 抛物面加工的宏程序编程 306
7.8 鼓形螺旋槽车削的宏程序编程 307
7.9 车削数控系统改造成单轴外圆磨削数控系统的宏程序编程 321
7.10 用宏程序功能编制零件测量数据的处理程序 326
7.11 安全选刀程序的编程 331