c、刀具半径补偿取消——刀具撤离工件，回到退刀点，取消刀具半径补偿。 ⑵车削加工刀尖半径补偿

对于车削数控加工，由于车刀的刀尖通常是一段半径很小的圆弧，而假设的刀尖点并不是刀刃圆弧上的一点，因此，在车削锥面、倒角或圆弧时，可能会切削不足或切削过量的现象。因此，当使用车刀来切削加工锥面时，必须将假设的刀尖点的路径作适当的修正，使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸，这种修正方法称为刀尖半径补偿。

（由图1-17说明）与铣削加工刀具半径补偿一样，车削加工刀尖半径补偿也分为左补偿（G41指令）和右补偿（用G42指令）。与二维铣削加工方法一样，采用刀尖半径补偿时，刀具运动诡计指的不是刀尖，而是刀尖上刀刃圆弧的中心位置，这在程序原点设置时就需要考虑。

二维刀具半径补偿仅在指定的二维走刀平面内进行，走刀平面由G17（X-Y平面）、G18（Y-Z平面）和G19（Z-X平面）指定，刀具半径或刀刃半径值则通过调用相应的刀具半径偏置寄存器（用H或D指定）来取得。

现代CNC系统的二维刀具半径补偿不仅可以自动完成刀具中心轨迹的偏置，而且还能自动完成直线与直线转接、圆弧与圆弧转接和直线与圆弧转接等尖角过渡功能。

3.3、三维刀具半径补偿

⑴若干概念

加工表面上切触点坐标及单位矢量（由图1-18说明） 刀具类型及刀具参数（由图1-19说明） 刀具中心（由图1-19说明）

⑵三维刀具补偿原理（由图1-20、1-21、1-22说明）

设刀具与加工表面切触点的坐标为，加工表面在点的单位法矢向量为，对于环形刀，其刀心坐标为：

对于端铣刀，其刀心坐标为：

对于球形刀，其刀心坐标为：

需要注意的是：当时，其刀心坐标为：

第四节、数控编程概述 4.1、数控编程的定义

生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控空编程（NC programming），有时也称为零件编程（part programming）。

数控编程可以手工完成，即手工编程（manual programming），也可以由计算机辅助完成，即计算机辅助数控编程（computer aided NC programming）。采用计算机辅助数控编程需要一套专用的数控编程软件，现代数控编程软件主要分为以批处理命令方式为住的各种类型的APT语言和以CAD软件为基础的交互式CAD/CAM—NC编程集成系统。

4.2、数控编程的步骤

一般来说，数控编程过程主要包括：分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、输入数控系统几程序检验。（由图1-23说明）

图1-23 数控编程过程

4.3、数控编程的方法

数控编程的分类方法有多种，大致可归纳为： 根据编程地点进行分类：办公室和车间；

根据变成计算机进行分类：CNC内部计算机，个人计算机（PC）或工作站； 根据变成软件进行分类：CNC内部编程软件，APT语言或CAD/CAM集成数控编程软件。

图1-24 数控编程的分类

⑴手工编程

是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图样分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数、几何计算、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。

⑵APT语言自动编程

APT是一种自动编程工具（Automatically Programmed Tool）的简称，是一种对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等进行定义时所用的一种接近于英语的符号语言。把用APT语言书写的零件加工程序输入计算机，经计算机的APT语言编程系统编译产生刀位文件（CLDATA file），然后进行数控后置处理，生成数控系统能接受的零件数控加工程序的过程，称为APT语言自动编程。

⑶CAD/CAM集成系统数控编程

是以待加工零件CAD模型为基础的一种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法。其中零件CAD模型的描述方法多种多样，适用于数控编程的主要有表面模型和实体模型，其中以表面模型在数控编程中应用较为广泛。

CAD/CAM集成系统数控编程的主要特点是零件的几何形状可在零件设计阶段采用CAD/CAM集成系统的几何设计模块在图形方式下进行定义、显示和修改，最终得到零件的几何模型。数控编程的一般过程包括刀具的定义或选择，刀具相对于零件表面的运动方式的定义，切削加工参数的确定，走刀轨迹的生成，加工过程的动态图形仿真显示、程序验证直到后置处理等，一般都是在屏幕菜单及命令驱动等图形交互方式下完成的，具有形象、直观

和高效等优点。

第二章、手工编程

第一节、数控编程常用指令及其格式 1.1、程序段的一般格式

一个程序段中各指令的格式为： N35 G01 X26.8 Y32. Z15.428 F152.

其中N35为程序段号，现代CNC系统中很多都不要求程序段号，即程度段号可有可无；G代码为准备功能；X、Y、Z为刀具运动的终点坐标位置；F为进给速度代码。在一个程度段中，可能出现的编码字符还有S、T、M、I、J、K、A、B、C、D、H、R等。

1.2、常用的编程指令

（1）准备功能指令

准备功能指令由字符G和其后的1~3位数字组成，常用的从G00~G99，很多现代CNC系统的准备功能已扩大到G150。准备功能的主要作用是指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备。常用的G指令如下：

a、坐标快速定位与插补指令

这是一组模态指令，即同时只能有一个有效，缺省为G00。 G00——坐标快速定位 G01——线性插补 G02、G03——圆弧插补

b、G17、G18、G19——坐标平面选择 c、G40、G41、G42——刀具半径补偿 d、G43、G44、G49——刀具长度补偿 e、G54~G59——选择程序原点1~6 f、G90、G91——绝对坐标及增量坐标编程 g、G92——设定工件坐标系 h、G73~G89——固定循环加工 （2）辅助功能指令

辅助功能指令亦称“M”指令，由字母M和其后的两位数字组成，从M00~M99共100种。这类指令主要是用于机床加工操作时的工艺性指令。常用的M指令有：

a、M00——程序停止 b、M01——计划程序停止 c、M02——程序结束

d、M03、M04、M05——分别为主轴顺时针旋转、主轴逆时针旋转及主轴停止

e、M06——换刀 f、M08——冷却液开 g、M09——冷却液关 h、M30——程序结束并返回 （3）其它常用功能指令 a、T功能——刀具功能 b、S功能——主轴速度功能 c、F功能——进给速度进给率功能

第二节、车削数控加工及其手工编程 2.1、普通数控车床的车削加工

普通数据控车床能完成端面、内外圆、倒角、锥面、球面及成形面、螺纹等的车削加工，主切削运动是工件的旋转，工件的成形则由刀具在ZX平面内的插补运动保证，如图所示。

数控车削加工与普通车削加工的工艺和刀具选择没有本质的区别。与普通车削加工不同的是，要保证车削加工精度，特别是锥面和成形表面的精度，需要准确测量车刀刀尖刀刃圆弧半径，并采用刀尖半径补偿（TNR）方法进行加工。

（1）坐标的取法及坐标指令 数控车床以径向为X轴，纵向为Z轴。从主轴箱指向尾架方向为+Z方向，而从尾架指向主轴箱方向为-Z轴，从主轴轴心线指向操作者方向为+X轴方向，如图所示。

（2）数控车削加工的程序原点 一般取工件装夹端面（定位面）的中心位置为程序原点，工件坐标系的坐标方向与车床坐标系一致，当工件装在车床上时，其程序原点与工件坐标素如图所示。一般来说，数控车床的参考点在Z坐标和X坐标的极限行程处，与机床原点一致，如图所示。对于数控车削加工中心，其参考点为换刀位置。当做，某些情况下，程序原点也可以取在工件轴心线上的其它位置，要根据工件的实际情况进行确定。

（3）X和Z坐标指令 在按绝对坐标编程时使用代码X和Z，按增量坐标编程时使用代码U和W。切削圆弧时，使用I和K表示圆心相对于圆弧起点的坐标值，I对应X轴，K对应Z轴。在一个零件的程序中或一个程序段中，可以按绝对坐标编程或增量坐标编程，也可用绝对坐标与增量坐标混合编程。

由于车削加工图样上的径向尺寸及测量的径向尺寸使用的是直径值，因此在数控车削加工的程序中输入的X及U坐标值也是“直径值”，即按绝对坐标编程时，X为直径值，按增量坐标编程时，U为径向实际位移值的二倍，交附上方向符号（正向省略）。

2.2、轴类零件数控车削加工及其编程举例

已知某立由的待加工零件图如图所示，要求精车所有外形（不包括螺纹），一次成形，不留加工余量。