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。
杨亮，大连交通大学副教授，中国刀协切削先进技术研究分会东北区副秘书长，曾主持数控技术与编程的实践教学改革 （2013年大连交通大学本科教学改革研究项目）等项目。
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 Machine 13
Lesson 2 Components of NC Machine 15
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
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
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 Programming 47
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 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 76
三、切削速度 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
3．8 阅读材料―NC Milling Machining Process 79
Lesson 1 The Main Contents of NC Milling Machining Process 79
Lesson 2 The Selection of NC Milling Cutter 79
思考与练习 82
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（G54～G59） 90
三、工件坐标系设定指令（G50/G92） 91
四、局部坐标系（G52） 93
五、坐标平面选择指令（G17～G19） 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
五、镜像加工指令（M21、M22、M23） 114
4．6 阅读材料―NC Milling Programming 116
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
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 Machining Centers 148
Lesson 1 Introduction to NC Machining Centers 148
Lesson 2 Background on NC Machining Centers 149
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、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
6．8 阅读材料―Numerical Control Lathe 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 Lathe Programming 214
思考与练习 219
参考文献 228
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