机械制造技术教程_8数控加工工艺_机床_中国百科网
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机械制造技术教程_8数控加工工艺
    形状、工夹具型号、规格和其他特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。而不能像用通用机床加工时，在大多数情况下对许多具体的工艺问题，由操作工人依据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定。2.数控加工工艺要求更严密、精确数控加工不能像通用机床加工时，可以根据加工过程中出现的问题由操作者比较自由地进行调整。比如加工内螺纹时，在普通机床上操作者可以随时根据孔中是否挤满了切屑而决定是否需要退一下刀或先清理一下切屑再继续加工。又如可以多次&试切&来满足零件的精度要求。而数控加工过程，严格按规定尺寸进给，要求准确无误。因此数控加工工艺设计要求更加严密、准确。3.数控加工的工序相对集中一般来说，在普通机床上加工是根据机床的种类进行单工序加工。而在数控机床上加工往往是在工件的一次装夹中完成工件的钻、扩、绞、铣、镗、攻螺纹等多工序的加工。这种&多序合一&的现象也属于&工序集中&的范畴，有时甚至在一台加工中心上可以完成工件的全部加工内容。8.1.3数控加工的工艺特点 1.加工精度较高 数控机床是高度综合的机电一体化产品，是由精密机械和自动化控制系统组成的。其本身具有很高的定位精度，机床的传动系统与机床的结构具有很高的刚度及热稳定性。在设计传动结构时采取了减少误差的措施，并由数控进行补偿，所以数控机床有较高的加工精度。更重要的是数控加工精度不受工件形状及复杂程度的影响，这一点是普通机床无法与之相比的。2.加工质量稳定可靠 由于数控机床本身具有很高的重复定位精度，又是按所编程序自动完成加工的，消除了操作者的各种人为误差，提高了同批工件加工尺寸的一致性，使加工质量稳定，产品合格率高。3.能完成复杂曲面的加工一些由复杂曲线、曲面形成的机械零件，用常规工艺方法和手工操作难以加工甚至无法完成，而由数控机床采用多坐标轴联动即可轻松实现。4.生产效率高数控机床可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动时间。数控机床或加工中心还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大大缩短。且一旦形成稳定加工过程后，无需工序间的检验与测量。所以，采用数控加工比普通机床的生产率高3~4倍甚至更多。5.有较强的适应性数控机床按照被加工零件的数控程序来进行自动化加工，当加工对象改变时，只要改变数控程序，不必用靠模、样板等专用工艺装备，这有利于缩短生产准备周期，促进产品的更新换代。6.较高的经济效益数控机床（特别是加工中心）大多采用工序集中，一机多用，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工。一台数控机床或加工中心可以代替数台普通机床。这样既可以减少装夹误差，节约工序间的运输、测量、装夹等辅助时间，又可以减少机床种类，节省机床占地面积，带来较高的经济效益。7.有利于生产管理的现代化利用数控机床加工，可预先准确计算加工时，所使用的工具、夹具、可进行规范化、现代化管理。数控机床将数字信号和标准代码作为控制信息，易于实现加工信息的标准化管理。数控机床易于构成柔性制造系统(FMS),目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地相结合。数控机床及其加工技术是现代集成制造技术的基础。虽然数控加工具有上述优点，但数控机床初期投资大，维修费用高，数控机床及数控加工技术对操　作人员和管理人员的素质要求也较高。因此，应该合理地选择和使用数控机床，提高企业的经济效益和竞争力。8.1.4数控机床的组成与工作原理1.数控加工的工作过程与数控机床工作原理数控加工过程如图8-1所示。图8-1数控加工工作过程①根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数及相关数据；②用规定的格式及程序代码编写零件加工程序。可人工编写，也可由自动编程软件直接生成程序文件；③程序输入。可以通过数控机床操作面板手工输入程序，也可由计算机串行通讯接口直接传输程序文件至机床数控单元；④程序调试，加工准备操作阶段。此过程一般先在机床执行机构不动作的情况下进行程序试运行、刀具路径模拟等，随后应调整好机床、夹具、刀具和工件的各相关参数，如确定工件加工零点（应与编程零点相符）、确定刀具相对于工件的位置（俗称对刀）；⑤运行程序，完成零件加工。为确保加工过程准确无误，一般先执行单程序段操作，各单段程序检验合格后，再自动循环执行。 由上述可知，数控加工工艺系统由数控机床、夹具、刀具和工件等构成。数控机床是零件加工的工作母机，刀具直接对零件进行表面切削加工，夹具用来确定零件相对于机床或刀具的正确位置并在加工过程中压紧夹牢零件，最后通过加工程序来控制刀具与工件之间的相对运动轨迹，从而完成零件的加工。数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的启停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定路径、顺序和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。2.数控机床的组成数控机床主要由以下几部分组成：⑴数控系统计算机数控系统（简称CNC系统）由程序、输入输出、CNC装置、可编程（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。数控系统是数控机床的核心。数控系统接受按零件加工顺序记载机床加工所需的各种信息，并将加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，同时进行相应的运算、处理，然后发出控制命令，使刀具实现相对运动，完成零件加工过程。⑵伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进给电动机。测量装置是指位置和速度测量装置，它是实现主轴、进给速度闭环控制和进给位置闭环控制的必要装置。主轴伺服系统的主要作用是实现零件加工的切削运动，其控制量为速度。进给伺服系统的主要作用是实现零件加工的成形运动，其控制量为速度和位置，特点是能灵敏、准确地实现CNC装置的位置和速度指令。⑶控制面板控制面板是操作人员与数控机床进行信息交互的工具。操作人员可以通过他对数控机床（系统）进行操作、编程、调试，或对机床参数进行设计和修改，也可以通过它了解或查询数控机床的运行状态。⑷控制介质和输入、输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介，是人与机床建立联系的介质。程序输入，输出设备是CNC系统与外部设备进行信息交互的装置，其作用是将记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统，或将已调试好的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的介质上。⑸PLC、机床I/O电路和装置PLC是用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的I/O控制，它由硬件和软件组成。机床I/O电路和装置是用于实现I/O控制的执行部件，是由、、行程开关、接触器等组成的逻辑电路。⑹机床本体数控机床的本体是指其机械结构实体，是实现加工零件的执行部件。它主要由主运动部件（主轴　、主运动传动机构）、进给运动部件（工作台、溜板及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等），以及特殊装置、自动工件交换（APC）系统、自动刀具交换（ATC）系统和辅助装置（如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）组成。8.1.5数控编程基础在普通机床上加工零件时，应由工艺员制定零件的加工工艺规程。在工艺规程中规定了所使用的机床和刀具，工件和刀具的装夹方法，加工顺序和尺寸，切削参数等内容，然后由操作者按工艺规程进行加工。在数控机床上加工零件，首先要进行程序编制，将零件的加工顺序、工件与刀具相对运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度等）以及辅助操作等加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，并将程序单的信息通过控制介质输入到数控装置，由数控装置控制机床进行自动加工。从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程称为数控程序编制。数控程序编制可分为手工编程和自动编程两类。手工编程时，整个程序的编制过程由人工完成。这就要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和一定的数值计算能力。手工编程对简单零件通常是可以胜任的，但对于一些形状复杂的零件或空间曲面零件，编程工作量十分巨大，计算繁琐，花费时间长，而且非常容易出错。不过，根据目前生产实际情况，手工编程在相当长的时间内还会是一种行之有效的编程方法。手工编程具有很强的性，并有其自身特点和一些应该注意的问题，将在后续内容中予以阐述。自动编程是指编程人员只需根据零件图样的要求，按照某个自动编程系统的规定，编写一个零件源程序，输入编程计算机，再由计算机自动进行程序编制，并打印程序清单和制备控制介质。自动编程既可以减轻劳动强度，缩短编程时间，又可减少差错，使编程工作简便。目前，实际生产中应用较广泛的自动编程系统由数控语言编程系统和图形编程系统。数控语言编程系统最主要的是美国的APT（Automatically Programmed Tools&&自动化编程工具），它是一种发展最早、容量最大、功能全面又成熟的数控编程语言，能用于点位、连续控制系统以及2～5坐标数控机床，可以加工极为复杂的空间曲面。数控图形编程系统是利用图形输入装置直接向计算机输入被加工零件的图形，无需再对图形信息进行转换，大大减少了人为错误，比语言编程系统具有更多的优越性和广泛的适应性，提高了编程的效率和质量。另外，由于CAD（Computer Aided Design）的结果是图形，故可利用CAD系统的信息生成NC（Numerical Control）程序单。所以，它能实现CAD/CAM（Computer Aided Manufacturing）的集成化。正因为图形编程的这些优点，现在乃至将来一段时间内，它是自动编程的发展方向，必将在自动编程方面占主导地位。目前，生产实际中应用较多的商品化的CAD/CAM系统主要有国外引进的UnigraphicsⅡ、Pro/Engineer、CATIA、Solidworks、Mastercam、SDRC/I-DEAS、DELCAM等，技术较为成熟的国产CAD/CAM系统是北航海尔的CAXA。在机械制造方面，CAD/CAM系统的内容一般包含：二维绘图，三维线架、曲面、实体建模，真实感显示，特征设计，有限元前后置处理，运动机构造型，几何特性计算，数控加工和测量编程，工艺过程设计，装配设计，板金件展引和排样，加工尺寸精度控制，过程仿真和干涉检查，工程数据管理等。其中，对产品模型进行计算机辅助分析，包括运动学及动力学分析与仿真（Kinematics & Dynamics）、有限元分析与仿真FEA(Finite Element Analysis)、优化设计OPT（OPTimization）,又称为计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）。1.机床坐标系与工作坐标系　为了保证数控机床的正确运动，避免工作的不一致性，简化编程和培训编程人员，ISO和我国都统一规定了数控机床坐标轴的代码及其运动的正负方向，这给数控系统和机床设计、使用与维修带来了极大的方便。标准坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系，其坐标为X、Y、Z，常称为基本坐标系。右手的大拇指、食指和中指互相垂直时，拇指的方向为X坐标轴的正方向，食指为Y坐标轴的正方向，中指为Z坐标轴的正方向。以X、Y、Z坐标轴线或以与X、Y、Z坐标轴线平行的坐标轴线为中心旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，并根据右手螺旋定则判别+A、+B、+C轴的旋转方向。工作坐标系是编程人员在编程过程使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建立的坐标系，又称工件坐标系或编程坐标系。2.坐标系的原点机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点，也称为机床原点或机械零点。机床坐标系的原点与机床上固有的基准线（如主轴中心线）或基准面（如工作台面、主轴端面等）有确定的位置关系。机械零点在数控机床的使用说明书上均有说明。工作坐标系原点简称工作原点，是编程人员为便于计算与编程以工件图样上的某一固定点确定的，所以又称编程原点。编程原点与机床原点往往是不重合的。加工时，工件安装后先测得工作原点与机床原点之间的距离，这个距离称为工作原点偏置，如图8-2所示。该偏置值需要予存到数控系统中，加工中工作原点偏置值便能自动附加到工作坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工坐标值。因此，编程人员可以不考虑工件在机床上的安装位置和安装精度，而利用数控系统的原点偏置功能，通过工作原点偏置值来补偿工件的安装误差，使用起来非常方便。现在大多数数控机床都具有这种功能。3.绝对坐标与相对坐标运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系，称为相对坐标系（或称增量坐标系）。所有坐标点的坐标值均从某一固定坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系。如图8-3中的A、B两点，若以绝对坐标计量，则XA=30，YA=30，XB=20，YB=10若以相对坐标计量，则XB=-10，YB=-20这相当于B点的坐标是在以A点为原点建立起来的坐标系内计量的。对于绝对坐标系和相对坐标系，编程时可根据具体机床坐标系，从编程方便及加工精度要求等方面选用坐标系的类型，并可以根据需要转换。据此，数控编程可采用绝对编程或相对编程，还可以绝对、相对混合编程。图8-2机床坐标系与工作坐标系图8-3绝对坐标与相对坐标4.数控代码数控代码是数控加工的基本单元，它由规定的文字、数字和符号组成。我国原机械工业部制定了JB3208&&83标准，规定了有关准备功能代码G指令和辅助功能代码M指令，它与国际上使用的ISOE标准基本一致。G指令由字母G及其后面的二位数字组成，从G00到G99共有100种代码，有模态代码（又称续效代码）与非模态代码之分；M指令也有M00~M99共计100种，与G代码意义相同，M代码也有模态代码（续效指令）和非模态代码（非续效指令）。G、M代码指令及其意义，读者可查阅有关的标准和手册。数控编程时还应指定机床或刀具的进给速度、主轴转速、刀具功能等，分别用F、S、T指令表示。大多数数控机床在F、S后跟数字直接指定进给速度、主轴转速的大小（其具体意义可查阅机床说明书）。T指令为刀具号指令，在自动换刀数控机床中，该指令用以选择所需刀具。在现代数控机床中，由于数控系统的不同，T指令有两种表达方法。一种方法是T后跟四位数字，前两位数字代表刀具编号，后两位数字代表刀具偏置代号。刀具偏置基于如下概念：某把刀具相对于基准刀具（用以确定工件坐标系具体位置的刀具）产生尺寸或位置偏差，为简化编程，将该偏差值储存在数控系　统的存储器中，换刀时由数控系统将该刀具相对于基准刀具的偏差直接补偿出来，使之与基准刀具的位置相同。这相当于先赋予该刀具一个坐标值，使它偏置于自身实际位置，置身于基准刀具的同一位置。如图8-4所示，为数控车床刀具偏置示意图。图中，实线刀具（假设为1号刀具）为基准刀具，它相对于工件编程零点（设为工件右端面中心）有固定位置。当换为虚线刀具（假设为4号刀具）时，该刀具与基准刀具有位置偏差（X=+1.82，Z=+9.19）。编程时若考虑该位置偏差的影响，计算起来不太方便。实际编程时，不考虑刀具的位置偏差，仍按基准刀具位置计算。加工中换4号刀时，数控系统先将4号刀与1号刀的位置偏差补偿进来，这样，4号刀即占据了基准刀具的位置。当然，该偏差值要预先输入至数控系统的某个存储器&&刀具偏置参数表中，并赋予代号（为便于记忆和对照，一般将代号设为与刀具代号相同，如04）。用T指令指定该刀具时，书写格式为T0404，第一个04代表选择4号刀具，第二个04则表示指定04号刀具偏置参数。至于04号刀具偏置参数的具体数值，编程时不需指明，数控系统会按照刀具偏置参数表中的04号参数值反向快速移动。图8-4刀具偏置示意图T指令的另一种表达方法是T后跟二位数字，以代表刀具编号，而刀具尺寸或位置的补偿，则由其它指令（如H指令）实现。5.数控程序目前，生产实际中使用的数控机床种类繁多，其数控系统也不尽相同。每种数控系统由于其自身特点不同及编程需要，都有一定的程序格式。即使相同数控系统的不同机床，其程序格式也不完全相同。因此，编程人员必须严格按照机床说明书规定的格式进行数控程序的编制。一个完整的数控程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。例如：Ｏ0029％N10 G00 Z100；N20 G17 T02；N30 G00 X70 Y65 Z2 S800；N40 G01 Z-3 F50；N50 G03 X20 Y15 I-10 J-40；N60 G00 Z100；N70 M30；％程序号为程序的开始部分。为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。例如，在FANUC 0i系统中，用英文字母Ｏ作为程序编号地址，程序号后面及程序末尾的&％&，是系统自带的符号，表示程序内容的起始和结束。其它系统中表达方法有所不同。程序内容部分是整个程序的核心，它由若干个程序段组成，每个程序段又有一个或多个指令，它表示数控机床要完成的全部动作。程序结束以M30作为整个程序结束的符号，此时，程序指针返回程序开始。如果不书写M30，程序指针不返回程序的开始，即再执行该程序时从当前位置往后续程序段继续执行。现代数控机床广泛采用字&&地址程序段格式。字&&地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段结束符组成。各字前有地址，各字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。该格式程序简短、直观，便于检验和修改。字&&地址程序段格式如下：N_ Ｇ_ Ｘ_ Ｙ_ Ｚ_ Ｆ_ Ｓ_ Ｔ_ Ｍ_ ；例如，N30 G01 X55 Y120 Z-2.5 F50 S800 T04 M03；程序段内各字的说明如下：（1）语句号字N 用以程序段的编号，用地址码N和其后的若干位数字来表示。N30表示该语句的语句号为30。（2）准备功能字G指令 G指令用来指令数控机床完成某种操作，用地址符G和两位数字表示，从G00～G99共100种。G01表示指令数控机床进行直线插补。（3）尺寸字（X、Y、Z等） 尺寸字由尺寸地址码、+、-符号及绝对值（或增量值）的数值构成。（4）进给功能字（F）、主轴转速功能字（S）、刀具功能字（T） 其意义如前述，分别由地址码F、S、　T和在其后面的数字组成，用以表示刀具中心运动时的进给速度（50mm/min）、主轴转速（800r/min）及指定的刀号（4号刀）。（5）辅助功能字M指令 M指令用来指令机床的一些辅助动作。M03表示数控机床主轴正转。（6）程序段结束符（；） 写在每一程序段之后，表示程序结束。当采用ISO标准代码时，程序段结束符为&LF&或&NL&，用EIA代码时为&CR&。8.2数控加工工艺参数选择数控加工的工艺参数主要包括切削用量及刀具相关参数。8.2.1切削用量的选择1.数控加工切削用量选择原则切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。数控加工中选择切削用量的原则与普通机床加工相同，即在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。故粗加工，首先选取尽可能大的背吃刀量，其次要根据机床动力和刚性等限制条件选取较大的进给量，最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度；精加工时，首先根据余量确定背吃刀量，其次根据加工表面的粗糙度要求选取较小的进给量，最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。2.数控车削切削用量选择(1)背吃刀量ap的确定背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工（Ra10～Ra80）时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8～10mm。半精加工(Ra1.25～Ra10)时，背吃刀量为0.5～2mm。精加工(Ra0.32～Ra1.25)时，背吃刀量取为0.2～0.4mm。在工艺系统刚性不足或毛坯余量很大，或余量不均匀时，粗加工要分几次进给，并且应当把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。(2)进给速度或进给量的确定进给速度的大小直接影响工件已加工表面的粗糙度值和车削效率，因此应在保证加工质量的前提下，选择较高的进给速度。一般根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取。切削用量手册给出的是每转进给量，若数控系统要求编程中书写进给速度,则可按下式计算： (8-1)式中，&&进给速度，mm/min； &&车床主轴转速，r/min； &&每转进给量，mm/r。粗加工时，由于工件表面质量没有太高的要求，这时主要考虑机床进给机构的强度和刚性及刀杆的强度和刚性等限制因素，可根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量来选择进给量。(3)主轴转速的确定主轴转速应根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度先选择切削速度，再按式6-2计算主轴转速。 (8-2)式中，&&车床主轴转速，r/min； &&切削速度，m/min； &&工件直径，mm。其中，切削速度可用经验公式计算，也可根　据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册选取。对有级变速车床，还须按机床说明书选择与所计算转速接近的转速。用数控车床加工螺纹时，考虑到伺服驱动系统升/降频率、数控装置插补运算速度、主轴脉冲编码器等对加工过程的影响，主轴转速不宜选的过高。不同的数控系统车螺纹时推荐不同的主轴转速范围，大多数经济型数控车床车螺纹推荐的主轴转速为： (8-3)式中，&&被加工螺纹的螺距，mm； &&保险系数，一般为80。在选择切削速度时，还应考虑以下几点。①应尽量避开积屑瘤产生的区域。②断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度。③在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度。④加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度。⑤加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。3.数控铣削切削用量选择（1）背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择铣削时，背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。用端铣刀铣削时,ap为切削深度；用圆周铣刀铣削时，ae为切削深度。图8-5为圆周铣与端铣时的切削深度示意图。背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。当加工表面质量要求不高（如Ra12.5～25），而加工余量较小（&5～6mm）时，取背吃刀量或侧吃刀量等于加工余量，粗铣一次即达到加工要求。若加工余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足，可分多次进给完成。当加工表面质量要求较高（如Ra1.6～3.2）时，一般应分多次铣削，精铣时可取背吃刀量或侧吃刀量为0.5～1mm。图8-5圆周铣与端铣的切削深度（2）进给量(mm/r)与进给速度（mm/min）的选择铣削加工的进给量是指刀具每转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度是单位时间内工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量。进给量与进给速度应根据零件的加工精度、表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册或表8-1选取。工艺系统刚性差或刀具强度低时，应取小值。表8-1中的铣刀每齿进给量与刀具转速、齿数、进给速度及进给量的关系为： （8-4）式中，&&刀具或工件进给速度，mm/min； &&刀具转速,r/min； &&刀具或工件进给量，mm/r； &－铣刀每齿进给量，mm/z； &&刀具齿数。 表8-1铣刀每齿进给量fz（3）切削速度(m/min)的选择根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可采用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册选取。像数控车削加工一样，实际编程时，切削速度确定后，还要按　式6-2计算出铣床主轴转速(r/min)，但该式中的为铣刀直径（mm）。同理，对有级变速铣床，应按铣床说明书选择与所计算转速n接近的实际转速。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。在选择进给量时，还应注意零件加工中的某些特殊因素。比如在轮廓加工中，选择进给量时，就应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大，进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度，在拐角后逐渐升速，以保证加工精度。数控车削、镗削、铣削、钻削加工中，其背吃刀量和进给量主要根据加工余量、工件表面质量确定，并兼顾工艺系统刚性及机床功率，而切削速度的大小则主要受刀具耐用度的限制。目前，数控刀具的生产已逐步向高度专业化、系列化发展，各种数控刀具因其材料、结构和制造工艺的不同，都有不同的最佳切削参数。特别是在复杂曲面的数控加工中，利用CAM软件生成的NC程序往往会自动计算最优化切削速度与进给量。故实际生产中，对切削参数的选择均是在考虑机床功率和刚性的基础上，先根据加工余量和表面粗糙度要求确定背吃刀量，至于切削速度（或主轴转速）及进给量（或进给速度）的确定，有两种较为可行的方法：一种是参考刀具生产厂家的推荐值（见后述），另一种是参考CAM软件的计算值，并根据具体条件稍作调整。8.2.2刀具参数选择刀具参数包括刀具结构型式、刀具几何角度等相关参数。刀具结构尺寸参数一般应根据机床具体要求及加工情况确定，如车刀刀杆尺寸应与自动刀架要求相适应，立铣刀半径应小于被加工零件内轮廓面最小曲率半径，钻头的直径应与所加工孔的直径相匹配。为了提高数控加工的生产效率，稳定加工质量，尽可能采用可转位硬质合金刀片刀具。关于可转位硬质合金刀片的结构、型号等，将在&数控刀具&部分作详细说明。如前述，由于数控刀具生产的专业化，一旦选择数控刀具的型号后，其相关参数即确定了。并且，数控刀具生产厂家会根据加工情况给出各种刀具的最佳切削参数。表8-2至表8-6即为某企业数控加工所采用的刀具及相应参数情况，供读者参考。
8.3数控刀具简介8.3.1数控机床刀具的特点 为了能够实现数控机床上刀具高效、多能、快换和经济的目的，数控机床所用的刀具主要具备下列特点： (1)刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。(2)刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化。(3)刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化。 (4)刀片及刀柄的定位基准及自动换刀系统的优化。 (5)刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的要求高。(6)对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求高。(7)对刀具柄的转位，装拆和重复精度的要求。(8)刀片及刀柄切入的位置和方向的要求。(9)刀柄或工具系统的装机重量限制的要求。(10)刀片或及切削参数与被加工工件的材料之间相匹配。8.3.2机夹可转位刀片及其代码 由于数控机床大多采用机夹可转位刀片的刀具，因此对硬质合金可转位刀片的规格及其代码表示方法必须要了解。选用机夹式可转位刀片，首先要了解各类型的机夹式可转位刀片的代码（Code）。可转位刀片的代码方法，按国际标准ISO ，代码是由10位字符串组成的排列如下： 其中每一位字符串是代表刀片某种参数的意义，现分别叙述如下： (1)刀片的几何形状及其夹角。 (2)刀片主切削刃后角（法后角）。 (3)刀片内接圆直径d与厚度s的精度级别。 (4)刀片型式、紧固方法或　断屑槽。(5)刀片边长、切削刃长 。(6)刀片厚度。 (7)刀尖圆角半径r&或主偏角Кr或修光刃后角&n。(8)切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃。 (9)进刀方向或倒刃宽度。 (10)厂商的补充符号或倒刃角度。一般情况下，第8和第9代码是当有要求时才被填写使用。根据可转位刀片的切削方式不同，应分别按车、铣、钻、镗的工艺来叙述转位刀片代码的具体内容。由于刀片内容很多，在此不做一一叙述。读者可通过查阅手册或相关标准选用各种可转位刀片。图8-6给出了车削用可转位刀片及代码。机夹式可转位刀片的刀具，由刀体、定位元件、夹紧元件和刀片组成。为使刀具达到良好的切削性能、强度、稳固，刀片的夹固方式要满足：(1) 夹紧要可靠，不能发生松动。 (2) 转位方便迅速。 (3) 确保定位精度和拆装、转位的重复精度。 (4) 要有足够的容屑空间。 (5) 结构简单，工艺性好。(6) 定位及夹紧元件有足够的强度和耐磨性。8.3.3数控机床的刀具系统数控机床（包括加工中心）除数控磨床和数控电加工机床之外，其它的数控机床都必须采用数控刀具。本单元主要介绍数控机床上常用刀具及其选用方法。从现实情况看，对数控机床刀具应从广义角度来理解&刀具&的含义。随着数控机床结构、功能的发展，现在数控机床的刀具已不是普通机床所采用的&一机一刀&的模式，而是多种不同类型的刀具同时在数控机床的刀盘上（或主轴上）轮换使用，可以达到自动换刀的目的。因此对&刀具&的含义应理解为&数控工具系统&。从数控机床自动换刀装置的工作需要看，为了保证刀具的可互换性，机床的自动换刀结构、刀具的刀柄和工具系统都应该满足自动换刀的需要。机床自动换刀结构可以理解为机械手或工业机器人，各种换刀结构有很大差异，并有其自身特点及设计与制造的理论和方法，此处不作讨论。以下对数控刀具的刀柄和工具系统作简单论述。图8-6车削用可转位刀片代码1.刀柄刀柄是机床主轴和刀具之间的连接工具，是加工中心必备的辅具。它除了能够准确地安装各种刀具外，还应满足在机床主轴上的自动松开和拉紧定位、刀库中的存储和识别以及机械手的夹持和搬运等需要。刀柄的选用要和机床的主轴孔相对应，并且已经标准化和系列化。加工中心上一般采用7：24圆锥刀柄，如图8-7所示。这类刀柄不能自锁，换刀比较方便，与直柄相比具有较高的定心精度和刚度。其锥柄部分和机械抓拿部分均有相应的标准。我国的《自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》（GB10944）和《自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部40、40和50号圆锥柄用拉钉》（GB10945）对此作了规定。这两个国家标准与国际标准IS07388/1和IS07388/2等效。选用时，具体尺寸可以查阅有关国家标准。2.工具系统 由于数控机床特别是加工中心加工内容的多样性，使其配备的刀具和装夹工具种类也很多，并且要求刀具更换迅速。因此，刀辅具的标准化和系列化十分重要。把通用性较强的刀具和配套装夹工具系列化、标准化，就成为通常所说的工具系统。采用工具系统进行加工，虽然工具成本较高，但它能准确可靠地保证快速更换刀具，最大限度地提高生产率并保证加工质量，使加工中心的效能得到充分的发挥。 目前我国建立的工具系统是镗铣类工具系统，这种工具系统一般由与机床主轴连接的锥柄、延伸部分的连杆和工作部分的刀具组成。它们经组合后可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹等加工工艺。镗铣类工具　系统分为整体式结构和模块式结构两大类。⑴整体式结构我国TSG82工具系统就属于整体式结构的工具系统。它将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。其特点是结构简单、使用方便、可靠、更换迅速，但锥柄的品种和数量较多。图8-8所示是TSG82工具系统，选用时一定要按图示进行配置。表8-7是TSG82工具系统的代码和意义。(2)模块式结构模块式结构把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模块，每类模块中又分为若干小类和规格。这样就方便了制造、使用和保管，减少了工具的规格、品种和数量的储备，对加工中心较多的企业有很高的使用价值。图8-9所示为模块式工具系统&─TMG工具系统的示意图。表8-7 TSG82工具系统的代码和意义图8-7 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部及拉钉简图图8-8 TSG82工具系统图8-9 TMG工具系统8.3.4数控机床刀具的选择 1.选择刀片（刀具）应考虑的要素 选择刀片或刀具应考虑的因素是多方面的。考虑机床种类、型号的不同，生产经验和习惯的不同以及其他因素，选择刀片或刀具时应该注意以下几点： （1）被加工工件材料的类别。不同的工件材料应选择不同类别的刀片或刀具。 （2）被加工件材料性能。包括硬度、韧度、组织状态等。 （3）切削工艺的类别。如粗加工、精加工、超精加工，车、钻、铣、镗切削，内孔、外圆加工，切削流动状态，刀具变位时间间隔等。（4）被加工工件的几何形状、零件精度和加工余量等因素。（5）刀片或刀具所能承受的切削用量（切削深度、进给量、切削速度）。 （6）生产现场的条件，如操作间断时间、振动、电力波动等。 （7）被加工工件的生产批量，它将影响到刀片或刀具的经济寿命。 2.选择镗孔（内孔）刀具的考虑要点 镗孔刀具的选择，主要应注意刀杆的刚性，要尽可能地防止或消除振动。其考虑要点如下： （1）尽可能选择较大的刀杆直径（接近镗孔直径）。 （2）尽可能选择短的工作长度（刀臂），当工作长度小于4倍刀杆直径时用钢制刀杆。当工作长度为4～7倍的刀杆直径时，加工小孔采用硬质合金制刀杆，大孔采用减振刀杆。工作长度更长时，要采用减振刀杆。（3）选择主偏角大于75o，接近90o。（4）选择无涂层的刀片品种，其刀刃圆弧较小；选择小的刀尖圆弧半径r&=0.2mm。（5）精加工采用正切削刃（正前角）刀片和刀具，粗加工采用负切削刃（负前角）刀片和刀具。（6）选择正确的、快速的镗刀柄夹具。 3.选择数控铣刀时注意事项 （1）在数控机床上铣削平面时，尽可能采用可转位式硬质合金刀片铣刀。当采用粗铣、精铣两次走刀并连续切削时，粗铣刀直径要小些以减小切削扭矩，精铣刀直径要大一些，最好能包容待加工表面的整个宽度。加工余量大且加工表面又不均匀时，刀具直径要选得小一些，否则，加工时会因接刀刀痕过深而影响加工质量。 （2）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，会加速刀具的磨损。镶硬质合金立铣刀可用于加工凹槽、窗口面、凸台面和毛坯面。镶硬质合金的玉米铣刀可以进行强力切削，铣削毛坯表面和用于孔的粗加工。 （3）加工余量较小，并且要求表面粗糙度较低时，应采用立方氮化硼（CBN）刀片端铣刀或陶瓷刀片端铣刀。　; （4）加工精度要求较高的凹槽时，可采用直径比槽宽小一些的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具的半径补偿功能铣削槽的两边，直到达到精度要求为止。 （5）在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模。钻孔深度为直径的5倍左右的深孔加工容易折断钻头，可采用固定循环程序，多次自动进退，以利于冷却和排屑。钻孔前最好先用中心钻钻一个中心孔或采用一个刚性好的短钻头锪窝引正。锪窝除了可以解决毛坯表面钻孔引正问题外，还可以替代孔口倒角。（6）对一些立体平面和变斜角轮廓外型的加工，常用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀（图8-10）。图8-10常用数控铣刀8.4数控加工工艺与编程简介8.4.1常用编程指令及编程方法1.快速线性移动指令G00G00用于快速定位刀具，不对工件进行加工，可以在几个轴上同时执行快速移动，该指令没有运动轨迹的要求，也不需特别规定进给速度。其编程格式为：G00 X_ Y_ Z_ 或G00 U_ V_ W_ 。使用G00指令时要注意：①G00是模态代码，指令G00时，机床的进给速率由机床参数指定；②使用G00指令时，刀具的实际运动路线并不一定是直线，而可能是折线。因此，要注意刀具是否与工件或夹具发生干涉，对不适于联动的场合可采取每轴单动。2.直线插补指令G01直线插补指令G01是直线运动指令，它命令刀具在坐标轴间以插补联动方式按指定的进给速度作任意斜率的直线运动，该指令为模态指令。其编程格式为：G01 X_ Y_ Z_ F_ 或G01 U_ V_ W_ F_ 。说明：①刀具运动的进给速度由F指令（模态）决定；②G01指令后的坐标值可取绝对尺寸，也可取增量尺寸，由G90/G91决定。3.圆弧插补指令G02/G03圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的进给速度F作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。使用圆弧插补指令G02/G03的编程格式有两种：第一种，用I、J、K指定圆心位置：G17/G18/G19 G02/G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_ ；第二种，用圆弧半径R指定圆心位置：G17/G18/G19 G02/G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ 。说明：①G17/G18/G19指令为坐标平面选择指令，G17，G18，G19分别为XY，XZ，YZ平面选择。数控车削时，由于刀具工作平面仅为XZ平面，故不必书写；②圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）指令，圆弧插补的顺逆可如下判断：向圆弧所在平面（如XZ平面）的垂直坐标轴的负方向（-Y）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03；③X、Y、Z为圆弧终点坐标值。绝对编程时，X、Y、Z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，相对编程时则为圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标值；④无论G90或G91,I、J、K为增量值。⑤圆心坐标I、J、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Y、Z坐标轴方向上的分矢量，I、J、K为增量值，且当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取&-&号；图8-11和图8-12分别为采用绝对坐标系的顺时针圆弧插补（G02）和采用相对坐标系的逆时针圆弧插补（G03）。图8-11 顺圆插补（G02），绝对编程图8-12 逆圆插补（G03），相对编程⑥用半径R指定圆心位置时，不能描述整圆。同一半径R所描述的圆弧，从圆弧起点到终点有两个圆弧的可能性，为此规定圆心角&&180o时，用&+R&表示，如图8-13中的圆弧1；&＞180o时，用&-R&表示，如图8-13中的圆弧2。图8-13 圆弧插补的+R与-R4.刀具半径补偿指令G41、G42、G40数控加工中，刀具切削刃的运动轨迹形成工件表面轮廓。当采用圆柱形（或其它圆形）刀具时，切削刃与刀具的中心距离一个刀具半径值，这将使得刀具中心的运动轨迹偏离工件轮廓，但实际编程中的移动指令（如G00，　G01，G02/G03等）均是对刀具中心而言。为了编程方便，一般数控装置都具有刀具半径补偿功能，即编程时不需计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。执行刀具半径补偿指令后，数控装置便能自动计算并使刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而使切削刃加工出所要求的工件轮廓。G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿，如图8-14（a）所示；G42为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动方向时的半径补偿，如图8-14（b）所示；G40为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42指令无效。G40必须和G41或G42成对使用。
a) 左补偿 b) 右补偿图8-14 刀具半径补偿5.刀具长度补偿指令G43、G44、G49当使用不同规格及类型的刀具加工或刀具磨损时，为了不必重新调整刀具或重新对刀，可在程序中用刀具长度补偿指令补偿刀具尺寸的变化。其编程格式为：G43/G44 Z& H&。说明：G43为刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿，G49为撤销刀具长度补偿指令。Z值为刀具长度补偿值，补偿量（或称偏置量）存入由H代码指定的存储器中，并与偏置号相对应（与前述刀具偏置意义相同）。6.固定循环在数控加工中，加工余量较大的表面或多次走刀才能完成的轮廓表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。各类数控系统复合循环的形式和编程方法相差很大，下面仅就FANUC系统的外圆粗车固定循环作一简单论述。其它复合循环（如钻孔循环、深孔加工循环等）读者可参阅各类数控系统说明书。在FANUC系统中，G70为精车循环，G71为外圆粗车循环，G72为端面粗车循环，G73为固定形状粗车循环。G71编程格式为：G71 P(ns) Q(nf) U(&Du) W(&Dw) D(&Dd) F_ S_ T_说明：ns&&循环程序段中第一个程序段的顺序号；nf&&循环程序段中最后一个程序段的顺序号；&Du&&径向（X轴方向）的精车余量，以直径值指定；&Dw&&轴向（Z轴方向）的精车余量；&Dd&&每次吃刀深度。图8-15为采用G71粗车外圆的加工路径。图中，C点是粗车循环的起点，A点是毛坯外径与端面轮廓的交点，&Dw是轴向（Z轴方向）的精车余量，&Du/2是径向（X轴方向）的精车余量，&Dd是切削深度，e是回刀时的径向退刀量（由参数设定），R表示快速进给，F表示切削进给。
图8-15 外圆粗车循环G718.4.2数控车削工艺1.数控车削的主要加工对象⑴轮廓形状复杂或尺寸、形状精度难于稳定控制的回转体零件；⑵精度要求特别高的回转体零件；⑶其它零件　。2.数控车削工艺基本特点普通车床受控于操作工人，车床的切削用量、走刀路线、工序的工步等一般都是由操作工人自行选定。因此，在普通车床用的工艺规程实际上只是一个工艺过程卡。数控车床加工的程序是数控车床的指令性技术文件。数控车床受控于数控指令，加工的全部过程都是按程序指令自动进行的。所以，数控车床加工程序与普通车床加工工艺规程有较大差别，涉及的内容也较广。数控车床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸以及车床的运动过程。因此，要求编程人员对数控车床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。工艺方案的好坏在很大程度上会影响车床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。3.数控车削加工工艺的主要内容数控车削加工工艺主要包括如下内容：①选择适合在数控车床上加工的零件，确定工序内容。②分析被加工零件的设计图纸，明确加工内容及技术要求。③确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。④加工工序的设计。如选取零件的定位基准、选择装夹方案、划分具体工步、选择刀具和确定切削用量等。⑤数控加工程序的调整。如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿量及确定加工路线等。4.数控车削应注意的几个问题⑴工件坐标系零点设置及对刀问题为使基准重合并便于计算和编程，一般选择工件回转中心为径向零点（X=0），工件某一端面为轴向零点（Z=0）。数控加工中较常用对刀方法有定位对刀法、光学对刀法、ATC对刀法和试切对刀法。目前，数控车床大多采用试切对刀法，其得到的结果更加准确可靠。数控车削加工的试切对刀过程如下：①X向：移动车刀至工件表面，试切外圆表面，X向不动，沿Z向退出车刀至安全位置，停车。实测&d值，输入至刀具参数值（用G54建立工件坐标系时输入至刀具偏置值）。L以不影响测量为易，一般为5-10mm。如图8-16所示；②Z向：移动车刀至工件端面，试切端面，Z向不动，沿X向退出车刀至安全位置，停车。将刀具参数值Z取为0（该端面设为工件Z向零点且不再需要加工）或其他数值（考虑工件轴向零点及端面加工余量需要）。如图8-17所示。 图8-16 X向对刀示意图 图8-17 Z向对刀示意图⑵车削圆弧表面时的过切问题车削圆弧表面时，若所选刀具不恰当，可能导致&过切&现象。如图8-18所示，用主偏角Кr=90o的车刀车削圆弧AB时，在圆弧的起点A及圆弧的前、中段，切削刃工作正常。刀具进入圆弧后段后，随着切削刃的径向切入，实际工作副偏角越来越小，刀具副切削刃将逐步直接参与切削，直至副切削刃切入工件轮廓内部，形成过切。图8-18车削中的过切过切会使工件产生形状和尺寸误差，加工中一定要避免。特别是微小的过切，往往容易被忽视，但它对工件和刀具都是有害的。由图8-18可知，形成过切的原因是因为工件轮廓的切平面与刀具副后刀面相交，所以选择刀具时一定要注意分析工件轮廓的尺寸与形状精度要求，并考虑刀具的结构特点。图8-18中，若选用Кr90o或刀尖角小一些的车刀，都可以有效地避免过切现象。当然，实际生产中还有很多方法，如采用圆弧刃、磨出过渡面等等，都可以解决这类　问题。8.4.3数控铣削加工工艺1.数控铣削加工的主要对象 ⑴平面类零件。 ⑵变斜角类零件。 ⑶空间曲面轮廓零件。 ⑷箱体类零件。⑸螺纹。2. 数控铣削应注意的几个问题⑴加工平面选择 数控铣削加工时，对工件平面的加工首先要正确选择加工平面。一般通过在数控程序中由G17、G18、G19代码分别选择XY、XZ、YZ平面。 ⑵安全距离与切削平面数控铣削加工时，铣刀切削的工件实际表面为切削平面。为了保证快速进给或退刀行程中刀具与工件、夹具不发生干涉，在不进行工作进给时，刀具应与切削平面相距一个安全值，此即为安全距离，其大小可根据具体加工情况确定。加工工件的凹坑表面时，安全距离的设定要考虑实际切削表面与工件外轮廓表面的距离对切削行程的影响。⑶刀具半径补偿刀具半径补偿的意义已如前述。加工中要注意左、右补偿的区分，即注意加工路径的方向，否则容易造成事故。⑷下刀点、切入点及切入与切出方式切削工件表面轮廓时，如果直接从工件轮廓某处下刀切削，将会在该处留下较为明显的切削痕迹。这在精加工中（尤其是封闭轮廓）是不允许的。为此，有些数控系统铣削加工编程方法规定了轨迹延长，以使刀具下刀点离开工件轮廓一小段距离，并以某一方式移动至切入点，再开始切削工件轮廓。切削结束后，刀具以矢量方向相反的同一方式从切出点退出工件轮廓。一般来说，数控系统规定了三种轨迹延长的切入切出方式：①沿工件轮廓的切入、切出点表面切线切入和切出工件，用G45 A-指定，A后的参数确定下刀点至切入点沿工件轮廓的切向距离；②沿工件轮廓的切入、切出点表面法向的1/2圆弧切入和切出工件，用G46 A-指定，A后的参数确定下刀点至切入点沿工件轮廓的法向距离，即为刀具移动的圆弧直径；③沿工件轮廓的切入、切出点表面法向的1/4圆弧切入和切出工件，用G47 A-指定，A后的参数确定下刀点至切入点刀具移动的圆弧半径。图6-20a）、b）、c）分别表示了G45、G46、G47指定的刀具轨迹延长切入方式，图b）中A后的参数为2R，图c）中A后的参数为R。切出方式与此相同，但方向相反。G45、G46、G47功能结束后，用G40取消。 需要说明的是，这里所指的G45、G46、G47与我国标准代码的规定不一致，并且多数数控系统的功能也不相同，使用时一定要按照数控系统说明书进行。如果数控系统不具备该项功能，精加工时建议按图8-19所示的方式预先编写一段程序，以便获得好的表面质量。a) 直线切入 b) 1/2圆弧切入 c) 1/4圆弧切入图8-19 切入方式⑸对刀 在数控铣床或加工中心机床上，确定对刀点在机床坐标系中位置的操作称为对刀。它是使数控铣床（或加工中心）主轴中心与对刀点重合，利用机床坐标显示确定对刀点在机床坐标系中的位置，从而确定工件坐标系在机床坐标系中的位置。简单地说，对刀就是告诉数控机床工件装夹在机床工作台的什么地方。 对刀方法应与零件的加工精度相适应，生产中常使用百分表、中心规、高度表、寻边器等工具。 　
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