学习任务一 台阶轴的编程与模拟加工

建议学时

16学时

情景描述

牡丹江技师学院委托机械工程系加工一批台阶轴生产任务，机械系主任将生产任务交给数控车削加工车间。为了锻炼学生们的实际工作能力，尽早与企业生产相融合，数控车间主任将台阶轴的数控编程与模拟加工任务交给了学生。学生们通过这个任务需要学习微机室管理规定，认知数控车削模拟加工，认真分析零件图样，制定相应加工方案，熟悉数控仿真加工软件的基本操作，根据相应资料编写零件加工程序，并且通过模拟加工检验程序的可行性，制定最终加工方案。零件图样如图1-0-1所示。

工作流程

学习活动1 台阶轴的数控加工工艺处理与编程

学习活动2 台阶轴的数控模拟仿真加工

学习活动3 台阶轴的模拟检验

学习活动4 学习成果展示与总结评价

学习活动1 台阶轴的数控加工工艺处理与编程

学习目标

1．能遵守微机室的各项管理规定，按照要求规范使用计算机。

2．熟悉数控技术基础知识。

3．明确数控车床操作基本要求。

4．了解数控车削加工基础知识。

5．完成台阶轴零件的数控车削加工工艺分析，并制定数控加工丁艺路线。

6．熟悉数控车床操作面板，能利用相应指令设置机床动作。

7．能够编写台阶轴数控车削加工程序。

8．能够使用数控机床仿真软件进行台阶轴的模拟加工。

学习过程

一、微机室管理章程

1．微机属贵重教学设备，机房管理人员必须忠于职守，认真搞好机房的各项管理工作，确保设备的安全和教学工作的正常进行。

2．进入微机室必须穿鞋套，不穿者禁止入内。进入微机室操作的学生和老师要爱护计算机及其设备，未经管理人员允许，不准动室内任何设备。

3．在微机室操作的学生和老师要保持安静，走路要轻，不准大声喧哗，不准在室内跑动、打闹。

4．在微机室内不准吃小食品，不准向室内丢弃果皮、纸屑等。

5．不准私自将磁盘及其计算机部件带入室内，需使用外来磁盘或软件，必须经管理人员严格检查后才能在微机室内使用。

6．上微机课的班级上课前不准提前进入微机室，下课后不准推迟离开微机室。学生进入微机室后直到学生离开微机室前，授课教师不得离开微机室。

7．每班下课后对微机教室进行清理，捡拾垃圾纸屑，离开前把凳子摆放整齐。

8．学生进微机室要自觉维护机房的环境卫生。

9．每位代课教师在上课前让学生检查有没有计算机硬件损坏，计算机能不能正常工作，认真填写实习记录表。

10．每位代课教师必须对所代班级的学生固定计算机并登记，便于管理。

11．未经许可，不得运行与实习内容无关的程序，严禁私自携带各类游戏软件上机运行。

12．机房管理人员有对各类违章行为进行监督的权力，凡属违章操作造成的事故，学校将给予当事人以纪律处分和经济处罚。

13．以上规定从颁布之日起立即生效，管理人员应对本制度认真执行。

二、了解数控技术基础知识

（一）数控技术与机床数控技术

数控技术，简称数控（Numerical Control，NC），它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控技术在机床控制中应用广泛，形成了数控技术发展主流——机床数控技术和机床数控系统。机床数控系统能够逻辑地处理使用代码或者其他符号编码指令规定的程序，能够自动完成机床加工信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。

应用数控技术或装有数控系统的机床称为数字控制机床（Numerically Control Machine，NCM），简称数控机床。随着电子技术的发展，数控机床采用了计算机数控（Computerized Numerical Control，CNC）系统，因此也称为计算机数控机床或CNC机床。

数控机床产生于20世纪50年代，它综合了计算机技术、自动控制、精密检测和精密制造等方面的科技成果，是集机、电、液、气、光于一体的新型自动化机床。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数，如进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件（即数控加工程序），存放在信息载体（如磁盘、穿孔纸带、磁带等）上，然后由机床上的数控系统读入（或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入），通过对其译码，从而控制机床动作和加工零件。

（二）数控技术的产生

随着电子技术的发展，1946年世界上第一台电子计算机问世，由此掀开了信息自动化的新篇章。数控技术由此产生，并进一步发展壮大，其性能也越来越可靠，功能越来越强大。总的来说，数控技术的发展经历了以下几个阶段。

1．第一代数控系统。1948年美国密歇根州的一个小型飞机工业承包商帕森斯公司（Parsons Corporation）在制造飞机的框架及直升机的转动机翼轮廓样板时，提出了采用电子计算机对加工轨迹进行控制和数据处理的设想，后来得到美国空军的支持，并与美国麻省理工学院合作，于1952年研制出第一台三坐标数控铣床。帕森斯的设想考虑到刀具直径对加工路径的影响，使得加工精度达到±0.0038cm（这在当时水平是相当高的），因而获得了专利。1954年底，美国本迪克斯公司（Bendix Corporation）在帕森斯专利的基础上生产出了第一台工业用的数控机床。数控机床的控制系统（专用电子计算机）采用的是电子管，其体积庞大，功耗高，仅在一些军事部门中承担普通机床难以加工而又形状复杂的零件的加工任务。这时数控机床的控制系统是第一代数控系统。

2．第二代数控系统。1959年晶体管出现，电子计算机应用晶体管元件和印制电路板，从而使机床数控系统跨入了第二代。而且1959年克耐·杜列克公司（Keaney& Trecker Corporation）在数控机床上设置了刀库，并在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，以缩短刀具的装卸时间和减少零件的定位装夹时间。人们把这种带自动交换刀具功能的数控机床称为加工中心（Machining Center, MC）。加工中心的出现，把数控机床的应用推上了一个更高的层次，它一般都集铣、钻等功能于一身，为以后立式加工中心、卧式加工中心、车削中心、磨削中心、五面体加工中心、板材加工中心等的发展打下了基础。今天加工中心已成为市场上非常畅销的一个数控机床品种。从1960年开始，美国、日本等工业国家都陆续开发、生产及使用数控机床。

3．第三代数控系统。1965年，出现了小规模集成电路，它的应用使数控系统的可靠性进一步提高，数控系统发展到第三代。

以上三代，都是采用专用控制计算机的硬逻辑系统，因此都属于硬逻辑数控系统（NC）。装有这类系统的机床为普通数控机床，简称NC机床。由于点位控制的数控系统比轮廓控制的数控系统要简单得多，在该阶段，点位控制的数控机床得到很大发展。1967年英国Mollin Corporation公司将7台机床用IBM计算机集中控制，组成Mollin24系统。该系统首开柔性制造系统（Flexible Manufacturmg System，FMS）的先河，能执行生产调度程序和数控程序，具有工件储存、传送和自动检验的功能，能加工小于300mm× 300mm的丁件，适合于几件到上百件的小规模生产。

4．第四代数控系统。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了利用小型计算机取代专用数控计算机且数控的许多功能由软件程序实现的计算机数控系统。数控系统进入第四代。

5．第五代数控系统。1974年，美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统，简称微机数控（Microcomputer：Numerical Control，MNC），这就是第五代数控系统。自此，开始了数控机床大发展时代。进入20世纪80年代，微处理器发展更加迅速，极大地促进了数控机床向柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell, FMC）、柔性制造系统（FMS）方向发展，并奠定了向规模更大、层次更高的生产自动化系统，如计算机集成制造系统（CIMS）、自动化工厂（FA）方向发展的坚实基础。随着个人计算机（PC）技术性能和可靠性的不断提高，20世纪80年代末期，又出现了以PC机为基础的计算机数控系统。由于其具有良好的开放性，发展速度很快，从90年代开始不断推出该系统的新产品。

（三）数控技术在我国的研究与发展

我国从1958年开始研制数控机床，一些高等院校、科研单位、企业从采用电子管着手，到20世纪60年代曾研究出部分样机。1965年开始研制晶体管数控系统，60年代末到70年代初曾成功研究出非圆齿轮插齿机、数控立铣床以及数控车床、数控磨床、加工中心等。这一时期国产数控系统的稳定性、可靠性尚未得到很好的解决，因而也限制了国产数控机床的发展。而数控线切割机床由于结构简单、价格低廉、使用方便等优势，得到了较快的发展。据资料统计，1958年至1979年，我国共生产数控机床4180台，其中数控线切割机床占86%左右。20世纪80年代，我国开始走技术引进和自行研制相结合的道路，从国外引进新技术和以日本FANUC系列为主的数控系统，开始批量生产微处理器数控系统，掀起了我国数控机床新的发展高潮，我国开发了立式、卧式加工中心，立式、卧式数控车床，数控铣床，数控钻、镗床，数控磨床等，同时还在立式、卧式加工中心基础上，配置有10个工件位置的自动交换工作台（Automatic Pallet Change），组成柔性制造单元，可以进行夜间（二、三班）无人（或少人）看管自动加工，安装不同工件，实现混流加工，用软件控制工作台的任选交换，识别工件并按工件自动调出相应的加工程序，还相应地建造了规模较大的FMS。80年代末期，我国在一定范围内探索实施CIMS，且取得了一些有益的经验。90年代，我国加强了自主知识产权数控系统的研制工作，而且取得一定的成效，如在五轴联动数控系统、高精度车床数控系统、数字仿形系统、中低档数控系统等方面都取得了较大的成果。

目前，我国已有几十家机床厂能生产不同类型的数控机床和数控加工中心机床，建立了以中、低档数控机床为主的数控产业体系，在高档数控机床的研制方面也有了较大的进展。在数控技术领域，我国和先进工业国之间仍存在着不小的差距，但这种差距正在不断缩小。

（四）数控技术的发展趋势

随着世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的各个组成部分提出了更高的性能指标要求。数控技术的典型应用是FMC、FMS、CIMS。其发展趋势具体表现在以下几个方面。

1．向高速度、高精度加工方向发展。速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量，特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，它对机床各坐标轴位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，这两项技术指标又是相互制约的。目前主要研究集中在以下几个方面。

（1）数控装置。随着数控机床向高速度、高精度方向发展的需要，数控装置要能高速处理输入的指令数据并计算出伺服机构的位移量，而且要求伺服电机能快速作出反应。目前高速主轴单元（电主轴）转速已达15000～100000r/min：进给运动部件不但要求高速度，且要求具有高的加速、减速功能，其快速移动速度达60～120m/min，工作进给速度已高达60m/min以上。微处理器芯片的迅速发展，为数控系统采用高速处理技术提供了保障。CPU已由20世纪80年代的16位（如FANUC-6M等）发展为现今的32位（如FANUC-15等）以及64位。20世纪90年代还出现了精简指令集（RISC）芯片的数控系统（如FANUN-16等）。CPU的频率由原来的10MHz，提高到几百兆赫、上千兆赫，甚至更高，进一步提高了系统的运算速度。

（2）伺服系统。伺服驱动技术是数控技术的重要组成部分。与数控装置相配合，伺服系统的静态和动态特征直接影响机床的位移速度、定位精度和加丁精度。现在，直流伺服系统被交流数字伺服系统所取代；伺服电机的位置、速度及电流环都实现了数字化；并采用了新的控制理论，出现了不受机械负荷变动影响的高速响应系统。这样就提升了数控机床的加工速度与加工精度。

①前馈控制技术。过去采用的把检测器发出的信号与位置指令的差值乘以位置环增益作为速度指令的伺服系统，总是存在着跟踪滞后误差，这使得在加工拐角及圆弧时加工精度恶化。

目前，在原来的控制系统上加上速度指令的控制方式，即所谓的前馈控制，使伺服系统的跟踪滞后误差大大减小。

②机床静、动摩擦的非线性补偿控制技术。机械静、动摩擦的非线性会导致机床爬行。除了在机械结构上采取措施降低摩擦外，新型的数控伺服系统具有自动补偿机械系统静、动摩擦非线性的控制功能。

③伺服系统的位置环和速度环（包括电流环）均采用软件控制，如数字调解和矢量控制等。为适应不同类型机床、不同精度和不同速度的要求，预先调整加速、减速性能。

④采用高分辨率的位置检测装置。如高分辨率的脉冲编码器，内有微处理器组成的细分电路，使得分辨率大大提高，增量位置检测分辨为1000脉冲数/转以上，绝对位置检测分辨率为1000000脉冲数/转以上。

⑤补偿技术得到了发展和应用。现代数控系统都具有补偿功能，可以对伺服系统进行多种补偿，如丝杠螺距误差补偿、齿侧间隙补偿、轴向运动误差补偿、空间误差补偿和加热变形补偿等。

2．向多功能化与复合化加工方向发展。

（1）配置多种遥控接口和智能接口，具有更高的通信功能。系统除配置RS232串行接口、RS422等接口外，还有DNC（Direct Numerical Control，直接数控，也称群控）接口。为适应网络技术的需要，许多数控系统带有与工业局域网（LAN）通信功能，而且近年来不少数控系统还带有MAP（Manufacturing Automation Protocol，制造自动化协议）等高级工业控制网络接口，以实现不同厂家和不同类型机床联网的需要。

（2）数控机床一机多能，以最大限度地提高设备利用率。机械结构技术更多地采用机电一体化结构。为了提高自动化程度，采用自动交换刀具，自动交换工件，主轴立、卧自动转换，工作台立、卧自动转换，主轴带C轴控制，万能回转铣头，以及数控夹盘、数控回转工作台、动力刀架和数控夹具等。为了提高数控机床的动态特性，将伺服系统和机床主机进行很好的机电匹配，同时主机也借助计算机进行模块化、优化设计。

3．向基于PC的开放式数控系统方向发展。由于PC具有良好的人机界面，软件资源特别丰富，近年来CPU主频高达2000MHz以上、内存256MB以上、外存80GB以上已是常见之事；相应的Win dows界面更加友好，功能更趋完善，其通信功能、联网功能、远程诊断和维修功能将更加普遍具备。在系统的操作性能方面，具有友好的人机界面，普遍采用薄膜软按钮的操作面板，减少指示灯和按钮数量，使操作一目了然；大量采用菜单选择操作方式，使操作越来越方便。CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示技术大大提高，彩色图像显示已很普遍，不仅能显示字符、平面图形，还能显示三维图形，甚至显示三维动态图形。更重要的是PC成本低廉，可靠性高。日本、美国、欧盟各国等正在开放式的PC平台上进行“开放式数控系统”的研究，包括标准、结构、编程、通信、操作系统以及样机的研制等。

4．向高可靠性方向发展。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标，它取决于数控系统和各伺服驱动单元的可靠性。

（1）大量采用高集成度的芯片、专用芯片及混合式集成电路，提高了硬件质量，减少了元器件数量，这样就降低了功耗，提高了可靠性。新型大规模集成电路采用表面贴装技术，实现了三维高密度安装工艺。元器件经过严格筛选，建立由设计、试制到生产的一整套质量保证体系，这使得数控系统的平均无故障时间达到10000～36000h。

（2）增强故障自诊断、自恢复和保护功能。

5．向智能化方向发展。随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化将不断提高。

（1）引进自适应控制技术。在加工过程中，数控系统可检测一些重要信息，如工作状态、特性等，并自动调整系统的有关参数，以达到或接近最佳工作状态。

（2）引入专家系统。将熟练工人和专家的经验、加工的一般规律与特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。当前已开发出模糊逻辑控制和带自学习功能的人工神经网络的数控系统和其他数控加工系统。

（3）引入故障自诊断、自修复系统。利用CNC系统的内装程序实现在线故障诊断，一旦出现故障，立即采取停机等措施，并通过CRT进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等，并利用“冗余”技术，自动使故障模块脱机，接通备用模块。

（4）引进模式识别技术。应用图像识别和声控技术，使机器自己辨识图样，按照自然语言命令进行加工。

（5）应用智能化伺服驱动装置。可以通过自动识别负载而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。

6．向数控编程自动化方向发展。数控编程技术是实现数控加工的主要环节，当前其发展趋势有如下几点：

（1）从脱机编程发展到在线编程。传统的编程是脱机进行的，由人工、计算机以及编程机来完成，然后再输入到数控装置。现代的CNC装置有很强的存储和运算能力，把很多自动编程机具有的功能移植到数控装置的计算机中来，在人工操作键盘和彩色显示器的作用下，在线以人机对话方式进行编程，并具有前台操作、后台编程的功能。

（2）具有机械加工技术中的特殊工艺和组合工艺方法的程序编制功能。除了具有圆切削、固定循环和图形循环功能外，还有宏程序设计、子程序设计功能，会话式自动编程、蓝图编程和实物编程功能。

（3）编程系统由只能处理几何信息发展到几何信息和工艺信息同时处理的新阶段。新型的CNC系统中装入了小型工艺数据库，在在线程序编制过程中可以自动选择最佳切削用量和适合的刀具。

三、零件图纸分析

1．仔细阅读图纸，了解本次加工任务。

2．认真分析零件图样，写出零件加工的主要尺寸，并进行相应的尺寸公差计算，为零件的编程做好准备。

（1）外圆主要尺寸。

（2）长度主要尺寸。

（3）圆弧主要尺寸。

3．列举出带有公差的尺寸，并计算其极限尺寸，说明在加工过程中精度控制范围要求。

（1）带有公差要求的尺寸。

（2）极限尺寸。

（3）加工过程中尺寸精度控制范围。

（4）小组讨论尺寸公差对零件使用的影响。

四、数控刀具选择

1．了解数控加工常用刀具，将下列刀具的名称及用途填入表1-1-1。

2．查阅刀具使用手册，说明下列刀具适合加工哪类零件（表1-1-2）。

3．完成本零件图的刀具选择，将所选刀具填入表1-1-3。

4．根据普通车床加工步骤，描述数控机床加工台阶轴步骤。

5．制定本零件图的数控车削加工工艺（查阅相关资料，参照普通车床车削加工）。

6．查阅资料，完成该零件图的数控加工工序表（表1-1-4）。

五、数控加工程序编制

（一）数控车床的坐标轴

Z轴：Z轴的判定由“传递切削动力”的主轴所确定，对车床而言，工件由主轴带动作为主运动，则 Z轴与主轴旋转中心重合，平行于机床导轨。

X轴：X轴在工件的径向上，且平行于车床的横导轨。

坐标轴的方向：假定工件位置相对不变，则刀具远离工件的方向为正。从经济型数控机床坐标轴（前置刀架）（图1-1-1）和全功能数控机床坐标轴（后置刀架）（图1-1-2）可以看出数控车床的坐标轴方向。

（二）坐标系

1．笛卡儿坐标系。为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床坐标轴的方向和命名制定了统一标准，我国已制定了JB 30511982《数控机床坐标和运动方向》的数控标准。标准坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系，如图1-1-3所示，拇指即指向 X轴的正方向。伸出食指和中指，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是 Z 轴的正方向。X、Y、Z 轴的旋转轴分别命名为 A、B、C轴。

2．机床坐标系、机床零点和机床参考点。机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。

数控装置上电时并不知道机床零点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。

机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。

机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。

机床坐标轴的机械行程是由最大和最小限位开关来限定的。机床坐标轴的有效行程范围是由软件限位来界定的，其值由制造商定义。机床零点（OM）、机床参考点（Om）、机床坐标轴的机械行程及有效行程的关系如图1-1-4所示。

3．丁件坐标系、程序原点和对刀点。工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点（也称程序原点），建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。

工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。一般情况下，程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基准上。对车床编程而言，工件坐标系原点一般选在工件轴线与工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，如图1-1-5所示。

对刀点是零件程序加工的起始点，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。

可以通过CNC将相对于程序原点的任意点的坐标转换为相对于机床零点的坐标。加工开始时要设置工件坐标系，可以用G54～G59及刀具指令来选择工件坐标系。

（三）直径编程与半径编程

在数控车削编程中，X坐标值有两种表示方式，即直径编程和半径编程。

1．直径编程。在直径坐标方式编程中，X值为零件的直径值。由于零件在图样上的标注多为直径表示，所以大多数数控车削系统采用直径编程。常见的西门子系统默认直径编程。该方式用G23指令设定。

2．半径编程。采用半径编程时，X值为零件半径值或刀具实际位移。半径编程用G22指令设定。

（四）加工程序的基本格式

一个完整的程序由程序号、程序内容、程序结束三部分组成，如下所示：

1．程序号写在程序的最前面，必须单独占一行，由字母“0”加四位数字组成。

2．程序内容，它由许多程序段构成，每个程序段占一行，每个程序段由程序段号和程序段内容、程序段结束构成，程序段号以“N”开头，后为若干数字，程序段内容由若干个小程序块组成，每个程序块称为一个“字”，每个“字”由地址字（字母）和数值字组成，程序段结束用分号（；）表示。

（五）程序段格式

N ________ G ________ X ________ Z ________ F ________ S ________ T_______M_______

指令字符一览表见表1-1-5。

（六）编程规则

1．绝对坐标与增量坐标：本系统直接用地址符X、Z及后面的数字表示点在工件坐标系下的绝对坐标值，而用U、W及后面的数字表示轮廓上前一点到该点的增量值。

例如，在图1-1-1中，刀具轨迹由A切削到B，可以写成如下三种程序段形式：

G01   X25 Z20 F200
G01   U15   W10   F200
G01   X25    W10   F200

本系统可识别绝对坐标编程、增量坐标编程或混合坐标编程。

2．公、英制编程：FANUC系统用G21表指定公制编程，单位为毫米（mm），用G20来指定英制编程，单位为英寸（in）。

3．本系统的X轴方向坐标值，除特殊说明外，均采用直径值，坐标平面为XZ平面，数字输入可以通过系统参数来设定是否可以省略小数点。

（七）数控机床编程步骤

数控车削加工过程如图1-1-6所示，编程人员在拿到零件图样后，首先应准确地识读零件图样表述的各种信息，主要包括零件几何图样的识读，零件的尺寸精度、形位精度、表面精度的分析；再根据图样分析的结果制定工艺流程，包括加工设备的选择、工艺路线的确定、工夹刃量辅具的选择、切削用量的选择等内容；最后是数控编程阶段，主要包括相关数值的计算、程序编制、程序校验、首件试切等内容。下面我们对几个主要过程作详细讲解。

1．确定加工工艺。根据零件图样进行工艺分析，在此基础上选定机床、刀具与工夹辅具，确定零件加工的工艺路线、工艺步骤以及切削用量等工艺参数等。确定加工工艺应遵循以下两点：

（1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。

（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。

2．数值计算。根据零件图样上尺寸及工艺路线的要求，在规定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值（如几何元素的起点、终点、圆弧的圆心，两几何元素的交点或切点等坐标尺寸，有时还包括由这些数据转化而来的刀具中心轨迹的坐标尺寸），并以这些坐标值作为编程参照。

3．编制加工程序单及初步校验。根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿及刀具轨迹，按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式，编写零件加工程序单，并进行检查。

4．程序校验及试切。将编制好的程序通过键盘直接输入或通过传送电缆传送至数控机床，在有图形模拟功能的数控机床上，可进行图形模拟，或通过空运行检查程序每步的走刀位置是否与编程设计一致。确认程序可行后，进行首件试切。在试切削过程中检查切削用量的选择是否能满足零件的精度要求等。