数控机床加工是一种高效率、高精度的自动化加工方法，可以有效地解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，因此对数控编程技术提出了越来越高的要求，但手工编程即经济又实用，不受特别要求的制约，不需要先进行准确的CAD制图、实体建模，然后再进行加工、后处理等过程，而且编程快捷、简便，因此被广泛应用。许多重要的经验也都来源于手工编程，才使自动编程更加合理。下面就数控机床的手工编程浅谈一些看法。
一、椭圆形状在HOUSER坐标磨床上编程
对于一些有椭圆、样条线或者齿轮等特殊形状的零件，大多数编程软件不能 自动编制坐标磨床的程序，只有借肋坐标点进行手工编程，用直线逼近法编程，程 序很长，加工出的零件表面不光滑。用圆 弧逼近法手工编程，程序不很长，表面光 滑，精度达到±0.005mm以内。
HOUSER坐标磨床的直线插补与其他数控机床一样，都是“G01 X Y”， 但圆弧插补不同，它是由“G02(G03)X Y R F C”组成，其中“X Y ”指圆弧的终点坐标值，“R ”指圆弧的半径，“C ”指旋转轴的旋转角度，也就是圆弧 的圆心角，“F ”指进给速度，不同的圆 弧，F 值不同，通常对于外圆弧，进给速 度F =(R +U )/R，对于内圆弧，进给速度 F =(R —U )/R，其中U 指砂轮的半径。因 此，只需算出圆弧的起点坐标值、终点 坐标值、半径和圆心角，即可编出圆弧 HOUSER坐标磨程序。
如何用圆弧来逼近椭圆、样条线等特殊曲线?又如何一次性获取这些圆弧的各种坐标值?下面笔者用C A X A电子图板为工具，利用椭圆是左右、上下对称图形的原理，算出1/4椭圆的坐标值，通过对称即可算出全周坐标值。
在CAXA 电子图板XP软件中，选择“椭圆”→输入“长轴”和“短轴”， 设置起始角 为0 度，终止角为 90 度，显 示精度为0.001mm，基准点设在(0，0)上，画出1/4椭圆，在此1/4椭圆上 设置36个等分点，注意样条显示精度为0.001m m，用三点画圆的方法，依靠这36个等分点准确画出18个圆弧，用“工 具”→“查询”→“元素属性”→选取 这18个圆弧，即可得到这18个圆弧的 圆心坐标、起点坐标、终点坐标、半径和圆心角，有了这些关键数据，椭圆的 HOUSER坐标磨床的程序即可轻松编出。
二、采用圆弧切入、切出进退刀方式的手工编程
采用圆弧切入、切出的进退刀方式可避免工件的抗力，避免加工表面的 差异。手工编制圆弧切入、切出可根据刀具半径R的大小，自定义一个半径为R+5的一个半圆。如图1所示，选用Ф 10 的刀具铣方凸台，自定义的半圆半径=5+5=10mm，因材料较硬，所以采用逆铣方式，圆弧切入、切出的程序如下。
G90 G00 G54 X-15.00 Y-30.00; G43 H1 Z0 S800 M03;
G01 Z-2. F30;
G42 D20 X-25.00 Y-30.00 ;
G02 X-15.00 Y-20.00 I10.00 J0.00 ;
G02 X-20.00 Y-15.00 I0.00 J5.00 ;
G01 X-20.00 Y15.00 ;
G02 X-15.00 Y20.00 I5.00 J0.00 ; G01 X15.00000 Y20.00 ;
G02 X20.00 Y15.00 I0.00 J-5.00 ; G01 X20.00 Y-15.00 ;
G02 X15.00 Y-20.00 I-5.00 J0.00 ; G01 X-15.00 Y-20.00 ;
G 0 2 X - 5 . 0 0 Y - 3 0 . 0 0 I 0 . 0 0 J-10.00 ;
G01 X-15.00 Y-30.00 ; G00 Z0 M05;
G40 Z0; G28 Z0; M30;
三、设置多个刀具半径补偿，一次性使用
如图2 的刃口形状，精度要求比较高的零件，需要不断设置刀具半径补偿，由大到小，逐渐将余量切除，以下程序可以一次性下刀，不断调用刀具半径补偿，直到铣削完成。
刀具是ф12 铣刀，单边余量为0.5mm，在刀具补正器中设置D21为6.4，D22 为6.3，D23为6.2，D24为6.1，D25为6.0。
主程序
G90 G00 G54 X0 Y-16;
G43 H1 Z0 S800 M03; G01 Z-2 F30;
D21
M98 P0001
D22
M98 P0001
D23
M98 P0001
D24
M98 P0001
D25
M98 P0001
G00 Z0 M05
G40 Z0
G28 Z0
M30
子程序 P0001
G90 G00 G54
G01 G42 X-11. Y-16. ; G02 X0. Y-5. I11. J0.; G01 X10. Y-5. ;
G03 X10. Y5. I0. J5. ; G01 X-10. Y5. ;
G03 X-10. Y-5. I0. J-5. ; G01 X-10. Y-5. ;
G02 X11. Y-16. I0. J-11.; G01 X0. Y-16. ;
M99;
四、对于一个零件上有多个相同形状凹槽的编程
如图3 ，铣不规则的长腰型凹槽，利用G52指令建立多个局部 坐标系，只需编一个长腰型的程序，其他的长腰型程序调用这一个长腰型程序即可，程序如下。
主程序：
G90 G00 G54 X0.00000 Y0.00000; G43 H1 Z0 S800 M03;
G52 X-144.000 Y148.000 M98
P0001;
G52 X-0.000 Y174.000 M98
P0001;
G52 X144.000 Y148.000 M98
P0001;
G52 X-184.000 Y50.000 M98
P0001;
G52 X-144.000 Y56.000 M98
P0001;
G52 X0.000 Y81.000 M98 P0001; G52 X144.000 Y56.000 M98
P0001;
G52 X184.000 Y50.000 M98
P0001;
G52 X-184.000 Y-50.000 M98
P0001;
G52 X-132.000 Y-40.000 M98
P0001;
G52 X132.000 Y-40.000 M98
P0001;
G52 X184.000 Y-50.000 M98
P0001;
G52 X0.000 Y-81.000 M98 P0001; G52 X-132.000 Y-140.000 M98
P0001;
G52 X132.000 Y-140.000 M98
P0001;
G28 Z0 M05; M30; 子程序P0001
X0 Y0
G01 Z-2. F30;
G42 D20 X0.000 Y8.000 ; G01 X8.000 Y8.000 ;
G02 X8.000 Y-8.000 I0.000
J-8.000 ;
G01 X-8.000 Y-8.000 ;
G02 X-8.000 Y8.000 I0.000
J8.000 ;
G01 X0.000 Y8.000 ; G01 X2. Y8.000 ;
G00 Z0; G40 Z0; M99;
五、对于圆形阵列的相同形状凸台的编程
如图4，对于圆形上相同形状的凸台，只需编制一个凸台的程序，利用G68 旋转功能和G91相对坐标即可完成全部凸 台的程序。程序如下。
主程序
G90 G 0 0 G 5 4 X 5 . 5 2 8 0 1
Y13.92949;
G43 H1 Z0 S800 M03; G01 Z-2. F30; M98 P0001 L7
G69
G28 Z0 M05
M30 子程序P0001
G68 X0 Y0
G91 51.4286
G42 D20 X0.00000 Y28.52730 ; G01 X5.00000 Y33.52730 ;
G01 X5.00000 Y43.81780 ;
G 0 3 X 4 . 0 9 0 9 1 Y 4 4 . 8 1 3 6 6
I-1.00000 J0.00000 ;
G 0 3 X - 4 . 0 9 0 9 1 Y 4 4 . 8 1 3 6 6
I-4.09091 J-44.81366 ;
G 0 3 X - 5 . 0 0 0 0 0 Y 4 3 . 8 1 7 8 0
I0.09091 J-0.99586 ;
G01 X-5.00000 Y33.52730 ; G01 X0.00000 Y28.52730 ; G00 Z0
G40 Z0; M99
以上程序都是在HOUSER S35-400坐 标磨床、DMC1035V加工中心和MCV1250加 工中心上实际应用过的。手工编程便于 修改调试，又精简了程序，便于充分发挥机床控制系统本身的强大功能，对零 件的加工精度可实时控制，在实际加工 中取得了良好的效果。特别是在具有相 同加工特征的零件上，可以实现粗、精 铣分开，获得较高的尺寸精度和表面质量，有效解决因余量过大或不均带来的 刀具受损、零件变形的问题，提高加工 质量，充分发挥数控系统性能。
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